一种冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置和方法

摘要

本发明公开了一种冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置包括：排渣管道，汽化再沸器上设置有排渣口，所述排渣管道与所述排渣口连通并用于对所述汽化再沸器进行排渣，所述排渣管道上设置有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门设置于所述第二阀门和所述排渣口之间的排渣管道上；冲洗液输入管道，所述冲洗液输入管道的输出端与所述第一阀门和所述第二阀门之间的排渣管道连通，所述冲洗液输入管道上设置有第三阀门。该装置在冷氢化工艺中不增加新设备的同时，最大程度延长冷氢化系统的运行时间，解决了汽化再沸器在高温、高压下的排渣管道堵塞的问题，并延长冷氢化系统的运行周期时间。

说明书

技术领域

本发明属于多晶硅技术领域，具体涉及一种冷氢化工艺中的 汽化再沸器排渣防堵塞装置和方法。

背景技术

目前多晶硅行业中，为了降低生产成本，大多数企业开始使 用冷氢化技术处理多晶硅生产中产生的四氯化硅。冷氢化生产中 需使用大量气态四氯化硅，气态四氯化硅中含有约0.5%的金属氯 化物、微硅粉杂质，随着四氯化硅在汽化再沸器内的汽化量的增 加，使得汽化再沸器内的四氯化硅的固含量逐渐升高，其中，铁、 铝、钙等金属氯化物杂质含量约5%，杂质含量最高达20%，此时， 需要将固含量较高的四氯化硅和杂质从汽化再沸器中排出。

汽化器再沸器的排渣管道由于其所排四氯化硅中金属氯化物 杂质含量高达5%～20%，大多数企业将此类物质与部分四氯化硅 一起排放，但由于排放完毕后，排渣管道温度较高，造成四氯化 硅汽化后剩余杂质粘附在排渣管道壁上，易造成排渣管道的堵塞， 排渣管道堵塞后会造成排渣不及时而引发汽化再沸器内固含量急 剧升高，引起汽化再沸器的效率下降，进而导致冷氢化系统停车， 且排渣管道清堵难度大，其渣浆含有硼、磷等易燃易爆物质，非 常容易着火，不利于安全生产。

目前还没有涉及到多晶硅冷氢化技术领域，尤其是在高温、 高压下防止氯硅烷的排渣管道堵塞方面的技术方案。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不 足，提供一种冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置和方法， 该装置可以有效的防止汽化再沸器的排渣管道堵塞，并延长冷氢 化系统的开车时间。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种冷氢化工 艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置，包括：

排渣管道，汽化再沸器上设置有排渣口，所述排渣管道与所 述排渣口连通并用于对所述汽化再沸器进行排渣，

所述排渣管道上设置有第一阀门和第二阀门，所述第一阀门 设置于所述第二阀门和所述排渣口之间的排渣管道上；

冲洗液输入管道，所述冲洗液输入管道的输出端与所述第一 阀门和所述第二阀门之间的排渣管道连通，

所述冲洗液输入管道上设置有第三阀门。

优选的是，所述冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置 还包括冲洗液预热器，该冲洗液预热器用于对冲洗液进行预热， 所述冲洗液输入管道的输入端与冲洗液预热器连接，所述冲洗液 输入管道与所述冲洗液预热器连通并用于运输所述冲洗液预热器 内的冲洗液。

优选的是，所述冲洗液为三氯氢硅或四氯化硅。

优选的是，所述的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装 置还包括冲洗液转换管道，所述排渣管道为两套以上，所述冲洗 液转换管道的一端与所述第三阀门与所述冲洗液预热器之间的冲 洗液输入管道连通，所述冲洗液转换管道的另外一端分别与除其 中一套排渣管道外的其余的排渣管道连通。

优选的是，所述的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装 置还包括急冷塔，所述排渣管道与所述急冷塔连通。

优选的是，所述第二阀门与所述急冷塔之间的排渣管道上设 置有第四阀门。

本发明还提供一种上述的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防 堵塞装置的排渣防堵塞方法，包括以下步骤：

