本发明属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种多晶硅生产中还原尾气的回收方法，特别地，本发明还涉及一种多晶硅生产中还原尾气的回收装置。
背景技术：
多晶硅生产中，从还原炉输出的还原尾气主要包括h2、hcl气体和气相氯硅烷等，其中气相氯硅烷包括sihcl3气体、sicl4气体和sih2cl2气体的混合物，还原尾气需要进入尾气回收系统进行回收处理，以回收其中的氢气、氯化氢、以及氯硅烷，目前，还原尾气的回收工艺主要包括以下三种：湿法回收、干法回收和膜分离回收。
湿法尾气回收工艺会造成物料损失较大，成本较高，膜分离尾气回收工艺存在高压及苛刻的分离膜使用条件等技术问题，而干法尾气回收工艺实现简单，还可将多晶硅尾气全部回收利用，使整个多晶硅生产系统达到了闭路循环，不仅能降低原料和动力能源的消耗，还可以达到减少污染和保护环境的目的，因此，目前普遍采用干法尾气回收工艺对还原尾气进行回收处理。但目前的干法回收工艺中普遍存在冷源利用不充分，能耗高，回收的氢气纯度不高等问题，因此，需要开发一种能够充分回收利用冷源、降低能耗、提高回收氢气纯度的多晶硅生产中还原尾气的回收方法。
技术实现要素：
本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：干法尾气回收工艺首先要对进入的还原尾气进行冷却，利用还原尾气中各组分沸点的不同将还原尾气中大部分的氯硅烷冷凝下来，从而使不凝气(即氢气、氯化氢和少量氯硅烷的混合气)与液相氯硅烷分离开来。之后将不凝气引入吸收塔，用来自解析塔的贫液氯硅烷吸收不凝气中的氯化氢杂质，从而完成氯化氢从还原尾气中分离。从吸收塔塔顶输出的含有少量氯化氢的氢气再经过吸附柱纯化，得到纯净的氢气，并从吸收塔塔釜输出含有大量氯化氢的富液氯硅烷。富液氯硅烷进入解析塔分离出轻组分，以形成贫液氯硅烷，再将贫液氯硅烷送入吸收塔以吸收不凝气中的氯化氢杂质，分离出来的氢气、氯化氢及氯硅烷分别送往上、下游工序回收利用，从而实现还原尾气从敞开式生产发展到闭式循环生产。
相关技术中，cnu公开了一种多晶硅生产尾气中氯硅烷的回收系统，该专利中吸附塔采用盘管式的导热油加热模式，吸附工序复杂，能耗高。
cnb公开了多晶硅尾气回收方法及装置，该专利在还原尾气前期处理中，只对多晶硅尾气进行冷凝处理，以将所述多晶硅尾气中的氯硅烷冷凝成液态，冷源单一，没有充分回收利用冷源。
cna公开了一种应用于多晶硅还原尾气回收系统的吸附装置。该专利中采用单一的吸附剂进行氢气吸附除杂，除杂率低，无法去除硼和磷等杂质，所得氢气产品质量较差。
cnb公开了多晶硅氢化尾气回收系统及尾气利用方法，该专利中公开了氯化氢的分离采用液态氯化氢的形式回收，能耗较高。
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明**个方面的实施例提出一种多晶硅生产中还原尾气的回收方法，该方法能够对冷量实现充分回收，显著降低了投资运行成本，分离回收后的氢气品质高，能够满足后续多晶硅生产的要求。
根据本发明**个方面实施例的一种多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其包括如下步骤：
a、将还原尾气送入冷却系统，分离得到尾气和氯硅烷冷凝液；
b、将所述步骤a得到的尾气和氯硅烷冷凝液送入淋洗装置，使氯硅烷冷凝液对尾气进行淋洗；
c、将所述步骤b经淋洗处理后的尾气依次进行压缩和冷却，得到高压尾气；
d、将所述步骤c得到的高压尾气送入吸收塔，采用氯硅烷为吸收液，吸收尾气中的氯化氢，所述吸收塔底得到富含氯化氢的氯硅烷富液，塔顶得到富含氢气的尾气；
e、将所述步骤d得到的富含氯化氢的氯硅烷富液送入解吸塔，所述解吸塔顶得到氯化氢气体，塔底得到氯硅烷贫液，将所述氯硅烷贫液与所述步骤d塔底的氯硅烷富液进行热交换后送入所述步骤d吸收塔中用作吸收液；
f、将所述步骤d得到的富含氢气的尾气送入氢气吸附装置，得到氢气。
