CN201505494U - 一种三氯氢硅生产中产生的合成气体的除尘装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种三氯氢硅生产中产生的合成气体的除尘装置，包括：洗涤塔，所述洗涤塔下部的侧壁开有加料口，上部设有进液口和出料口，底部设有排残口。在本实用新型提供的除尘装置中，经过干法除尘的合成气体进一步得到处理，合成气体中含有的高沸化合物和干法除尘未除掉的细微硅粉颗粒在该装置中被去除，使得合成气体在进入冷凝系统进行冷却时不会堵塞管道和设备，减轻装置维修维护的工作量，使三氯氢硅生产连续稳定，能够实现大规模生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅生产领域，具体涉及一种三氯氢硅生产中产生的合成气体的除尘装置。
背景技术
三氯氢硅是生产硅烷偶剂和其它有机硅化合物的重要原料，也是西门子法生产多晶硅的重要原料。
在传统的三氯氢硅的生产过程中，从三氯氢硅合成炉中生成的合成气体，含有三氯氢硅、四氯化硅、氢气、氯化氢、少量的二氯二氢硅及其它高沸化合物。经干法除尘、冷却、冷凝后，绝大部分三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅及其它高沸化合物被冷凝为液态混合物，然后将液态混合物进行分馏、提纯为三氯氢硅和四氯化硅产品；气态未被冷凝下来的氢气、氯化氢及少量的三氯氢硅、四氯化硅等氯硅烷进入尾气回收系统。
在冷凝过程中，合成气体中含有的高沸化合物在冷凝降温过程中结晶而易形成胶状物，并与固体颗粒抱团，极易堵塞冷凝系统，使系统无法正常连续运行，同时，氯硅烷若与空气接触会与空气中的水分反应产生大量氯化氢酸雾，并腐蚀管道与设备，故系统清堵非常困难、耗时长、工作量大，并影响产量和质量，造成三氯氢硅无法实现大规模连续生产。
实用新型内容
本实用新型解决的问题在于提供一种三氯氢硅生产中产生的合成气体的除尘装置，合成气体通过该装置后能够除去高沸化合物和硅粉颗粒，解决冷凝系统的堵塞问题，使三氯氢硅的生产连续稳定。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：
一种三氯氢硅生产中产生的合成气体的除尘装置，包括：
洗涤塔，所述洗涤塔下部的侧壁开有加料口，上部设有进液口和出料口，底部设有排残口。
作为优选，所述洗涤塔为筛板结构。
作为优选，所述进液口处设置喷淋装置。
作为优选，洗涤塔底部还包括排液口，设置与排液口相连的加热设备，所述加热设备的排出口连接于洗涤塔的侧壁。
作为优选，所述除尘装置还包括位于所述洗涤塔顶部与出料口相连的冷凝器。
作为优选，所述冷凝器的下部有出液口与洗涤塔的进液口相连，上部有气相排出口。
在本实用新型提供的除尘装置中，经过干法除尘的合成气体进一步得到处理，合成气体中含有的高沸化合物和干法除尘未除掉的细微硅粉颗粒在该装置中被去除，使得合成气体在进入冷凝系统进行冷却时不会堵塞管道和设备，减轻装置维修维护的工作量，使三氯氢硅生产连续稳定，能够实现大规模生产。
附图说明
图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的三氯氢硅生产中产生的合成气体的除尘装置的示意图。
具体实施方式
为了进一步了解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。
使用本实用新型提供的装置，在三氯氢硅生产中产生的合成气体的干法除尘工序和冷凝工序之间增加一道湿法除尘工序，去除合成气体中含有的高沸化合物和干法除尘工序中未除掉的细微硅粉颗粒。具体装置请参考图1，图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的三氯氢硅生产中产生的合成气体的除尘装置的示意图。
该合成气体的除尘装置，包括：洗涤塔1，洗涤塔1是除去高沸化合物和硅粉颗粒的主要场所，在本实用新型中同时利用了吸收和精馏的原理。洗涤塔1下部的侧壁开有加料口11，用于输入经过干法除尘的合成气体，合成气体由加料口11进入洗涤塔1后，由下向上流动；洗涤塔1的上部设有进液口12和出料口13，进液口12用来向塔中输送洗涤液，洗涤液进入洗涤塔1后由上部落下，与上升的合成气体接触，作为优选，进液口12处设置喷淋装置17，使进入的洗涤液成喷淋状由洗涤塔1的上部向下喷淋，增大了洗涤液与合成气体的接触面积，提高除尘效率，合成气体在洗涤塔1中经过与洗涤液接触、除尘后由上部的出料口13排出；洗涤塔1的底部设有排残口14，合成气体中的高沸化合物和硅粉颗粒被洗涤液吸收携带后落入洗涤塔1的底部，然后由排残口14排出洗涤塔1，再进行处理。
在洗涤塔1内，合成气体得到除尘的原理是：
