專利名稱：三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于三氯氫硅合成尾氣綜合回收利用裝置，特別是一種簡(jiǎn)化了工藝流 程的三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置。
技術(shù)背景 在三氯氫硅的合成生產(chǎn)中，三氯氫硅合成后的氣體經(jīng)冷卻、除塵、常壓冷凝后，大 部分三氯氫硅被冷凝下來(lái)，冷凝液(即三氯氫硅粗品)排入三氯氫硅粗品貯槽，未被冷凝下 來(lái)的氣體為三氯氫硅合成尾氣(尾氣中主要成分為氧氣、氮?dú)?、氫氣、氯化氫、三氯氫?。 現(xiàn)有如下幾種方法處理A、大部分小廠中，均采用直接將這一部分三氯氫硅合成尾氣送入水洗塔水洗，水 洗塔通入大量的工業(yè)水，洗掉尾氣中的三氯氫硅和氯化氫氣體，未被洗掉的氣體(氧氣、氮 氣、氫氣)直接排入大氣中，洗下的廢水加堿性物質(zhì)(如石灰)中和，調(diào)PH值為7 9，經(jīng)過(guò) 濾、澄清外排；B、另一種方法是采用變壓吸附分離法進(jìn)行分離綜合利用，即將上述尾氣加壓冷凝 回收大量的三氯氫硅后送進(jìn)變壓吸附系統(tǒng)，利用變壓吸附原理將三氯氫硅、氫氣、氯化氫氣 體徹底分離，分離出來(lái)的三氯氫硅回粗品貯槽，氯化氫去制酸或去三氯氫硅合成爐合成三 氯氫硅，氫氣去氯化氫合成爐與氯氣配合生產(chǎn)氯化氫氣體。該方案雖然可以徹底回收，操 作平穩(wěn)，但該工藝流程復(fù)雜，投資大，能耗高，運(yùn)行成本高，大多數(shù)三氯氫硅生產(chǎn)廠家均未采 用。因?yàn)樵谌葰涔韬铣缮a(chǎn)中排放的大量三氯氫硅合成尾氣中氫氣含量在70 80 %左右，氯化氫含量在15 25 %左右，氮?dú)夂繛? 5 %，氧氣平均為0. 4 1 %，三氯 氫硅氣體含量為0. 5%以下，由于氫氣、氯化氫及三氯氫硅具有較大的利用價(jià)值，及總含量 占總尾氣的90 95%，所以需要一種不僅可以徹底回收，還可以簡(jiǎn)化工藝流程的裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述問(wèn)題提出了一種三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置， 可以直接把三氯氫硅合成尾氣通過(guò)加壓冷凝，回收大量的三氯氫硅后，將此尾氣作氫氣使 用，直接與氯氣燃燒生產(chǎn)氯化氫，該生產(chǎn)裝置工藝、設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝藝路線短，能耗低，易于 操作，簡(jiǎn)化了將氫氣與氯化氯變壓分離的復(fù)雜過(guò)程，從而創(chuàng)造了極佳的社會(huì)經(jīng)濟(jì)及環(huán)保價(jià) 值。本實(shí)用新型通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)施三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置，其特征在于包括依次連接的尾氣回 收罐、尾氣壓縮機(jī)、尾氣冷凝器、回收捕集器、尾氣緩沖罐、氯化氫合成爐，并且每個(gè)設(shè)備都 設(shè)置有相應(yīng)的穩(wěn)壓裝置，所述尾氣冷凝器為雙級(jí)冷凝器，由依次連接的尾氣前冷凝器和尾 氣后冷凝器組成；所述尾氣緩沖罐和氯化氫合成爐之間設(shè)置有依次連接的二氧化硅分離器 和氫氣阻火器。[0009]所述尾氣壓縮機(jī)和尾氣冷凝器之間設(shè)置有去粗品中間罐。所述尾氣前冷凝器、尾氣后冷凝器和回收捕集器均連接于同一個(gè)回收液計(jì)量罐。所述尾氣壓縮機(jī)為兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)，為雙級(jí)氣體保護(hù)密封結(jié)構(gòu)，尾氣壓縮機(jī)的 中間設(shè)置有連接腔體，廢氣從腔體中排出去水洗洗滌，改善操作環(huán)境，采用了雙級(jí)尾氣冷凝 器對(duì)尾氣進(jìn)行冷卻。 