[发明专利]氯硅烷冷凝装置和氯硅烷回收系统

说明书

本发明提供一种氯硅烷冷凝装置和氯硅烷回收系统。氯硅烷冷凝装置用于冷凝来自上游工序的尾气中含有的氯硅烷。外壳的内空间依次划分为进气区域、冷凝区域和缓冲区域。外壳上对应于进气区域设置有尾气进口，尾气进口用于将尾气输入进气区域；外壳上对应缓冲区域设置有出液口。外壳上还设置有出气口。冷凝管设置于冷凝区域，用于将尾气中含有的氯硅烷冷凝成液态氯硅烷。出气口用于将尾气经过冷凝管后未凝结成液态的剩余气体排出。出液口用于将缓冲区域内的液态氯硅烷排出。尾气冷凝形成的液态氯硅烷能够在缓冲区域内积存，缓冲区域的容积被设置为能够避免出液口下液不畅，以避免出液口下液不畅。

技术领域

本发明涉及分离技术领域。具体地，涉及一种氯硅烷冷凝装置和氯硅烷回收系统。

背景技术

氯硅烷是生产高纯多晶硅的重要原料，目前多晶硅生产系统的还原工序、氢化工序、三氯氢硅合成工序、氯硅烷精馏提纯工序均会产生含氯硅烷的尾气，而国内外绝大多数厂家采用改良西门子法生产制备高纯多晶硅。

在改良西门子法制备多晶硅工艺中，还原炉会产生大量的副产物四氯化硅，四氯化硅目前通常通过冷氢化工艺进行转化。在冷氢化工艺中，流化床反应器产品气中含有微硅粉、H₂、SiHCl₃和SiCl₄等组份，经除尘洗涤后，产品气以完全气相的形式进入依次连接的多个冷凝器中进行逐级冷凝，使产品气中的氯硅烷(SiHCl₃和SiCl₄)被冷却成液相，H₂纯度达到99.5％以上进压缩机循环利用。其中，冷凝器的功能就是利用冷媒对含氯硅烷尾气进行降温，由于冷凝器连接有氯硅烷存储罐，冷凝后形成的液态氯硅烷直接通过冷凝器的出口进入氯硅烷存储罐。

但是，冷凝器与氯硅烷存储罐连接的管道经常会出现下液不畅的现象，使得冷凝后的液态氯硅烷大幅度增加。当冷凝后的液态氯硅烷大幅度增加时，使得冷凝后的大量液态氯硅烷容易积聚在冷凝器中，甚至导致液态氯硅烷被气相夹带到后续冷凝器中，增加后续冷凝器的换热负荷，以及降低冷凝器的换热效率

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提出了一种氯硅烷冷凝装置，以避免出液口下液不畅。

为实现本发明的目的而提供一种氯硅烷冷凝装置，用于冷凝来自上游工序的尾气中含有的氯硅烷，冷凝装置包括：外壳，外壳的内空间依次划分为进气区域、冷凝区域和缓冲区域；其中，外壳上对应于进气区域设置有尾气进口，尾气进口用于将尾气输入进气区域；外壳上对应缓冲区域设置有出液口；外壳上还设置有出气口；冷凝管，冷凝管设置于冷凝区域，冷凝管用于将尾气中含有的氯硅烷冷凝成液态氯硅烷；其中，出气口用于将尾气经过冷凝管后未凝结成液态的剩余气体排出；出液口用于将缓冲区域内的液态氯硅烷排出；尾气冷凝形成的液态氯硅烷能够在缓冲区域内积存，缓冲区域的容积被设置为能够避免出液口下液不畅。

进一步地，缓冲区域的容积大于进气区域的容积。

进一步地，外壳包括：上壳；下壳，下壳用于形成缓冲区域，下壳为自上向下递增的锥桶形。

进一步地，外壳包括：上壳；下壳，下壳用于形成缓冲区域，下壳为球形。

进一步地，外壳的内空间还划分有出气区域，外壳上对应出气区域设置有出气口；出气区域与进气区域并列设置，且进气区域和出气区域均设置于冷凝区域上方；冷凝管包括位于进气区域下方的第一管程和位于出气区域下方的第二管程，第一管程用于将进入进气区域的尾气中含有的氯硅烷冷凝成液态氯硅烷，第二管程用于将尾气经过第一管程后未凝结成液态的气体中含有的氯硅烷冷凝成液态氯硅烷。

进一步地，上壳用于形成进气区域、冷凝区域和出气区域。

进一步地，冷凝装置还包括：隔板，设置于上壳内，隔板用于分隔进气区域和出气区域。

进一步地，外壳上对应缓冲区域设置有出气口。