【正文】 過流量調節(jié)后經HCl加熱器加熱到150℃，分別進入4臺三氯氫硅合成工序合成爐入口。HCl加熱器的加熱介質為從合成爐套管出來的溫度較高的導熱油。2．硅粉倉儲輸送工序原料硅粉經吊運，通過電葫蘆卸入硅粉料倉。硅粉經發(fā)送器通過氮氣輸送至硅粉高位料倉，然后經硅粉干燥器進行干燥。加熱硅粉干燥器的熱量來自導熱油，通過干法工序的副產物氮氣置換料斗內的氣體并升壓至與中間料倉壓力平衡后，硅粉被收入中間料倉；通過星形加料器將硅粉送入三氯氫硅合成爐進料管。本工序通過三氯氫硅合成爐的反應壓差控制硅粉加料量。3．導熱油供給工序合成爐的反應前升溫和裝置各加熱器的熱量主要通過調節(jié)本工序的循環(huán)導熱油流量和溫度來完成。首先從三氯氫硅合成工序合成爐夾套來的高溫導熱油，先進入HCl加熱器加熱氯化氫氣體，再送至導熱油冷卻器。通過合成爐和該冷卻器的出口溫度監(jiān)控，來調節(jié)導熱油進入冷卻器的流量和冷卻器的冷卻水流量，以滿足合成爐夾套進口所需溫度。本工序設置導熱油加熱系統(tǒng)用于在裝置開車時加熱導熱油，以保證順利開車。4．三氯氫硅合成工序此工序由三氯氫硅合成工序、三氯氫硅除塵工序、三氯氫硅分離工序、三氯氫硅壓縮分離工序組成，分別簡述如下：a、三氯氫硅合成工序從四臺星形加料器將硅粉分別輸送至四臺合成爐，與HCl加熱器出來的氯化氫形成沸騰床并發(fā)生反應，爐內溫度控制在280～310℃的條件下，合成反應生成三氯氫硅、二氯二氫硅、四氯化硅、氫氣。該反應生成物與未完全反應的氯化氫、硅粉等一并送入下一工序。此混合氣體稱作三氯氫硅合成氣。反應產生大量放熱。合成爐外壁設置有導熱油夾套，通過控制夾套內導熱油來維持爐壁的溫度。b、三氯氫硅除塵工序從合成爐頂部挾帶有硅粉的合成氣經八套兩級旋風分離器、布袋過濾器組成的干法除塵系統(tǒng)除去部分硅粉和氯化物后送入分離工序。c、三氯氫硅分離工序除去固體雜質的合成氣在此工序經冷卻水水冷、5℃冷媒冷卻、35℃冷媒深冷后，冷凝下來的三氯氫硅和四氯化硅液體分別送至四臺合成液儲罐，與壓縮分離工序冷凝的冷凝液混合后，用兩臺泵（開一備一）送入三氯氫硅精餾提純工序。d、三氯氫硅壓縮分離工序含有未凝三氯氫硅、四氯化硅的合成氣經儲罐緩沖后進入兩臺壓縮機（一開一備）增壓，再經5℃冷媒冷卻、35℃冷媒深冷，冷凝液進入合成液中間罐，最終送至三氯氫硅精餾提純工序。少量的未凝氣體三氯氫硅、四氯化硅和不凝氣體氫氣、氯化氫混合物通過管道進入尾氣處理工序干法回收系統(tǒng)。5．三氯氫硅精餾提純工序從合成液儲罐送來的液體從中部送入預塔進行除去低沸物的精餾操作。塔頂排出的不凝氣體和部分二氯二氫硅，送往尾氣回收處理工序，塔頂餾出液為二氯二氫硅和三氯氫硅的混合物，送往三氯氫硅儲存工序的工業(yè)級三氯氫硅儲槽；塔釜得到三氯氫硅和四氯化硅的混合液體，依靠屏蔽泵送入三氯氫硅精餾塔。在三氯氫硅精餾塔進行三氯氫硅和四氯化硅的分離。塔頂餾出三氯氫硅液體，送入三氯氫硅成品儲罐；塔釜得到含極少量三氯氫硅的四氯化硅液體進入四氯化硅精餾塔，塔頂餾出液為三氯氫硅和少量的四氯化硅混合液送入合成液儲罐，再次精餾；塔釜得到四氯化硅送入四氯化硅成品儲罐。6．尾氣處理工序干法回收從三氯氫硅氫分離工序來的未凝氣體三氯氫硅、四氯化硅和不凝氣體氫氣、氯化氫，通過管道進入變壓吸附（VPSA）干法回收系統(tǒng)。系統(tǒng)由5臺復合吸附塔組成，其工藝過程由吸附、均壓降、逆放、抽真空、均壓升和產品終升等步驟組成。