CN202400852U - 多晶硅氢化炉尾气节能*** - Google Patents

多晶硅氢化炉尾气节能*** Download PDF

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赵建
盛斌
孙惺惺
刘美芬
王中华
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Abstract

本实用新型涉及一种多晶硅氢化炉尾气节能***，用于氢化炉尾气冷却和氢化炉进料汽化、加热。所述***包括汽化器（1）、氢化炉（2）、气气换热器（3）和冷却器（4），所述氢化炉（2）的尾气出口与冷却器（4）的尾气进口连接，冷却器（4）的尾气出口与气气换热器（3）的尾气进口连接，气气换热器（3）的尾气出口接入汽化器（1），汽化器（1）的尾气出口接入CDI；TCS和H2混合气体接入汽化器（1），出汽化器（1）的TCS和H2混合气体接入气气换热器（3），出气气换热器（3）的TCS和H2混合气体接入氢化炉（2）。本实用新型能有效利用尾气余热提高进入氢化炉的STC和H2混合气体温度，从而达到节约能源降低成本的功效。

Description

多晶硅氢化炉尾气节能***
技术领域
本实用新型涉及多晶硅氢化炉尾气节能***。此***用于氢化炉尾气冷却和氢化炉进料汽化、加热。属氢化热量回收技术。
背景技术
在严峻的能源形势和生态环境压力下，在技术进步和法规政策的强力推动下，世界太阳能光伏产业进入快速发展时期。随着太阳能光伏产业迅猛发展，推动了多晶硅投资生产热潮。氢化炉是多晶硅生产中的核心设备。气态的STC（四氯化硅）和H2在氢化炉的高温环境中反应，生成还原炉所需原料TCS（三氯氢硅），还原炉反应产生的STC回收后再次回到氢化炉中反应生成TCS，如此循环生产，以达到降低成本，节能减排。
目前绝大部分多晶硅厂均采用改良西门子法，将STC汽化后与氢气同时进入氢化炉反应，反应后的高温尾气用冷却器逐步冷却后转入CDI（尾气回收工序）然后逐级分离各种成分。多数厂家采用蒸汽加热汽化STC至90℃，汽化的STC与净化工序过来的氢气组成混合气进入氢化炉反应，高温尾气通过冷却水逐级冷却至120℃进入CDI。没有完全汽化的STC进入氢化炉，会导致氢化炉发热体破裂，造成停炉，需确保STC完全汽化后进入氢化炉。90℃混合气体进入氢化炉需加热至1200℃左右发生反应，氢化炉反应需要消耗大量电能。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种能有效利用尾气余热提高进入氢化炉的STC和H2混合气体温度的多晶硅氢化炉尾气节能***。
本实用新型的目的是这样实现的：一种多晶硅氢化炉尾气节能***，所述***包括汽化器、氢化炉、气气换热器和冷却器，所述氢化炉的尾气出口与冷却器的尾气进口连接，冷却器的尾气出口与气气换热器的尾气进口连接，气气换热器的尾气出口与汽化器的尾气进口相连，汽化器的尾气出口接入CDI；TCS和H2混合气体接入汽化器，出汽化器的TCS和H2混合气体接入气气换热器，出气气换热器的TCS和H2混合气体接入氢化炉。
本实用新型的有益效果是： 
1、尾气被冷却至120℃，利用其热量加热混合气体（STC+ H2），使混合气体完全气体状态进入氢化炉。
2、采用本***可以节省汽化STC所需蒸汽，节省能源，降低成本。
3、***提高了混合气（STC+ H2）进入氢化炉的的温度，降低氢化炉能耗，而且保证进入氢化炉的均是气体，避免液体进入导致氢化炉内重要加热元件损坏。
4、本***冷却器满足尾气急冷，确保氢化反应的转化率，保证进入下级设备的尾气温度低于500℃，确保下级设备选材经济性。
5、本***能满足进入CDI的尾气温度120℃。
6、本***回收利用尾气热量，实现能量循环利用。
综上，本***高效利用700℃尾气余热提高混合气体（STC+ H2）进入氢化炉温度，降低氢化炉耗电量，进而达到节能功效，节约能源降低成本。同时尾气降温至120℃进入CDI，简化流程及设备，降低成本。
附图说明
图1为本实用新型多晶硅氢化炉尾气节能***的总体结构示意图。
图中附图标记：
汽化器1
氢化炉2
气气换热器3
冷却器4。
具体实施方式
参见图1，图1为本实用新型多晶硅氢化炉尾气节能***的总体结构示意图。由图1可以看出，本实用新型多晶硅氢化炉尾气节能***，包括汽化器1、氢化炉2、气气换热器3和冷却器4，所述氢化炉2的尾气出口与冷却器4的尾气进口连接，冷却器4的尾气出口与气气换热器3的尾气进口连接，气气换热器3的尾气出口接入汽化器1，汽化器1的尾气出口接入CDI；TCS和H2混合气体接入汽化器1，出汽化器1的TCS和H2混合气体接入气气换热器3，出气气换热器3的TCS和H2混合气体接入氢化炉2。
所述气气换热器3为U型管换热器。
进料流程：
STC与洁净的H2在汽化器1中用尾气的余热汽化并过热至一定温度，出汽化器1后进入气气换热器3。在气气换热器3中尾气与混合气体（STC+ H2）完成换热过程，混合气体（STC+ H2）温度进一步提高，尾气温度逐步下降，达到一定温度的混合气体（STC+ H2）出气气换热器3后进入氢化炉2。
尾气流程：
出氢化炉2的尾气接入冷却器4，与冷却水换热急冷至合适的温度后，冷却器4尾气出口接入气气换热器3，尾气在气气换热器3中作为加热介质提供热量，从气气换热器3出的尾气接入汽化器1，尾气在汽化器1中冷却至120℃进入CDI。

Claims (2)

1.一种多晶硅氢化炉尾气节能***，其特征在于：所述***包括汽化器（1）、氢化炉（2）、气气换热器（3）和冷却器（4），所述氢化炉（2）的尾气出口与冷却器（4）的尾气进口连接，冷却器（4）的尾气出口与气气换热器（3）的尾气进口连接，气气换热器（3）的尾气出口接入汽化器（1），汽化器（1）的尾气出口接入尾气回收工序；TCS和H2混合气体接入汽化器（1），出汽化器（1）的TCS和H2混合气体接入气气换热器（3），出气气换热器（3）的TCS和H2混合气体接入氢化炉（2）。
2.根据权利要求1所述的一种多晶硅氢化炉尾气节能***，其特征在于：所述气气换热器（3）为U型管换热器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Effective date of registration: 20121107

Address after: 214444 Jiangsu city of Wuxi province Jiangyin City Li Town Road No. 115 West

Patentee after: Shuangliang New Energy Equipment Co., Ltd.

Address before: 214444 Jiangsu city of Wuxi province Jiangyin City Li Town Road No. 1 West

Patentee before: Shuangliang Boiler Co., Ltd. Jiangsu

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