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皇家马德里与维戈塞尔塔: 多晶硅還原爐尾氣節能系統.pdf

關 鍵 詞:
多晶 還原 尾氣 節能 系統
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摘要
申請專利號:

CN201210588880.X

申請日:

2012.12.31

公開號:

CN103896274A

公開日:

2014.07.02

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):C01B 33/035申請公布日:20140702|||公開
IPC分類號: C01B33/035 主分類號: C01B33/035
申請人: 江蘇雙良新能源裝備有限公司
發明人: 孫惺惺; 李子林; 劉美芬; 陳丞浩; 李引平
地址: 214444 江蘇省無錫市江陰市利港鎮西利路115號
優先權:
專利代理機構: 江陰市同盛專利事務所(普通合伙) 32210 代理人: 唐紉蘭
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201210588880.X

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.08.17|||2014.07.02

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||公開

摘要

本發明涉及一種多晶硅還原爐尾氣節能系統。屬于還原熱量回收利用技術領域。所述系統包括冷卻器(1)、還原爐(2)、氣水換熱器(3)、汽化器(4)和氣氣換熱器(5),所述還原爐(2)尾氣出口直接和冷卻器(1)進口連接,出冷卻器(1)的尾氣接入氣氣換熱器(5),下步接入氣水換熱器(3);熱水接入冷卻器(1),出冷卻器(1)的熱水接入還原爐(2),下步進入氣水換熱器(3),熱水出了氣水換熱器(3)接入汽化器(4);TCS和H2同時進入汽化器(4),出了汽化器(4)的混合氣體TCS+H2進入氣氣換熱器(5),氣氣換熱器(5)的混合氣體TCS+H2出口接入還原爐(2)。本系統簡單可靠,可實現。系統中無需增設輔助熱源,簡化控制,高效利用還原尾氣余熱。

權利要求書

權利要求書
1.  一種多晶硅還原爐尾氣節能系統,其特征在于:所述系統包括冷卻器(1)、還原爐(2)、氣水換熱器(3)、汽化器(4)和氣氣換熱器(5),所述還原爐(2)尾氣出口直接和冷卻器(1)進口連接,出冷卻器(1)的尾氣接入氣氣換熱器(5),下步接入氣水換熱器(3);熱水接入冷卻器(1),出冷卻器(1)的熱水接入還原爐(2),下步進入氣水換熱器(3),熱水出了氣水換熱器(3)接入汽化器(4);TCS和H2同時進入汽化器(4),出了汽化器(4)的混合氣體TCS+H2進入氣氣換熱器(5),氣氣換熱器(5)的混合氣體TCS+H2出口接入還原爐(2)。

