[发明专利]一种三氯氢硅合成炉内换热管束耐磨损的装置

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种三氯氢硅合成炉内换热管束耐磨损的装置。

背景技术

三氯氢硅合成反应炉是多晶硅企业生产过程中合成三氯氢硅原料的主要设备，三氯氢硅的合成主要以氯化氢和硅粉为原料，在一定的温度下在合成炉内进行反应。合成炉反应段安装有列管式内置换热器，换热管束主材料为20#碳钢管，20#碳钢管具有相对硬度低、易磨损、易腐蚀的弱点。在正常使用情况下，受到氯化氢气体、硅粉的冲刷磨损，换热管束管壁就会逐渐减薄，冲刷磨损下来的金属粉末（20#碳钢管主要化学成分有：C、Si、S、P、Mn、Cr、Ni、Cu）会带入系统，对系统管道、设备及产品的质量都会产生较大的影响，大大降低了设备使用寿命。更为严重的是，设备运行2~3个月后，换热管束内圈4根碳钢管局部管壁就会被氯化氢气体和硅粉冲刷磨损透，管内导热油进入合成料系统，大量硅粉被导热油污染而废弃，造成很大的经济损失。每次维修所需要的人工及材料费用较高，同时，拆卸、检修、恢复安装周期较长，耽误正常生产。

为解决这一问题，传统的方式是在换热管束内圈和中圈的外管壁上加装同材质的套管，虽然使用周期相对有了一定延长，但使用时间仍不会超过4个月，对系统的不利影响仍未改观。

中国专利文献CN203518800U（申请号CN201320622017）公开了一种抗磨耐腐蚀复合相变换热器，适用于锅炉低温烟气回收，包括换热器相变下段和汽包，该实用新型的抗磨耐腐蚀复合相变换热器是一种利用低温排烟热源回收的装置，通过灵活使用气化液化相变的强化换热技术解决磨损、腐蚀问题，在多晶硅生产用三氯氢硅合成炉装置内换热管束抗耐磨方面无法借鉴此技术。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有效延长使用寿命、降低维修成本的三氯氢硅合成炉内换热管束耐磨损的装置。

为解决上述问题，本发明所述的一种三氯氢硅合成炉内换热管束耐磨损的装置，包括内圈换热管束、中圈换热管束、外圈换热管束构成的合成炉换热管束；所述外圈换热管束的外侧设有外固定圈；所述中圈换热管束的外侧设有中固定圈；所述内圈换热管束的外侧设有内固定圈；所述中固定圈分别通过筋板与所述外固定圈、所述内固定圈相连；所述外圈换热管束的外侧与所述外固定圈之间、所述中圈换热管束的外侧与所述中固定圈之间、所述内圈换热管束的外侧与所述内固定圈之间均设有垫板，其特征在于：所述内圈换热管束与所述中圈换热管束的中部的外表面均加装有99瓷氧化铝的陶瓷夹套管；所述陶瓷夹套管的两端均设有丁胶树脂制成的O型密封圈，该O型密封圈上设有陶瓷固定圈。

所述陶瓷夹套管的内径为57.5mm，外径为68mm。

所述内圈换热管束与所述中圈换热管束中的每根换热管束外表面均加装有22节99瓷氧化铝的所述陶瓷夹套管，且每节所述陶瓷夹套管的高度为100mm。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本发明中内圈换热管束与中圈换热管束的中部的外表面均加装有99瓷氧化铝的陶瓷夹套管，该陶瓷夹套管具有硬度大、耐磨性能好，重量轻等特点，因此，有效地避免了因硅粉冲刷换热管束被磨损的缺点，从而延长了设备使用寿命，降低管束检修更换频次及费用，并有效防止管内导热油进入合成炉内造成大量硅粉及导热油废弃，减小磨损金属物对系统管道设备及产品质量的不良影响；同时也不会增加设备负荷。

2、本发明中陶瓷夹套管的两端均设有丁胶树脂制成的O型密封圈，因此，有效防止了管束的热胀冷缩对陶瓷夹套管造成挤压破坏，可避免硅粉进入管束与陶瓷夹套管的夹层。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明A向示意图。

图3为本发明B放大图。

图中：1—内圈换热管束      2—中圈换热管束     3—外圈换热管束4—外固定圈 5—中固定圈 6—内固定圈 7—垫板 8—筋板 9—陶瓷夹套管10—O型密封圈   11—陶瓷固定圈。

具体实施方式