尾氣冷卻裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及多晶硅生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其是一種尾氣冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]改良西門子法多晶硅生產(chǎn)中還原爐的尾氣一般在800°C以上，尾氣的主要成分為SiHC13、SiC14、H2、HC1等氣體的混合物，為了實(shí)現(xiàn)改良西門子法的閉環(huán)生產(chǎn)，就必須對(duì)上述尾氣進(jìn)行回收分離。為了實(shí)現(xiàn)這一目的，首先就是要將上述高溫尾氣進(jìn)行初步的冷卻，將溫度約在800°C的高溫尾氣冷卻至140°C?200°C的低溫混合氣，以滿足后續(xù)處理的工藝要求?，F(xiàn)有的尾氣冷卻裝置包括U形管換熱器、U形外殼，U形管換熱器設(shè)置在U形外殼內(nèi)，U形外殼與U形管換熱器的外壁之間形成一個(gè)密封的夾層空間，所述U形外殼的底部設(shè)置有與U形管換熱器內(nèi)部連通的尾氣入口，U形管換熱器的頂部設(shè)置有尾氣出口，所述U形外殼上設(shè)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(jìn)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(chǎn)生的尾氣通過尾氣入口進(jìn)入U(xiǎn)形管換熱器內(nèi)，同時(shí)，冷卻水沿進(jìn)水管從冷卻水入口處進(jìn)入夾層空間，這樣夾層空間內(nèi)的冷卻水便會(huì)與U形管換熱器內(nèi)的高溫尾氣發(fā)生熱交換，從而降低尾氣的溫度，進(jìn)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(huì)持續(xù)不斷的從冷卻水入口處流向冷卻水出口處，在流動(dòng)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(shí)際使用過程中存在以下問題:首先，從還原爐出來的尾氣具有較高的流速，直接通入U(xiǎn)形管換熱器內(nèi)，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(fā)生加熱后，致使冷卻裝置的冷卻效果較差;其次，現(xiàn)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(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠提高冷卻效果的尾氣冷卻裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該尾氣冷卻裝置，包括U形管換熱器、U形外殼，U形管換熱器設(shè)置在U形外殼內(nèi)，U形外殼與U形管換熱器的外壁之間形成一個(gè)密封的夾層空間，所述U形外殼的底部設(shè)置有與U形管換熱器內(nèi)部連通的尾氣入口，U形管換熱器的頂部設(shè)置有尾氣出口，所述U形外殼上設(shè)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(jìn)水管，所述冷卻水出口處連接有排水管，所述U形管換熱器內(nèi)設(shè)置有防沖板，所述防沖板設(shè)置在尾氣入口處，所述防沖板包括水平設(shè)置的圓形擋板，所述圓形擋板的四周設(shè)置有弧形彎邊，所述弧形彎邊先向下延伸然后再向上延伸。
[0005]進(jìn)一步的是，所述U形管換熱器的頂端設(shè)置有二次冷卻裝置，所述二次冷卻裝置包括壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)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(shè)置有排氣口，所述蒸發(fā)器設(shè)置在密閉的罩體內(nèi)，所述壓縮機(jī)、冷凝器設(shè)置在罩體外，壓縮機(jī)的出口與冷凝器的進(jìn)口通過冷媒介質(zhì)管連通，冷凝器的出口與蒸發(fā)器的進(jìn)口通過冷媒介質(zhì)管連通，蒸發(fā)器的出口與壓縮機(jī)的進(jìn)口通過冷媒介質(zhì)管連通。
