專利名稱：一種用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及三氯氫硅合成技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本實(shí)用新型涉及一種用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔。
背景技術(shù)：
多晶硅是集成電路和光伏發(fā)電用關(guān)鍵原材料，是《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》制造業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)原材料優(yōu)先主題的重要內(nèi)容。世界多晶硅生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)主要有二種工藝，即改良西門子工藝和硅烷法工藝。以產(chǎn)能比較，改良西門子工藝占總產(chǎn)能的82%，硅烷法占18%，先進(jìn)的多晶硅生產(chǎn)技術(shù)一直由美、日、德等國的幾家公司所壟斷。而三氯氫硅，又名三氯硅烷(SiHCl3)為改良西門子工藝生產(chǎn)多晶硅的主要原料。目前三氯氫硅合成尾氣處理的方法主要為干法除塵及干法與濕法除塵相結(jié)合，干·法除塵的缺點(diǎn)是對氣固分離設(shè)備的要求較高，且金屬雜質(zhì)容易粘附到管壁，影響系統(tǒng)運(yùn)行的連續(xù)性，而采用干法與濕法除塵相結(jié)合的方式，可以適當(dāng)降低氣固分離設(shè)備的分離要求，但其濕法除塵塔大多為洗滌塔，洗滌后氣仍含有大量的金屬雜質(zhì)，影響后續(xù)系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種穩(wěn)定性強(qiáng)、連續(xù)性好、除雜效果明顯的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔。根據(jù)本實(shí)用新型示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，所述洗滌精餾塔包括塔體，所述塔體下部設(shè)有合成尾氣進(jìn)口，塔體上部設(shè)有洗滌后氣出口，所述塔體內(nèi)包括從上至下依次連接的塔板區(qū)、篩板區(qū)和擋板區(qū)，其中，所述擋板區(qū)位于所述合成尾氣進(jìn)口上方，所述擋板區(qū)內(nèi)徑向設(shè)置人字擋板，所述人字擋板上設(shè)有開口以除去合成尾氣中的固體雜質(zhì)；所述篩板區(qū)內(nèi)設(shè)有篩板，所述篩板將經(jīng)過所述擋板區(qū)處理的合成尾氣進(jìn)行篩選以除去合成尾氣中殘存的固體雜質(zhì)；所述塔板區(qū)內(nèi)設(shè)有多層塔板，相鄰塔板之間設(shè)有溢流堰，所述塔板區(qū)將經(jīng)過所述篩板區(qū)處理的合成尾氣進(jìn)行洗滌以除去其中的金屬雜質(zhì)。根據(jù)本實(shí)用新型示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，將合成尾氣的洗滌與精餾分離相結(jié)合，用較小的淋洗量將固體雜質(zhì)和金屬雜質(zhì)排出，降低了物料消耗和后續(xù)系統(tǒng)的處理負(fù)荷；從洗滌精餾塔上部出來的洗滌后氣中只含有極微量金屬雜質(zhì)，可以減少由于金屬雜質(zhì)沉積對后續(xù)系統(tǒng)的堵塞，提高了洗滌精餾塔的操作穩(wěn)定性和連續(xù)性。另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，還可以具有如下附加的技術(shù)特征所述人字擋板設(shè)有3 5層，各層人字擋板沿塔體軸向交替分布。所述篩板設(shè)有5 10層。所述篩板的篩孔直徑為8 14mm，所述篩板沿塔體軸向分布，且從上至下分布的篩板的篩孔直徑依次增大。所述塔板區(qū)內(nèi)塔板為篩板塔盤或固舌塔盤。所述塔板設(shè)有10 20層。所述塔體底部設(shè)有排液口以排出經(jīng)過洗滌精餾產(chǎn)生的殘液。所述洗滌精餾塔的操作壓力為O. 15 O. 25MPa 。所述洗滌精餾塔的操作溫度為50 90°C。本實(shí)用新型的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實(shí)用新型的實(shí)踐了解到。

