一種四氯化硅冷氫化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種回收多晶硅副產(chǎn)物一一四氯化硅用到的設(shè)備，尤其涉及一種將四氯化硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅的冷氫化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前多晶硅生產(chǎn)主流技術(shù)路線為改良西門(mén)子，其中每生產(chǎn)一公斤多晶硅會(huì)副產(chǎn)20公斤左右的四氯化硅，對(duì)于該副產(chǎn)物的回收現(xiàn)有技術(shù)都是采用氯化硅冷氫化技術(shù)將其轉(zhuǎn)化成三氯氫硅(多晶硅生產(chǎn)的原料)，這樣就充分回收利用了四氯化硅；冷氫化反應(yīng)條件一般為l~4MPaG，400~600°C，反應(yīng)方程式為3SiCL4+2H2+Si=4SiHCL3，反應(yīng)在氣固相流化床中進(jìn)行，離開(kāi)冷氫化反應(yīng)器的高溫氣體溫度同反應(yīng)溫度接近，為400~600°C。為了達(dá)到氣固反應(yīng)條件，進(jìn)入冷氫化反應(yīng)器的四氯化硅液體需要汽化為氣體后才可以進(jìn)入反應(yīng)器發(fā)生反應(yīng)，汽化四氯化硅采用的是高溫導(dǎo)熱油加熱汽化。汽化后的四氯化硅與氫氣混合后經(jīng)過(guò)電加熱到550°C，在氣固相流化床進(jìn)行冷氫化反應(yīng)，反應(yīng)后的合成氣體(500°C)直接進(jìn)入下游濕法洗滌流程。
[0003]授權(quán)公告號(hào)為CN202400856U，授權(quán)公告日為2012年8月29日的中國(guó)實(shí)用新型專利公開(kāi)了一種四氯化硅汽化器，四氯化硅汽化器設(shè)置有導(dǎo)熱油進(jìn)口和導(dǎo)熱油出口，其分別通過(guò)分隔板分割的區(qū)域與換熱管連通，達(dá)到換熱的目的。四氯化硅液體通過(guò)管進(jìn)入汽化器，通過(guò)與換熱管中的導(dǎo)熱油換熱，達(dá)到熱量交換，汽化四氯化硅的目的。汽化之后的四氯化硅氣體通過(guò)四氯化硅出氣口導(dǎo)出汽化器。進(jìn)一步地，還可以通過(guò)排污管定期清除汽化液體中的各種雜質(zhì)以及不易汽化的各種物質(zhì)；通過(guò)液位計(jì)測(cè)量注入四氯化硅的量，從而保證汽化器內(nèi)四氯化硅可以高效汽化。該實(shí)用新型汽化四氯化硅采用的就是用高溫導(dǎo)熱油加熱汽化四氯化硅，采用這種汽化方式的缺陷在于:
[0004]1、汽化采用高溫導(dǎo)熱油，需要消耗大量的高溫導(dǎo)熱油，汽化成本較高；
[0005]2、在汽化四氯化硅時(shí)，需要不停的通入高溫導(dǎo)熱油，熱量損耗較大；
[0006]3、由于高溫導(dǎo)熱油的使用，需要嚴(yán)格密封，密封不嚴(yán)就會(huì)造成導(dǎo)熱油的泄漏，生產(chǎn)不易控制；
[0007]4、四氯化硅在轉(zhuǎn)化成三氯氫硅后，排出的合成氣體的溫度高達(dá)500°C左右，而這部分高溫混合氣體沒(méi)有經(jīng)過(guò)回收利用而直接進(jìn)入下游濕法洗滌流程，造成了熱量的浪費(fèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]為了克服現(xiàn)有四氯化硅冷氫化工藝存在的熱能浪費(fèi)、高溫導(dǎo)熱油消耗量大、汽化成本高的缺陷，本實(shí)用新型提供一種四氯化硅冷氫化裝置，該冷氫化裝置充分利用四氯化硅在進(jìn)行冷氫化反應(yīng)后的高溫合成氣體中的熱量汽化四氯化硅，大大減少了能量的消耗，同時(shí)不再使用高溫導(dǎo)熱油，大大降低了汽化成本。
[0009]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