1）打开第一阀门、第二阀门，对汽化再沸器进行排渣；到达 所述汽化再沸器内的预设液位后关闭所述第一阀门；

2）打开第三阀门，通过冲洗液输入管道运输冲洗液预热器内 的冲洗液对所述汽化再沸器的排渣管道进行反冲洗。

优选的是，所述汽化再沸器排渣防堵塞装置还包括冲洗液预 热器，该冲洗液预热器用于对冲洗液进行预热，所述冲洗液输入 管道的输入端与冲洗液预热器连接，所述冲洗液输入管道与所述 冲洗液预热器连通并用于运输所述冲洗液预热器内的冲洗液。

优选的是，所述冲洗液为四氯化硅。

优选的是，所述步骤2）中的具体步骤为：通过所述冲洗液 预热器对其内的四氯化硅进行加热，加热温度为160～180℃，所述 冲洗液预热器内的压强为至少高于被冲洗的汽化再沸器或被冲洗 的排渣管道的压强0.2MPa。

优选的是，所述汽化再沸器排渣防堵塞装置还包括急冷塔， 所述排渣管道与所述急冷塔连通，所述第二阀门与所述急冷塔之 间的排渣管道上设置有第四阀门。

优选的是，在所述步骤2）之后还包括步骤3）打开第四阀门， 使反冲洗后的渣液排入所述急冷塔中。

渣液进入急冷塔后与从急冷塔顶部冷凝下来的金属氯化物杂 质混合，然后从急冷塔底部的排渣阀门排出，进入后续蒸发系统 中将其中的三氯氢硅、四氯化硅蒸发回收，剩余的废渣送入水解 渣浆装置进行水解处理。

本发明中的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置和方 法，在冷氢化工艺中不增加新设备的同时，最大程度延长冷氢化 系统的运行时间，现场操作简单，解决了汽化再沸器在高温、高 压下的排渣管道堵塞的问题，同时减少了因管道堵塞造成的设备 无法运行，降低了员工工作量，减少疏通过程中对环境的污染， 有利于安全生产。

附图说明

图1是本发明实施例1中的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣 防堵塞装置的结构示意图；

图2是本发明实施例2中的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣 防堵塞装置的结构示意图。

图中：1-排渣管道；11-第一排渣管道；12-第二排渣管道；13- 第三排渣管道；2-排渣口；21-第一排渣口；22-第二排渣口；23- 第三排渣口；3-第一阀门；4-第二阀门；5-冲洗液预热器；6-冲洗 液输入管道；7-第三阀门；8-第五阀门；9-第六阀门；10-第七阀 门；14-第八阀门；15-冲洗液转换管道；16-第九阀门；17-第十阀 门；18-急冷塔；19-第四阀门；20-汽化再沸器。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结 合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种冷氢化工艺中的汽化再沸器 排渣防堵塞装置，包括：

排渣管道1，汽化再沸器20上设置有排渣口2，所述排渣管 道1与所述排渣口2连通并用于对所述汽化再沸器20进行排渣，

所述排渣管道1上设置有第一阀门3和第二阀门4，所述第一 阀门3设置于所述第二阀门4和所述排渣口2之间的排渣管道1 上；

冲洗液输入管道6，所述冲洗液输入管道6的输出端与所述 第一阀门3和所述第二阀门4之间的排渣管道1连通，

所述冲洗液输入管道6上设置有第三阀门7。

优选的是，冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置还包 括冲洗液预热器5，该冲洗液预热器5用于对冲洗液进行预热；所 述冲洗液输入管道6的输入端与所述冲洗液预热器5连通并用于 运输所述冲洗液预热器5内的冲洗液。