根据本发明**个方面实施例的具有的独立权利要求带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的回收方法中，在将还原尾气进行冷却后增加了淋洗步骤，用冷却分离得到的氯硅烷冷凝液对尾气进行淋洗，能够将尾气中的细硅粉完全淋洗下来，避免了细硅粉随尾气带入后续压缩装置和冷却系统，对压缩装置和冷却系统造成不利影响，提高了压缩装置和冷却系统的使用寿命，氯硅烷冷凝液在淋洗下来尾气中细硅粉的同时，还能够吸收尾气中的氯化氢气体，实现吸收氯化氢的作用，而且，进入淋洗装置的氯硅烷为低温氯硅烷，在对尾气进行淋洗后，离开淋洗装置的氯硅烷经过与尾气的淋洗接触实现了换热，降低了尾气温度，氯硅烷自身温度提升，充分回收了氯硅烷的冷量，本发明实施例中增设的淋洗装置实现了除尘、吸收和冷量回收的多重作用；2、本发明实施例方法中，对淋洗后的尾气进行了压缩加压处理，提升了尾气的压力，使吸收塔在高压下运行，完成吸收，可以减少吸收剂的用量，降低对冷媒的需求，从而实现节能的目的，采用高压吸收，可以节能20％以上；3、本发明实施例的方法能够对冷量实现充分回收，显著降低了投资运行成本，分离回收后的氢气品质高，能够满足后续多晶硅生产的要求。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤b中的淋洗装置为鼓泡塔；和/或，所述步骤b中，将淋洗装置中淋洗尾气后的氯硅烷冷凝液送入所述步骤e解吸塔中回收氯化氢气体。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤e中，所述解吸塔顶采出的氯化氢为气体；和/或，所述步骤e中，在所述解吸塔上部设置中冷器，采用7℃水为冷媒。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤c中，将所述尾气压缩至压力为1.1-1.5mpa(表)。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤c中，所述压缩后的尾气依次经过一级双效换热器、压缩后尾气冷冻水冷器、二级双效换热器、压缩后尾气冷却器、三级双效换热器、压缩后尾气深冷器后进入所述步骤d中的吸收塔，其中，所述压缩后尾气冷冻水冷器中采用7℃水，所述压缩后尾气冷却器中采用-30℃的r507，所述压缩后尾气深冷器中采用-55℃的r507。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤d中塔顶得到的富含氢气的尾气，依次经过所述三级双效换热器、所述二级双效换热器、所述一级双效换热器与所述步骤c压缩后的尾气进行换热，之后进入所述步骤f中的氢气吸附装置。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤c中，将尾气冷却后产生的冷凝液与所述步骤a中得到氯硅烷冷凝液混合后，送入所述步骤b的淋洗装置中。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤f中氢气吸附装置中包括**吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔，所述**吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔均为内部设置气体分布器的空筒结构；所述**吸附塔中的吸附剂处于具备吸附能力的状态，所述第二吸附塔中的吸附剂处于需要再生的状态，所述第三吸附塔中的吸附剂处于需要脱附的状态，所述富含氢气的尾气进入所述**吸附塔进行吸附，得到纯化后的氢气，将部分纯化后的氢气依次送入所述第二吸附塔和所述第三吸附塔，之后进行压缩、冷却、除硼和除磷处理后，与所述**吸附塔得到的纯化后的氢气混合，得到氢气产品；和/或，所述吸附装置中采用的吸附剂为包括分子筛和活性炭的组合吸附剂。
本发明第二个方面的实施例还提供了一种多晶硅生产中还原尾气的回收装置，其包括**冷却系统、淋洗装置、**压缩装置、第二冷却系统、吸收塔、解吸塔、贫富液换热系统和氢气吸附装置，所述淋洗装置为鼓泡塔，其中，
所述**冷却系统的气体出口与所述淋洗装置的气体入口连接，所述**冷却系统的冷凝液出口与所述淋洗装置的液体入口连接；
所述淋洗装置的气体出口与所述**压缩装置的气体进口连接，所述淋洗装置的液体出口与所述解吸塔的液体进口连接；
