[实用新型]冷氢化尾气脱除三氯化铝重金属杂质的成套装置

说明书

技术领域

本实用新型应用于多晶硅生产领域，具体涉及一种冷氢化尾气脱除三氯化铝重金属杂质的成套装置，利用淋洗装置脱除冷氢化尾气中的三氯化铝等重金属杂质。 

背景技术

在多晶硅生产中，冷氢化工艺是以四氯化硅(STC)，氢气(H2)，硅粉(SI)为原料，在一定温度和压力下，通过反应转化为三氯氢硅的一种技术，凭借能耗低，设备运行可靠的优势，冷氢化工艺已取代传统的热氢化技术，成为多晶硅生产行业趋势。 

冷氢化工艺中，主要的重金属杂质为三氯化铝，一般由原料硅粉引入，经反应后生成。该杂质会影响多晶硅的品质，此外，三氯化铝的凝固点较高，若处理不当，还会附着在管道和设备上，造成管道的堵塞和设备的破坏，影响整个装置的连续化生产。 

传统的冷氢化工艺中，从反应器出来的高温高压氯硅烷尾气，先经过袋式除尘器除去固体杂质，再经三级冷凝将氯硅烷转化为液相送至分离单元。由于其中的三氯化铝等重金属杂质没有经过预先分离，经冷凝至较低温度后，不可避免的会出现前面所述危害。 

实用新型内容

本实用新型目的：针对传统冷氢化工艺中，三氯化铝等重金属杂质易造成管道堵塞和设备破坏等缺点，基于在一定的温度，压力区间内，三氯化铝等重金属杂质可以液相形式存在这一特征，设计了一套淋洗装置实现氯硅烷与三氯化铝杂质的预先分离，避免其对后续工艺设备造成危害的冷氢化尾气脱除三氯化铝重金属杂质的成套装置。 

本实用新型的技术方案是： 

一种脱除冷氢化尾气中三氯化铝重金属杂质的成套装置，所述装置包括一个淋洗塔1、釜液泵4、冷氢化尾气输入管2、釜液泵进口管3、釜液泵排出管5、釜液采出管7、冷氢化尾气输入管2与淋洗塔1内部的气体分布器8连接，淋洗塔1顶部设有氯硅烷气相输出管9和塔顶冷凝液回流管10，塔顶冷凝液回流管10和淋洗塔1内部上方的第二液体分布器12连接，所述淋洗塔1设置两段填料：第一填料段18和第二填料段19，冷氢化尾气输入管2从第一填料段18底部进入淋洗塔1，连接气体分布器8，釜液泵4通过釜液泵进口管3与淋洗塔1底部相连；釜液泵排出管5从第二填料段19顶部进入淋洗塔1，连接第一液体分布器6；釜液泵排出管5引出釜液采出管7至后续回收、水解单元；淋洗塔1顶部引出氯硅烷气相输出管9至后续单元；冷凝液回流管10从第二填料段19顶部引入淋洗塔1，连接第二液体分布器12。 

所述淋洗塔1设有具有显示及报警功能的塔釜液位计13、塔釜温度计15、塔中部温度计16及塔顶温度计17；釜液泵排出管5上设置第二调节阀14与淋洗塔1的塔釜温度计15连锁，分支管道釜液采出管7后设有第二调节阀14；塔顶冷凝液回流管10上设置第一调节阀11与淋洗塔1的塔釜液位计13连锁； 

所述淋洗塔1材质选用SS316不锈钢，釜液泵4选用渣浆泵，材质选用SS304不锈钢。 

脱除冷氢化尾气三氯化铝等重金属杂质的技术方案中，核心为一套淋洗装置，包括一个淋洗塔、两台釜液泵采用渣浆泵，一用一备以及相应的物料输入输出管道，包括冷氢化尾气输入管、釜液泵进口管、釜液泵排出管、釜液采出管、氯硅烷气相输出管、塔顶冷凝液回流管。这套装置的主要特征包括：塔釜物料通过釜液泵升压，经釜液泵排出管循环至淋洗塔1#填料段顶部，并与第一液体分布器相连；循环泵排出管上设置调节阀与塔釜温度计连锁；釜液泵排出管上调节阀前引出部分物料经釜液采出管进入后续处理单元；冷氢化尾气输入管从第一填料段底部引入淋洗塔内，连接一气体分布器；淋洗塔顶部引出氯硅烷气相输出管；塔顶冷凝液回流管从第二填料段顶部引入，连接第二液体分布器。塔顶冷凝液回流管设调节阀与塔釜液位计连锁。 

根据设计条件以及物料特性，淋洗塔及冷氢化尾气输入管材质均选用SS316，釜液泵、釜液泵进口管、釜液泵排出管、釜液采出管、氯硅烷气相输出管材质可采用SS304，塔顶冷凝液回流管可选用碳钢。 

本实用新型的有益效果： 

通过调节喷淋量有效地控制塔的操作温度，使三氯化铝等重金属杂质处于液相状态；同时1#，2#填料段不仅为冷热流体提供了良好的热交换场所，也使氯硅烷与三氯化铝等杂质得以有效分离，从而避免了三氯化铝等重金属杂质进入后续的冷凝回收单元。 

本实用新型装置简单，分离三氯化铝等重金属杂质效果良好。