[发明专利]对多晶硅生产中循环氢进行纯化的方法及系统

权利要求书

1.一种对多晶硅生产中循环氢进行纯化的方法，其特征在于，包括：

(1)利用活性炭对多晶硅生产中的尾气进行吸附处理，以便得到氢气粗品；

(2)利用液氮对所述氢气粗品进行冷凝处理；

(3)将冷凝处理后的氢气依次经贵金属催化剂催化、分子筛吸附和过滤器过滤，以便得到初级纯化氢气；

(4)利用金属合金对所述初级纯化氢气进行吸附处理，以便得到高纯氢气，

其中，所述金属合金包括选自Ti-Cr-V-Zr合金、Ti-V-Zr合金、Fe-Zr-V合金和Li-Ba-Mo合金中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，将所述氢气粗品冷凝至-70～-90℃。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述贵金属催化剂为选自Ag、Cu、Pt和Au中的至少一种，

任选地，所述过滤器的孔径不大于0.1μm，

任选地，预先利用冷凝处理后的氢气对所述氢气粗品进行预冷凝处理，再进行步骤(3)的操作。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述金属合金为多孔合金板和/或合金颗粒，

任选地，所述多孔合金板的体当量孔径为10～300μm，孔隙率为10～35％，所述合金颗粒的粒径为15～500μm，

任选地，步骤(4)中，利用所述Ti-Cr-V-Zr合金、所述Ti-V-Zr合金、所述Fe-Zr-V合金和所述Li-Ba-Mo合金中的至少一种对所述初级纯化氢气进行串联吸附和/或并联吸附处理。

5.一种实施权利要求1～4中任一项对多晶硅生产中循环氢进行纯化的方法的系统，其特征在于，包括：

活性炭吸附装置，所述活性炭吸附装置具有尾气入口和氢气粗品出口；

冷凝装置，所述冷凝装置具有氢气粗品入口、低温液氮入口、换热后液氮出口、液体出口和冷凝提纯气体出口，所述氢气粗品入口与所述氢气粗品出口相连；

一级纯化装置，所述一级纯化装置具有冷凝提纯气体入口和初级纯化气体出口，所述冷凝提纯气体入口和所述初级纯化气体出口之间布置有间隔分布的贵金属催化剂层、分子筛和过滤器，所述贵金属催化剂层邻近所述冷凝提纯气体入口设置，所述过滤器邻近所述初级纯化气体出口设置，所述冷凝提纯气体入口与所述冷凝提纯气体出口相连；

二级纯化装置，所述二级纯化装置具有初级纯化气体入口和高纯氢气出口，所述初级纯化气体入口和所述高纯氢气出口之间布置有吸附层，所述吸附层包括至少一层Ti-Cr-V-Zr合金层、Ti-V-Zr合金层、Fe-Zr-V合金层或Li-Ba-Mo合金层，所述初级纯化气体入口与所述初级纯化气体出口相连。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述贵金属催化剂层为Ag层、Cu层、Pt层、Au层或选自Ag、Cu、Pt和Au中至少两种的复合层，

任选地，所述过滤器的孔径不大于0.1μm。

7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，所述吸附层包括多层间隔分布的合金层，每层所述合金层分别独立地为Ti-Cr-V-Zr合金层、Ti-V-Zr合金层、Fe-Zr-V合金层或Li-Ba-Mo合金层，

任选地，所述合金层为多孔合金板或合金颗粒层，

任选地，所述多孔合金板的体当量孔径为10～300μm，孔隙率为10～35％，所述合金颗粒的粒径为15～500μm。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述Ti-Cr-V-Zr合金层与所述Ti-V-Zr合金层相邻布置，所述Fe-Zr-V合金层与所述Li-Ba-Mo合金层相邻布置，

任选地，所述吸附层包括至少一层所述Ti-Cr-V-Zr合金层或所述Ti-V-Zr合金层，以及至少一层所述Fe-Zr-V合金层或所述Li-Ba-Mo合金层。