[0006]進(jìn)一步的是，在壓縮機(jī)與冷凝器的之間的冷媒介質(zhì)管上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥。
[0007]進(jìn)一步的是，所述U形外殼上設(shè)置有支耳。
[0008]進(jìn)一步的是，所述U形管換熱器內(nèi)設(shè)置有多個(gè)折流板。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果是:該尾氣冷卻裝置通過在U形管換熱器內(nèi)設(shè)置防沖板，從還原爐出來的尾氣在通入U(xiǎn)形管換熱器時(shí)，尾氣先沖撞在圓形擋板上，然后再繞過設(shè)置在圓形擋板四周設(shè)置的弧形彎邊，這樣便可以有效降低尾氣的流速，使尾氣緩慢的流向尾氣出口，這樣便可以使尾氣與冷卻水有足夠長的時(shí)間進(jìn)行熱交換，可以大大冷卻裝置的冷卻效果Ο
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型尾氣冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖中標(biāo)記為，U形管換熱器1、U形外殼2、夾層空間3、尾氣入口4、尾氣出口 5、冷卻水入口 6、冷卻水出口 7、進(jìn)水管8、排水管9、防沖板15、圓形擋板151、弧形彎邊152、二次冷卻裝置16、壓縮機(jī)161、冷凝器162、蒸發(fā)器163、罩體164、排氣口 165、流量調(diào)節(jié)閥166、支耳17、折流板18。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0013]如圖1所示，該尾氣冷卻裝置，包括U形管換熱器1、U形外殼2，U形管換熱器1設(shè)置在U形外殼2內(nèi)，U形外殼2與U形管換熱器1的外壁之間形成一個(gè)密封的夾層空間3，所述U形外殼2的底部設(shè)置有與U形管換熱器1內(nèi)部連通的尾氣入口 4，U形管換熱器1的頂部設(shè)置有尾氣出口 5，所述U形外殼2上設(shè)置有與夾層空間3連通的冷卻水入口 6與冷卻水出口 7，所述冷卻水入口 6處連接有進(jìn)水管8，所述冷卻水出口 7處連接有排水管9，所述U形管換熱器1內(nèi)設(shè)置有防沖板15，所述防沖板15設(shè)置在尾氣入口 4處，所述防沖板15包括水平設(shè)置的圓形擋板151，所述圓形擋板151的四周設(shè)置有弧形彎邊152，所述弧形彎邊152先向下延伸然后再向上延伸。通過在U形管換熱器1內(nèi)設(shè)置防沖板15，從還原爐出來的尾氣在通入U(xiǎn)形管換熱器1時(shí)，尾氣先沖撞在圓形擋板151上，然后再繞過設(shè)置在圓形擋板151四周設(shè)置的弧形彎邊152，這樣便可以有效降低尾氣的流速，使尾氣緩慢的流向尾氣出口 5，這樣便可以使尾氣與冷卻水有足夠長的時(shí)間進(jìn)行熱交換，可以大大冷卻裝置的冷卻效果。
[0014]再者，所述U形管換熱器1的頂端設(shè)置有二次冷卻裝置16，所述二次冷卻裝置16包括壓縮機(jī)161、冷凝器162、蒸發(fā)器163、密閉的罩體164，所述罩體164的下端與U形管換熱器1的尾氣出口 5連通，罩體164的上端設(shè)置有排氣口 165，所述蒸發(fā)器163設(shè)置在密閉的罩體164內(nèi)，所述壓縮機(jī)161、冷凝器162設(shè)置在罩體164外，壓縮機(jī)161的出口與冷凝器162的進(jìn)口通過冷媒介質(zhì)管連通，冷凝器162的出口與蒸發(fā)器163的進(jìn)口通過冷媒介質(zhì)管連通，蒸發(fā)器163的出口與壓縮機(jī)161的進(jìn)口通過冷媒介質(zhì)管連通。通過在U形管換熱器1的頂端設(shè)置有二次冷卻裝置16，高溫尾氣經(jīng)過水冷后若尾氣的溫度沒有降低到需要的程度，可以利用二次冷卻裝置16再次對(duì)尾氣進(jìn)行降溫，該二次冷卻裝置16利用壓縮機(jī)161將冷媒介質(zhì)壓縮成高壓蒸汽，然后高壓蒸汽進(jìn)入冷凝器162中與外界空氣進(jìn)行熱交換使高壓蒸汽凝結(jié)為高壓液體，高壓液體進(jìn)入蒸發(fā)器163后，吸收尾氣的熱量使高壓液體蒸發(fā)成低壓的蒸汽，低壓蒸汽再次進(jìn)入壓縮機(jī)161被壓縮成高壓蒸汽被循環(huán)利用，該二次冷卻裝置16冷卻效果好，可以大大降低尾氣的溫度。