所述第二冷却系统的气体进口与所述**压缩装置的气体出口连接，所述第二冷却系统的气体出口与所述吸收塔的气体进口连接；
所述吸收塔的气体出口与所述氢气吸附装置的气体进口连接，所述吸收塔的液体进口与所述贫富液换热系统的贫液出口连接，所述吸收塔的液体出口与所述贫富液换热系统的富液进口连接；
所述贫富液换热系统的富液出口与所述解吸塔的液体进口连接，所述贫富液换热系统的贫液进口与所述解吸塔的液体出口连接。
根据本发明第二个方面实施例的具有的独立权利要求带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的回收装置，在**冷却系统后增设了淋洗装置，用冷却分离得到的氯硅烷冷凝液对尾气进行淋洗，能够将尾气中的细硅粉完全淋洗下来，避免了细硅粉随尾气带入后续压缩装置和冷却系统，对压缩装置和冷却系统造成不利影响，提高了压缩装置和冷却系统的使用寿命，氯硅烷冷凝液在淋洗下来尾气中细硅粉的同时，还能够吸收尾气中的氯化氢气体，实现吸收氯化氢的作用，而且，进入淋洗装置的氯硅烷为低温氯硅烷，在对尾气进行淋洗后，离开淋洗装置的氯硅烷经过与尾气的淋洗接触实现了换热，降低了尾气温度，氯硅烷自身温度提升，充分回收了氯硅烷的冷量，本发明实施例中增设的淋洗装置实现了除尘、吸收和冷量回收的多重作用；2、本发明实施例的回收装置，在淋洗装置后增设**压缩装置，使淋洗后的尾气进行压缩加压处理，提升了尾气的压力，使吸收塔在高压下运行，完成吸收，可以减少吸收剂的用量，降低对冷媒的需求，从而实现节能的目的，采用高压吸收，可以节能20％以上；3、本发明实施例的回收装置能够实现对冷量的充分回收，显著降低了投资运行成本，分离回收后的氢气品质高，能够满足后续多晶硅生产的要求。
根据本发明第二个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收装置，其中，所述**冷却系统包括依次连接的空冷器、水冷却器、气气换热器和还原尾气冷冻水冷却器；和/或，所述第二冷却系统包括依次连接的一级双效换热器、压缩后尾气冷冻水冷器、二级双效换热器、压缩后尾气冷却器、三级双效换热器和压缩后尾气深冷器；和/或，所述贫富液换热系统包括依次连接的贫液冷冻水冷却器、贫液冷却器和贫液深冷器；和/或，所述解吸塔上部设置中冷器；和/或，所述氢气吸附装置包括依次连接的**吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔；和/或，所述氢气吸附装置为内部设置气体分布器的空筒结构。
附图说明
图1是本发明实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收装置。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
根据本发明**个方面实施例的一种多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其包括如下步骤：
a、将还原尾气送入冷却系统，分离得到尾气和氯硅烷冷凝液；
b、将所述步骤a得到的尾气和氯硅烷冷凝液送入淋洗装置，使氯硅烷冷凝液对尾气进行淋洗；
c、将所述步骤b经淋洗处理后的尾气依次进行压缩和冷却，得到高压尾气；
d、将所述步骤c得到的高压尾气送入吸收塔，采用氯硅烷为吸收液，吸收尾气中的氯化氢，所述吸收塔底得到富含氯化氢的氯硅烷富液，塔顶得到富含氢气的尾气；
e、将所述步骤d得到的富含氯化氢的氯硅烷富液送入解吸塔，所述解吸塔顶得到氯化氢气体，塔底得到氯硅烷贫液，将所述氯硅烷贫液与所述步骤d塔底的氯硅烷富液进行热交换后送入所述步骤d吸收塔中用作吸收液；
f、将所述步骤d得到的富含氢气的尾气送入氢气吸附装置，得到氢气。