本實(shí)用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對示例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據(jù)本實(shí)用新型示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是具有根據(jù)本實(shí)用新型示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔的三氯氫娃合成尾氣的處理系統(tǒng)不意圖；圖3是根據(jù)圖2中所述三氯氫硅合成尾氣的處理系統(tǒng)的處理方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的示例，所述示例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的示例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實(shí)用新型中的具體含義。在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
以下結(jié)合附圖具體描述根據(jù)本實(shí)用新型示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔。具體而言，如圖I所示，根據(jù)本實(shí)用新型示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔包括塔體10。塔體10下部設(shè)有合成尾氣進(jìn)口 11，塔體10上部設(shè)有洗滌后氣出口 12，塔體10內(nèi)包括從上至下依次連接的塔板區(qū)20、篩板區(qū)30和擋板區(qū)40。其中，擋板區(qū)40位于合成尾氣進(jìn)口 11上方，擋板區(qū)40內(nèi)徑向設(shè)置人字擋板41，人字擋板41上設(shè)有開口 411以除去合成尾氣中的固體雜質(zhì)。
篩板區(qū)30內(nèi)設(shè)有篩板31，篩板31將經(jīng)過擋板區(qū)40處理的合成尾氣進(jìn)行篩選以除去合成尾氣中殘存的固體雜質(zhì)。塔板區(qū)20內(nèi)設(shè)有多層塔板21，相鄰塔板21之間設(shè)有溢流堰22，塔板區(qū)20將經(jīng)過篩板區(qū)30處理的合成尾氣進(jìn)行洗滌以除去其中的金屬雜質(zhì)。由此，根據(jù)本實(shí)用新型示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，將合成尾氣的洗滌與精餾分離相結(jié)合，用較小的淋洗量將固體雜質(zhì)和金屬雜質(zhì)排出，降低了物料消耗和后續(xù)系統(tǒng)的處理負(fù)荷；從洗滌精餾塔上部出來的洗滌后氣中只含有極微量金屬雜質(zhì)，可以減少由于金屬雜質(zhì)沉積對后續(xù)系統(tǒng)的堵塞，提高了洗滌精餾塔的操作穩(wěn)定性和連續(xù)性。在一個(gè)示例中，人字擋板41設(shè)有3 5層，各層人字擋板41沿塔體10軸向交替分布。由此，此區(qū)域可以除掉三氯氫硅合成尾氣中大部分的固體顆粒雜質(zhì)，使其進(jìn)入洗滌液中作為殘液排出。進(jìn)一步地,在一個(gè)不例中，篩板31設(shè)有5 10層。有利地,在一個(gè)不例中，篩板31的篩孔直徑為8 14mm，篩板31沿塔體10軸向分布，且從上至下分布的篩板31的篩孔直徑依次增大。由此，此區(qū)域可以除掉三氯氫硅合成尾氣中殘存的固體雜質(zhì)和小部分的金屬雜質(zhì)，同時(shí)可以避免合成尾氣中的固體顆粒雜質(zhì)對其上部區(qū)域造成堵塞。關(guān)于塔板區(qū)20內(nèi)的塔板21的選擇沒有特殊限制，例如可以為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員常用的篩板塔盤或固舌塔盤。優(yōu)選地，在一個(gè)示例中，塔板21設(shè)有10 20層。由此，此區(qū)域可以除掉三氯氫硅合成尾氣中的大部分金屬雜質(zhì)，使洗滌后氣中的金屬雜質(zhì)含量足夠低以致在深冷的狀態(tài)下仍不會(huì)沉積而堵塞管道。有利地，在一個(gè)示例中，塔體10底部設(shè)有排液口 13以排出經(jīng)過洗滌精餾產(chǎn)生的殘液。由此，擋板區(qū)40中去除的固體顆粒雜質(zhì)進(jìn)入洗滌液后可作為殘液從排液口 13中排出。為了保證本實(shí)用新型洗滌精餾塔的正常運(yùn)行，并保證除雜效率，優(yōu)選地，在一個(gè)示例中，可以控制所述洗滌精餾塔的操作壓力為O. 15 O. 25MPa，操作溫度為50 90°C。下面結(jié)合圖2描述具有根據(jù)本實(shí)用新型示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔的三氯氫硅合成尾氣的處理系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述三氯氫硅合成尾氣的處理系統(tǒng)包括洗滌精餾塔、預(yù)冷裝置50、深冷裝置60及緩沖裝置70。