[实用新型]在线式全自动HF及HNO3换热系统

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及多晶硅清洗技术领域，具体地说是一种在线式全自动HF及HNO3换热系统。

[背景技术]

在多晶硅清洗领域，由于热破碎工艺导致的最终清洗前硅块表面大量粉尘存在的现象，常常会引起标准清洗工序--硝酸加氢氟酸（HNO3 & HF）为清洗溶剂的工序--中第一池（70升左右容积）清洗过程中产生大量放热，预计45秒内放热量为1.1兆瓦左右，见下表一数据，并影响正常清洗酸液温度的保持，导致整个清洗过程严重偏离预期清洗目标。多晶硅硅块清洗工艺主要目的是一种表面清洁，无污点的多晶硅。破碎或锯开的硅块需要一个能够去除携带杂质的锯伤的最小酸洗深度10-20微米，超温清洗会将该酸洗深度加深到30微米以上，到时将硅块无法达到使用要求并引起大量的报废。

表一

同时，由于酸洗速度是一个温度的函数，所以，不但要在反应过程中进行控温而且需要将最初的池温度必须尽可能压低并保持在一个温度范围之内。因此为在较短的时间区间内对一种具有较大腐蚀性温度进行有效控制，若能采用一种具有较大冷却能力且多阶段温控过程进行监控的在线式热交换装置来达到工艺温度控制的目的，将会具有非常重要的意义。

对于目前遇到的由于硅块表面粉尘引起的酸洗过程超温的工艺措施，常常是在清洗过程之前进行额外的漂洗或者超声波水清洗，类似的处理微小颗粒的工艺或者对小硅块的过滤，都涉及建设额外的含过滤器（一种单位价格较高的消耗件）的管道系统。同时前道去粉尘工艺残留的水携带进浓酸液池也会对整个清洗过程带来某些不可控的因素。

第二种常见的处理方法是采取内置式超冷盘管，由于硅块与氢氟酸硝酸的反应为放热反应，工艺过程中经常使用的超盘管冷却器，已被证明不足以使酸液保持在要求的温度上长达1-2篮（20Kg左右）硅料以上。

第三种对超温现象进行控制的方法为采取反应，是降低槽内反应化学溶液的浓度或者增加额外的反应缓冲药液，从而降低反应速度并达到控制超温的目的。但从生产效率来看，这样的做法会大大降低酸洗效率，使得单位清洗时间的成品率下降。同时额外增加的反应缓冲药液会一定程度上改变化学药剂的比例和添加量，从而影响反应的结果。

因此，以上三种方法均不能有效的解决目前遇到的超温温度。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是要解决上述的不足而提供一种在线式全自动HF及HNO3换热系统，通过采用具有较大冷却能力且多阶段温控过程进行监控的在线式热交换装置，从而有效的抑制住了反应池内的高温并进行有效的控温。

为实现上述目的设计一种在线式全自动HF及HNO3换热系统，包括设备机台6，所述设备机台6内置有桶式换热器2、泵管道模组3、换热器管道模组4和气体室模组5，所述泵管道模组3与换热器管道模组4相连，所述设备机台6顶端设有强制抽风管道接口7，所述设备机台6前端面上设有前维修门8，所述设备机台6侧面设有电控柜9，所述电控柜9与设备机台6为一体式结构，所述电控柜9内设有控制系统1，所述电控柜9的前端面上设有操作面板10，所述电控柜9侧面设有电控区维修门11，所述桶式换热器2、泵管道模组3、换热器管道模组4、气体室模组5通过PLC连接控制系统1，所述控制系统1由线路连接操作面板10上的按键控制区。

所述桶式换热器2设有至少两个以上，所述泵管道模组3采用变频电机磁力泵。

所述桶式换热器2包括换热器桶体12和底座13，所述换热器桶体12安装在底座13上，所述换热器桶体12顶端和底端的中央位置处均设有药液进出口14，所述换热器桶体12顶端还设有冰水出口15，所述换热器桶体12底端还设有冰水进口16和排液口17。

所述药液进出口14处密封连接药液进出口接头，所述药液进出口接头包括由上至下依次连接的PVDF进水头18、PFA接头19、密封圈20以及铁氟龙卡环21，所述药液进出口14与桶式换热器2焊接为一体。

所述冰水进口16、冰水出口15处分别装有PP活接球阀22，所述排液口17处安装有PP活接开关23。

所述冰水进口16与冰水管道相连，所述冰水管道上设有压力传感器，所述冰水管道入口设置有冰水旁路管道。

所述药液进出口14与药液管道相连，所述药液管道上设有温度传感器。

本实用新型同现有技术相比，具有如下优点：