本发明提供了一种多晶硅冷氢化生产系统，涉及多晶硅制备技术领域，包括硅粉除杂单元、热能利用单元、膜过滤单元和冷氢化单元，硅粉除杂单元用于去除还原尾气中的固含物；热能利用单元用于以还原尾气为热源与冷氢化反应的原料进行换热；膜过滤单元用于将经过换热后的部分还原尾气中的氢气和氯化氢同时分离出来；冷氢化单元用于使氢气和氯化氢与硅粉和四氯化硅发生冷氢化反应。本发明先取满足冷氢化工序使用量的还原尾气，经膜过滤单元一步分离出其中的冷氢化反应原料(氯化氢和氢气)，并经热能利用单元换热升温以供冷氢化工序使用，用于冷氢化反应的氢气和氯化氢分离所需环节减少，且高温尾气热能得到充分利用，有效降低了设备投入和系统能耗。