所述氯化氫合成爐為鋼制爐體，氯化氫合成爐的爐體外部采用散熱片結(jié)構(gòu)形式， 氯化氫合成爐的爐頭雙層結(jié)構(gòu)、點(diǎn)火孔采用快裝結(jié)構(gòu)等先進(jìn)的結(jié)構(gòu)，利于氫氣的點(diǎn)火及氫 氣與氯氣充分混合燃燒，避免燃燒過(guò)程中出現(xiàn)游離氯，影響系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。本實(shí)用新型的原理是首先三氯氫硅合成尾氣通過(guò)常壓冷凝在尾氣回收罐后，尾氣進(jìn)入尾氣壓縮機(jī)，將 尾氣壓力由常壓提高到0. 6 0. 8Mpa，然后尾氣通至尾氣冷凝器；尾氣冷凝器為雙級(jí)冷凝器，尾氣先通至尾氣前冷凝器的管層，然后通過(guò)尾氣前冷 凝器管層進(jìn)入尾氣后冷凝器的管層；尾氣前冷凝器的殼層通尾氣后冷凝器管層的尾氣，再 進(jìn)入尾氣前冷凝器的殼層，充分利用尾氣后冷凝器冷凝后氣體的冷量；尾氣后冷凝器的管 層通尾氣，尾氣后冷凝器的殼層通_35°C鹽水；回收捕集器抹沫，冷凝、捕沫下來(lái)液體(三氯氫硅)進(jìn)三氯氫硅粗品貯槽，被充分 回收三氯氫硅后的尾氣進(jìn)尾氣緩沖罐，尾氣緩沖罐起穩(wěn)壓和緩沖作用；尾氣緩沖罐壓力控 制在先0. 6 0. 8Mpa，此處尾氣中三氯氫硅已基本被全部回收，含量已小于0. 5%，基本對(duì) 進(jìn)氯化氫反應(yīng)爐反應(yīng)沒(méi)有影響；通過(guò)減壓閥減壓到0. 15Mpa后經(jīng)緩沖罐、二氧化硅分離器、阻火器與氯氣配比在 氯化氫合成爐內(nèi)燃燒生成氯化氫氣體，達(dá)到回收利用的目的。本實(shí)用新型的有益效果表現(xiàn)在本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用低成本工藝路線回收利用三氯氫硅合成尾氣，操作簡(jiǎn)單，節(jié) 約能源，還降低了三廢排放量，比較環(huán)保，運(yùn)行成本低，可大力推動(dòng)三氯氫硅尾氣綜合治理 及利用，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理圖具體實(shí)施方式
如圖1所示，三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置，包括依次連接的尾氣回 收罐1、尾氣壓縮機(jī)2、尾氣冷凝器、回收捕集器5、尾氣緩沖罐6、氯化氫合成爐7，并且每個(gè) 設(shè)備都設(shè)置有相應(yīng)的穩(wěn)壓裝置，所述尾氣冷凝器為雙級(jí)冷凝器，由依次連接的尾氣前冷凝 器3和尾氣后冷凝器4組成；所述尾氣緩沖罐6和氯化氫合成爐7之間設(shè)置有依次連接的 二氧化硅分離器8和氫氣阻火器9。所述尾氣壓縮機(jī)2和尾氣冷凝器之間設(shè)置有去粗品中間罐10。所述尾氣前冷凝器3、尾氣后冷凝器4和回收捕集器5均連接于同一個(gè)回收液計(jì)量 罐11。所述氯化氫合成爐7為鋼制的，氯化氫合成爐的爐體外部采用散熱片結(jié)構(gòu)，氯化氫合成爐的爐頭雙層結(jié)構(gòu)、點(diǎn)火孔采用快裝結(jié)構(gòu)等先進(jìn)的結(jié)構(gòu)，利于氫氣點(diǎn)火及氫氣與氯氣充分混合燃燒，避免燃燒過(guò)程中出現(xiàn)游離氯，影響系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。所述尾氣壓縮機(jī)2為兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)，為雙級(jí)氣體保護(hù)密封結(jié)構(gòu)，尾氣壓縮機(jī)2 的中間設(shè)置有連接腔體，廢氣從腔體中排出去水洗洗滌，改善操作環(huán)境，采用了雙級(jí)尾氣冷 凝器對(duì)尾氣進(jìn)行冷卻。本實(shí)用新型的原理是首先三氯氫硅合成尾氣通過(guò)常壓冷凝在尾氣回收罐后，尾氣進(jìn)入尾氣壓縮機(jī)，將 尾氣壓力由常壓提高到0. 6 0. 