[發明專利]一種多相換熱系統及方法

在審

• 申請號: 202010574065.2
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111623659A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 何鵬;冉祎;周昶利;王琴
• 申請（專利權）人: 四川永祥多晶硅有限公司
• 主分類號: F28D21/00
• 分類號: F28D21/00;B01D53/14
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張東梅

1.一種多相換熱系統，其特征在于，包括：

洗滌塔，所述洗滌塔用于去除反應器的出口氣體中的雜質，并得到洗滌塔頂氣；

第一換熱器，所述第一換熱器與所述洗滌塔相連通，用于使混合后的常溫的氫氣和常溫的四氯化硅與所述洗滌塔頂氣進行換熱；

蒸汽換熱器，所述蒸汽換熱器與所述第一換熱器相連通，用于加熱所述第一換熱器流出的所述氫氣和所述四氯化硅，以使所述氫氣和所述四氯化硅氣化；

第二換熱器，所述第二換熱器的一端與所述蒸汽換熱器相連通，另一端與所述反應器的出口相連通，用于使氣化后的所述氫氣和所述四氯化硅與所述出口氣體進行換熱，以使所述出口氣體完成第一次降溫；

且所述第二換熱器與所述洗滌塔相連通，用于對完成第一次降溫的所述出口氣體進行洗滌，并得到所述洗滌塔頂氣；所述洗滌塔頂氣在所述第一換熱器與混合后的常溫的氫氣和常溫的四氯化硅完成第二次降溫。

2.根據權利要求1所述的多相換熱系統，其特征在于，還包括：

常溫四氯化硅換熱器，所述常溫四氯化硅換熱器與所述第一換熱器相連通，用于對完成第二次降溫后的所述出口氣體進行第三次降溫；

循環水換熱器，所述循環水換熱器的入口與所述常溫四氯化硅換熱器相連通，用于將完成第三次降溫后的所述出口氣體降溫至40℃。

3.根據權利要求2所述的多相換熱系統，其特征在于，還包括：

循環氫氣換熱器，所述循環氫氣換熱器與所述循環水換熱器的出口相連通，并通過壓縮機將常溫的所述氫氣與源自所述常溫四氯化硅換熱器的常溫的所述四氯化硅混合后輸送至所述第一換熱器。

4.根據權利要求3所述的多相換熱系統，其特征在于，還包括氟利昂換熱器，所述氟利昂換熱器與所述循環氫氣換熱器相連通，用于對所述循環氫氣換熱器中的氫氣介質進行循環降溫。

5.根據權利要求4所述的多相換熱系統，其特征在于，所述循環水換熱器、所述循環氫氣換熱器和所述氟利昂換熱器分別與所述洗滌塔相連通，以將四氯化硅和氯氫硅的混合液輸送至所述洗滌塔。

6.根據權利要求1所述的多相換熱系統，其特征在于，還包括電加熱器，所述電加熱器與所述第二換熱器相連通，用于對在所述第二換熱器完成換熱后的所述氫氣和所述四氯化硅的混合氣體進行加熱，并將所述混合氣體輸送至所述反應器。

7.根據權利要求1所述的多相換熱系統，其特征在于，所述蒸汽換熱器為首尾相接的兩個，分別為與所述第一換熱器相連通的第一蒸汽換熱器和與所述第二換熱器相連通的第二蒸汽換熱器；

所述第一蒸汽換熱器用于將常溫的所述氫氣和常溫液態的所述四氯化硅加熱為氣態；

所述第二蒸汽換熱器用于將氣態的所述氫氣和氣態的所述四氯化硅加熱為過熱態。

8.根據權利要求1所述的多相換熱系統，其特征在于，完成第一次降溫后的所述出口氣體的溫度在250-280℃之間；

完成第二次降溫后的所述出口氣體的溫度在120-130℃之間，重量在70-90t/h。

9.根據權利要求2所述的多相換熱系統，其特征在于，完成第三次降溫后的所述出口氣體的溫度在100-110℃之間，重量在50-70t/h。

10.一種多相換熱方法，其特征在于，包括步驟：

步驟一，將氫氣和常溫的四氯化硅混合后通入第一換熱器并與洗滌塔頂氣進行換熱，使液態的四氯化硅部分氣化；

步驟二，將完成換熱后的混合的氫氣和四氯化硅通過蒸汽換熱器進行熱量交換；而后將完全氣化的氫氣和四氯化硅通入第二換熱器與反應器出來的出口氣體進行熱量交換，進而實現對出口氣體的第一次降溫；

步驟三，將完成第一次降溫的出口氣體進入洗滌塔進行洗滌，并得到洗滌塔頂氣，而后洗滌塔頂氣進入第一換熱器與混合后的常溫氫氣和常溫液態的四氯化硅進行換熱，即出口氣體在第一換熱器中完成了第二次降溫；

步驟四，使出口氣體與常溫的四氯化硅進行熱量交換，以對完成第二次降溫后的出口氣體進行第三次降溫；

步驟五，使出口氣體與循環水進行熱量交換，以將完成第三次降溫后的出口氣體降溫至40℃，進而實現了對出口氣體的一個循環的降溫過程。