多晶硅生產(chǎn)中HC1回收與氯硅烷雙效精餾工藝研究.pdf

1、多晶硅是信息產(chǎn)業(yè)與新能源產(chǎn)業(yè)中的基礎(chǔ)原材料。目前我國(guó)多晶硅生產(chǎn)大多采用改良西門子法。該法涉及HCl吸收-解吸和氯硅烷精餾兩大流程，存在能耗高、分離組分純度低等問題。
　　本文采用AspenPlus軟件建立了HCl吸收-解吸系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)模擬流程。首先考察了影響吸收塔吸收效果的各個(gè)因素，得出了吸收塔的最佳操作參數(shù)為:塔壓1.45MPa、理論板數(shù)13塊、液氣比1.0、吸收劑溫度-40℃。其次，以年度總費(fèi)用為目標(biāo)函數(shù)，確定了解吸塔最佳理論板

2、數(shù)為13塊，于第4塊板進(jìn)料，再沸器和冷凝器負(fù)荷達(dá)到最小。此外，通過分析解吸塔進(jìn)料溫度對(duì)再沸器負(fù)荷的影響，發(fā)現(xiàn)熱進(jìn)料工藝節(jié)能顯著，提出了吸收-解吸進(jìn)料二次預(yù)熱的改進(jìn)流程，較改進(jìn)前，再沸器負(fù)荷降低40％，解吸塔操作費(fèi)用節(jié)省25％。最后，研究了貧富液換熱器富液出口溫度對(duì)HCl吸收-解吸系統(tǒng)投資費(fèi)用和操作費(fèi)用的影響，得出最佳富液出口溫度為25℃。
　　利用AspenDynamics化工流程動(dòng)態(tài)模擬軟件對(duì)HCl吸收-解吸改進(jìn)流程進(jìn)行過程控制

3、研究。通過斜率準(zhǔn)則和靈敏度準(zhǔn)則確定了解吸塔靈敏板的位置位于第2塊板。運(yùn)用相對(duì)增益矩陣原理對(duì)兩種控制結(jié)構(gòu)進(jìn)行了可控性分析，結(jié)果表明利用解吸塔塔頂采出量控制回流罐液位，利用再沸器上升蒸汽控制第2塊塔板溫度的控制方案較合理。閉環(huán)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析結(jié)果表明，該控制方案在面對(duì)進(jìn)料量和進(jìn)料組成擾動(dòng)均表現(xiàn)出良好的控制效果。
　　基于氯硅烷精餾工藝，提出了氯硅烷三塔雙效精餾新工藝。利用AspenPlus軟件分別對(duì)各塔參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，得出了較優(yōu)的工藝值，