多晶硅生產(chǎn)還原爐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，尤其是一種多晶硅生產(chǎn)還原爐尾氣冷卻裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]改良西門(mén)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(mén)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)有的多晶硅生產(chǎn)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(shè)置在U形外殼內(nèi)，1]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(guò)程如下所述:還原爐產(chǎn)生的尾氣通過(guò)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(guò)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(guò)程中存在以下問(wèn)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(guò)程中，冷卻水會(huì)沿夾層空間平緩的運(yùn)動(dòng)，水流沒(méi)有擾動(dòng)，水流各層之間的換熱不充分，熱交換效率較低，導(dǎo)致冷卻效率較差;其次，夾層空間內(nèi)水流的速度與尾氣溫度的降低程度息息相關(guān)，如果水流流速較快，夾層空間內(nèi)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(nèi)的冷卻水與尾氣熱交換時(shí)間較長(zhǎng)，這樣夾層空間內(nèi)的冷卻水溫度較高，也導(dǎo)致尾氣的溫度降低程度有限，因此，調(diào)整夾層空間內(nèi)水流的速度可以精確控制尾氣溫度的降低程度，而現(xiàn)有的尾氣冷卻裝置無(wú)法對(duì)夾層空間內(nèi)的水流流速進(jìn)行調(diào)整，也沒(méi)有調(diào)整的依據(jù);再者，從還原爐出來(lái)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(lái)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;再者，現(xiàn)有的冷卻裝置只有一次冷卻過(guò)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(wèn)題是提供一種能夠提高冷卻效果的多晶硅生產(chǎn)還原爐尾氣冷卻裝置。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:該多晶硅生產(chǎn)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(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，所述夾層空間內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)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(nèi)。
[0005]進(jìn)一步的是，所述進(jìn)水管上設(shè)置有水栗與流量控制閥。
[0006]進(jìn)一步的是，所述進(jìn)水管上設(shè)置有進(jìn)水溫度檢測(cè)裝置，所述排水管上設(shè)置有出水溫度檢測(cè)裝置。
[0007]進(jìn)一步的是，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。
[0008]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(guò)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(guò)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(guò)冷媒介質(zhì)管連通。
[0009]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。
[0010]進(jìn)一步的是，所述U形外殼上設(shè)置有支耳。
[0011]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。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果是:該多晶硅生產(chǎn)還原爐尾氣冷卻裝置通過(guò)在夾層空間內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)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(nèi)，可以最大程度的將由下而上的冷卻水流擾動(dòng)，破壞了水流的平緩運(yùn)動(dòng)，從而讓冷卻水處于湍流狀態(tài)，加劇冷卻水內(nèi)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。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型多晶硅生產(chǎn)還原爐尾氣冷卻裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]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、擾流板10、水栗11、流量控制閥12、進(jìn)水溫度檢測(cè)裝置13、出水溫度檢測(cè)裝置14、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】
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]如圖1所示，該多晶硅生產(chǎn)還原爐尾氣冷卻裝置，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，所述夾層空間3內(nèi)設(shè)置有至少一個(gè)擾流板10，所述擾流板10繞U形管換熱器1的中心軸線螺旋形分布于夾層空間3內(nèi)。該多晶硅生產(chǎn)還原爐尾氣冷卻裝置通過(guò)在夾層空間3內(nèi)設(shè)置至少一個(gè)擾流板10，且擾流板10繞U形管換熱器1的中心軸線螺旋形分布于夾層空間3內(nèi)，可以最大程度的將由下而上的冷卻水流擾動(dòng)，破壞了水流的平緩運(yùn)動(dòng)，從而讓冷卻水處于湍流狀態(tài)，加劇冷卻水內(nèi)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