產品氫氣和氮氣用于前段工序的置換，其解吸氣主要為氯化氫氣體、少量氫氣、微量的三氯氫硅和四氯化硅的混合物，穩(wěn)壓后送至HCl儲罐與凈化后的氯化氫氣體混合進入合成爐。此工序為供貨商成套供貨。7．尾氣處理工序濕法回收從前段工序排出的尾氣，包括HCl純化尾氣、合成尾氣、分離尾氣、精餾尾氣及干法回收尾氣，經混合緩沖后送至兩級淋洗塔（無渣淋洗）用水洗滌，生成含鹽酸和二氧化硅固體的液體。二氧化硅通過人工回收，含鹽酸的液體外售，同時保證出塔頂的氣體達到排放標準。從硅粉車間輸送工序和三氯氫硅除塵工序中旋風分離器和布袋過濾器出來的富含硅粉等固體雜質的尾氣同樣通過淋洗塔（有渣淋洗）洗滌，生成的含鹽酸和硅粉的液體。硅粉人工回收，液體同樣送往硫酸廠污水處理裝置處理后送至工業(yè)園區(qū)污水處理站進行深度處理達標排放，同時也保證出塔頂的氣體達標排放。8．控制本裝置控制系統(tǒng)采用DCS控制系統(tǒng)。系統(tǒng)中含有兩個相同的集中控制器（包括CPU模板、電源模板和通訊模板），兩個集中控制器通過冗余的CONTROLNET網絡分別訪問分布式I/O站模板。在無故障時兩個中央控制器都處在運行狀態(tài)并隨時進行數據同步交換，同時也不斷檢測各自與I/O站模板相連的CONTROLNET總線電纜的通訊情況。一旦出現(xiàn)中央控制器故障或CONTROLNET總線電纜通訊故障，正常工作的中央控制器能無擾動獨立地接替過程的控制，將排除因控制系統(tǒng)偶然硬件故障而造成的裝置停機，保證裝置平穩(wěn)、安全、長期的運行。上位監(jiān)控與管理系統(tǒng)由4個操作員站和1個工程師站組成，包括工控機、顯示器、打印機、聲光報警元件和操作臺等部分。在每個操作員站上都能顯示裝置的全部流程圖畫面和進行控制操作。在正常生產時4個操作員站可互為熱備，形成可靠、先進的監(jiān)控、操作、管理系統(tǒng)。上位監(jiān)控站選擇工業(yè)級計算機，顯示器選用高性能的液晶顯示器，能提供大的顯示窗口和很高的分辨率，使畫面顯示更加清晰、操作更加準確。打印機選用高性能的HP產A4幅面激光打印機，既能快速完成日常生產中的報表打印和報警打印，又能對流程圖和歷史趨勢記錄進行打印，幫助分析故障。采用冗余控制系統(tǒng)設計時，工控機上裝有冗余通訊軟件包在運行過程中對控制系統(tǒng)的兩根以太網通訊電纜進行實時監(jiān)視，對故障電纜予以切換，保證顯示在操作員站上的信息是及時準確，提高了系統(tǒng)的安全性。儀表維護工程師可在工程師站上方便地進行流程圖畫面修改、控制組態(tài)修改、控制程序修改等操作。完成后通過工業(yè)以太網能對各個操作員站和控制系統(tǒng)進行文件或程序更新，并能根據需要打印控制系統(tǒng)的程序清單。分級用戶管理可以避免無關人員進入工程師環(huán)境，保證系統(tǒng)的安全和完整。三氯氫硅合成精餾來的三氯氫硅成品和副產品四氯化硅成品，經架空外管分別進入三氯氫硅和四氯化硅成品儲罐。待外售時用N2直接通入儲罐內壓入槽車外運。同時罐區(qū)設有事故處理罐是來處理收集各儲罐事故狀態(tài)下泄漏物而用。年產2萬噸三氯氫硅生產裝置所需原材料及動力消耗情況見下表。 