当使用冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置时，汽化 再沸器20的排渣口2与排渣管道1连通，当打开第一阀门3和第 二阀门4时，对汽化再沸器20进行排渣，则汽化再沸器20底部 的大量的微硅粉以及金属氯化物杂质会从排渣口2排到排渣管道 1，并排出汽化再沸器20，当到达汽化再沸器20内的预设液位后， 关闭第一阀门3，此时，排渣管道1内会堆积微硅粉以及金属氯化 物杂质。再打开第三阀门7，则经过冲洗液预热器5加热过的冲洗 液经过冲洗液输入管道6对排渣管道1进行反冲洗，将排渣管道1 内堆积的微硅粉以及金属氯化物杂质冲出排渣管道1。

优选的是，所述冲洗液为三氯氢硅或四氯化硅。其中，三氯 氢硅的沸点为33℃，四氯化硅的沸点为57.6℃。当使用三氯氢硅 作为冲洗液时，则通过冲洗液预热器5对三氯氢硅进行加热，加 热温度为160～180℃，所述冲洗液预热器5内的压强为至少高于被 冲洗的汽化再沸器20或被冲洗的排渣管道1的压强0.2MPa。优 选的是，冲洗预热器内的压强为1.2Mpa、2.0Mpa，由于三氯氢硅 的沸点相对于四氯化硅的沸点低，所以只需要较低的加热温度就 可以使得三氯氢硅达到对于排渣管道1的冲洗要求。

本实施例中的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置， 在冷氢化工艺中不增加新设备的同时，最大程度延长冷氢化系统 的运行时间，现场操作简单，解决了汽化再沸器20在高温、高压 下的排渣管道1堵塞的问题，同时减少了因管道堵塞造成的设备 无法运行，降低了员工工作量，减少疏通过程中对环境的污染， 有利于安全生产。

实施例2

如图1所示，本实施例提供一种实施例1中的冷氢化工艺中 的汽化再沸器排渣防堵塞装置的排渣防堵塞方法，包括以下步骤：

1）打开第一阀门3、第二阀门4，对汽化再沸器20进行排渣； 到达所述汽化再沸器20内的预设液位后关闭所述第一阀门3；

2）打开第三阀门7，通过冲洗液输入管道6运输冲洗液对所 述汽化再沸器20的排渣管道1进行反冲洗，反冲洗结束后，关闭 第二阀门4和第三阀门7。

优选的是，所述冲洗液为四氯化硅。

优选的是，通过所述冲洗液预热器5对其内的四氯化硅进行 加热，加热温度为160～180℃，所述冲洗液预热器5内的压强为至 少高于被冲洗的汽化再沸器20或被冲洗的排渣管道1的压强 0.2MPa。

本实施例中的冷氢化工艺中的汽化再沸器20排渣防堵塞方 法，在冷氢化工艺中不增加新设备的同时，最大程度延长冷氢化 系统的运行时间，现场操作简单，解决了汽化再沸器20在高温、 高压下的排渣管道1堵塞的问题，同时减少了因管道堵塞造成的 设备无法运行，降低了员工工作量，减少疏通过程中对环境的污 染，有利于安全生产。

实施例3

如图2所示，本实施例提供一种冷氢化工艺中的汽化再沸器 排渣防堵塞装置，包括：

排渣管道，汽化再沸器20上设置有排渣口，所述排渣管道与 所述排渣口连通并用于对所述汽化再沸器20进行排渣，

所述排渣口包括第一排渣口21、第二排渣口22、第三排渣口 23，本实施例中具体的采用第一排渣口21设置于汽化再沸器20 的中部，第二排渣口22设置于汽化再沸器20的后端，第三排渣 口23设置于汽化再沸器20的前端，

所述排渣管道包括第一排渣管道11、第二排渣管道12、第三 排渣管道13，

所述第一排渣管道11上设置有第一阀门3和第二阀门4，所 述第一阀门3设置于所述第二阀门4和所述第一排渣口21之间的 第一排渣管道11上，

所述第二排渣管道12上设置有第五阀门8和第六阀门9，所 述第五阀门8设置于所述第六阀门9和所述第二排渣口22之间的 第二排渣管道12上，

所述第三排渣管道13上设置有第七阀门10和第八阀门14， 所述第七阀门10设置于所述第八阀门14和所述第三排渣口23之 间的第三排渣管道13上；

冲洗液输入管道6，所述冲洗液输入管道6的输出端与所述 第一阀门3和所述第二阀门4之间的第一排渣管道11连通，

所述冲洗液输入管道6上设置有第三阀门7。

优选的是，冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置还包 括冲洗液预热器5，该冲洗液预热器5用于对冲洗液进行预热；所 述冲洗液输入管道6的输入端与所述冲洗液预热器5连通并用于 运输所述冲洗液预热器5内的冲洗液。