根据本发明**方面实施例的具有的独立权利要求带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的回收方法中，在将还原尾气进行冷却后增加了淋洗步骤，用冷却分离得到的氯硅烷冷凝液对尾气进行淋洗，能够将尾气中的细硅粉完全淋洗下来，避免了细硅粉随尾气带入后续压缩装置和冷却系统，对压缩装置和冷却系统造成不利影响，提高了压缩装置和冷却系统的使用寿命，氯硅烷冷凝液在淋洗下来尾气中细硅粉的同时，还能够吸收尾气中的氯化氢气体，实现吸收氯化氢的作用，而且，进入淋洗装置的氯硅烷为低温氯硅烷，在对尾气进行淋洗后，离开淋洗装置的氯硅烷经过与尾气的淋洗接触实现了换热，降低了尾气温度，氯硅烷自身温度提升，充分回收了氯硅烷的冷量，本发明实施例中增设的淋洗装置实现了除尘、吸收和冷量回收的多重作用；2、本发明实施例方法中，对淋洗后的尾气进行了压缩加压处理，提升了尾气的压力，使吸收塔在高压下运行，完成吸收，可以减少吸收剂的用量，降低对冷媒的需求，从而实现节能的目的，采用高压吸收，可以节能20％以上；3、本发明实施例的方法能够对冷量实现充分回收，显著降低了投资运行成本，分离回收后的氢气品质高，能够满足后续多晶硅生产的要求。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤b中的淋洗装置为鼓泡塔，和/或，所述步骤b中，将淋洗装置中淋洗尾气后的氯硅烷冷凝液送入所述步骤e解吸塔中回收氯化氢气体。本发明实施例中，淋洗装置优选为鼓泡塔，还原尾气通过鼓泡起到了除尘的作用，能够有效去除还原尾气中的细硅粉，鼓泡塔可以采用现有的鼓泡塔进行优化，在现有鼓泡塔的基础上根据处理气量增设5-10层塔板，淋洗尾气后的氯硅烷冷凝液离开淋洗装置，进入解吸塔，进一步回收氯硅烷冷凝液中的氯化氢气体。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤c中，将所述尾气压缩至压力为1.1-1.5mpa(表)。本发明实施例中，对经过淋洗处理的尾气进行压缩加压，优选使尾气压力达到1.1-1.5mpa(表)，使吸收塔在高压下运行，可以减少吸收剂的用量，降低对冷媒的需求，从而实现节能的目的，采用加压吸收也有利于氯硅烷的分离。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤c中，所述压缩后的尾气依次经过一级双效换热器、压缩后尾气冷冻水冷器、二级双效换热器、压缩后尾气冷却器、三级双效换热器、压缩后尾气深冷器后进入所述步骤d中的吸收塔，其中，所述压缩后尾气冷冻水冷器中采用7℃水，所述压缩后尾气冷却器中采用-30℃的r507，所述压缩后尾气深冷器中采用-55℃的r507；所述步骤d中塔顶得到的富含氢气的尾气，依次经过所述三级双效换热器、所述二级双效换热器、所述一级双效换热器与所述步骤c压缩后的尾气进行换热，之后进入所述步骤f中的氢气吸附装置；所述步骤c中，将尾气冷却后产生的冷凝液与所述步骤a中得到氯硅烷冷凝液混合后，送入所述步骤b的淋洗装置中。本发明实施例中，对压缩后的尾气在进入吸收塔之前采用了多种冷源进行梯级换热和双效换热，能够进一步分离出压缩后尾气中的大部分氯硅烷，这部分低温氯硅烷冷凝液与步骤a中还原尾气冷却后分离得到的氯硅烷凝液混合，进入淋洗装置对尾气进行淋洗，本发明实施例中通过设置多个双效换热器能够充分回收离开吸收塔的富含氢气的低温尾气的冷量。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤e中，所述解吸塔顶采出的氯化氢为气体。与现有技术采出液态氯化氢不同，本发明实施例中，在解吸塔分离氯硅烷和氯化氢后，在塔顶采出的是气态氯化氢，不但节省了现有技术在采出液态氯化氢之后还需要的汽化装置，由于塔顶采出气态氯化氢，不仅降低了解吸塔塔顶冷凝器的冷量消耗，还可以将氯硅烷富液中的氯化氢充分分离出来，大大降低了进入吸收塔贫液中氯化氢的含量，有效地降低了贫液的循环量，降低了对冷源的需求，从而降低了装置的运行成本。由于解吸塔需要处理的氯化硅富液量较大，优选地，所述解吸塔上部设置中冷器，采用7℃水为冷媒，以降低解吸塔塔顶冷凝器的负荷，能够达到进一步节能的效果。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤f中氢气吸附装置中包括**吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔，所述**吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔均为内部设置气体分布器的空筒结构；优选地，所述吸附装置中采用的吸附剂为包括分子筛和活性炭的组合吸附剂。