[发明专利]三氯氢硅精馏系统

说明书

技术领域

本发明涉及精馏技术领域，具体而言，涉及一种三氯氢硅精馏系统。

背景技术

多晶硅是集成电路和光伏发电的关键原材料，三氯氢硅作为多晶硅生产工艺中的中间产品，其质量的好坏直接影响多晶硅产品的质量。目前，随着多晶硅生产规模的不断扩大，三氯氢硅精馏系统中精馏塔的塔径也越来越大，塔径增大带来的放大效应严重影响了三氯氢硅的质量，并且大幅增加了三氯氢硅精馏系统的能耗及设备投资。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种可以提高三氯氢硅产品的质量且能耗低、设备投资小的三氯氢硅精馏系统。

为实现上述目的，根据本发明的实施例提出一种三氯氢硅精馏系统，所述三氯氢硅精馏系统包括：第一精馏塔，所述第一精馏塔设有第一上出口、第一下出口、位于所述第一上出口和所述第一下出口之间的第一进料口、第一回流口和第一回气口；冷凝器，所述冷凝器的进口与所述第一上出口相连且所述冷凝器的出口与所述第一回流口相连；第二精馏塔，所述第一精馏塔的水平高度高于所述第二精馏塔的水平高度，所述第二精馏塔设有第二上出口、第二下出口、位于所述第二上出口和所述第二下出口之间的第二进料口、第二回流口和第二回气口；第一再沸器，所述第一再沸器的第一进口与所述第一下出口相连且所述第一再沸器的第一出口与所述第一回气口相连，所述第一再沸器的第二进口与所述第二上出口相连且所述第一再沸器的第二出口与所述第二回流口相连；过冷器，所述过冷器的进口与所述第一再沸器的第二出口相连且所述过冷器的出口与所述第二回流口相连；和第二再沸器，所述第二再沸器的进口与所述第二下出口相连且所述第二再沸器的出口与所述第二回气口相连。

根据本发明实施例的三氯氢硅精馏系统通过将三氯氢硅原料分为两股，并将所述两股三氯氢硅原料分别输入两个精馏塔内(即所述第一精馏和所述第二精馏塔)，与采用一个精馏塔的现有技术相比，减小了精馏塔的直径，即减小了单个精馏塔的处理能力，从而减小或消除了放大效应，提高了所述三氯氢硅精馏系统的分离效果和操作稳定性，进而提高三氯氢硅产品的质量，同时减少了设备的投资。并且，根据本发明实施例的三氯氢硅精馏系统通过将所述第一精馏塔的水平高度设置成高于所述第二精馏塔的水平高度，且将所述第一再沸器的第二出口与所述第二精馏塔的第二上出口相连，从而可以利用所述第二精馏塔的第二塔顶蒸汽作为所述第一再沸器的热源，使所述第一精馏塔和所述第二精馏塔的热量耦合。也就是说，不必再消耗额外的能源来为所述第一再沸器提供热源，降低了所述三氯氢硅精馏系统的能源消耗。实验表明，根据本发明实施例的三氯氢硅精馏系统的冷负荷仅为现有技术的50.2％、热负荷仅为现有技术的50.9％，整体能耗可降低48.78％。综上所述，根据本发明实施例的三氯氢硅精馏系统具有产出的三氯氢硅产品质量高，能耗低、设备投资小等优点。

另外，根据本发明上述实施例的三氯氢硅精馏系统还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述冷凝器的出口还与所述过冷器出口相连，所述第一精馏塔的第一下出口还与所述第二精馏塔的第二下出口相连。以便将一部分经过所述冷凝器冷凝后的第一塔顶蒸汽与一部分经过所述过冷器过冷后的冷凝液合并成最终塔顶产品、将一部分由所述第一下出口排除的第一塔底液与一部分由所述第二下出口排除的第二塔底液合并成最终塔底产品。

根据本发明的一个实施例，所述第一上出口设在所述第一精馏塔的顶部，所述第一下出口设在所述第一精馏塔的底部，所述第一进料口设在所述第一精馏塔的中部；及所述第二上出口设在所述第二精馏塔的顶部，所述第二下出口设在所述第二精馏塔的底部，所述第二进料口设在所述第二精馏塔的中部。这样可以便于三氯氢硅原料在所述第一精馏塔和所述第二精馏塔内精馏后产生的第一塔顶蒸汽上升由所述第一上出口排出、第一塔底液下沉由所述第一下出口排出、第二塔顶蒸汽上升由所述第二上出口排出、第二塔底液下沉由所述第二下出口排出。

根据本发明的一个实施例，所述第一和第二精馏塔的尺寸和形状完全相同，以便于制造生产。

根据本发明的一个实施例，所述第一和第二精馏塔的纵向剖面均为长圆形且所述第一和第二精馏塔的纵轴线沿竖直方向定向。所述第一和第二精馏塔的纵向剖面为长圆形可以在保证所述第一和第二精馏塔的塔内空间的情况下减少制造所述第一精馏塔和所述第二精馏塔的材料消耗，并使所述第一和第二精馏塔具有更强的承载能力。所述第一和第二精馏塔的纵轴线沿竖直方向定向可以使三氯氢硅原料在所述第一和第二精馏塔内精馏充分。