当然，本实施例中的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞 装置并不受排渣管道数量的限制，通过设置多路排渣管道可以快 速的对汽化再沸器20进行排渣防堵塞处理。

优选的是，所述的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装 置还包括冲洗液转换管道15，所述排渣管道为两套以上，所述冲 洗液转换管道15的一端与所述第三阀门7与所述冲洗液预热器5 之间的冲洗液输入管道6连通，冲洗液转换管道15上分别设置有 第九阀门16和第十阀门17，所述冲洗液转换管道15的另外一端 通过第九阀门16与第五阀门8和第六阀门9之间的第二排渣管道 12连通、和所述冲洗液转换管道15的另外一端通过第十阀门17 与第七阀门10和第八阀门14之间的第三排渣管道13连通。

当使用冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置时，汽化 再沸器20的第一排渣口21与第一排渣管道11连通，当打开第一 阀门3和第二阀门4时，对汽化再沸器20进行排渣，则汽化再沸 器20底部的大量的微硅粉以及金属氯化物杂质会从第一排渣口 21排到第一排渣管道11，并排出汽化再沸器20，当到达汽化再沸 器20内的预设液位后，关闭第一阀门3，此时，第一排渣管道11 内会堆积微硅粉以及金属氯化物杂质。再打开第三阀门7，则经过 冲洗液预热器5加热过的冲洗液经过冲洗液输入管道6对第一排 渣管道11进行反冲洗，将第一排渣管道11内堆积的微硅粉以及 金属氯化物杂质冲出第一排渣管道11，反冲洗结束后，关闭第二 阀门4和第三阀门7。

同理，汽化再沸器20的第二排渣口22与第二排渣管道12连 通，当打开第五阀门8和第六阀门9时，对汽化再沸器20进行排 渣，则汽化再沸器20底部的大量的微硅粉以及金属氯化物杂质会 从第二排渣口22排到第二排渣管道12，并排出汽化再沸器20， 当到达汽化再沸器20内的预设液位后，关闭第五阀门8，此时， 第二排渣管道12内会堆积微硅粉以及金属氯化物杂质。再打开第 九阀门16，则经过冲洗液预热器5加热过的冲洗液经过冲洗液输 入管道6对第二排渣管道12进行反冲洗，将第二排渣管道12内 堆积的微硅粉以及金属氯化物杂质冲出第二排渣管道12，反冲洗 结束后，关闭第六阀门9和第九阀门16。

汽化再沸器20的第三排渣口23与第三排渣管道13连通，当 打开第七阀门10和第八阀门14时，对汽化再沸器20进行排渣， 则汽化再沸器20底部的大量的微硅粉以及金属氯化物杂质会从第 三排渣口23排到第三排渣管道13，并排出汽化再沸器20，当到 达汽化再沸器20内的预设液位后，关闭第七阀门10，此时，第三 排渣管道13内会堆积微硅粉以及金属氯化物杂质。再打开第十阀 门17，则经过冲洗液预热器5加热过的冲洗液经过冲洗液输入管 道6对第三排渣管道13进行反冲洗，将第三排渣管道13内堆积 的微硅粉以及金属氯化物杂质冲出第三排渣管道13，反冲洗接收 后，关闭第八阀门14和第十阀门17。

通过上述冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置可以分 别对第一排渣管道11、第二排渣管道12、第三排渣管道13分别 进行反冲洗，也可以同时对第一排渣管道11、第二排渣管道12、 第三排渣管道13进行反冲洗。