本发明实施例中，采用包括分子筛和活性炭的组合吸附剂，同现有技术的单一吸附剂活性炭相比，能够有效提升吸附装置的吸附能力，杂质去除率高，本发明的吸附塔为内部设置气体分布器的空筒结构，类似储罐，空筒结构的内部无盘管，外部无夹套管，结构简单，不凝气流量小、操作简单、能耗低、经济效益好，而传统的吸附器基本采用的是带有换热结构的吸附器，操作工序多且结构复杂，传热效果较差，活性炭会由于升温或者降温不到位而引起再生不彻底，影响活性炭吸附效果和净化纯度，且冷热交替频繁，容易导致设备变形损坏等。
根据本发明**个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收方法，其中，所述步骤f中可以设置多组氢气吸附装置，每组吸附装置中均包括**吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔；所述**吸附塔中的吸附剂处于具备吸附能力的状态，所述第二吸附塔中的吸附剂处于需要再生的状态，所述第三吸附塔中的吸附剂处于需要脱附的状态，所述富含氢气的尾气进入所述**吸附塔进行吸附，得到纯化后的氢气，将部分纯化后的氢气依次送入所述第二吸附塔和所述第三吸附塔，之后进行压缩、冷却、除硼和除磷处理后，与所述**吸附塔得到的纯化后的氢气混合，得到氢气产品。本发明实施例中，吸附装置中设置吸附、再生、脱附三种过程的吸附塔，来自吸收塔的富含氢气的尾气，通入处于高压低温吸附状态的**吸附塔进行吸附，通过活性炭和分子筛组合吸附剂吸附杂质进而纯化氢气，得到高纯氢气，从高纯氢气产品中引出部分氢气通入处于再生状态的第二吸附塔，利用低温氢气自身所携带的冷量给第二吸附塔降温，第三吸附塔处于脱附状态，将第二吸附塔出来的氢气通过加热系统加热到高温后，送入第三吸附塔进行加热脱附，将从第三吸附塔出来的氢气**行水冷却器降至常温，再进入压缩系统和冷却系统，经过冷却后的氢气进一步进行除硼和除磷处理，将其中富集的硼、磷化合物分离出来。经过除硼和除磷后的高纯氢气与**吸附塔出来的高纯氢气形成*终的高纯氢气产品。
如图1所示，本发明第二个方面的实施例提供了一种多晶硅生产中还原尾气的回收装置100，其包括**冷却系统1、淋洗装置2、**压缩装置3、第二冷却系统4、吸收塔5、解吸塔6、贫富液换热系统7和氢气吸附装置，其中，**冷却系统1的气体出口与淋洗装置2的气体入口连接，**冷却系统1的冷凝液出口与淋洗装置2的液体入口连接；淋洗装置2的气体出口与**压缩装置3的气体进口连接，淋洗装置2的液体出口与解吸塔6的液体进口连接；第二冷却系统4的气体进口与**压缩装置3的气体出口连接，第二冷却系统4的气体出口与吸收塔5的气体进口连接；吸收塔5的气体出口与氢气吸附装置的气体进口连接，吸收塔5的液体进口与贫富液换热系统7的贫液出口连接，吸收塔5的液体出口与贫富液换热系统7的富液进口连接；贫富液换热系统7的富液出口与解吸塔6的液体进口连接，贫富液换热系统7的贫液进口与解吸塔6的液体出口连接。
根据本发明第二个方面实施例的具有的独立权利要求带来的优点和技术效果，1、本发明实施例的回收装置，在**冷却系统后增设了淋洗装置，用冷却分离得到氯硅烷冷凝液对尾气进行淋洗，能够将尾气中的细硅粉完全淋洗下来，避免了细硅粉随尾气带入后续压缩装置和冷却系统，对压缩装置和冷却系统造成不利影响，提高了压缩装置和冷却系统的使用寿命，氯硅烷冷凝液在淋洗下来尾气中细硅粉的同时，还能够吸收尾气中的氯化氢气体，实现吸收氯化氢的作用，而且，进入淋洗装置的氯硅烷为低温氯硅烷，在对尾气进行淋洗后，离开淋洗装置的氯硅烷经过与尾气的淋洗接触实现了换热，降低了尾气温度，氯硅烷自身温度提升，充分回收了氯硅烷的冷量，本发明实施例中增设的淋洗装置实现了除尘、吸收和冷量回收的多重作用；2、本发明实施例的回收装置，在淋洗装置后增设**压缩装置，使淋洗后的尾气进行压缩加压处理，提升了尾气的压力，使吸收塔在高压下运行，完成吸收，可以减少吸收剂的用量，降低对冷媒的需求，从而实现节能的目的，采用高压吸收，可以节能20％以上；3、本发明实施例的回收装置能够实现对冷量的充分回收，显著降低了投资运行成本，分离回收后的氢气品质高，能够满足后续多晶硅生产的要求。
