專利名稱：一種三氯氫硅合成系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及多晶硅生產(chǎn)工藝技術領域，更具體地，本實用新型涉及一種三氯氫娃合成系統(tǒng)。
背景技術：
我國現(xiàn)階段多晶硅項目工藝技術85%以上都屬于西門子工藝技術，該工藝過程中，有眾多系統(tǒng)需要進行氣體過濾。具體有四氯化娃氫化生產(chǎn)三氯氫娃系統(tǒng)、三氯氫娃合成系統(tǒng)、還原尾氣干法回收系統(tǒng)等。目前一般采用的過濾器均為布袋過濾器，而在生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)布袋過濾器存在如下幾個缺點I、布袋過濾器耐高溫性能差。尤其是在三氯氫硅合成系統(tǒng)、以及四氯化硅氫化生產(chǎn)三氯氫硅系統(tǒng)中，發(fā)現(xiàn)布袋過濾器非常容易出現(xiàn)破損，導致過濾效果嚴重下降，最終造成后續(xù)系統(tǒng)堵塞；2、布袋過濾器容易破損，就造成氣體中的粉塵量大量增加，最終造成產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)大幅下降；3、布袋過濾器價格昂貴，目前進口的濾材折算到成品濾袋上，每平方米價格達到1000元以上；4、布袋過濾器的濾材耐腐蝕性能差，同時支撐件在檢修過程中容易腐蝕，造成檢修困難，且檢修成本高。

實用新型內(nèi)容本實用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本實用新型的一個目的在于提出一種合成效率高、成本低、產(chǎn)品質(zhì)量好的三氯氫娃合成系統(tǒng)。根據(jù)本實用新型示例的三氯氫硅合成系統(tǒng)，包括三氯氫硅合成裝置和尾氣處理設備，所述尾氣處理設備將來自所述三氯氫硅合成裝置的合成尾氣進行尾氣處理，所述尾氣處理設備包括依次連接的沉降裝置、氣體過濾裝置、冷凝器以及吸附塔，其中，所述氣體過濾裝置內(nèi)設有陶瓷濾芯，且所述氣體過濾裝置用于將來自所述沉降裝置的合成尾氣進行過濾后輸送給所述冷凝器，所述冷凝器用于將過濾后的合成尾氣分離為液體的氯硅烷與氣態(tài)的氫氣和氯化氫，所述吸附塔用于吸附氣態(tài)的氯化氫，以得到氫氣。根據(jù)本實用新型示例的三氯氫硅合成系統(tǒng)，由于采用設置有陶瓷濾芯的氣體過濾裝置，該過濾裝置具有耐高溫，耐腐蝕的優(yōu)良特性，而且材質(zhì)穩(wěn)定，不會對多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量造成影響；陶瓷濾芯可以根據(jù)過濾精度的要求，生產(chǎn)不同精度的濾芯，且陶瓷濾芯成型簡單，大規(guī)模生產(chǎn)容易，價格低廉。所述氣體過濾裝置包括從上至下依次連接的上封頭、直筒部和下封頭，其中，所述過濾裝置的上部設有用于排出過濾后的氣體的出氣口且下部設有用于排出廢渣的排渣口，所述直筒部的下部設有用于向所述直筒內(nèi)導入待過濾氣體的進氣口，且所述進氣口的上方設有過濾部，所述過濾部包括設有通孔的花盤以及設在所述通孔中的陶瓷濾芯，所述用于處理三氯氫硅合成尾氣的氣體過濾裝置還包括換熱夾套，所述換熱夾套設在所述直筒部的外部，所述換熱夾套的下部設有換熱介質(zhì)進口且上部設有換熱介質(zhì)出口。所述通孔為多個，所述多個通孔沿所述花盤的徑向和軸向均勻分布，每個所述通孔內(nèi)均設有所述陶瓷濾芯。所述通孔和所述陶瓷濾芯的個數(shù)被設置成能夠?qū)⑺鰵怏w的流速控制在O. 01
O.2m/s。所述陶瓷濾芯通過緊固件固定在所述花盤上，所述緊固件包括固定環(huán)和壓蓋，所述固定環(huán)焊接在所述花盤上且所述固定環(huán)的內(nèi)孔與所述通孔相對應，所述壓蓋扣接在所述·陶瓷濾芯的頂端且與所述固定環(huán)相連接以將所述陶瓷濾芯固定在所述通孔內(nèi)。所述陶瓷濾芯為氧化鋁濾芯。所述氧化鋁濾芯的過濾精度為800 1500目。所述直筒部內(nèi)還設有進氣環(huán)管和折流板，所述進氣環(huán)管與所述進氣口相連接，所述折流板位于所述陶瓷濾芯與所述進氣環(huán)管之間。所述進氣環(huán)管上均勻地間隔設有多個出口，且所述折流板有多個，所述多個折流板沿所述直筒部的內(nèi)壁螺旋上升且在所述直筒部的圓周方向上均勻分布。所述直筒部上設有檢修口，所述檢修口位于所述過濾部的上方。 所述出氣口設在所述上封頭的頂端且所述排渣口設在所述下封頭的底端。本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。