[0015]為了便于控制尾氣溫度的降低程度，在壓縮機(jī)161與冷凝器162的之間的冷媒介質(zhì)管上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥166。
[0016]為了便于搬運(yùn)冷卻裝置，所述U形外殼2上設(shè)置有支耳17。
[0017]為了使尾氣與冷卻水的熱交換時(shí)間更長，所述U形管換熱器1內(nèi)設(shè)置有多個(gè)折流板18。由于折流板18的作用，可以進(jìn)一步遲緩尾氣的流動(dòng)速度，從而延長熱交換時(shí)間，提高冷卻裝置的冷卻效果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.尾氣冷卻裝置，包括U形管換熱器(1)、U形外殼(2)，U形管換熱器(1)設(shè)置在U形外殼(2)內(nèi)，U形外殼(2)與U形管換熱器(1)的外壁之間形成一個(gè)密封的夾層空間(3)，所述U形外殼(2)的底部設(shè)置有與U形管換熱器(1)內(nèi)部連通的尾氣入口(4)，U形管換熱器(1)的頂部設(shè)置有尾氣出口(5)，所述U形外殼(2)上設(shè)置有與夾層空間(3)連通的冷卻水入口(6)與冷卻水出口(7)，所述冷卻水入口(6)處連接有進(jìn)水管(8)，所述冷卻水出口(7)處連接有排水管(9)，其特征在于:所述U形管換熱器(1)內(nèi)設(shè)置有防沖板(15)，所述防沖板(15)設(shè)置在尾氣入口(4)處，所述防沖板(15)包括水平設(shè)置的圓形擋板(151)，所述圓形擋板(151)的四周設(shè)置有弧形彎邊(152)，所述弧形彎邊(152)先向下延伸然后再向上延伸。2.如權(quán)利要求1所述的尾氣冷卻裝置，其特征在于:所述U形管換熱器(1)的頂端設(shè)置有二次冷卻裝置(16)，所述二次冷卻裝置(16)包括壓縮機(jī)(161)、冷凝器(162)、蒸發(fā)器(163)、密閉的罩體(164)，所述罩體(164)的下端與U形管換熱器(1)的尾氣出口(5)連通，罩體(164)的上端設(shè)置有排氣口(165)，所述蒸發(fā)器(163)設(shè)置在密閉的罩體(164)內(nèi)，所述壓縮機(jī)(161)、冷凝器(162)設(shè)置在罩體(164)外，壓縮機(jī)(161)的出口與冷凝器(162)的進(jìn)口通過冷媒介質(zhì)管連通，冷凝器(162)的出口與蒸發(fā)器(163)的進(jìn)口通過冷媒介質(zhì)管連通，蒸發(fā)器(163)的出口與壓縮機(jī)(161)的進(jìn)口通過冷媒介質(zhì)管連通。3.如權(quán)利要求2所述的尾氣冷卻裝置，其特征在于:在壓縮機(jī)(161)與冷凝器(162)的之間的冷媒介質(zhì)管上設(shè)置有流量調(diào)節(jié)閥(166)。4.如權(quán)利要求3所述的尾氣冷卻裝置，其特征在于:所述U形外殼(2)上設(shè)置有支耳(17)。5.如權(quán)利要求4所述的尾氣冷卻裝置，其特征在于:所述U形管換熱器(1)內(nèi)設(shè)置有多個(gè)折流板(18)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種能夠提高冷卻效果的尾氣冷卻裝置。該尾氣冷卻裝置，包括U形管換熱器、U形外殼，U形外殼與U形管換熱器的外壁之間形成一個(gè)密封的夾層空間，U形管換熱器內(nèi)設(shè)置有防沖板，防沖板設(shè)置在尾氣入口處。通過在U形管換熱器內(nèi)設(shè)置防沖板，從還原爐出來的尾氣在通入U(xiǎn)形管換熱器時(shí)，尾氣先沖撞在圓形擋板上，然后再繞過設(shè)置在圓形擋板四周設(shè)置的弧形彎邊，這樣便可以有效降低尾氣的流速，使尾氣緩慢的流向尾氣出口，這樣便可以使尾氣與冷卻水有足夠長的時(shí)間進(jìn)行熱交換，可以大大冷卻裝置的冷卻效果。適合在多晶硅生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域推廣應(yīng)用。
【IPC分類】C01B33/027
【公開號(hào)】CN205087924
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520874108
【發(fā)明人】陳五奎, 劉強(qiáng), 馮加保, 陳輝, 耿榮軍
【申請(qǐng)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
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年11月4日