根据本发明第二个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收装置，其中，氢气吸附装置包括依次连接的**吸附塔8、第二吸附塔9和第三吸附塔11，优选地，**吸附塔8为内部设置气体分布器的空筒结构，第二吸附塔9和第三吸附塔11与**吸附塔8结构相同。进一步优选地，第二吸附塔9和第三吸附塔11之间设置加热装置10，第三吸附塔11气体出口依次连接第二压缩装置12、第三冷却系统13和除硼磷装置14。本发明实施例中，**吸附塔8中的吸附剂处于具备吸附能力的状态，第二吸附塔9中的吸附剂处于需要再生的状态，第三吸附塔11中的吸附剂处于需要脱附的状态。吸附装置中设置吸附、再生、脱附三种过程的吸附塔，来自吸收塔的富含氢气的尾气，通入处于高压低温吸附状态的**吸附塔进行吸附，通过活性炭和分子筛组合吸附剂吸附杂质进而纯化氢气，得到高纯氢气，从高纯氢气产品中引出部分氢气通入处于再生状态的第二吸附塔，利用低温氢气自身所携带的冷量给第二吸附塔降温，以使第二吸附塔降温再生，达到再次吸附的条件，第三吸附塔处于脱附状态，将第二吸附塔出来的氢气通过加热系统加热到高温后，送入第三吸附塔进行加热脱附，将从第三吸附塔出来的氢气**行水冷却器降至常温，再送入第二压缩装置和第三冷却系统中，经过冷却后的氢气进一步进行除硼和除磷处理，将其中富集的硼、磷化合物分离出来。经过除硼和除磷后的高纯氢气与**吸附塔出来的高纯氢气形成*终的高纯氢气产品。
本发明实施例中的氢气吸附装置，包括三个吸附塔，每个吸附塔自身进行着吸附-脱附-再生三个模式，**行吸附过程，即作为**吸附塔，吸附完毕后转换成脱附状态，即作为第三吸附塔，进行升温脱附处理，脱附完毕后，转换成再生降温状态，即作为第二吸附塔，进行降温再生，以达到满足后续吸附的状态，再生降温结束后，再转换成吸附状态，循环进行。根据本发明第二个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收装置，其中，淋洗装置2为鼓泡塔。本发明实施例中，淋洗装置优选为鼓泡塔，还原尾气通过鼓泡起到了除尘的作用，能够有效去除还原尾气中的细硅粉，鼓泡塔可以采用现有的鼓泡塔进行优化，在现有鼓泡塔的基础上根据处理气量增设5-10层塔板，易于实施。
根据本发明第二个方面实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收装置，其中，优选地，**冷却系统1包括依次连接的空冷器、水冷却器、气气换热器和还原尾气冷冻水冷却器(图中未示出)；第二冷却系统4包括依次连接的一级双效换热器、压缩后尾气冷冻水冷器、二级双效换热器、压缩后尾气冷却器、三级双效换热器和压缩后尾气深冷器(图中未示出)；贫富液换热系统7包括依次连接的贫液冷冻水冷却器、贫液冷却器和贫液深冷器(图中未示出)。本发明实施例中，各冷却系统通过设置多种类、逐级递进的冷源，对冷量进行充分回收，大大减少了投资运行成本。
下面结合附图和实施例详细描述本发明。
实施例1多晶硅生产中还原尾气的回收装置
如图1所示，本发明实施例的多晶硅生产中还原尾气的回收装置100包括**冷却系统1、淋洗装置2、**压缩装置3、第二冷却系统4、吸收塔5、解吸塔6、贫富液换热系统7和氢气吸附装置，氢气吸附装置包括依次连接的**吸附塔8、第二吸附塔9和第三吸附塔11。其中，**冷却系统1的气体出口与淋洗装置2的气体入口连接，**冷却系统1的冷凝液出口与淋洗装置2的液体入口连接；淋洗装置2的气体出口与**压缩装置3的气体进口连接，淋洗装置2的液体出口与解吸塔6的液体进口连接；第二冷却系统4的气体进口与**压缩装置3的气体出口连接，第二冷却系统4的气体出口与吸收塔5的气体进口连接；吸收塔5的气体出口与**吸附塔8的气体进口连接，吸收塔5的液体进口与贫富液换热系统7的贫液出口连接，吸收塔5的液体出口与贫富液换热系统7的富液进口连接；贫富液换热系统7的富液出口与解吸塔6的液体进口连接，贫富液换热系统7的贫液进口与解吸塔6的液体出口连接。
