[实用新型]一种氢化还原尾气换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶硅领域，尤其是一种氢化还原尾气换热器。

背景技术

多晶硅氢化还原生产中炉子尾气出口温度一般高达800～1000℃且具有高温腐蚀性，一般的壳程通冷却水管程通高温腐蚀气体的U型管板换热器短时间运行会在换热管内表面产生无定型硅，从而影响换热效果，轻则停炉拆开换热器清洗换热管，重则无定型硅全部沉积在换热管内阻塞换热管造成换热管腐蚀、物料串通与水产生爆炸反应的严重事故。另外金属进气管不加水冷夹套其管表面温度高达700～800℃，这种工况下运行极不安全，高温状况下必须选用昂贵的高温镍基合金，其造价是普通不锈钢的4倍。

实用新型内容

本实用新型涉提供一种氢化还原尾气换热器，该换热器包括管箱1、双管板U型管芯2、内管板胀接贴合面泄漏监测装置3、带外螺旋冷却水道的壳体4、带水冷夹套其排气装置的尾气进口管5、管芯与壳体之榫槽-平面异形(即TG-RF密封形式)密封结构6、碳复合材料气体防冲管7、设备裙座8、进水口11-14、出水口21-24、高温气体入口32和低温气体出口31。U型管芯2包括管板9和换热管41。

管箱1、管芯2的管板9、壳体4和聚四氟乙烯材质的异形密封结构6用螺栓10固定并密封，保证了高温密封性能，同时这种结构方便地安装或更换。

泄漏监测装置3与管芯2的管板9螺纹连接，带水冷夹套及其排气装置的尾气进口管5与壳体4采用焊接结构，碳复合材料气体防冲管7放置于进口管5中并且可以拆卸，整个设备焊接固定在设备裙座8上。

泄漏监测装置3用于监测工艺气体是否向外泄露。高温气体通过尾气进口管5时，由于水冷夹套的冷却作用，使得气体得到初步冷却。气体防冲管7的侧面有气孔，通过改变气体流向防止气体直接冲刷换热管41，改变了高温气体在热交换区的流动和气场分布，气流呈踹流状态，解决1000℃高温腐蚀气体直接冲刷腐蚀U型换热管。

其中尾气进口管5的外表面为水冷夹套，水冷夹套通过进水口14进水，出水口22出水，完成实现高温气体的初步冷却。

管箱1在换热器的顶部，其内通过一个隔板分为室一和室二，用于过流(即通过)冷却水，在室一上进水口11，用于通入冷却水，水通过双管板U型管芯2的换热管41流到室二，然后通过出水口24流出，从而完成热交换循环。

管箱1下方为壳体4，壳体内有螺线水道，水通过进水口12流入螺旋水道后从出水口23流出，从而完成热交换循环。

高温气体从高温气体入口32，通过尾气进口管5初步冷却后进入壳体内，在壳体内通过壳体内壁和换热管41进行热交换，最后通过气体出口31排出设备外。

本实用新型设计的螺旋水道、水冷夹套尾气进口管与壳体的连接均优选采用焊接方式，可以避免高温气体在U型换热管、壳体表面尾气进气管内壁形成无定型硅，解决了换热面由于生成无定型硅导致总传热系数减小对换热效果的负面影响，确保尾气换热器出口温度≤50℃。

该换热器运行方便安全、造价便宜。

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是尾气换热器。

具体实施方式

本实用新型涉及的氢化还原尾气换热器结构如图1所示，包括管箱1、双管板U型管芯2、内管板胀接贴合面泄漏监测装置3、带外螺旋冷却水道的壳体4、带水冷夹套其排气装置的尾气进口管5、管芯与壳体之榫槽-平面异形(即TG-RF密封形式)密封结构6、碳复合材料气体防冲管7、设备裙座8、进水口11-14、出水口21-24、高温气体入口32和低温气体出口31。U型管芯2包括管板9和换热管41。

管箱1、管芯2的管板9、壳体4和聚四氟乙烯材质的异形密封结构6用螺栓10固定并密封，保证了高温密封性能，同时这种结构方便地安装或更换。

泄漏监测装置3与管芯2的管板9螺纹连接，带水冷夹套及其排气装置的尾气进口管5与壳体4采用焊接结构，碳复合材料气体防冲管7放置于进口管5中并且可以拆卸，整个设备焊接固定在设备裙座8上。

泄漏监测装置3用于监测工艺气体是否向外泄露。高温气体通过尾气进口管5时，由于水冷夹套的冷却作用，使得气体得到初步冷却。气体防冲管7的侧面有气孔，通过改变气体流向防止气体直接冲刷换热管41，改变了高温气体在热交换区的流动和气场分布，气流呈踹流状态，解决1000℃高温腐蚀气体直接冲刷腐蚀U型换热管。

其中尾气进口管5的外表面为水冷夹套，水冷夹套通过进水口14进水，出水口22出水，完成实现高温气体的初步冷却。