[实用新型]氯硅烷残液急冷除金属氯化物的系统

说明书

本实用新型公开了一种氯硅烷残液急冷除金属氯化物的系统，该系统包括：静态混合器，所述静态混合器具有氯硅烷残液入口、液氮入口和含金属氯化悬浮物及氮气的残液出口；气液分离罐，所述气液分离罐内自上而下形成气相空间和液相空间，所述液相空间设有液体入口和含金属氯化悬浮物的溶液出口，所述液体入口与所述含金属氯化悬浮物及氮气的残液出口相连，并且所述液相空间设有液位计，所述气相空间设有氮气出口；过滤器，所述过滤器具有含金属氯化悬浮物的溶液入口、金属氯化物出口、氯硅烷清液出口和滤芯，所述含金属氯化悬浮物的溶液入口与所述含金属氯化悬浮物的溶液出口相连。

技术领域

本实用新型属于多晶硅生产领域，具体而言，本实用新型涉及氯硅烷残液急冷除金属氯化物的系统。

背景技术

多晶硅生产的西门子工艺，其原理是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅，生成多晶硅沉积在硅芯上。改良西门子工艺是在传统的西门子工艺的基础上，同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量H₂、HCl、SiCl₄等副产物以及大量副产热能的配套工艺。在改良西门子法生产多晶硅过程中，会产生大量的副产物四氯化硅。目前，90％以上的多晶硅企业均采用四氯化硅冷氢化技术处理副产物，将其转化为生产多晶硅的原料三氯氢硅。

四氯化硅冷氢化技术是将冶金级硅粉、氢气、四氯化硅在一定的温度、压力条件下，在催化剂作用下反应，生成三氯氢硅。由于冶金级硅粉中含有金属杂质，因此氢化产品(氯硅烷)里引入了细微的硅粉和金属杂质。在急冷塔或淋洗塔以及后续的氯硅烷粗馏过程中，为防止堵塞设备和脱除金属杂质，这些细微硅粉和金属杂质将随四氯化硅液体由塔底排出，排出的这部分固液混合物即为残液。残液中含有硅粉和金属氯化物，容易堵塞设备和管道，其中硅粉可通过过滤器除去，但是金属氯化物一般通过残液闪蒸工艺去除，氯硅烷蒸发成气体，金属氯化物留着设备内部。

残液闪蒸工艺的主要缺点是金属氯化物附着在设备和管道内壁，易堵塞设备，处理非常困难，进而导致氯硅烷残液回收困难，回收率低。因此，现有处理氯硅烷残液的技术有待进一步改进。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种氯硅烷残液急冷除金属氯化物的系统。该系统采用急冷工艺使金属氯化物从氯硅烷残液中析出，工艺简单，且有效避免了设备和管道的堵塞，大大提高了氯硅烷残液的回收率。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种氯硅烷残液急冷除金属氯化物的系统，根据本实用新型的实施例，该系统包括：

静态混合器，所述静态混合器具有氯硅烷残液入口、液氮入口和含金属氯化悬浮物及氮气的残液出口；

气液分离罐，所述气液分离罐内自上而下形成气相空间和液相空间，所述液相空间设有液体入口和含金属氯化悬浮物的溶液出口，所述液体入口与所述含金属氯化悬浮物及氮气的残液出口相连，并且所述液相空间设有液位计，所述气相空间设有氮气出口；

过滤器，所述过滤器具有含金属氯化悬浮物的溶液入口、金属氯化物出口、氯硅烷清液出口和滤芯，所述含金属氯化悬浮物的溶液入口与所述含金属氯化悬浮物的溶液出口相连。

根据本实用新型实施例的氯硅烷残液急冷除金属氯化物的系统，通过将氯硅烷残液和液氮供给至静态混合器中进行混合，氯硅烷残液在低温液氮的作用下实现急冷，使得氯硅烷残液中的金属氯化物快速析出，悬浮在液体中，同时，液氮由于温度的升高气化为气体，分散在残液中；含金属氯化悬浮物及氮气的残液经气液分离罐分离后，分散在残液中的氮气被分离出，得到含金属氯化悬浮物的溶液；该溶液再经过滤器过滤，悬浮在溶液中的金属氯化物被拦截在滤芯外壁，而氯硅烷清液渗入到滤芯内腔，从而实现金属氯化物与氯硅烷清液的分离。由此，该系统采用急冷工艺使金属氯化物从氯硅烷残液中析出，工艺简单，且有效避免了设备和管道的堵塞，大大提高了氯硅烷残液的回收率。