一种多晶硅再生氢系统的制作方法

    专利2026-09-29  8


    本技术涉及多晶硅,具体涉及一种多晶硅再生氢系统。


    背景技术:

    1、多晶硅,是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。多晶硅是生产单晶硅的直接原料,是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。

    2、目前,多晶硅的生产中会产生含有大量氯硅烷(包括sihcl3、sicl4、sih2cl2)的氢气,比如精馏系统中硅烷液罐的吹扫及稳压氢气。如何将氢气与氯硅烷回收并将它们进行高效分离,实现氢气与氯硅烷的回收利用,是亟待解决的问题。


    技术实现思路

    1、本实用新型的目的是开发一种将氢气与氯硅烷分离,实现氢气与氯硅烷回收利用的多晶硅再生氢系统。

    2、本实用新型通过如下的技术方案实现:

    3、一种多晶硅再生氢系统,包括:

    4、顺次连通的初冷单元、加压单元及深冷单元;

    5、收集罐,与初冷单元连通;

    6、废液罐,与深冷单元连通;

    7、其中,所述初冷单元包括顺次连通且均与收集罐连通的一级换热器、二级换热器及三级换热器,所述一级换热器上设有进气管;所述加压单元包括与三级换热器连通的解析气压缩机;所述深冷单元包括连通的四级换热器与五级换热器,所述四级换热器及五级换热器均与废液罐连通,所述四级换热器与解析气压缩机连通,所述四级换热器上设有氢气输出管道。

    8、可选的,所述一级换热器上连通有循环水上水管和循环水回水管。

    9、可选的,所述二级换热器上连通有冷冻水上水管和冷冻水回水管。

    10、可选的,所述加压单元包括顺次连通的压缩机吸入罐、解析气压缩机、压缩机缓冲罐及压缩机排出罐,所述三级换热器与所述压缩机吸入罐连通,所述四级换热器与所述压缩机排出罐连通。

    11、可选的,所述压缩机缓冲罐与压缩机排出罐之间连通有压缩机机后冷却器,所述压缩机机后冷却器上连通有冷冻水上水管和冷冻水回水管。

    12、可选的,所述压缩机排出罐与压缩机吸入罐管路连通且管路上设有气动阀。

    13、可选的,所述压缩机吸入罐、压缩机缓冲罐、压缩机机后冷却器及压缩机排出罐均与所述收集罐连通。

    14、可选的,所述五级换热器与四级换热器之间还连通有回气管,所述四级换热器与五级换热器之间形成气体循环。

    15、可选的,所述五级换热器上连通有冷媒进管和冷媒出管,所述冷媒进管输送r22。

    16、可选的,所述废液罐与三级换热器之间连通有回液管,所述三级换热器上设有输液管。

    17、本实用新型的有益效果是:

    18、本实用新型先经过三级冷凝,将氢气中的大部分氯硅烷冷凝,再通过解析气压缩机加压,然后经过两级深冷将混合气体中剩余的氯硅烷冷凝下来,实现氢气与氯硅烷的高效分离,使氢气与氯硅烷得到回收利用,两级深冷输出的深冷氯硅烷用作三级冷凝中的冷媒,使冷能得到利用,提高系统内部的能源利用率。



    技术特征:

    1.一种多晶硅再生氢系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的多晶硅再生氢系统,其特征在于,所述一级换热器上连通有循环水上水管和循环水回水管。

    3.根据权利要求1所述的多晶硅再生氢系统,其特征在于,所述二级换热器上连通有冷冻水上水管和冷冻水回水管。

    4.根据权利要求1所述的多晶硅再生氢系统,其特征在于,所述加压单元包括顺次连通的压缩机吸入罐、解析气压缩机、压缩机缓冲罐及压缩机排出罐,所述三级换热器与所述压缩机吸入罐连通,所述四级换热器与所述压缩机排出罐连通。

    5.根据权利要求4所述的多晶硅再生氢系统,其特征在于,所述压缩机缓冲罐与压缩机排出罐之间连通有压缩机机后冷却器,所述压缩机机后冷却器上连通有冷冻水上水管和冷冻水回水管。

    6.根据权利要求5所述的多晶硅再生氢系统,其特征在于,所述压缩机排出罐与压缩机吸入罐管路连通且管路上设有气动阀。

    7.根据权利要求6所述的多晶硅再生氢系统,其特征在于,所述压缩机吸入罐、压缩机缓冲罐、压缩机机后冷却器及压缩机排出罐均与所述收集罐连通。

    8.根据权利要求1所述的多晶硅再生氢系统,其特征在于,所述五级换热器与四级换热器之间还连通有回气管,所述四级换热器与五级换热器之间形成气体循环。

    9.根据权利要求8所述的多晶硅再生氢系统,其特征在于,所述五级换热器上连通有冷媒进管和冷媒出管,所述冷媒进管输送r22。

    10.根据权利要求9所述的多晶硅再生氢系统,其特征在于,所述废液罐与三级换热器之间连通有回液管,所述三级换热器上设有输液管。


    技术总结
    本技术提供了一种多晶硅再生氢系统,涉及多晶硅技术领域。本技术包括顺次连通的初冷单元、加压单元及深冷单元,收集罐与初冷单元连通,废液罐与深冷单元连通,初冷单元包括顺次连通且均与收集罐连通的一级换热器、二级换热器及三级换热器,一级换热器上设有进气管;加压单元包括与三级换热器连通的解析气压缩机;深冷单元包括连通的四级换热器与五级换热器,四级换热器及五级换热器均与废液罐连通,四级换热器与解析气压缩机连通,四级换热器上设有氢气输出管道。本技术先经过三级冷凝,将氢气中的大部分氯硅烷冷凝,再通过解析气压缩机加压,然后经过两级深冷将混合气体中剩余的氯硅烷冷凝下来,实现氢气与氯硅烷的高效分离。

    技术研发人员:刘真,彭中,杨强,江庆云,邓洪汶,李俊朝,杨文学,段春林,肖冬,赵振刚
    受保护的技术使用者:云南通威高纯晶硅有限公司
    技术研发日:20230906
    技术公布日:2024/4/29
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