[0040]所述洗滌精餾塔用于將合成尾氣進(jìn)行洗滌精餾以除去其中的固體和金屬雜質(zhì)，得到洗滌后氣。預(yù)冷裝置50對洗滌后氣進(jìn)行預(yù)冷，得到第一冷凝液和預(yù)冷后氣。深冷裝置60將預(yù)冷后氣與冷媒換熱冷凝，得到第二冷凝液和不凝氣，第二冷凝液返回預(yù)冷裝置50并與所述第一冷凝液混合，得到冷凝料。緩沖裝置70將所述冷凝料進(jìn)行緩沖處理，得到緩沖冷凝料，并選擇預(yù)定質(zhì)量百分比的緩沖冷凝料作為回流液返回所述洗滌精餾塔。緩沖裝置70可以保證冷凝料的穩(wěn)定性和連續(xù)性，避免冷凝料波動(dòng)對精餾塔操作的影響，其中，所述洗滌精餾塔為根據(jù)上述示例所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌·精餾塔。有利地，在一個(gè)示例中，所述預(yù)定質(zhì)量百分比為15% 50%。由此，可以提高三氯氫娃合成尾氣的回收率。由于根據(jù)上述示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔具有上述技術(shù)效果，因此，具有所述用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔的三氯氫硅合成尾氣的處理系統(tǒng)也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。下面進(jìn)一步結(jié)合圖3描述上述三氯氫硅合成尾氣的處理系統(tǒng)的處理流程。具體地，如圖3所示，所述三氯氫硅合成尾氣的處理方法可以包括以下步驟a)將三氯氫硅合成尾氣加入洗滌精餾塔進(jìn)行洗滌精餾以除去其中的固體和金屬雜質(zhì)，得到洗滌后氣；b)將所述洗滌后氣進(jìn)行預(yù)冷，得到第一冷凝液和預(yù)冷后氣；c)將所述預(yù)冷后氣與冷媒換熱冷凝，得到第二冷凝液和不凝氣，并將所述第二冷凝液升溫后與所述第一冷凝液混合，得到冷凝料；d)將所述冷凝料進(jìn)行緩沖處理，得到緩沖冷凝料；e)選擇預(yù)定質(zhì)量百分比的緩沖冷凝料作為回流液返回洗滌精餾塔進(jìn)行洗滌精餾。關(guān)于步驟a)，需要理解的是，步驟a)中所使用的洗滌精餾塔為根據(jù)上述示例所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔。由于根據(jù)上述示例的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔具有上述技術(shù)效果，因此，所述三氯氫硅合成尾氣的處理方法也具有相應(yīng)的技術(shù)效果。具體而言，三氯氫硅合成尾氣在所述洗滌精餾塔中的具體處理過程可以為將氣壓為O. 2 O. 25MPa的三氯氫硅合成尾氣從塔體10下部的合成尾氣進(jìn)口 11進(jìn)入塔內(nèi)，控制塔內(nèi)操作壓力為O. 15 O. 25MPa，操作溫度為50 90°C，塔頂操作溫度為30 50°C。三氯氫娃合成尾氣中的固體雜質(zhì)和金屬雜質(zhì)分別通過擋板區(qū)40、篩板區(qū)30和塔板區(qū)20的富集后除去，并隨殘液從排液口 13排出進(jìn)入后續(xù)工序，洗滌后氣則進(jìn)入預(yù)冷裝置50進(jìn)行預(yù)冷處理。在步驟c)中，將所述預(yù)冷后氣與冷媒換熱冷凝的操作具體可以包括c-Ι)將所述預(yù)冷后氣與冷媒換熱冷凝，得到第二冷凝液和不凝氣；c-2)將所述第二冷凝液與所述洗滌后氣進(jìn)行換熱處理，使所述第二冷凝液升溫至30 40°C ；c-3)將升溫后的第二冷凝液與所述第一冷凝液混合，得到冷凝料。[0061]另外，關(guān)于所述不凝氣的處理方法沒有特殊限制，可以將其排出，并控制其排出溫度為-20 -10°C。d)將所述冷凝料進(jìn)行緩沖處理，得到緩沖冷凝料。為了提高三氯氫硅合成尾氣的回收率，可以選擇預(yù)定質(zhì)量百分比的緩沖冷凝料作為回流液返回洗滌精餾塔進(jìn)行洗滌精餾。優(yōu)選地，在一個(gè)示例中，所述預(yù)定質(zhì)量百分比為15% 50%，其余冷凝液排出進(jìn)入后續(xù)提純分離工序。