除尘时宜选用氯硅烷作为洗涤液，氯硅烷可以是四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅的混合液。由三氯氢硅合成炉中出来后带有余热的合成气体在上升过程中与流下的洗涤液接触，部分冷凝，合成气体中大部分的高沸化合物由于挥发能力较差冷凝成液体，被吸收到洗涤液中，同时硅粉颗粒与下落的洗涤液碰撞、拦截和凝聚，随洗涤液降落；而落下的洗涤液同时吸收热量，低沸点组分氯硅烷被部分气化，蒸发为气相转移到合成气体中。在合成气体与洗涤液的不断接触中，气液不断进行部分蒸发和部分冷凝，进行质量和热量交换，上升的合成气体中难挥发的高沸化合物越来越少，低沸点的氯硅烷浓度增多，而洗涤液中的高沸化合物越来越多，同时洗涤液还带走硅粉颗粒。通过整个除尘过程，高沸化合物和硅粉颗粒被洗涤液吸收从而由合成气体中除去，得到的合成气体中都是易挥发组分，在进入冷凝系统时不会再堵塞管道和设备。
作为优选，洗涤塔1为筛板结构。洗涤塔1内按一定间距水平安装若干筛板，筛板上均匀地开有一定数量的筛孔，洗涤液由洗涤塔上部自上而下依次流过各层筛板，合成气体自下而上依次穿过各层筛板，每块筛板上保持一定深度的液层，气体穿过筛孔上升并分散到液层中去，进行质量和热量交换，结构简单，筛板阻力小。在筛板结构的洗涤塔中，气液两相逐级接触，两相的组成沿塔高成阶梯式变化，合成气体中的高沸化合物逐渐减少，洗涤液中的高沸化合物逐渐增多。筛板结构的洗涤塔生产能力较大，效率稳定，检修、清洗方便。
作为优选，洗涤塔1底部还包括排液口15，设置加热设备3与排液口15相连，落入洗涤塔1底部的洗涤液中，部分氯硅烷由排液口15排出进入加热设备3，热媒由热媒入口同时进入加热设备3与氯硅烷进行热量交换，再由热媒出口流出。在加热设备3中，氯硅烷被热媒加热蒸发为气体由加热设备3的排出口排出，加热设备3的排出口连接于洗涤塔1的侧壁上的回流口16，氯硅烷气体由回流口16重新进入洗涤塔1中，然后向上蒸发随合成气体一起上升至洗涤塔1顶部，由上部的出料口13排出。
作为优选，除尘装置还包括位于洗涤塔1顶部与出料口13相连的冷凝器2。经过除尘的合成气体和由加热设备3加热后蒸发的氯硅烷由出料口13排出后进入冷凝器2，同时冷却水由冷却水入口进入冷凝器2对气体进行冷却，再由冷却水出口排出。
作为优选，在冷凝器2的出液口与洗涤塔的进液口12相连，合成气体中部分氯硅烷在冷凝器中2被冷凝为液态后，作为洗涤液通过进液口12重新回到洗涤塔中，这样除尘用的洗涤液可以循环利用，节约了洗涤液，还实现了含有高沸化合物、硅粉颗粒的废液的最小排放。未被冷凝的合成气体经气相排出口进入下道工序。
使用本实用新型的装置对三氯氢硅生产中产生的合成气体进行除尘的过程为：合成气体由进料口11进入洗涤塔1，自下向上流动，氯硅烷洗涤液由进液口12进入洗涤塔1中，自上而下喷淋合成气体，在相互接触中合成气体与洗涤液进行质量和热量的交换。合成气体中的高沸化合物在与洗涤液接触后受到冷凝，被吸收到洗涤液中，合成气体中的硅粉颗粒也同时被洗涤液碰撞、拦截，然后凝聚，随洗涤液降落，从而高沸化合物和硅粉颗粒从合成气体中被除去。洗涤液在与合成气体接触时，也会吸收热量，低沸点的组分被部分气化，转移到合成气体中。因此，通过气液接触，气液两相的组成逐渐发生变化合成气体中的高沸化合物逐渐减少，洗涤液中的高沸化合物逐渐增多。高沸化合物和硅粉颗粒随洗涤液由洗涤塔底部的排残口14排出，同时一部分氯硅烷洗涤液由排液口15进入加热设备3中，加热蒸发为气体后由回流口16重新进入洗涤塔1，随合成气体一起上升，再由洗涤塔1顶部的出料口13排出，进入冷凝器2中，合成气体中部分氯硅烷被冷凝为液态后，作为洗涤液由进液口12重新回到洗涤塔1中进行除尘。未被冷凝的合成气体经气相排出口进入下道工序。整个除尘过程处于动态平衡中。
通过本实用新型提供的装置，合成气体得到进一步的除尘处理，由于除去了高沸化合物与硅粉颗粒，在后续的冷凝过程中，管道和设备不会被堵塞，减轻了装置维修维护的工作量，使三氯氢硅生产连续稳定，能够实现大规模生产。
以上对本实用新型所提供的多晶硅生产中产生的合成气体的除尘装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种三氯氢硅生产中产生的合成气体的除尘装置，其特征在于，包括：
洗涤塔，所述洗涤塔下部的侧壁开有加料口，上部设有进液口和出料口，底部设有排残口。
2.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，所述洗涤塔为筛板结构。
3.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，所述进液口处设置喷淋装置。
4.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，洗涤塔底部还包括排液口，设置与排液口相连的加热设备，所述加热设备的排出口连接于洗涤塔的侧壁。
5.根据权利要求1所述的除尘装置，其特征在于，还包括位于所述洗涤塔顶部与出料口相连的冷凝器。
6.根据权利要求5所述的除尘装置，其特征在于，所述冷凝器的下部有出液口与洗涤塔的进液口相连，上部有气相排出口。
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