[实用新型]冷氢化电加热器在线清洗装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产领域，特别是涉及冷氢化系统中电加热器的在线清洗装置。

背景技术

多晶硅制备是一个高耗能的产业，改进工艺降低生产成本是各企业可持续发展的重点。在多晶硅生产过程中产生的四氯化硅（SiCl₄）的量非常大，国内外都在努力探索有效利用SiCl₄的理想途径。其中，冷氢化法是处理SiCl₄的一种极其有效的方法。冷氢化是一种利用SiCl₄、氢气（H₂）和硅粉（Si）反应制备三氯氢硅（SiHCl₃）的工艺。目前冷氢化系统通常的生产流程如图1所示，H₂与SiCl₄在四氯化硅汽化器中混合均匀，汽化后加热至550-650℃后进入氢化反应器中与Si粉发生反应，生成含有H₂、SiCl₄、SiHCl₃及细小Si粉颗粒的冷氢化反应后尾气。将冷氢化反应后尾气送入洗涤系统除去细小硅粉颗粒后送入冷凝系统。在冷凝系统中将SiHCl₃和SiCl₄冷凝为液体送入冷凝料罐，然后送入下游工序继续处理；未冷凝的H₂通过循环压缩机送入四氯化硅汽化器循环使用。其中，从四氯化硅汽化器出来的H₂与SiCl₄，采用电加热器进行加热。电加热器出口的温度变送器对加热后的混合气温度进行实时监测并将测得的温度信号送至功率调节器，通过功率调节器对功率的调节来确保加热后的H₂与SiCl₄的温度恒定。

当电加热器出口混合气温度达到550℃以上时，电加热器内部的温度会更高，且原料SiCl₄中通常会存在一定量的SiHCl₃和二氯二氢硅（SiH₂Cl₂）等容易分解成硅单质的氯硅烷，所以在冷氢化系统运行一段时间后，电加热器内部的电加热管管壁上会结上一层无定形硅层，导致加热效果下降。随着电加热器管不断附着无定型硅，电加热管的加热效果会持续下降，为保证电加热器出气温度恒定，则需不断增加电加热器功率，这样最终将会导致电加热器烧坏。因此，当电加热器功率比平时上升10％以上时，则需要清洗电加热器。

由于冷氢化系统不能进水，因此在采用如酸液清洗、碱液清洗等清洗方式时必须频繁将电加热器拆离系统后清洗、干燥合格后重新装回系统，导致冷氢化系统长时间不能运行；并且清洗后的废酸、废碱需中和处理后再将污水排放，既增加了运行成本又造成了环境污染。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种冷氢化电加热器在线清洗装置，该装置在清洗过程中不需要拆装电加热器，能够大幅度增加运行时间，降低成本。

按照本实用新型，提供了一种冷氢化电加热器在线清洗装置，用于在制备三氯氢硅的冷氢化系统中在线地去除电加热器中的无定型硅，所述冷氢化系统包括：

氢气供给管道；

四氯化硅供给管道；

分别与氢气供给管道和四氯化硅供给管道连接的四氯化硅汽化器；

具有进气口和出气口的电加热器，所述电加热器与四氯化硅汽化器连接，所述电加热器具有温度变送器和功率调控器，其中温度变送器实时采集电加热器进气口和出气口处的温度信号并将采集的温度信号传送至功率调节器，功率调节器根据所述温度信号控制加热功率，使得出气口处的温度为预设温度；

与电加热器连接的氢化反应器；

与氢化反应器连接的洗涤系统；

与洗涤系统连接的冷凝系统；

与冷凝系统连接的循环压缩机，所述循环压缩机与四氯化硅汽化器连接，

对所述电加热器进行在线清洗的装置包括：

与电加热器连接的氯化氢供料系统，用于向电加热器中提供与无定型硅反应的氯化氢。

作为优选，所述氯化氢供料系统包括：

氯化氢储罐；

与氯化氢储罐连接的进气缓冲罐；

与进气缓冲罐连接的氯化氢压缩机；

与氯化氢压缩机连接的出气缓冲罐，

所述出气缓冲罐与冷氢化系统中的电加热器连接。

本实用新型至少存在以下技术效果：