[实用新型]一种不产生渣浆的多晶硅生产装置

说明书

本实用新型公开了一种不产生渣浆的多晶硅生产装置，包括流化床反应器、原料硅粉罐、气体分布器、细粉收集罐和细硅粉回收罐；原料硅粉罐与流化床反应器底部进料口连接，将原料硅粉送入流化床反应器内；气体分布器位于流化床反应器的底端，将原料气体SiCl₄和H₂导入流化床反应器内；细粉收集罐与流化床反应器顶部出料口连接，其顶部开口并通过金属过滤器将流化床反应器排出的合成气中的细粉截留并收集在细粉收集罐内；细硅粉回收罐的顶部进料口与细粉收集罐底部出料口连接，细硅粉回收罐的底部出料口与流化床反应器底部另一进料口连接；细粉收集罐将收集的细粉导入细硅粉回收罐内，再通过细硅粉回收罐导入到流化床反应器内重复利用。

技术领域

本实用新型属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种不产生渣浆的多晶硅生产装置。

背景技术

在多晶硅生产过程中，三氯氢硅蒸汽与氢气按一定摩尔比混合后进入还原炉，在一定的温度(1080℃－1100℃)及压力(0.4MPa-0.5MPa)下，三氯氢硅被氢气还原或自身热分解，生成的硅沉积在发热体硅芯上。主要反应如下：

同时，也会产生三氯氢硅的热分解以及四氯化硅的还原反应：

从还原炉出来的含有氢气、三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅和氯化氢的还原尾气，被送往尾气回收装置。在尾气回收装置内，氢气、氯化氢、氯硅烷(含有三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅)被分离。回收氢返回到还原装置循环利用，一部分与三氯氢硅气体混合成原料混合气进入还原炉，另一部分作为还原炉的吹扫置换用氢及视孔氢。氯硅烷被送往精馏装置。

精馏装置把来自尾气回收装置的氯硅烷中把三氯氢硅分离出来，制得精制回收料，再把精制回收料和精制合成料一起送往还原装置；分离出来的二氯二氢硅送往反歧化装置；分离出来的高沸物送往高沸物裂解装置；分离出来的四氯化硅、氯化氢送往冷氢化。

在冷氢化四氯化硅转化为三氯氢硅的生产过程中，四氯化硅蒸汽与氢气按一定摩尔比混合加热后进入流化床反应器内，与推入的硅粉、加入的氯化氢在一定的温度(520℃－535℃)、压力(1.8MPa或2.8MPa)、催化剂作用下反应生成三氯氢硅。合成产品进入粗分塔，粗分塔粗分后四氯化硅返回冷氢化装置，粗产品三氯氢硅送往精制装置；未反应的氢气返回流化床反应器重新反应。

主反应：3SiCl4+Si+2H2＝4SiHCl3-Q(反应温度520-535℃，压力1.80或2.8MPa，CuCl2催化剂)；

副反应：Si+4HCl＝SiCl4+2H2+Q(反应温度大于450℃)。

目前传统的冷氢化工艺是流化床气体经内旋风分离器分类后去进出口换热器三级换热，再进行降温、除尘、冷凝，回收的氢气循环利用，回收的氯硅烷及氢气带有微量的微细硅粉，易造成冷氢化后工序管道、设备堵塞，影响冷氢化长周期运行；汽化塔底、汽提塔底、喷淋塔底产生的渣浆(四氯化硅、细硅粉)需定期排放，渣浆中含有约25％左右的固含量(细硅粉、催化剂)，75％左右的四氯化硅，渣浆经物理法固液分离处理，液体四氯化硅返回冷氢化利用，固体中和水解；中和水解过程产生大量的“三废”废渣、废水、废气；增加硅粉消耗、水消耗，同时“三废”处理也增加劳动成本和环保设施投资。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种不产生渣浆的冷氢化生产多晶硅的装置，以解决冷氢化后序管道、设备堵塞问题，减少除尘及渣浆回收设施，提高冷氢化系统运行周期，降低硅粉消耗、减少大量“三废”产生和环保设施投资。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案如下：

一种不产生渣浆的多晶硅生产装置，包括流化床反应器、原料硅粉罐、气体分布器、细粉收集罐、以及细硅粉回收罐；