2.  根據權利要求1所述的一種多晶硅還原爐尾氣節能系統,其特征在于:所述冷卻器(1)采用的是夾套冷卻器。

3.  根據權利要求1所述的一種多晶硅還原爐尾氣節能系統,其特征在于:所述尾氣被冷卻至180℃以下,混合氣體TCS+H2完全氣體狀態進入還原爐。

說明書

說明書多晶硅還原爐尾氣節能系統
技術領域
本發明涉及多晶硅還原尾氣節能系統。此系統用于還原爐進料氣化、加熱以及還原尾氣冷卻。屬于還原熱量回收利用技術領域。
背景技術
在嚴峻的能源形勢和生態環境壓力下,伴隨著全球節約能源,減排二氧化碳,在技術進步和法規政策的清理推進下,太陽能光伏發電作為一種經濟、清潔、環保、可永續的理想能源進入快速發展時期。隨著太陽能產業和信息技術的快隨發展,我國涌現出多晶硅投資生產熱潮?;乖嵌嗑Ч梟械暮誦納璞?。氣態的TCS和H2在還原爐的高溫環境中反應,生成多晶硅棒和還原尾氣,還原尾氣中的TCS回收后進入還原爐反應生成多晶硅棒,如此循環生產,以達到降低成本,節能減排。
目前國內絕大部分多晶硅廠均采用改良西門子法,將TCS汽化后與氫氣同時進入還原爐反應生成硅棒,反應后的高溫尾氣用冷卻器逐步冷卻后轉入CDI然后逐級分離各種成分。很多廠家經過幾年發展,工藝技改,節能減排,加強對尾氣的高溫回收利用。直接利用高溫尾氣熱量汽化加熱進料的進爐溫度,可以降低還原爐電耗,進而達到節能功效。但是還原生產過程中的尾氣的流量是動態的,甚至在開車以及停爐時尾氣的熱力無法滿足系統需要熱量,所以系統需要增設輔助熱源,系統控制相對復雜。
發明內容
本發明的目的在于客服上述不足, 解決系統運行中還原尾氣流量是動態變化,解決系統開車、停爐熱量不足,系統中無需增設輔助熱源,簡化控制,高效利用還原尾氣余熱。
本發明的目的是這樣實現的:一種多晶硅還原爐尾氣節能系統,所述系統包括冷卻器、還原爐、氣水換熱器、汽化器和氣氣換熱器,所述還原爐尾氣出口直接和冷卻器進口連接,出冷卻器的尾氣接入氣氣換熱器,下步接入氣水換熱器;熱水接入冷卻器,出冷卻器的熱水接入還原爐,下步進入氣水換熱器,熱水出了氣水換熱器接入汽化器;TCS和H2同時進入汽化器,出了汽化器的混合氣體TCS+H2進入氣氣換熱器,氣氣換熱器的混合氣體TCS+H2出口接入還原爐。
尾氣流程:尾氣從還原爐底部進入冷卻器與熱水換熱急冷至合適的溫度,出了冷卻器的尾氣接入氣氣換熱器提供熱量,氣氣換熱器的尾氣出口接入汽水加熱器,尾氣在汽水換熱器中作為加熱介質提供熱量,冷卻至合適溫度的還原尾氣進入CDI。熱水流程:熱水進入作為冷卻介質進入冷卻器,吸收了熱量的熱水從冷卻器接入還原爐,換熱后的熱水通入汽水換熱器,在汽水換熱器中進一步加熱后熱水接入汽化器,在汽化器中熱水作為加熱介質提供熱量,在汽化器中冷卻后的熱水進入水水循環系統。進料流程:TCS與潔凈的H2在汽化器中用熱水預熱汽化并過熱至一定溫度,同時進入氣氣換熱器。在氣氣換熱器中尾氣與混合氣體(TCS+H2)完成換熱過程,混合氣體(TCS+H2)溫度進一步提高,還原尾氣溫度逐步下降,達到一定溫度的混合氣體(TCS+ H2)進入還原爐。
本發明的有益效果是:
1、采用本系統可以節省氣化TCS和加熱H2所需的熱水或蒸汽,節約能源,降低成本。
2、采用本系統可以解決生產系統啟動時尾氣熱量不足,無法滿足汽化量要求生產過程中尾氣流量變化,熱量不穩定問題。
3、本系統提高混合氣體進入還原爐的溫度,降低還原爐能耗,而且保證進入還原爐的均是氣體,避免液體進入,確保硅棒成型及質量滿足要求。
4、本系統冷卻器滿足還原尾氣急冷,滿足工藝需求,保證進入下級設備的尾氣溫度低于500℃,確保下級設備選材經濟性。
5、本系統高效回收利用還原尾氣熱量,實現能量循環利用。
附圖說明
圖1為發明多晶硅還原爐尾氣節能系統示意圖。
圖中附圖標記:
冷卻器1、還原爐2、氣水換熱器3、汽化器4、氣氣換熱器5。
具體實施方式
參見圖1,圖1為本發明多晶硅還原爐尾氣節能系統示意圖。由圖1可以看出,本發明多晶硅還原爐尾氣節能系統,包括冷卻器1、還原爐2、氣水換熱器3、汽化器4和氣氣換熱器5,所述還原爐2尾氣出口直接和冷卻器1進口連接,出冷卻器1的尾氣接入氣氣換熱器5,下步接入氣水換熱器3;熱水接入冷卻器1,出冷卻器1的熱水接入還原爐2,下步進入氣水換熱器3,熱水出了氣水換熱器3接入汽化器4; TCS和H2同時進入汽化器4,出了汽化器4的混合氣體TCS+H2進入氣氣換熱器5,氣氣換熱器5混合氣體TCS+H2出口接入還原爐2。
所述冷卻器1采用的是夾套冷卻器。
所述尾氣被冷卻至180℃以下,混合氣體TCS+H2完全氣體狀態進入還原爐。
工作原理:
TCS和H2同時進入汽化器4汽化,汽化后的TCS與加熱的H2組成混合氣進入氣氣換熱器5加熱至一定溫度,出氣氣換熱器5的混合氣直接進入還原爐2;熱水進入冷卻器1被加熱至一定溫度,流出冷卻器1的熱水流入還原爐2被進一步加熱,從還原爐2接入汽水換熱器3的熱水再次被加熱,從汽水換熱器3出的熱水接入汽化器4冷卻,然后進入水循環系統。尾氣從還原爐2流出進入冷卻器1與熱水換熱,從冷卻器1流出的尾氣接入氣氣換熱器5被冷卻,出氣氣換熱器5的還原尾氣進入汽水換熱器3進一步降溫,然后進入CDI。

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