[实用新型]一种制备硅单质的系统

说明书

本实用新型涉及一种制备硅单质的系统。该系统包括：热解单元、配料单元、硅单质生产单元、硅单质精炼单元和发电单元。其中，热解单元包括热解装置和流化床气化装置，发电单元包括燃烧装置、蒸汽产生装置和发电装置。热解装置与流化床气化装置相连，配料单元分别与热解装置、流化床气化装置、硅单质生产单元相连，硅单质精炼单元与硅单质生产单元相连，燃烧装置分别与热解装置、蒸汽产生装置相连，发电装置与蒸汽产生装置相连。整个工艺实现电能自足、燃料自足，并产出高品质的硅单质，具有较高的经济效益。

技术领域

本实用新型属于硅单质的制备领域，具体地，涉及一种制备硅单质的系统。

背景技术

传统制备硅单质的碳质还原剂为木炭、石油焦、烟煤，需要搭配使用才能达到最好的还原效果。木炭作为最重要的碳质还原剂之一，在硅石的冶炼中起着决定性的作用。但是，国内木炭基本都是土窑生产，规模小，干馏温度凭借经验判断，烧炭产生大量烟气，造成空气污染，因而生产受到严格限制，部分窑厂为缩短焖窑时间，后期注入大量的水降低炭温，造成木炭含水量极不稳定，木炭的化验结果显示，全水分含量极不稳定，平均值为44％，不但造成配料的大幅波动，影响了产品品质，同时增加了生产能耗。

近年来，由于国家实施生态建设，控制林木砍伐，保护森林资源，已成大家的共识。目前一些地区明文规定，禁止伐林烧炭，有的地区还规定了停止使用木炭的具体时间，木炭的来源就更加有限。

我国硅单质产量大省依次为新疆、云南、四川。除新疆外，云南和四川同时又是竹材(诸如毛竹)的产地，储量十分丰富。传统的大湖捕鱼和农作物大棚需要大量的毛竹，现在大湖捕鱼被限制，农作物大棚以钢结构代替毛竹支撑，其他轻工业制品如凉席、竹筷等需求量也降低，使得毛竹价格跌幅严重，并且毛竹加工废料、边角料、山间枯竹等难以利用，直接废弃。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种制备硅单质的系统。此工艺可解决竹材产能过剩的问题，同时将竹材进行充分的资源化利用，将其作为硅单质生产的碳质还原剂，可大大提高硅单质的产品品质，同时实现系统的用能平衡，无需外供能源，降低成本。

本实用新型提供的制备硅单质的系统，包括：

热解单元，包括热解装置和流化床气化装置，

所述热解装置设有竹材入口、气化煤气入口、竹炭出口和热解油气出口；

所述流化床气化装置设有竹炭入口和气化煤气出口，所述竹炭入口与所述热解装置的竹炭出口相连，所述气化煤气出口与所述热解装置的气化煤气入口相连；

配料单元，设有硅石入口、石油焦入口、烟煤入口、竹炭入口和混合料出口，所述竹炭入口与所述热解装置的竹炭出口相连；

硅单质生产单元，设有混合料入口和液体硅出口，所述混合料入口与所述配料单元的混合料出口相连；

硅单质精炼单元，设有气体入口、液体硅入口和铸锭硅出口，所述液态硅入口与所述硅单质生产单元的液体硅出口相连；

发电单元，包括燃烧装置、蒸汽产生装置和发电装置；

所述燃烧装置设有热解油气入口、空气入口和高温烟气出口，所述热解油气出口与所述热解装置的热解油气出口相连；

所述蒸汽产生装置设有高温烟气入口、水入口、蒸汽出口和低温烟气出口，所述高温烟气入口与所述燃烧装置的高温烟气出口相连；

所述发电装置设有蒸汽入口、冷凝水出口和发电机组，所述蒸汽入口与所述蒸汽产生装置的蒸汽出口相连。

在本实用新型的一些实施例中，所述硅单质生产单元还设有冷却水入口和回水出口，所述回水出口与所述蒸汽产生装置的水入口相连；所述系统还包括冷却水循环单元，所述冷却水循环单元包括换热装置和冷却装置；