[发明专利]高温水循环及闪蒸一体罐以及用于生产多晶硅的系统

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，更具体的，本发明涉及高温水循环及闪蒸一体罐以及用于生产多晶硅的系统。

背景技术

多晶硅生产中，在CVD还原炉中预先放置硅芯，利用专门的电气装置对其进行加热，超高纯氢气和精馏提纯的三氯氢硅按一定的摩尔配比进入CVD还原炉，在1050～1100℃的硅芯发热体表面上沉积生长多晶硅，同时根据工艺规定和设备的要求，在还原炉钟罩夹套内通入一定流量和温度的高温水，将硅棒对钟罩内壁的辐射热量带走，从而保证硅棒、钟罩的稳定温度、多晶硅的稳定生长。

传统的还原炉高温水系统采用风冷器将炉罩出水进行冷却，使高温入水温度保持在一定的范围内。近几年来，为进行节能降耗，降低生产成本，部分多晶硅生产线（如12对棒还原炉类型）新增余热利用系统，将还原炉钟罩出来的高温水进行闪蒸以降温，然后再返回高温水循环系统，而闪蒸出来的低压蒸汽作为精馏塔的热源。而以上这种工艺，存在以下缺点：

1、还原炉钟罩夹套高温水经过风冷系统、闪蒸系统进行循环，需要控制的参数较多，而且不直观，一般操作人员很难驾驭，同时压降厉害，温度、液位波动较大，控制效果不理想；

2、在原来的高温水系统中新增一套闪蒸设备，投资较大，不利于节能降耗的开展

因此，目前的炉罩出水的冷却循环利用手段仍有待改进，用一种新的装置对还原炉钟罩夹套高温水进行循环和热量回收。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种对还原炉钟罩夹套高温水进行循环和热量回收的手段。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种高温水循环及闪蒸一体罐。根据本发明的实施例，该高温水循环及闪蒸一体罐包括：罐体，所述罐体内限定出闪蒸空间，用于对闪蒸空间内的高温水进行闪蒸冷却，以便产生闪蒸蒸汽和冷却水；高温水进口，所述高温水进口设置在所述罐体上，并且适于与还原炉相连，用于将高温水从所述还原炉引入到所述闪蒸空间中；冷却水出口，所述冷却水出口设置在所述罐体上，并且适于与还原炉相连，用于将经过冷却的高温水返回至所述还原炉；闪蒸蒸汽出口，所述闪蒸蒸汽出口设置在所述罐体上，并且适于与精馏装置相连，以便对所述闪蒸蒸汽进行精馏得到蒸汽冷凝液；以及蒸汽冷凝液入口，所述蒸汽冷凝液入口设置在所述罐体上，并且适于与精馏装置相连，以便将所述蒸汽冷凝液返回至所述闪蒸空间内。由此，可以实现利用高温水循环和闪蒸的一体化处理。

根据本发明的实施例，高温水循环及闪蒸一体罐还可以进一步包括：水位计，所述水位计设置在所述罐体上。由此，可以方便的对高温水循环及闪蒸一体罐内的水位进行监控和调节。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种用于生产多晶硅的系统。根据本发明的实施例，该系统包括：还原炉，所述还原炉用于制备多晶硅，并且采用高温水对所述还原炉进行恒温；高温水循环及闪蒸一体罐，所述高温水循环及闪蒸一体罐与所述还原炉相连，用于对所述还原炉的高温水进行闪蒸冷却，以便获得闪蒸蒸汽和冷却水；精馏装置，所述精馏装置与所述高温水循环及闪蒸一体罐相连，用于对所述闪蒸蒸汽进行精馏，以便获得蒸汽冷凝液，并将所述蒸汽冷凝液返回至所述高温水循环及闪蒸一体罐，其中，所述高温水循环及闪蒸一体罐包括：罐体，所述罐体内限定出闪蒸空间，用于对闪蒸空间内的高温水进行闪蒸冷却，以便产生闪蒸蒸汽和冷却水；高温水进口，所述高温水进口设置在所述罐体上，并且适于与还原炉相连，用于将高温水从所述还原炉引入到所述闪蒸空间中；冷却水出口，所述冷却水出口设置在所述罐体上，并且适于与还原炉相连，用于将经过冷却的高温水返回至所述还原炉；闪蒸蒸汽出口，所述闪蒸蒸汽出口设置在所述罐体上，并且适于与精馏装置相连，以便对所述闪蒸蒸汽进行精馏得到蒸汽冷凝液；以及蒸汽冷凝液入口，所述蒸汽冷凝液入口设置在所述罐体上，并且适于与精馏装置相连，以便将所述蒸汽冷凝液返回至所述闪蒸空间内。由此，可以有效地对还原炉所产生的高温水进行冷却和循环利用，从而提高了制备多晶硅的效率。

根据本发明的实施例，该用于生产多晶硅的系统还可以具有下列附加技术特征：

在本发明的一个实施例中，在所述冷却水出口与所述还原炉之间设置有高温水泵。由此，可以在将冷却水引入到还原炉之前对其进行加压，从而提高了对还原炉进行保温的效率。

在本发明的一个实施例中，高温水循环及闪蒸一体罐进一步包括：水位计，所述水位计设置在所述罐体上。由此，可以方便的对高温水循环及闪蒸一体罐内的水位进行监控和调节。