优选的是，所述的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装 置还包括急冷塔18，所述排渣管道与所述急冷塔18连通。渣液进 入急冷塔18后与从急冷塔18的顶部冷凝下来的金属氯化物杂质 混合，然后从急冷塔18的底部的排渣阀门排出，进入后续蒸发系 统中将其中的三氯氢硅、四氯化硅蒸发回收，剩余的废渣送入水 解渣浆装置进行水解处理。

急冷塔18也称为洗涤塔，或氯氢化装置。通过排渣管道进行 排渣以及通过冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置进行反 冲洗排出的微硅粉以及金属氯化物杂质都进入到了急冷塔18内。

优选的是，所述第二阀门4与所述急冷塔18之间的排渣管道 上设置有第四阀门19。当使用排渣管道进行排渣时，以及使用冷 氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置进行反冲洗时，均需要 将第四阀门19打开。当关闭第四阀门19后，可以保持冷氢化工 艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置内的管线的压力。

实施例4

如图2所示，本实施例提供一种实施例3中的冷氢化工艺中 的汽化再沸器排渣防堵塞装置的排渣防堵塞方法，包括以下步骤：

1）打开第一阀门3、第二阀门4，对汽化再沸器20的中部进 行排渣；到达所述汽化再沸器20内的预设液位后关闭所述第一阀 门3；

2）打开第五阀门8、第六阀门9，对汽化再沸器20的后端进 行排渣；到达所述汽化再沸器20内的预设液位后关闭所述第五阀 门8；

3）打开第七阀门10、第八阀门14，对汽化再沸器20的前端 进行排渣；到达所述汽化再沸器20内的预设液位后关闭所述第七 阀门10；

4）打开第三阀门7，通过冲洗液输入管道6运输冲洗液预热 器5内的冲洗液对所述汽化再沸器20的中部的第一排渣管道11 进行反冲洗，反冲洗结束后，关闭第二阀门4和第三阀门7；

5）打开第九阀门16，通过冲洗液输入管道6运输冲洗液预 热器5内的冲洗液对所述汽化再沸器20的后端的第二排渣管道12 进行反冲洗，反冲洗结束后，关闭第六阀门9和第九阀门16；

6）打开第十阀门17，通过冲洗液输入管道6运输冲洗液预 热器5内的冲洗液对所述汽化再沸器20的前端的第三排渣管道13 进行反冲洗，反冲洗结束后，关闭第八阀门14和第十阀门17。

优选的是，冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置还包 括冲洗液预热器5，该冲洗液预热器5用于对冲洗液进行预热；所 述冲洗液输入管道6的输入端与所述冲洗液预热器5连通并用于 运输所述冲洗液预热器5内的冲洗液。

优选的是，所述冲洗液为四氯化硅。

优选的是，通过所述冲洗液预热器5对其内的四氯化硅进行 加热，加热温度为160～180℃。

优选的是，所述的冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装 置还包括急冷塔18，所述排渣管道与所述急冷塔18连通。渣液进 入急冷塔18后与从急冷塔18的顶部冷凝下来的金属氯化物杂质 混合，然后从急冷塔18的底部的排渣阀门排出，进入后续蒸发系 统中将其中的三氯氢硅、四氯化硅蒸发回收，剩余的废渣送入水 解渣浆装置进行水解处理。

急冷塔18也称为洗涤塔，或氯氢化装置。通过排渣管道进行 排渣以及通过冷氢化工艺中的汽化再沸器排渣防堵塞装置进行反 冲洗排出的微硅粉以及金属氯化物杂质都进入到了急冷塔18内。

优选的是，所述第二阀门4与所述急冷塔18之间的排渣管道 上设置有第四阀门19。当通过上述步骤1）、2）、3）进行排渣 时，以及通过上述步骤4）、5）、6）进行反冲洗时，均需要将第 四阀门19打开。当关闭第四阀门19后，可以保持冷氢化工艺中 的汽化再沸器排渣防堵塞装置内的管线的压力。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理 而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领 域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况 下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的 保护范围。