CN205090834U - 多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种能够控制尾气温度降低程度的多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置。该多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置，包括U形管换热器、U形外壳，U形外壳与U形管换热器的外壁之间形成一个密封的夹层空间，U形外壳上设置有与夹层空间连通的冷却水入口与冷却水出口，冷却水入口处连接有进水管，冷却水出口处连接有排水管，进水管上设置有水泵与流量控制阀，进水管上设置有进水温度检测装置，排水管上设置有出水温度检测装置。通过在进水管上设置进水温度检测装置，在排水管上设置出水温度检测装置，人们便可以根据进水温度与出水温度判断热交换的程度，便于人们精确的控制尾气温度的降低程度。适合在多晶硅生产设备领域推广应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅生产设备领域，尤其是一种多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置。
背景技术
改良西门子法多晶硅生产中氢化炉的尾气一般在800℃以上，尾气的主要成分为SiHCl3、SiCl4、H2、HCl等气体的混合物，为了实现改良西门子法的闭环生产，就必须对上述尾气进行回收分离。为了实现这一目的，首先就是要将上述高温尾气进行初步的冷却，将温度约在800℃的高温尾气冷却至140℃～200℃的低温混合气，以满足后续处理的工艺要求。现有的多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置包括U形管换热器、U形外壳，U形管换热器设置在U形外壳内，U形外壳与U形管换热器的外壁之间形成一个密封的夹层空间，所述U形外壳的底部设置有与U形管换热器内部连通的尾气入口，U形管换热器的顶部设置有尾气出口，所述U形外壳上设置有与夹层空间连通的冷却水入口与冷却水出口，所述冷却水入口处连接有进水管，所述冷却水出口处连接有排水管，其工作过程如下所述：氢化炉产生的尾气通过尾气入口进入U形管换热器内，同时，冷却水沿进水管从冷却水入口处进入夹层空间，这样夹层空间内的冷却水便会与U形管换热器内的高温尾气发生热交换，从而降低尾气的温度，进而夹层空间的冷却水从冷却水出口沿排水管排出，这样冷却水就会持续不断的从冷却水入口处流向冷却水出口处，在流动过程中吸收掉尾气中含有的热量，从而降低尾气的温度，这种尾气冷却装置在实际使用过程中存在以下问题：首先，夹层空间内水流的速度与尾气温度的降低程度息息相关，如果水流流速较快，夹层空间内的冷却水温度较低，这样便可以使尾气的温度降的很低，如果水流速度较慢，夹层空间内的冷却水与尾气热交换时间较长，这样夹层空间内的冷却水温度较高，也导致尾气的温度降低程度有限，因此，调整夹层空间内水流的速度可以精确控制尾气温度的降低程度，而现有的尾气冷却装置无法对夹层空间内的水流流速进行调整，也没有调整的依据；其次，从氢化炉出来的尾气具有较高的流速，直接通入U形管换热器内，流速较高的尾气很快就从尾气出口排出，甚至来不及与冷却水发生加热后，致使冷却装置的冷却效果较差；再者，现有的冷却装置只有一次冷却过程，很难使尾气的温度降低至所需要的温度范围。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够控制尾气温度降低程度的多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置，包括U形管换热器、U形外壳，U形管换热器设置在U形外壳内，U形外壳与U形管换热器的外壁之间形成一个密封的夹层空间，所述U形外壳的底部设置有与U形管换热器内部连通的尾气入口，U形管换热器的顶部设置有尾气出口，所述U形外壳上设置有与夹层空间连通的冷却水入口与冷却水出口，所述冷却水入口处连接有进水管，所述冷却水出口处连接有排水管，所述进水管上设置有水泵与流量控制阀，所述进水管上设置有进水温度检测装置，所述排水管上设置有出水温度检测装置。
进一步的是，所述U形管换热器内设置有防冲板，所述防冲板设置在尾气入口处，所述防冲板包括水平设置的圆形挡板，所述圆形挡板的四周设置有弧形弯边，所述弧形弯边先向下延伸然后再向上延伸。
进一步的是，所述U形管换热器的顶端设置有二次冷却装置，所述二次冷却装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器、密闭的罩体，所述罩体的下端与U形管换热器的尾气出口连通，罩体的上端设置有排气口，所述蒸发器设置在密闭的罩体内，所述压缩机、冷凝器设置在罩体外，压缩机的出口与冷凝器的进口通过冷媒介质管连通，冷凝器的出口与蒸发器的进口通过冷媒介质管连通，蒸发器的出口与压缩机的进口通过冷媒介质管连通。
进一步的是，在压缩机与冷凝器的之间的冷媒介质管上设置有流量调节阀。
进一步的是，所述U形外壳上设置有支耳。
进一步的是，所述U形管换热器内设置有多个折流板。
本实用新型的有益效果是：该多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置通过在进水管上设置进水温度检测装置，在排水管上设置出水温度检测装置，人们便可以根据进水温度与出水温度判断热交换的程度，便于人们精确的控制尾气温度的降低程度。
附图说明
图1是本实用新型多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置的结构示意图；
图中标记为，U形管换热器1、U形外壳2、夹层空间3、尾气入口4、尾气出口5、冷却水入口6、冷却水出口7、进水管8、排水管9、水泵11、流量控制阀12、进水温度检测装置13、出水温度检测装置14、防冲板15、圆形挡板151、弧形弯边152、二次冷却装置16、压缩机161、冷凝器162、蒸发器163、罩体164、排气口165、流量调节阀166、支耳17、折流板18。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
