[实用新型]一种带循环的单塔低温精馏回收氩气系统

说明书

本实用新型公开了一种带循环的单塔低温精馏回收氩气系统，该系统包括氩气压缩机、除一氧化碳器、第一冷却器、除氧器、第二冷却器、氩气预冷机、纯化系统、精馏冷箱和氩气循环压缩机；所述精馏冷箱包括换热器、氩塔再沸器、粗液氩节流阀、精氩塔、纯液氩节流阀、氩塔冷凝蒸发器和辅助再沸器。本实用新型利用回收现场会有液氩提供的便利，用液氩提供冷量，不必单独设置膨胀机，净化粗氩气，再利用低温精馏法脱除氮气、氢气，利用循环氩气增强精馏塔效率，提高了氩气的回收率，简化了低温精馏的流程和操作，降低了运行能耗。

技术领域

本实用新型涉及氩气回收技术领域，尤其涉及一种带循环的单塔低温精馏回收氩气系统。

背景技术

直拉法是生产单晶硅的主要方法，全球70％～80％的单晶硅通过直拉法生产。最常用的直拉法生产单晶硅工艺是采用即像真空工艺又像流动气氛工艺的减压拉晶工艺；减压工艺是在硅单晶拉制过程中，连续等速地向单晶炉炉膛内通入高纯度氩气，同时真空泵不断地从炉膛向外抽送氩气，保持炉膛内真空度稳定在20托左右，这种工艺既有真空工艺的特点，又有流动气氛工艺的特点。减压拉晶工艺的真空泵一般采用滑阀泵，滑阀泵是用油来保持密封的机械真空泵。氩气携带单晶拉制过程中由于高温而产生的硅氧化物和杂质挥发物，并通过真空泵的抽送排放到大气，回收利用这部分氩气有很大现实意义。

但现有氩气回收纯化的技术中，如专利201210078306.X公开了一种单晶硅生产中氩气回收纯化的方法与装置，其低温精馏部分使用空气循环制冷，能耗高，流程复杂，加入的过量氢气放空，利用率低；专利201410618341.5公开了一种双塔耦合的氩气回收纯化设备及氩气回收纯化方法，用空气压缩，双塔流程，能耗无优势，结构复杂，增加设备投资。

因此，本领域的技术人员致力于开发流程更简洁，操作更方便，氩气回收率更高，能耗更低氩气回收系统。

实用新型内容

本实用新型为解决现有氩气回收技术中运动部件多、能耗高、投资大的问题，提供一种带循环的单塔低温精馏回收氩气系统。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种带循环的单塔低温精馏回收氩气系统，包括氩气压缩机、除一氧化碳器、第一冷却器、除氧器、第二冷却器、氩气预冷机、纯化系统、精馏冷箱和氩气循环压缩机；所述精馏冷箱包括换热器、氩塔再沸器、粗液氩节流阀、精氩塔、纯液氩节流阀、氩塔冷凝蒸发器和辅助再沸器；

管路连接顺序为：

所述氩气压缩机、除一氧化碳器、第一冷却器、除氧器、第二冷却器、氩气预冷机、纯化系统依次连接；

所述纯化系统的气体出口管路通过所述换热器与所述氩塔再沸器连接，所述氩塔再沸器的冷凝侧管路通过所述粗液氩节流阀与所述精氩塔的中上部连接，所述精氩塔底部液氩管路通过所述纯液氩节流阀与所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧连接，所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧氩气出口管路通过所述换热器后分为两路，一路送出所述精馏冷箱，另一路与所述氩气循环压缩机连接；所述氩气循环压缩机的出口管路通过所述换热器、辅助再沸器与所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧连接；所述精氩塔的塔顶出口管路分为两路，一路通过所述换热器后送出所述精馏冷箱与所述纯化系统连接，另一路与所述氩塔冷凝蒸发器的冷凝侧连接。

进一步地，所述辅助再沸器的冷源为所述精氩塔底部的纯液氩，所述辅助再沸器的出口管路与所述精氩塔下部连接。

进一步地，所述辅助再沸器与所述氩塔冷凝蒸发器的连接管路上设有液氩节流阀。

进一步地，所述氩塔冷凝蒸发器的蒸发侧还连接有液氩补充管路。

进一步地，所述第一冷却器与除氧器的连接管路上设有加氢管路。

进一步地，所述精氩塔的塔顶氮气出口管路送出所述精馏冷箱部分的管路上设有氮气补充管路。