表41 原材料及動力消耗表 序號名 稱規(guī) 格單位產品消耗年消耗數量來 源1氯化氫95%相鄰的硫酸鉀廠2硅粉99%5600噸外購3循環(huán)水 、32℃240m3480萬m3本公司自建自供4新鮮水工業(yè)園區(qū)5動力電380/220V1000KWh2000萬KWh工業(yè)園區(qū)6冷量35℃、24噸48萬噸本公司自建自供5℃、32噸64萬噸本公司自建自供7氮氣、%240Nm3480萬Nm3本公司自建自供8儀表空氣、40℃120 Nm3240萬Nm3本公司自建自供9蒸汽工業(yè)園區(qū)本裝置控制采用DCS集中控制系統(tǒng)（設在新建控制室內的集中控制室），保證裝置平穩(wěn)、安全、長期的運行。根據工藝專業(yè)的要求及現(xiàn)場環(huán)境的防爆特殊性，以及本裝置閥門多、動作頻繁的特點，并結合目前自控儀表的發(fā)展水平，所配置的自動化儀表水平均較高。重要參數在計算機屏幕上顯示并有歷史趨勢和實時趨勢記錄，以及在打印機上實現(xiàn)報表打印（班報、日報、月報或隨機打?。Ｔ贒CS系統(tǒng)設計中，本裝置控制可采用計算機模擬控制系統(tǒng)，重要工藝參數均能在控制室內監(jiān)控，實現(xiàn)生產裝置管控一體化，并設工藝參數越限報警及操作班報自動打印。設計界區(qū)內主要機泵的運行狀態(tài)及聯(lián)鎖信號均引入DCS系統(tǒng)進行監(jiān)控，可燃及有毒氣檢測單獨成系統(tǒng)并引入DCS系統(tǒng)監(jiān)控。、自動控制及安全聯(lián)鎖的DCS系統(tǒng)，所選用現(xiàn)場控制室的CPU單元，電源單元和通訊總線等采用冗余設置，使DCS系統(tǒng)具有很高的可靠性和安全性。所有報警和聯(lián)鎖信號，將由DCS和報警打印機統(tǒng)一管理。，在有可能出現(xiàn)可燃、有毒氣體泄漏的場所和極其重要的區(qū)域設有固定式可燃 、有毒氣體檢測報警器，以隨時檢測空氣中危險氣體的含量和設備管線的泄漏情況。其檢測信號送至安裝在控制室的可燃、有毒氣體報警盤或DCS操作站進行顯示和報警。所有在線檢測信號需經報警盤二次儀表中轉輸出信號送至DCS系統(tǒng)操作站進行顯示和報警。，現(xiàn)場電動儀表分別選用隔爆型儀表和本安型儀表。，進行信號隔離。，均需信號隔離；來自電氣MCC動力設備的運行狀態(tài)信號（DI），以及聯(lián)鎖控制電氣設備至MCC的控制信號（DO），進出控制室均需經過中間繼電器；模擬信號（AI/AO）需設置信號隔離器。、本安接地和儀表及機柜的保護接地，根據設計規(guī)范（HG/T 205132000）的有關要求，應將各種接地的分干線匯總接至儀表總接地板，再從儀表總接地板引出儀表接地干線，統(tǒng)一接至全裝置電氣專業(yè)的總接地板，實現(xiàn)全裝置“等電位”連接。本裝置設置的調節(jié)系統(tǒng)包括溫度調節(jié)、壓力調節(jié)、流量調節(jié)、液位調節(jié)、液位流量均勻調節(jié)等調節(jié)系統(tǒng)。 儀表選型 溫度儀表現(xiàn)場就地指示的溫度儀表選用抽芯式雙金屬溫度計。集中顯示的溫度儀表，其一次儀表選用帶熱保護套管的熱電阻或熱電偶，二次儀表選用防爆型變換器。信號經過隔離進入DCS系統(tǒng)處理。 壓力儀表現(xiàn)場就地指標壓力儀表選用彈簧管壓力表。除氫氣使用專用儀表外，其余壓力表選用普通壓力表，部分選用不銹鋼壓力表，微壓測量選用膜盒式壓力表。集中測量壓力、差壓的變送器選用EGR系列智能變送器。 流量儀表根據工藝介質及儀表用途不同，設計選用了孔板、插入式電磁流量計及金屬轉子流量計，需精確計量的產品流量測量如高純氫氣計量選用質量流量計，并對要求計量的氣（汽）體流量進行壓力溫度自動修正。 