优选地，淋洗装置2为鼓泡塔。**吸附塔8为内部设置气体分布器的空筒结构，第二吸附塔9和第三吸附塔11与**吸附塔8结构相同。进一步优选地，第二吸附塔9和第三吸附塔11之间设置加热装置10，第三吸附塔11气体出口依次连接第二压缩装置12、脱附后冷却系统13和除硼磷装置14。
优选地，**冷却系统1包括依次连接的空冷器、水冷却器、气气换热器和还原尾气冷冻水冷却器(图中未示出)；第二冷却系统4包括依次连接的一级双效换热器、压缩后尾气冷冻水冷器、二级双效换热器、压缩后尾气冷却器、三级双效换热器和压缩后尾气深冷器(图中未示出)；贫富液换热系统7包括依次连接的贫液冷冻水冷却器、贫液冷却器和贫液深冷器(图中未示出)。
实施例2多晶硅生产中还原尾气的回收方法
本实施例中采用实施例1的回收装置对多晶硅生产中还原尾气进行回收处理。
如图1所示，将来自还原车间的还原尾气送入**冷却系统1，**冷却系统1包括空冷器、水冷却器、气气换热器和还原尾气冷冻水冷却器(图中未示出)，使还原尾气温度降低至12～25℃，优选为13℃，可以有效降低运行成本，还原尾气经过**冷却系统1后，分离得到尾气和氯硅烷冷凝液。
将分离得到的尾气和氯硅烷冷凝液分别送入淋洗装置2，优选地，对氯硅烷冷凝液**行冷却，优选采用-35℃的冷媒，之后将冷却后的氯硅烷冷凝液送入淋洗装置2，采用氯硅烷冷凝液在鼓泡塔中对尾气进行淋洗除杂处理，为避免后续进入压缩过程中出现凝液，一般控制淋洗装置2气体出口的气体温度不高于10℃，优选为-5℃。淋洗装置工作压力为0.45～0.55mpa(表)。
将经过淋洗装置2处理后的尾气送入**压缩装置3进行加压处理，优选地，将尾气压力提升至1.1-1.5mpa(表)，高压有利于降低整体设备投资和整体运行成本，且加压有利于氯硅烷的分离。综合整体能耗，进一步优选地，**压缩装置3的进口压力(表)为0.55mpa，出口压力(表)为1.4mpa，进口尾气温度为5℃，出口尾气温度为42℃。尾气离开**压缩装置3后进入第二冷却系统4进行冷却处理，冷却后尾气温度为15℃。
离开第二冷却系统4的尾气进入吸收塔5，吸收塔5中采用氯硅烷为吸收液，吸收尾气中的氯化氢气体，吸收塔5的塔底得到富含氯化氢的氯硅烷富液，塔顶得到富含氢气的尾气，吸收塔5中工作压力为1.4mpa(表)，工作温度为-30～-50℃，优选地，工作温度为-40℃，氯化氢吸收率达99％，优选地，塔底氯硅烷富液温度为-35℃。
将富含氯化氢的氯硅烷富液通过贫富液换热系统7后送入解吸塔6中，经过解吸塔6处理后，在塔顶得到氯化氢气体，塔底得到氯硅烷贫液。优选地，解吸塔6的工作压力为5～8mpa(表)，进一步优选为6mpa(表)；塔系统温度为-45～130℃。塔底可以采用蒸汽或者高温导热油进行加热，优选地，氯硅烷贫液温度为100～120℃，进一步优选地，塔釜温度为113℃，塔顶采出质量含量为99％以上的氯化氢气体。将氯硅烷贫液送入贫富液换热系统7中，与氯硅烷富液进行热交换后送入吸收塔5中用作吸收液。优选地，贫富液换热系统7使用三级冷源，分别为冷冻水冷却器(采用7℃冷冻水)，贫液冷却器(采用-30℃冷媒)、贫液深冷器(采用-55℃冷媒)，*低冷却温度可以达到-50℃。低温的氯硅烷富液通过3～4级双效换热器，与高温的氯硅烷贫液逐级、充分实现换热，回收热能。
离开吸收塔5的富含氢气的尾气含有微量杂质，如四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅、氯化氢、硼化物、磷化物等，将富含氢气的尾气送入氢气吸附装置进行除杂处理。氢气吸附装置可以根据处理气量设置多组，每组吸附装置中包括**吸附塔8、第二吸附塔9和第三吸附塔11三种吸附塔，能分别进行吸附、再生和脱附三种过程操作。
优选地，将离开吸收塔5的富含氢气的尾气送入第二冷却系统4中与离开**压缩装置3的尾气进行换热，优选地，换热后富含氢气的尾气温度为-10℃、压力为1.4mpa(表)，将富含氢气的尾气送入处于高压低温吸附状态的**吸附塔8中进行吸附，吸附杂质进而纯化氢气，吸附剂为包括活性炭和分子筛的组合吸附剂，经过吸附后可以得到高压低温高纯氢气产品，氢气温度约为0℃、压力约为1.3mpa(表)。