本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對示例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據(jù)本實用新型示例的三氯氫硅合成系統(tǒng)示意圖；圖2是根據(jù)本實用新型示例的氣體過濾裝置結(jié)構示意圖；圖3是根據(jù)本實用新型示例的氣體過濾裝置陶瓷濾芯分布示意圖；圖4是根據(jù)本實用新型示例的氣體過濾裝置陶瓷濾芯緊固件示意圖；圖5是根據(jù)本實用新型示例的三氯氫硅合成尾氣的處理方法的流程示意圖；圖6是根據(jù)本實用新型示例的三氯氫硅合成系統(tǒng)處理流程示意圖。
具體實施方式
下面詳細描述本實用新型的示例，所述示例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的示例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“ 第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面首先結(jié)合圖I描述根據(jù)本實用新型的三氯氫硅合成系統(tǒng)。如圖I所示，根據(jù)本實用新型示例的三氯氫硅合成系統(tǒng)包括三氯氫硅合成裝置和尾氣處理設備，所述尾氣處理設備將來自所述三氯氫硅合成裝置的合成尾氣進行尾氣處理，所述尾氣處理設備包括依次連接的沉降裝置50、氣體過濾裝置60、冷凝器70以及吸附塔80，其中，氣體過濾裝置60內(nèi)設有陶瓷濾芯，且氣體過濾裝置60用于將來自沉降裝置50的合成尾氣進行過濾后輸送給冷凝器70，冷凝器70用于將過濾后的合成尾氣分離為液體的氯娃燒與氣態(tài)的氫氣和氯化氫，吸附塔80用于吸附氣態(tài)的氯化氫，以得到氫氣。根據(jù)本實用新型示例的三氯氫硅合成系統(tǒng)，由于采用設置有陶瓷濾芯的氣體過濾裝置，該過濾裝置具有耐高溫，耐腐蝕的優(yōu)良特性，而且材質(zhì)穩(wěn)定，不會對多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量造成影響；陶瓷濾芯可以根據(jù)過濾精度的要求，生產(chǎn)不同精度的濾芯，且陶瓷濾芯成型簡單，大規(guī)模生產(chǎn)容易，價格低廉，通過該系統(tǒng)可以過濾得到純度較高的氫氣。
以下結(jié)合附圖具體描述上述示例中的氣體過濾裝置。如圖2所示，優(yōu)選地，該氣體過濾裝置可以包括從上至下依次連接的上封頭10、直筒部20、下封頭30和換熱夾套40。其中，所述氣體過濾裝置的上部設有用于排出過濾后的氣體的出氣口 11且下部設有用于排出廢渣的排渣口 31，直筒部20的下部設有用于向所述直筒內(nèi)導入待過濾氣體的進氣口 21，且進氣口 21的上方設有過濾部，過濾部包括設有通孔的花盤22以及設在通孔中的陶瓷濾芯23，換熱夾套40設在直筒部20的外部，換熱夾套40的下部設有換熱介質(zhì)進口 41且上部設有換熱介質(zhì)出口 42。由此，根據(jù)上述氣體過濾裝置，由于采用了陶瓷濾芯23，使得氣體過濾裝置具有耐高溫,耐腐蝕的優(yōu)良特性,而且材質(zhì)穩(wěn)定,不會對多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量造成影響；陶瓷濾芯23可以根據(jù)過濾精度的要求，生產(chǎn)不同精度的濾芯，且陶瓷濾芯23成型簡單，大規(guī)模生產(chǎn)容易，價格低廉；氣體過濾裝置外部設有換熱夾套40，能夠保證過濾溫度，有效防止氣體的冷凝，也能有效防止部分溫度過高，造成內(nèi)置緊固件的損壞。進一步考慮到成本及大規(guī)模生產(chǎn)問題，在一個示例中，優(yōu)選地，陶瓷濾芯23為氧化鋁濾芯。由此,該材質(zhì)的陶瓷濾芯23既可以滿足耐高溫、耐腐蝕的要求，而且容易大規(guī)模生產(chǎn)，可以進一步降低生產(chǎn)成本。在一個示例中，如圖3所示，通孔為多個，多個通孔沿花盤22的徑向和軸向均勻分布，每個通孔內(nèi)均設有陶瓷濾芯23。由此，通過設置多個通孔，可以將過濾孔道分開，根據(jù)換熱面積以及花盤22的尺寸布置陶瓷濾芯23達到過濾效果，避免出現(xiàn)過濾孔道堵塞即整體不能使用的情況，提高過濾裝置的實用性?？紤]到氣體體積及過濾面積的問題，在一個示例中，通孔和陶瓷濾芯23的個數(shù)被 設置成能夠?qū)⑺鰵怏w的流速控制在O. 01 O. 2m/s。由此，在該流速下可以使氣體得到更充分的過濾。