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大量的四氯化硅会在改良西门子法生产多晶硅的过程中以副产物的形式产生。对副产物四氯化硅的处理,是决定多晶硅企业耗能、成本、绿色生产的关键问题,也是真正实现改良西门子法闭式生产的关键。目前成熟的四氯化硅氢化技术,主要有热氢化技术和冷氢化技术两种。相对于热氢化工艺,冷氢化工艺电耗低,在节能减排、降低成本方面优势明显,因此大部分多晶硅生产企业使用冷氢化工艺。 以夹点技术为理论的过程集成技术,在化工生产节能降耗的研究方面有着明显的作用。它是在热力学理论的基础上,结合系统工程,对工艺生产过程中所有能量的流动进行分析,进而找到能量利用方面存在的“瓶颈”。然后,解决瓶颈,优化系统能量,保证系统能量充分利用。 本文运用Aspen Plus软件,对四氯化硅冷氢化工艺流程建模,并结合实际生产数据,进行优化核对。在模拟流程的基础上,提取四氯化硅冷氢化工艺的物流信息。以夹点技术为工具,分析、找出了原有工艺系统用能方面存在的问题在于夹点附近物流没有得到合理的匹配。通过夹点技术进行优化分析,找出了系统节能的潜力。 依据夹点设计的准则,对存在问题的物流进行了重新匹配。综合考虑总费用,对换热网络进行手动改造。按照改造思路,进行了重新建模,并使用EDR进行了换热器的精确核算。最终对氢化反应单元增加了3台换热器,分别节约了79.1%、83.6%的热、冷公用工程用量,每年可节约运行成本552.8万元。对反应产品分离提纯单元增加了2台换热器,分别节约了22.6%、19.1%的热、冷公用工程用量,每年可节约运行成本885.2万元。该企业按照本文的优化方案,对现有装置进行了改造,稳定运行后公用工程用量与方案基本吻合,收到了预期的效果。