如图1所示，该多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置，包括U形管换热器1、U形外壳2，U形管换热器1设置在U形外壳2内，U形外壳2与U形管换热器1的外壁之间形成一个密封的夹层空间3，所述U形外壳2的底部设置有与U形管换热器1内部连通的尾气入口4，U形管换热器1的顶部设置有尾气出口5，所述U形外壳2上设置有与夹层空间3连通的冷却水入口6与冷却水出口7，所述冷却水入口6处连接有进水管8，所述冷却水出口7处连接有排水管9，所述进水管8上设置有水泵11与流量控制阀12，所述进水管8上设置有进水温度检测装置13，所述排水管9上设置有出水温度检测装置14。通过在进水管8上设置进水温度检测装置13，在排水管9上设置出水温度检测装置14，人们便可以根据进水温度与出水温度判断热交换的程度，便于人们精确的控制尾气温度的降低程度。
另外，所述U形管换热器1内设置有防冲板15，所述防冲板15设置在尾气入口4处，所述防冲板15包括水平设置的圆形挡板151，所述圆形挡板151的四周设置有弧形弯边152，所述弧形弯边152先向下延伸然后再向上延伸。通过在U形管换热器1内设置防冲板15，从氢化炉出来的尾气在通入U形管换热器1时，在防冲板15的作用下，可以有效降低尾气的流速，使尾气缓慢的流向尾气出口5，这样便可以使尾气与冷却水有足够长的时间进行热交换，可以大大冷却装置的冷却效果。
再者，所述U形管换热器1的顶端设置有二次冷却装置16，所述二次冷却装置16包括压缩机161、冷凝器162、蒸发器163、密闭的罩体164，所述罩体164的下端与U形管换热器1的尾气出口5连通，罩体164的上端设置有排气口165，所述蒸发器163设置在密闭的罩体164内，所述压缩机161、冷凝器162设置在罩体164外，压缩机161的出口与冷凝器162的进口通过冷媒介质管连通，冷凝器162的出口与蒸发器163的进口通过冷媒介质管连通，蒸发器163的出口与压缩机161的进口通过冷媒介质管连通。通过在U形管换热器1的顶端设置有二次冷却装置16，高温尾气经过水冷后若尾气的温度没有降低到需要的程度，可以利用二次冷却装置16再次对尾气进行降温，该二次冷却装置16利用压缩机161将冷媒介质压缩成高压蒸汽，然后高压蒸汽进入冷凝器162中与外界空气进行热交换使高压蒸汽凝结为高压液体，高压液体进入蒸发器163后，吸收尾气的热量使高压液体蒸发成低压的蒸汽，低压蒸汽再次进入压缩机161被压缩成高压蒸汽被循环利用，该二次冷却装置16冷却效果好，可以大大降低尾气的温度。
为了便于控制尾气温度的降低程度，在压缩机161与冷凝器162的之间的冷媒介质管上设置有流量调节阀166。
为了便于搬运冷却装置，所述U形外壳2上设置有支耳17。
为了使尾气与冷却水的热交换时间更长，所述U形管换热器1内设置有多个折流板18。由于折流板18的作用，可以进一步迟缓尾气的流动速度，从而延长热交换时间，提高冷却装置的冷却效果。
Claims (6)
1.多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置，包括U形管换热器(1)、U形外壳(2)，U形管换热器(1)设置在U形外壳(2)内，U形外壳(2)与U形管换热器(1)的外壁之间形成一个密封的夹层空间(3)，所述U形外壳(2)的底部设置有与U形管换热器(1)内部连通的尾气入口(4)，U形管换热器(1)的顶部设置有尾气出口(5)，所述U形外壳(2)上设置有与夹层空间(3)连通的冷却水入口(6)与冷却水出口(7)，所述冷却水入口(6)处连接有进水管(8)，所述冷却水出口(7)处连接有排水管(9)，其特征在于：所述进水管(8)上设置有水泵(11)与流量控制阀(12)，所述进水管(8)上设置有进水温度检测装置(13)，所述排水管(9)上设置有出水温度检测装置(14)。
2.如权利要求1所述的多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置，其特征在于：所述U形管换热器(1)内设置有防冲板(15)，所述防冲板(15)设置在尾气入口(4)处，所述防冲板(15)包括水平设置的圆形挡板(151)，所述圆形挡板(151)的四周设置有弧形弯边(152)，所述弧形弯边(152)先向下延伸然后再向上延伸。
3.如权利要求2所述的多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置，其特征在于：所述U形管换热器(1)的顶端设置有二次冷却装置(16)，所述二次冷却装置(16)包括压缩机(161)、冷凝器(162)、蒸发器(163)、密闭的罩体(164)，所述罩体(164)的下端与U形管换热器(1)的尾气出口(5)连通，罩体(164)的上端设置有排气口(165)，所述蒸发器(163)设置在密闭的罩体(164)内，所述压缩机(161)、冷凝器(162)设置在罩体(164)外，压缩机(161)的出口与冷凝器(162)的进口通过冷媒介质管连通，冷凝器(162)的出口与蒸发器(163)的进口通过冷媒介质管连通，蒸发器(163)的出口与压缩机(161)的进口通过冷媒介质管连通。
4.如权利要求3所述的多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置，其特征在于：在压缩机(161)与冷凝器(162)的之间的冷媒介质管上设置有流量调节阀(166)。
5.如权利要求4所述的多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置，其特征在于：所述U形外壳(2)上设置有支耳(17)。
6.如权利要求5所述的多晶硅生产氢化炉尾气冷却装置，其特征在于：所述U形管换热器(1)内设置有多个折流板(18)。
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|---|---|---|---|---|
| CN114272635A (zh) * | 2022-02-15 | 2022-04-05 | 深圳市华信一机械有限公司 | 一种用于铅酸电池水浴内化的酸气处理装置 |
| CN115808287A (zh) * | 2023-02-08 | 2023-03-17 | 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 | 一种用于高温流场的驻点烧蚀试验水冷模型支架 |
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