四氯化硅的處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種四氯化硅的處理工藝，尤其是涉及一種多晶硅生產(chǎn)中副產(chǎn)物四氯化硅的處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]多晶硅生產(chǎn)屬于高耗能的產(chǎn)業(yè)，降低生產(chǎn)成本目前為技術(shù)發(fā)展的重點，具體在冷氫化工藝上，能量循環(huán)利用及一次氫化率的提高在全系統(tǒng)的節(jié)能降耗上占據(jù)較大的比重。
[0003]在目前國內(nèi)多晶硅企業(yè)冷氫化工序生產(chǎn)流程中，四氯化硅液體與預熱后的氫氣進入四氯化硅氣化器混合，后通過外供蒸汽加熱氣化；并按一定的配比進入電加熱器加熱到6000C ;加熱到600°C的混合氣料接著進入氫化反應(yīng)器，與氫化反應(yīng)器中的硅粉與催化劑的混合固體發(fā)生反應(yīng)；反應(yīng)生成的氣體溫度大約是550°C，其中含有約25%的三氯氫硅、75%的四氯化硅以及少量的硅粉固體顆粒；反應(yīng)生成的氣體接著進入硅粉過濾器，除去了硅粉顆粒的過濾后氣接著進入水冷器，利用循環(huán)水初步冷凝后，再進入深度冷凝系統(tǒng)，將其中的三氯氫硅、四氯化硅冷凝下來送至冷凝料罐，未凝氫氣送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用；冷凝料罐中的氯硅烷通過氯硅烷循環(huán)泵分送至分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送回冷氫化系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用；系統(tǒng)反應(yīng)消耗掉的硅粉可氫氣在運行過程中進行外部補充。
[0004]但是，以上的多晶硅生產(chǎn)流程中反應(yīng)生成氣中所含的熱量均被冷凝系統(tǒng)消耗掉，造成了大量冷媒和熱媒的浪費；且需要消耗大量的催化劑，增加了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種生產(chǎn)成本更低的四氯化硅的處理工藝。
[0006]本發(fā)明包括如下內(nèi)容:
一種四氯化硅的處理工藝，包括如下步驟:
預熱，氫氣在氫氣預熱器內(nèi)預熱后，進入四氯化硅氣化器；
混合，四氯化硅和氫氣進入四氯化硅氣化器混合后，通過外供蒸汽加熱氣化后，進入進出氣換熱器；
換熱，進入出入器換熱器的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱；
加熱，四氯化硅、氫氣混合氣體換熱后再進入電加熱器加熱；
冷氫化，加熱后的四氯化娃、氫氣混合氣體進入氫化反應(yīng)器與其中的娃粉發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)生成氣最終導出到進出氣換熱器中與入料的四氯化硅、氫氣混合氣體換熱。
[0007]本發(fā)明的四氯化硅的處理工藝在氣化后的四氯化硅與氫氣的混合氣，進入進出氣換熱器與反應(yīng)生成氣換熱，即提高了混合氣溫度，又降低了反應(yīng)生成氣溫度。冷氫化反應(yīng)是一個微放熱反應(yīng)，用混合氣將反應(yīng)生成氣溫度降低，有效阻止了冷氫化反應(yīng)朝逆反應(yīng)方向進行，提高了四氯化硅一次氫化率。反應(yīng)生成氣將混合氣溫度提升，則減少了電加熱的負荷功率，降低了電耗。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明所述的一種四氯化硅的處理工藝的原理示意圖。
【具體實施方式】
[0009]為更好理解本發(fā)明所述的技術(shù)方案，現(xiàn)結(jié)合附圖進一步詳細說明。
[0010]本發(fā)明的四氯化硅的處理工藝采用的設(shè)備包括用于預熱氫氣的氫氣預熱器、用于預熱四氯化硅的四氯化硅預熱器、同時與氫氣預熱器及四氯化硅預熱器相連的四氯化硅氣化器、進出氣換熱器、與四氯化硅預熱器相連的分離系統(tǒng)、同時與分離系統(tǒng)及氫氣預熱器相連的冷凝系統(tǒng)、與進出氣換熱器相連的電加熱器、在電加熱器上依次相連的第一氫化反應(yīng)器、第一硅粉過濾器、第二氫化反應(yīng)器、第二硅粉過濾器、第三氫化反應(yīng)器及第三硅粉過濾器，其中第三硅粉過濾器還與進出氣換熱器相連。四氯化硅的處理工藝包括以下步驟:
預熱。外部的氫氣及來自于冷凝系統(tǒng)的氫氣在氫氣預熱器內(nèi)預熱后，進入四氯化硅氣化器。
[0011]混合。四氯化硅液體和氫氣氣體進入四氯化硅氣化器混合后，通過外供蒸汽加熱氣化后，通過控制其壓力和溫度，使氫氣和四氯化硅按一定的配比進入進出氣換熱器。
[0012]換熱。進入出入器換熱器的四氯化硅、氫氣混合氣體與來自氫化反應(yīng)器的反應(yīng)生成氣換熱后，自身溫度上升。
[0013]加熱。四氯化硅、氫氣混合氣體換熱后再進入電加熱器加熱到600°C。
[0014]冷氫化。加熱后的四氯化娃、氫氣混合氣體進入第一氫化反應(yīng)器與其中的娃粉發(fā)生反應(yīng)。隨后從第一氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入第一硅粉過濾器，進行首次冷氫化，之后將反應(yīng)生成氣中的娃粉過濾掉后進入第二氫化反應(yīng)器，進行二次冷氫化，然后從第二氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入第二硅粉過濾器。冷氫化過程還包括第三次冷氫化過程，從第三氫化反應(yīng)器出來的反應(yīng)生成氣進入第三硅粉過濾器，將反應(yīng)生成氣中的硅粉過濾掉后進入進出氣換熱器，與來自四氯化硅氣化器的氫氣、四氯化硅混合氣進行換熱，自身溫度降低，再進入四氯化硅預熱器，對來自分離系統(tǒng)的四氯化硅進行預加熱。在上述冷氫化過程中，可以根據(jù)需要設(shè)置更多的氫化反應(yīng)器和硅粉過濾器，重復以上反應(yīng)與過濾的過程，完成冷氫化。
[0015]冷凝。從四氯化硅預熱器出來的反應(yīng)生成氣進入冷凝系統(tǒng)，通過與低溫冷媒的換熱，三氯氫硅、四氯化硅的混合氯硅烷被冷凝成液體。
[0016]分離。冷凝后的混合氯硅烷送入分離系統(tǒng)進行分離；不凝氣體氫氣送回氫氣預熱器重新回收利用。
[0017]分離系統(tǒng)將氯硅烷中的三氯氫硅和四氯化硅分離，三氯氫硅送至后續(xù)系統(tǒng)，四氯化硅送至四氯化硅預熱器，與來自進出氣換熱器的反應(yīng)后氣進行換熱，自身溫度上升，再進入四氯化硅氣化器。
[0018]系統(tǒng)反應(yīng)消耗掉的硅粉和氫氣在運行過程中進行外部補充。
[0019]氣化后的四氯化硅與氫氣的混合氣，進入進出氣換熱器與反應(yīng)生成氣換熱，即提高了混合氣溫度，又降低了反應(yīng)生成氣溫度。