在一個示例中，如圖4所示，陶瓷濾芯23通過緊固件固定在花盤22上，所述緊固件包括固定環(huán)241和壓蓋242，固定環(huán)241焊接在花盤22上且固定環(huán)241的內(nèi)孔與通孔相對應，壓蓋242扣接在陶瓷濾芯23的頂端且與固定環(huán)241相連接以將陶瓷濾芯23固定在通孔內(nèi)。由此,可以將陶瓷濾芯23固定于花盤22上，并且固定方式合理，方便進行拆卸、安裝，降低檢修難度。在一個示例中，所述氧化鋁濾芯的過濾精度為800 1500目。由此，可以根據(jù)需要過濾掉目數(shù)較大的粉塵。在一個示例中，直筒部20內(nèi)還設有進氣環(huán)管25和折流板26，進氣環(huán)管25與進氣口 21相連接，折流板26位于陶瓷濾芯26與進氣環(huán)管25之間。進一步地，在一個示例中，進氣環(huán)管25上均勻地間隔設有多個出口 251，且折流板26有多個，多個折流板26沿直筒部20的內(nèi)壁螺旋上升且在直筒部20的圓周方向上均勻分布。由此，進氣環(huán)管25以及折流板26能夠有效保證進氣均勻，達到促進過濾芯過濾均勻的目的，同時，氣流中的粉塵能夠在折流板26作用下部分沉降，達到減輕過濾芯負荷的作用。有利地，在一個示例中，直筒部20上設有檢修口 27，檢修口 27位于所述過濾部的上方。由此，通過設置檢修口 27，可以方便進行故障檢修，不需要拆卸設備。在一個示例中，出氣口 11設在上封頭10的頂端且排渣口 31設在下封頭30的底端。由此，可以便于過濾裝置的排洛，省去了拆卸設備的過程。下面進一步結(jié)合圖5描述根據(jù)本實用新型的三氯氫硅合成系統(tǒng)中三氯氫硅合成尾氣的處理方法的流程。具體地，所述三氯氫硅合成尾氣的處理方法包括以下步驟a)將所述三氯氫硅合成尾氣進行沉降處理，并將沉降處理后的三氯氫硅合成尾氣利用氣體過濾裝置進行過濾，以除去其中的固體雜質(zhì)，其中，所述氣體過濾裝置為根據(jù)上述示例所述的氣體過濾裝置。b)將過濾后的三氯氫硅合成尾氣進行冷凝，以得到液體的氯硅烷和氣態(tài)的氫氣與氯化氫的混合物。[0055]c)將氫氣與氯化氫的混合物通過吸附劑進行吸附，以吸附其中的氯化氫，得到高
純氫氣。由于根據(jù)本實用新型上述的氣體過濾裝置具有上述的技術效果，因此，上述三氯氫硅合成尾氣的處理方法也具有相應的技術效果，并且通過該處理方法可以過濾得到純度較高的氫氣。為了保證過濾裝置的正常運行，提高過濾 效率，優(yōu)選地，可以控制氣體過濾裝置的進氣溫度為250 300°C，進氣壓力為O. 05 O. 3MPa，進氣流量為500 2000Nm3/h。下面結(jié)合實施例和附圖具體描述根據(jù)本實用新型的三氯氫硅合成系統(tǒng)的處理流程。實施例I如圖6所示，首先將硅粉和氯化氫通入三氯氫硅合成裝置進行三氯氫硅合成，然后將合成尾氣通過沉降裝置50進行沉降收塵以除去其中的高氯硅烷和固體雜質(zhì)，合成尾氣組分為氯硅烷、氫氣和氯化氫。將沉降收塵后的氣體通入氣體過濾裝置60進行過濾，控制氣體過濾裝置60的進氣溫度為250 300°C，進氣壓力為O. 05 O. 3MPa，進氣流量為500 2000Nm3/h，過濾精度為800 1500目。將過濾后氣體通入冷凝器70進行冷凝，將過濾后的合成尾氣分離為液體的氯硅烷與氣態(tài)的氫氣和氯化氫，在將其通入吸附塔80吸附氣態(tài)的氯化氫，得到高純氫氣。高純氫氣進行合成得到氯化氫，氯化氫可作為原料與硅粉進行三氯氫硅合成。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例示例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該示例或示例描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個示例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的示例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構、材料或者特點可以在任何的一個或多個示例或示例中以合適的方式結(jié)合。盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的示例，可以理解的是，上述示例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述示例進行變化、修改、替換和變型。
權利要求1.一種三氯氫硅合成系統(tǒng)，所述合成系統(tǒng)包括三氯氫硅合成裝置和尾氣處理設備，所述尾氣處理設備將來自所述三氯氫硅合成裝置的合成尾氣進行尾氣處理，所述尾氣處理設備包括依次連接的沉降裝置、氣體過濾裝置、冷凝器以及吸附塔，其中， 所述氣體過濾裝置內(nèi)設有陶瓷濾芯，且所述氣體過濾裝置用于將來自所述沉降裝置的合成尾氣進行過濾后輸送給所述冷凝器， 所述冷凝器用于將過濾后的合成尾氣分離為液體的氯硅烷與氣態(tài)的氫氣和氯化氫， 所述吸附塔用于吸附氣態(tài)的氯化氫，以得到氫氣。
