[发明专利]多晶硅生产系统热能的梯级利用系统

说明书

本发明公开了多晶硅生产系统热能的梯级利用系统，包括依次连接的还原炉、一次闪蒸罐和二次闪蒸罐，所述一次闪蒸罐的进水口连接还原炉的炉筒出水口，一次闪蒸罐设0.6Mpa蒸汽出口，一次闪蒸罐的出水口连接二次闪蒸罐的进水口，二次闪蒸罐上设0.4Mpa蒸汽出口，二次闪蒸罐的出水口连接还原炉的炉筒进水口。本发明采用两级闪蒸罐对还原炉的高温冷却水进行梯级闪蒸，分别得到0.6MPa和0.4 MPa的蒸汽，可有效提高现有还原炉热能的利用率，实现蒸汽的多元化应用，降低蒸汽能耗。

技术领域

本发明是多晶硅生产系统热能的梯级利用系统，具体涉及多晶硅生产系统中各工序蒸汽热能的综合利用方法，属于多晶硅生产技术领域。

背景技术

随着我国太阳能光伏产业的快速发展，多晶硅作为光伏产业链的基石，也得到迅猛的发展，装置产能规模逐步扩大。由于目前国内多晶硅产能已经过剩，为提高多晶硅企业的市场竞争力，如何有效地降低多晶硅的生产成本是关键。因此，现有多晶硅企业通过对工艺装置进行能耗分析，从能量回收综合利用和高效节能工艺的角度出发，提出了采用多效精馏、还原热能综合利用系统以及冷氢化工艺来代替原有多晶硅的生产工艺，其结果表明，通过采取这些措施后，多晶硅行业的生产成本得到了大幅度的降低。

在这些措施的实施过程中，我们发现，随着多晶硅企业的不断发展，许多新建的高产能的生产系统被投入使用，这些新建的高产能的生产系统仍然可保留原有多晶硅还原炉，或者在其基础上新建高产能的还原炉体，使之与新建精馏及冷氢化工艺系统相匹配。随着产能的增加，系统蒸汽能耗随之增加，然而多晶硅还原炉的副产蒸汽却并没有得到有效的利用。现有情况是：

一，原有多晶硅还原炉副产0.2MPa的蒸汽，新建高产能的还原炉体副产0.4MPa的蒸汽，两者主要用于精馏热源，但在实际应用过程中，副产的0.4Mpa蒸汽供应不足，副产的0.2Mpa蒸汽却仍大量富余，未得到充分利用，

二，除供应精馏热源外，系统还需要额外补充0.9MPa的蒸汽供应冷氢化及活性炭脱附工序的热源；

三，由于副产的0.4Mpa蒸汽量的不足，系统还需要将部分补充的0.9MPa的蒸汽降压后用于0.4MPa的蒸汽使用。

在现有技术中，为实现还原炉热能的综合利用，通常将还原炉产生的高温冷却水送入闪蒸系统，闪蒸出的蒸汽可供其他设备使用，同时，实现了高温冷却水的循环利用，例如：CN103408017A提出了将多晶硅生产中的还原炉钟罩夹套高温水与闪蒸一体罐循环，闪蒸出约0.175MPa的蒸汽，同时高温水温度下降至约130℃，通过罐底管道连接的水泵，将降温后热水输送至还原炉钟罩夹套，实现热水的循环。CN103449443A、CN104787766A提出的将温度为150度左右的还原系统的高温热水送至闪蒸系统，蒸出压力为0.2MPa左右的蒸汽后，再将闪蒸后剩下的温度为130度左右的高温水，返回至还原炉系统。

基于上述情况可以知道，现有还原炉在对高温冷却水进行热能回收时，往往闪蒸出低温蒸汽，仅适用于精馏装置供热，随着多晶硅系统产能及冷氢化工艺的使用，系统蒸汽能耗增加，如何利用还原炉高温冷却水的热能优化回收，实现多晶硅系统蒸汽能耗的降低，是目前多晶硅生产企业面临发展过程中亟待解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于提供多晶硅生产系统热能的梯级利用系统，采用两级闪蒸罐对还原炉的高温冷却水进行梯级闪蒸，分别得到0.6MPa和0.4 MPa的蒸汽，可有效提高现有还原炉热能的利用率，实现蒸汽的多元化应用，降低蒸汽能耗。

本发明通过下述技术方案实现：多晶硅生产系统热能的梯级利用系统，包括依次连接的还原炉、一次闪蒸罐和二次闪蒸罐，所述一次闪蒸罐的进水口连接还原炉的炉筒出水口，一次闪蒸罐设0.6Mpa蒸汽出口，一次闪蒸罐的出水口连接二次闪蒸罐的进水口，二次闪蒸罐上设0.4Mpa蒸汽出口，二次闪蒸罐的出水口连接还原炉的炉筒进水口。

所述0.6Mpa蒸汽出口连接冷氢化汽化器的加热管道。

所述0.6Mpa蒸汽出口连接循环脱盐水的加热管道。