液位儀表就地液位指示儀表選型由設備制造廠家負責。根據工藝介質的特殊性，遠傳液位測量儀表選用了差壓液位計、磁浮式液位計、浮球液位計、電容式半導體液位計等可靠液位計。 控制室儀表本裝置擬采用DCS集中控制系統(tǒng)，配置4操作站，一個控制站，并且具有冗余設置。若采用計算機模擬控制系統(tǒng)，則現(xiàn)場控制采用智能數字儀及巡檢數字儀，并加一套工業(yè)控制計算機系統(tǒng)及組態(tài)軟件。 分析儀表所有分析儀表安裝在保護箱內，防護等級：IP54。采樣及預處理系統(tǒng)隨分析儀器配套供貨。分析儀信號直接送至DCS系統(tǒng)。原料、產品、中間副產物等全組份分析采用人工取樣并借助分析化驗室的分析儀器進行分析。 儀表管線現(xiàn)場導線管選用無縫鋼管；信號電纜選用多芯鎧裝全塑信號電纜；控制電纜選用四芯鎧裝全塑電力電纜。由于工藝現(xiàn)場具有易燃、易爆、有毒介質存在，所以裝置控制、檢測信號進出防爆區(qū)域均需要加安全柵隔離，介質具有腐蝕性的檢測點均需防腐要求。生產裝置DCS系統(tǒng)、公用工程DCS系統(tǒng)和主要現(xiàn)場儀表采用雙回路輸入或不間斷電源（UPS）供電，在電源事故期間，UPS電池至少可供系統(tǒng)正常工作30分鐘。2．儀表氣源儀表氣源要求無油、無塵、干燥、潔凈的壓縮空氣，含塵徑： 3μm 含油量： 10mg/m3壓力： 露點溫度： 40℃用量： 300Nm3 /h儀表用壓縮空氣緩沖罐容量應能保持在氣源中斷時，維持儀表正常工作30分鐘以上。 主要設備三氯氫硅生產裝置所需工藝設備絕大部分為非標準設備，關鍵生產設備選型的主要原則是：立足于國內，由國內設計單位進行設備設計并在國內加工制造。擬建生產裝置主要工藝設備有：氯化氫緩沖罐、硅粉干燥器、三氯氫硅合成爐、空冷器、旋風分離器、袋式過濾器、活塞壓縮機、尾氣淋洗塔、加壓塔等。關鍵主要設備選型方案：三氯氫硅合成爐初步考慮在20000 t/a 三氯氫硅裝置現(xiàn)有的爐型基礎上進行放大設計，在國內加工制造。依據俄羅斯多晶硅工藝所定數值， (G)。20000t/a裝置配備4臺三氯氫硅合成爐，單臺產量為5000t/a。本裝置擬在該爐型基礎上放大至單臺能力6000t/a。依據建設單位與北京化工大學共同開發(fā)的氯硅烷分離提純的工藝技術，由國內設計單位進行設備設計并在國內加工制造。三氯氫硅生產裝置所需主要設備選用配置情況見下表。表42 主要工藝設備一覽表序號設備名稱規(guī)格型號溫度(℃)壓力(PMa)材質單位數量一HCl壓縮及凈化工序　　　　　　1回收塔DN1600　　　臺32緩沖罐DN2000　　　臺13換熱器DN400　　　臺24中間產品罐DN2400　　　臺25預凈化氣罐DN1800　　　臺16凈化塔DN1600　　　臺37緩沖罐DN2400　　　臺18解析氣塔DN2400　　　臺29脫氧塔DN1400　　　臺210加熱器DN400　　　臺111產品罐DN2400　　　臺212HCl緩沖罐Ф20003500 10m315鋼襯PO臺　213真空泵　WLW300B 30KW常溫　組合件　臺1614氯化氫壓縮機1600Nm3/h，160KW　常溫　組合件　臺415HCl緩沖罐Ф16002400 20m315鋼襯PO臺　116HCl加熱器φ400180025016MnR臺　4二硅粉輸送及氮氣系統(tǒng)