[实用新型]纯化四氯化硅的系统

说明书

技术领域

本实用新型属于多晶硅生产领域，具体而言，本实用新型涉及一种纯化四氯化硅的系统。

背景技术

近年来，随着我国信息化建设的发展，市场对光纤产品的需求不断增长，总需求突破1亿芯公里，市场出现了光纤供应不足的现象，而制约光纤产量增加的重要技术因素就是我国对进口光纤预制棒及其重要原料之一光纤用超纯四氯化硅(超低氢含量四氯化硅)的依赖程度过高。所以，为支持国家信息化建设的发展，研发制备光纤用超纯四氯化硅的技术成为当务之急。

制备光纤用超纯四氯化硅的方法主要包括精馏法、吸收法、部分水解法、络合法、光氯化法等。其中精馏塔和吸收法属于物理法，仅可制备一定纯度的四氯化硅，在制备光纤用超纯四氯化硅时存在问题；部分水解法、络合法和光氯化法属于化学法，通过反应去除四氯化硅中的杂质，可以用于制备光纤用超纯四氯化硅，但因部分水解法和络合法具有操作困难和无法大规模生产的缺点，其应用受到限制。

目前国内在大规模制备光纤用超纯四氯化硅方面还处于空白。北京有色研究总院公开了一种精馏式光氯化反应装置(专利申请号：200910260296.X)，此装置仅适用于实验室研究，无法实现连续生产和有效工业放大。武汉新硅科技有限公司公开了一种光纤用高纯四氯化硅的连续精馏方法，虽解决了连续和大规模生产的问题，但四氯化硅的纯度无法达到超纯要求。

因此，现有的纯化四氯化硅的技术还有待进一步研究。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种纯化四氯化硅的系统，该系统可以制备得到光纤用级别的四氯化硅，并且可以实现大规模连续生产。

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种纯化四氯化硅的系统，包括：

精馏塔本体，所述精馏塔本体内自上而下依次限定出吸附精馏段、轻组分脱除段和重组分脱除段；

四氯化硅入口，所述四氯化硅入口设置在所述吸附精馏段与所述轻组分脱除段之间；

四氯化硅出口，所述四氯化硅出口设置在所述轻组分脱除段与所述重组分脱除段之间；

蒸汽出口，所述蒸汽出口设置在所述吸附精馏段顶部；以及

重组分出口，所述重组分出口设置在所述重组分脱除段底部。

根据本实用新型实施例的纯化四氯化硅的系统通过在单塔中同时进行吸附和精馏，有效解决了系统操作困难和无法大规模连续生产的问题，并且显著提高了系统的运行效率和运行连续性，同时，将吸附与精馏相结合，在吸附的同时进行传热传质，保证了四氯化硅产品的纯度，从而可以制备得到光纤用级别的四氯化硅。

另外，根据本实用新型上述实施例的纯化四氯化硅的系统还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述的纯化四氯化硅的系统进一步包括：四氯化硅汽化装置，所述四氯化硅汽化装置具有液体四氯化硅入口、未汽化重组分出口和气体四氯化硅出口；以及四氯化硅过热装置，所述四氯化硅过热装置具有气体四氯化硅入口和过热四氯化硅出口，并且所气体四氯化硅入口与所述气体四氯化硅出口相连，所述过热四氯化硅出口与所述四氯化硅入口相连。由此，可以有效制备得到光纤用级别的四氯化硅。

在本实用新型的一些实施例中，所述的纯化四氯化硅的系统进一步包括：第一冷却装置，所述第一冷却装置具有蒸汽入口和冷凝液出口，并且所述蒸汽入口与所述蒸汽出口相连，所述冷凝液出口与所述吸附精馏段相连；以及第二冷却装置，所述第二冷却装置具有轻组分入口和经过冷却的轻组分出口，并且所述轻组分入口与所述冷凝液出口相连。由此，可以有效回收系统中轻组分。

在本实用新型的一些实施例中，所述的纯化四氯化硅的系统进一步包括：第三冷却装置，所述第三冷却装置具有精馏四氯化硅入口和纯化的四氯化硅出口，并且所述精馏四氯化硅入口与所述四氯化硅出口相连；以及第四冷却装置，所述第四冷却装置与所述未汽化重组分出口和所述重组分出口相连。由此，可以有效回收系统中重组分。

在本实用新型的一些实施例中，所述吸附精馏段的内件为具有表面复合吸附剂的规整填料，并且理论板数为10～20块。由此，可以显著提高吸附精馏效率。

在本实用新型的一些实施例中，所述轻组分脱除段的内件为金属丝网规整填料和板波纹规整填料，并且理论板数为20～40块。由此，可以显著提高轻组分脱除效率。

在本实用新型的一些实施例中，所述重组分脱除段的内件为金属丝网规整填料和板波纹规整填料，并且理论板数为5～15块。由此，可以显著提高重组分脱除效率。