[0010]一種四氯化硅冷氫化裝置，包括汽化器、電加熱器、冷氫化反應(yīng)器和除塵洗滌塔，其特征在于:所述汽化器通過(guò)管道分別與洗滌塔、電加熱器和冷氫化反應(yīng)器相連，所述電加熱器通過(guò)管道與冷氫化反應(yīng)器相連。
[0011]所述汽化器包括汽化罐體和換熱管，換熱管縱向排列在汽化罐體內(nèi)，汽化罐體的頂部設(shè)置有合成氣體進(jìn)口，汽化罐體底部設(shè)置有合成氣體出口，汽化罐體側(cè)面設(shè)置有四氯化硅液體進(jìn)口和四氯化硅氣體出口，合成氣體進(jìn)口和合成氣體出口與換熱管相連通，四氯化硅液體進(jìn)口和四氯化硅氣體出口與汽化罐體連通，所述合成氣體進(jìn)口通過(guò)管道與冷氫化反應(yīng)器的排氣口相連，所述合成氣體出口通過(guò)管道與除塵洗滌塔相連，所述四氯化硅氣體出口通過(guò)管道與電加熱器相連。
[0012]所述汽化器還包括折流板，折流板垂直連接在換熱管上。
[0013]所述換熱管有多根，相互平行安裝在汽化罐體內(nèi)；所述折流板有多塊，相互平行設(shè)置，換熱管垂直穿過(guò)折流板。
[0014]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0015]本實(shí)用新型包括汽化器、電加熱器、冷氫化反應(yīng)器和除塵洗滌塔，所述汽化器通過(guò)管道分別與除塵洗滌塔、電加熱器和冷氫化反應(yīng)器相連，所述電加熱器通過(guò)管道與冷氫化反應(yīng)器相連。汽化器不再采用導(dǎo)熱油加熱汽化四氯化硅，而是將冷氫化反應(yīng)器反應(yīng)后的合成氣體導(dǎo)入到其中進(jìn)行汽化四氯化硅，回收利用合成氣體中的熱量，這樣的優(yōu)點(diǎn)在于一是重新回收利用熱量，減少熱能的損耗；二是不再使用導(dǎo)熱油汽化，密封要求降低，生產(chǎn)易于控制；不再使用導(dǎo)熱油也降低了汽化成本。
[0016]本實(shí)用新型汽化器包括汽化罐體、折流板和換熱管，換熱管縱向排列在汽化罐體內(nèi)，折流板垂直連接在換熱管上，汽化罐體的頂部設(shè)置有合成氣體進(jìn)口，汽化罐體底部設(shè)置有合成氣體出口，汽化罐體側(cè)面設(shè)置有四氯化硅液體進(jìn)口和四氯化硅氣體出口，合成氣體進(jìn)口和合成氣體出口與換熱管相連通，四氯化硅液體進(jìn)口和四氯化硅氣體出口與汽化罐體連通，所述換熱管有多根，相互平行安裝在汽化罐體內(nèi)；所述折流板有多塊，相互平行設(shè)置，換熱管垂直穿過(guò)折流板。本實(shí)用新型的合成氣體進(jìn)口通入四氯化硅冷氫化后的高溫合成氣體(500°C左右)，該高溫合成氣體進(jìn)入到換熱管內(nèi)，液體的四氯化硅(180°C)從四氯化硅液體進(jìn)口通入，四氯化硅液體與換熱管接觸汽化成汽體后從四氯化硅汽體(180°C )出口排出，完成四氯化硅的汽化，換熱管內(nèi)的合成氣體從合成氣體(350°C左右)出口排出；整個(gè)汽化過(guò)程沒(méi)有使用導(dǎo)熱油來(lái)汽化四氯化硅，降低了汽化成本，同時(shí)沒(méi)有導(dǎo)熱油的參與，也就不會(huì)引起導(dǎo)熱油的泄漏，而且本實(shí)用新型的熱量來(lái)自四氯化硅冷氫化后的高溫合成氣體，對(duì)該氣體中的熱量進(jìn)行了回收再利用，而不是直接進(jìn)入下游濕法洗滌流程，大大減少了能量的消耗，進(jìn)而降低了四氯化硅的汽化成本。而本實(shí)用新型中的折流板的作用是增大四氯化硅液體的流動(dòng)面積，提高汽化效率。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為汽化器連接在四氯化硅冷氫化系統(tǒng)中的示意圖。
[0019]圖中標(biāo)記1、汽化器，10、汽化罐體，11、換熱管，12、合成氣體進(jìn)口，13、合成氣體出口，14、四氯化硅液體進(jìn)口，15、四氯化