在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)示例”、“一些示例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該示例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于 本實(shí)用新型的至少一個(gè)示例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的示例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)示例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的示例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本實(shí)用新型的原理和宗旨的情況下可以對這些示例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本實(shí)用新型的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求1.一種用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，其特征在于，所述洗滌精餾塔包括塔體，所述塔體下部設(shè)有合成尾氣進(jìn)口，塔體上部設(shè)有洗滌后氣出口，所述塔體內(nèi)包括從上至下依次連接的塔板區(qū)、篩板區(qū)和擋板區(qū)， 其中，所述擋板區(qū)位于所述合成尾氣進(jìn)口上方，所述擋板區(qū)內(nèi)徑向設(shè)置人字擋板，所述人字擋板上設(shè)有開口以除去合成尾氣中的固體雜質(zhì)； 所述篩板區(qū)內(nèi)設(shè)有篩板，所述篩板將經(jīng)過所述擋板區(qū)處理的合成尾氣進(jìn)行篩選以除去合成尾氣中殘存的固體雜質(zhì)； 所述塔板區(qū)內(nèi)設(shè)有多層塔板，相鄰塔板之間設(shè)有溢流堰，所述塔板區(qū)將經(jīng)過所述篩板區(qū)處理的合成尾氣進(jìn)行洗滌以除去其中的金屬雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，其特征在于，所述人字擋板設(shè)有3 5層，各層人字擋板沿塔體軸向交替分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，其特征在于，所述篩板設(shè)有5 10層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，其特征在于，所述篩板的篩孔直徑為8 14mm，所述篩板沿塔體軸向分布，且從上至下分布的篩板的篩孔直徑依次增大。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，其特征在于，所述塔板區(qū)內(nèi)塔板為篩板塔盤或固舌塔盤。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，其特征在于，所述塔板設(shè)有10 20層。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，其特征在于，所述塔體底部設(shè)有排液口以排出經(jīng)過洗滌精餾產(chǎn)生的殘液。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，其特征在于，所述洗滌精餾塔的操作壓力為O. 15 O. 25MPa。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，其特征在于，所述洗滌精餾塔的操作溫度為50 90°C。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于處理三氯氫硅合成尾氣的洗滌精餾塔，所述洗滌精餾塔包括塔體，所述塔體下部設(shè)有合成尾氣進(jìn)口，塔體上部設(shè)有洗滌后氣出口，所述塔體內(nèi)包括從上至下依次連接的塔板區(qū)、篩板區(qū)和擋板區(qū)，其中，所述擋板區(qū)位于所述合成尾氣進(jìn)口上方，所述擋板區(qū)內(nèi)徑向設(shè)置人字擋板，所述人字擋板上設(shè)有開口以除去合成尾氣中的固體雜質(zhì)；所述篩板區(qū)內(nèi)設(shè)有篩板；所述塔板區(qū)內(nèi)設(shè)有多層塔板，相鄰塔板之間設(shè)有溢流堰。根據(jù)本實(shí)用新型示例的洗滌精餾塔，將合成尾氣的洗滌與精餾分離相結(jié)合，從洗滌精餾塔上部出來的洗滌后氣中只含有極微量金屬雜質(zhì)，可以減少由于金屬雜質(zhì)沉積對后續(xù)系統(tǒng)的堵塞，提高了洗滌精餾塔的操作穩(wěn)定性和連續(xù)性。
文檔編號B01D50/00GK202778186SQ20122047545
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者趙雄, 杜俊平, 嚴(yán)大洲, 湯傳斌, 肖榮暉, 毋克力, 楊永亮, 姜利霞 申請人:中國恩菲工程技術(shù)有限公司