[實用新型]多晶硅生產還原爐尾氣冷卻裝置

有效

• 申請號: 201520877369.0
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN205090835U
• 公開（公告）日: 2016-03-16
• 發明（設計）人: 陳五奎;劉強;徐文州;盛國浩;陳磊
• 申請（專利權）人: 樂山新天源太陽能科技有限公司;深圳市拓日新能源科技股份有限公司
• 主分類號: F28D7/06
• 分類號: F28D7/06;F28F27/00;F27D17/00;C01B33/035
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 李玉興

技術領域

本實用新型涉及多晶硅生產設備領域，尤其是一種多晶硅生產還原爐尾氣冷卻裝置。

背景技術

改良西門子法多晶硅生產中還原爐的尾氣一般在800℃以上，尾氣的主要成分為SiHCl3、SiCl4、H2、HCl等氣體的混合物，為了實現改良西門子法的閉環生產，就必須對上述尾氣進行回收分離。為了實現這一目的，首先就是要將上述高溫尾氣進行初步的冷卻，將溫度約在800℃的高溫尾氣冷卻至140℃～200℃的低溫混合氣，以滿足后續處理的工藝要求。現有的多晶硅生產還原爐尾氣冷卻裝置包括U形管換熱器、U形外殼，U形管換熱器設置在U形外殼內，U形外殼與U形管換熱器的外壁之間形成一個密封的夾層空間，所述U形外殼的底部設置有與U形管換熱器內部連通的尾氣入口，U形管換熱器的頂部設置有尾氣出口，所述U形外殼上設置有與夾層空間連通的冷卻水入口與冷卻水出口，所述冷卻水入口處連接有進水管，所述冷卻水出口處連接有排水管，其工作過程如下所述：還原爐產生的尾氣通過尾氣入口進入U形管換熱器內，同時，冷卻水沿進水管從冷卻水入口處進入夾層空間，這樣夾層空間內的冷卻水便會與U形管換熱器內的高溫尾氣發生熱交換，從而降低尾氣的溫度，進而夾層空間的冷卻水從冷卻水出口沿排水管排出，這樣冷卻水就會持續不斷的從冷卻水入口處流向冷卻水出口處，在流動過程中吸收掉尾氣中含有的熱量，從而降低尾氣的溫度，這種尾氣冷卻裝置在實際使用過程中存在以下問題：首先，在夾層空間的冷卻水從冷卻水入口處流向冷卻水出口處的過程中，冷卻水會沿夾層空間平緩的運動，水流沒有擾動，水流各層之間的換熱不充分，熱交換效率較低，導致冷卻效率較差；其次，夾層空間內水流的速度與尾氣溫度的降低程度息息相關，如果水流流速較快，夾層空間內的冷卻水溫度較低，這樣便可以使尾氣的溫度降的很低，如果水流速度較慢，夾層空間內的冷卻水與尾氣熱交換時間較長，這樣夾層空間內的冷卻水溫度較高，也導致尾氣的溫度降低程度有限，因此，調整夾層空間內水流的速度可以精確控制尾氣溫度的降低程度，而現有的尾氣冷卻裝置無法對夾層空間內的水流流速進行調整，也沒有調整的依據；再者，從還原爐出來的尾氣具有較高的流速，直接通入U形管換熱器內，流速較高的尾氣很快就從尾氣出口排出，甚至來不及與冷卻水發生加熱后，致使冷卻裝置的冷卻效果較差；再者，現有的冷卻裝置只有一次冷卻過程，很難使尾氣的溫度降低至所需要的溫度范圍。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種能夠提高冷卻效果的多晶硅生產還原爐尾氣冷卻裝置。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：該多晶硅生產還原爐尾氣冷卻裝置，包括U形管換熱器、U形外殼，U形管換熱器設置在U形外殼內，U形外殼與U形管換熱器的外壁之間形成一個密封的夾層空間，所述U形外殼的底部設置有與U形管換熱器內部連通的尾氣入口，U形管換熱器的頂部設置有尾氣出口，所述U形外殼上設置有與夾層空間連通的冷卻水入口與冷卻水出口，所述冷卻水入口處連接有進水管，所述冷卻水出口處連接有排水管，所述夾層空間內設置有至少一個擾流板，所述擾流板繞U形管換熱器的中心軸線螺旋形分布于夾層空間內。

進一步的是，所述進水管上設置有水泵與流量控制閥。

進一步的是，所述進水管上設置有進水溫度檢測裝置，所述排水管上設置有出水溫度檢測裝置。

進一步的是，所述U形管換熱器內設置有防沖板，所述防沖板設置在尾氣入口處，所述防沖板包括水平設置的圓形擋板，所述圓形擋板的四周設置有弧形彎邊，所述弧形彎邊先向下延伸然后再向上延伸。

進一步的是，所述U形管換熱器的頂端設置有二次冷卻裝置，所述二次冷卻裝置包括壓縮機、冷凝器、蒸發器、密閉的罩體，所述罩體的下端與U形管換熱器的尾氣出口連通，罩體的上端設置有排氣口，所述蒸發器設置在密閉的罩體內，所述壓縮機、冷凝器設置在罩體外，壓縮機的出口與冷凝器的進口通過冷媒介質管連通，冷凝器的出口與蒸發器的進口通過冷媒介質管連通，蒸發器的出口與壓縮機的進口通過冷媒介質管連通。

進一步的是，在壓縮機與冷凝器的之間的冷媒介質管上設置有流量調節閥。

進一步的是，所述U形外殼上設置有支耳。

進一步的是，所述U形管換熱器內設置有多個折流板。

本實用新型的有益效果是：該多晶硅生產還原爐尾氣冷卻裝置通過在夾層空間內設置至少一個擾流板，且擾流板繞U形管換熱器的中心軸線螺旋形分布于夾層空間內，可以最大程度的將由下而上的冷卻水流擾動，破壞了水流的平緩運動，從而讓冷卻水處于湍流狀態，加劇冷卻水內部的換熱效率，使得冷卻水能夠帶走更多的熱量，提高了冷卻的效率。