从离开**吸附塔8的高纯氢气产品中引出部分氢气，优选为高纯氢气产品总体积的3-5％，送入处于中压降温再生状态的第二吸附塔9中，利用低温氢气自身所携带的冷量给第二吸附塔9降温。从第二吸附塔9出来的中压中温高纯氢气的温度是逐渐降低的，温度为180～-10℃，压力为0.4～0.8mpa(表)。降温刚开始时由于吸附柱温度较高会使经过第二吸附塔9的氢气温度也较高，随着第二吸附塔9温度逐渐降低，离开吸附塔9的氢气温度也逐渐降低。
第三吸附塔11处于低压升温脱附状态，将离开第二吸附塔9的氢气送入加热系统10加热，优选地，加热后氢气温度为180℃，压力为0.4～0.8mpa(表)，将加热后的氢气送入第三吸附塔11，氢气利用自身携带的热量对第三吸附塔11进行加热脱附，离开第三吸附塔11氢气为低压高温低纯氢气，氢气温度处于一直上升状态，温度为-10～180℃、压力为0.01～0.05mpa(表)，随着吸附塔温度的升高，直到升温平衡，温度不再变化为止。
将离开第三吸附塔11的氢气送入水冷却器降至常温，之后送入第二压缩装置12，经过压缩后，氢气压力达到离开**吸附塔8的高纯氢气产品的压力。经过加压后的高压常温低纯氢气进入第三冷却系统13。第三冷却系统13包括双效换热器、冷冻水冷却器和冷媒冷却器。第三冷却系统13的温度可以达到-40～-60℃，使其中的氯硅烷充分冷凝，经过第三冷却系统13冷却处理后，离开第三冷却系统13的氢气温度约-10℃。
将离开第三冷却系统13的氢气送入除硼磷装置14，进一步将氢气中富集的硼、磷化合物分离出来，以保证高纯氢气产品硼、磷含量的要求，优选地，除硼磷装置中装填含氧化铝的分子筛吸附剂(市场购买，如河南星诺环保材料有限公司)，吸附剂饱和以后可以每隔一段时间加热以将吸附剂中的硼、磷化合物完全脱附出来。经过除硼磷装置14分离硼、磷化合物后的高压低温高纯氢气温度约为0℃，压力约1.4mpa(表)，与离开**吸附塔8的高压低温高纯氢气(0℃、1.4mpa(表))汇合后形成*终的高纯氢气产品，氢气的纯度为99％。
经过本实施例方法的处理，还原尾气中，氯化氢气体的回收率为99％以上，氯硅烷的回收率为99％以上，氢气的回收率为99％以上，氢气产品纯度为99％以上。
对比例1
与实施例2的方法相同，不同之处在于不设置**压缩装置3，对经过淋洗装置2处理后的尾气不进行压缩加压处理，而是直接送入吸收塔5中。
采用对比例1的方法，氯硅烷的回收率为85％，氯化氢气体的回收率为99％，氢气的回收率为99％，氢气产品纯度为99％。
实施例2与对比例1的方法相比，采用加压处理有利于氯硅烷的冷凝，压力增大，气体的沸点升高，冷凝温度提高，采用较低品位的冷源即可以实现同等冷凝效果，节约了冷源，降低了冷耗，整体能耗同对比例1相比下降了20％，并且显著提升了氯硅烷的回收率，使氯硅烷的回收率达到99％以上。
此外，术语“**”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“**”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，**特征在第二特征“上”或“下”可以是**和第二特征直接接触，或**和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，**特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是**特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示**特征水平高度高于第二特征。**特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是**特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示**特征水平高度小于第二特征。
在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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