[发明专利]四氯化硅的处理工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种四氯化硅的处理工艺，尤其是涉及一种多晶硅生产中副产物四氯化硅的处理工艺。

背景技术

多晶硅生产属于高耗能的产业，降低生产成本目前为技术发展的重点，具体在冷氢化工艺上，能量循环利用及一次氢化率的提高在全系统的节能降耗上占据较大的比重。

在目前国内多晶硅企业冷氢化工序生产流程中，四氯化硅液体与预热后的氢气进入四氯化硅气化器混合，后通过外供蒸汽加热气化；并按一定的配比进入电加热器加热到600℃；加热到600℃的混合气料接着进入氢化反应器，与氢化反应器中的硅粉与催化剂的混合固体发生反应；反应生成的气体温度大约是550℃，其中含有约25%的三氯氢硅、75%的四氯化硅以及少量的硅粉固体颗粒；反应生成的气体接着进入硅粉过滤器，除去了硅粉颗粒的过滤后气接着进入水冷器，利用循环水初步冷凝后，再进入深度冷凝系统，将其中的三氯氢硅、四氯化硅冷凝下来送至冷凝料罐，未凝氢气送回冷氢化系统继续循环使用；冷凝料罐中的氯硅烷通过氯硅烷循环泵分送至分离系统将氯硅烷中的三氯氢硅和四氯化硅分离，三氯氢硅送至后续系统，四氯化硅送回冷氢化系统继续循环使用；系统反应消耗掉的硅粉可氢气在运行过程中进行外部补充。

但是，以上的多晶硅生产流程中反应生成气中所含的热量均被冷凝系统消耗掉，造成了大量冷媒和热媒的浪费；且需要消耗大量的催化剂，增加了生产成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明旨在提供一种生产成本更低的四氯化硅的处理工艺。

本发明包括如下内容：

一种四氯化硅的处理工艺，包括如下步骤：

预热，氢气在氢气预热器内预热后，进入四氯化硅气化器；

混合，四氯化硅和氢气进入四氯化硅气化器混合后，通过外供蒸汽加热气化后，进入进出气换热器；

换热，进入出入器换热器的四氯化硅、氢气混合气体与来自氢化反应器的反应生成气换热；

加热，四氯化硅、氢气混合气体换热后再进入电加热器加热；

冷氢化，加热后的四氯化硅、氢气混合气体进入氢化反应器与其中的硅粉发生反应，反应生成气最终导出到进出气换热器中与入料的四氯化硅、氢气混合气体换热。

本发明的四氯化硅的处理工艺在气化后的四氯化硅与氢气的混合气，进入进出气换热器与反应生成气换热，即提高了混合气温度，又降低了反应生成气温度。冷氢化反应是一个微放热反应，用混合气将反应生成气温度降低，有效阻止了冷氢化反应朝逆反应方向进行，提高了四氯化硅一次氢化率。反应生成气将混合气温度提升，则减少了电加热的负荷功率，降低了电耗。

附图说明

图1为本发明所述的一种四氯化硅的处理工艺的原理示意图。

具体实施方式

为更好理解本发明所述的技术方案，现结合附图进一步详细说明。

本发明的四氯化硅的处理工艺采用的设备包括用于预热氢气的氢气预热器、用于预热四氯化硅的四氯化硅预热器、同时与氢气预热器及四氯化硅预热器相连的四氯化硅气化器、进出气换热器、与四氯化硅预热器相连的分离系统、同时与分离系统及氢气预热器相连的冷凝系统、与进出气换热器相连的电加热器、在电加热器上依次相连的第一氢化反应器、第一硅粉过滤器、第二氢化反应器、第二硅粉过滤器、第三氢化反应器及第三硅粉过滤器，其中第三硅粉过滤器还与进出气换热器相连。四氯化硅的处理工艺包括以下步骤：

预热。外部的氢气及来自于冷凝系统的氢气在氢气预热器内预热后，进入四氯化硅气化器。

混合。四氯化硅液体和氢气气体进入四氯化硅气化器混合后，通过外供蒸汽加热气化后，通过控制其压力和温度，使氢气和四氯化硅按一定的配比进入进出气换热器。

换热。进入出入器换热器的四氯化硅、氢气混合气体与来自氢化反应器的反应生成气换热后，自身温度上升。

加热。四氯化硅、氢气混合气体换热后再进入电加热器加热到600℃。