8Mpa，然后將尾氣通至尾氣冷凝器；尾氣冷凝器為雙級(jí)冷凝器，尾氣先通至尾氣前冷凝器的管層，然后通過(guò)尾氣前冷 凝器管層進(jìn)入尾氣后冷凝器的管層；尾氣前冷凝器的殼層通尾氣后冷凝器管層的尾氣，再 進(jìn)入尾氣前冷凝器的殼層，充分利用尾氣后冷凝器冷凝后氣體的冷量；尾氣后冷凝器的管 層通尾氣，尾氣后冷凝器的殼層通_35°C鹽水；回收捕集器抹沫，冷凝、捕沫下來(lái)液體(三氯氫硅)進(jìn)三氯氫硅粗品貯槽，被充分 回收三氯氫硅后的尾氣進(jìn)尾氣緩沖罐，尾氣緩沖罐起穩(wěn)壓和緩沖作用；尾氣緩沖罐壓力控 制在先0. 6 0. 8Mpa，此處尾氣中三氯氫硅已基本被全部回收，含量已小于0. 5%，基本對(duì) 進(jìn)氯化氫反應(yīng)爐反應(yīng)沒(méi)有影響；通過(guò)減壓閥減壓到0. 15Mpa后經(jīng)緩沖罐、二氧化硅分離器、阻火器與氯氣配比在 氯化氫合成爐內(nèi)燃燒生成氯化氫氣體，達(dá)到回收利用的目的。該裝置的主要技術(shù)指標(biāo)a、壓縮機(jī)進(jìn)口壓力大于5千帕，小于15千帕；b、壓縮機(jī)出口壓力在0.6 0.8MPa ；C、氯化氫合成爐進(jìn)口三氯氫硅合成尾氣壓力為0. 15 0. 2MPa ；d、氯化氫合成爐出口氯化氯純度為80 85%。
權(quán)利要求三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置，其特征在于包括依次連接的尾氣回收罐(1)、尾氣壓縮機(jī)(2)、尾氣冷凝器、回收捕集器(5)、尾氣緩沖罐(6)、氯化氫合成爐(7)，并且每個(gè)設(shè)備都設(shè)置有相應(yīng)的穩(wěn)壓裝置；所述尾氣冷凝器為雙級(jí)冷凝器，由依次連接的尾氣前冷凝器(3)和尾氣后冷凝器(4)組成；所述尾氣緩沖罐(6)和氯化氫合成爐(7)之間設(shè)置有依次連接的二氧化硅分離器(8)和氫氣阻火器(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置，其特征在于所 述尾氣壓縮機(jī)(2)和尾氣冷凝器之間設(shè)置有去粗品中間罐(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置，其特征在于所 述尾氣前冷凝器(3)、尾氣后冷凝器(4)和回收捕集器(5)均連接于同一個(gè)回收液計(jì)量罐 (11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置，其特征在于所 述氯化氫合成爐(7)為鋼制的，氯化氫合成爐(7)的爐體外部采用散熱片結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置，其特征在于所 述尾氣壓縮機(jī)(2)為兩級(jí)活塞式壓縮機(jī)，為雙級(jí)氣體保護(hù)密封結(jié)構(gòu)，尾氣壓縮機(jī)的中間設(shè) 置有連接腔體。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了三氯氫硅合成尾氣回爐燃燒回收利用裝置，其結(jié)構(gòu)為包括依次連接的尾氣回收罐、尾氣壓縮機(jī)、尾氣冷凝器、回收捕集器、尾氣緩沖罐、氯化氫合成爐，并且每個(gè)設(shè)備都設(shè)置有相應(yīng)的穩(wěn)壓裝置；所述尾氣冷凝器為雙級(jí)冷凝器，由依次連接的尾氣前冷凝器和尾氣后冷凝器組成；所述尾氣緩沖罐和氯化氫合成爐設(shè)置有依次連接的二氧化硅分離器和氫氣阻火器；本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，采用低成本工藝路線回收利用三氯氫硅合成尾氣，操作簡(jiǎn)單，節(jié)約能源，還降低了三廢排放量，比較環(huán)保，運(yùn)行成本低，可大力推動(dòng)三氯氫硅尾氣綜合治理及利用，提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)B01D5/00GK201587864SQ200920243959
公開(kāi)日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2009年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月14日
發(fā)明者梁進(jìn) 申請(qǐng)人:樂(lè)山永祥硅業(yè)有限公司