2.根據(jù)權利要求I所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述氣體過濾裝置包括從上至下依次連接的上封頭、直筒部和下封頭，其中， 所述過濾裝置的上部設有用于排出過濾后的氣體的出氣口且下部設有用于排出廢渣的排渣口， 所述直筒部的下部設有用于向所述直筒內(nèi)導入待過濾氣體的進氣口，且所述進氣口的上方設有過濾部，所述過濾部包括設有通孔的花盤以及設在所述通孔中的陶瓷濾芯， 所述用于處理三氯氫硅合成尾氣的氣體過濾裝置還包括 換熱夾套，所述換熱夾套設在所述直筒部的外部，所述換熱夾套的下部設有換熱介質(zhì)進口且上部設有換熱介質(zhì)出口。
3.根據(jù)權利要求2所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述通孔為多個，所述多個通孔沿所述花盤的徑向和軸向均勻分布，每個所述通孔內(nèi)均設有所述陶瓷濾芯。
4.根據(jù)權利要求3所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述通孔和所述陶瓷濾芯的個數(shù)被設置成能夠?qū)⑺鰵怏w的流速控制在O. Ol O. 2m/s。
5.根據(jù)權利要求2所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述陶瓷濾芯通過緊固件固定在所述花盤上，所述緊固件包括固定環(huán)和壓蓋，所述固定環(huán)焊接在所述花盤上且所述固定環(huán)的內(nèi)孔與所述通孔相對應，所述壓蓋扣接在所述陶瓷濾芯的頂端且與所述固定環(huán)相連接以將所述陶瓷濾芯固定在所述通孔內(nèi)。
6.根據(jù)權利要求2所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述陶瓷濾芯為氧化鋁濾 芯
7.根據(jù)權利要求6所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述氧化鋁濾芯的過濾精度為800 1500目。
8.根據(jù)權利要求2所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述直筒部內(nèi)還設有進氣環(huán)管和折流板，所述進氣環(huán)管與所述進氣口相連接，所述折流板位于所述陶瓷濾芯與所述進氣環(huán)管之間。
9.根據(jù)權利要求8所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述進氣環(huán)管上均勻地間隔設有多個出口，且所述折流板有多個，所述多個折流板沿所述直筒部的內(nèi)壁螺旋上升且在所述直筒部的圓周方向上均勻分布。
10.根據(jù)權利要求2所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述直筒部上設有檢修口，所述檢修口位于所述過濾部的上方。
11.根據(jù)權利要求2所述的三氯氫硅合成系統(tǒng)，其特征在于，所述出氣口設在所述上封頭的頂端且所述排渣口設在所述下封頭的底端。
專利摘要本實用新型公開了一種三氯氫硅合成系統(tǒng)，包括三氯氫硅合成裝置和尾氣處理設備，所述尾氣處理設備將來自所述三氯氫硅合成裝置的合成尾氣進行尾氣處理，所述尾氣處理設備包括依次連接的沉降裝置、氣體過濾裝置、冷凝器以及吸附塔，其中，所述氣體過濾裝置內(nèi)設有陶瓷濾芯，且所述氣體過濾裝置用于將來自所述沉降裝置的合成尾氣進行過濾后輸送給所述冷凝器，所述冷凝器用于將過濾后的合成尾氣分離為液體的氯硅烷與氣態(tài)的氫氣和氯化氫，所述吸附塔用于吸附氣態(tài)的氯化氫，以得到氫氣。根據(jù)本實用新型的系統(tǒng)，由于采用設置有陶瓷濾芯的氣體過濾裝置，該過濾裝置具有耐高溫，耐腐蝕的優(yōu)良特性，而且材質(zhì)穩(wěn)定，不會對多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。
文檔編號C01B33/107GK202785673SQ201220397668
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權日2012年8月10日
發(fā)明者萬燁, 嚴大洲, 毋克力, 肖榮暉, 湯傳斌 申請人:中國恩菲工程技術有限公司