[发明专利]一种还原尾气换热系统

说明书

本发明公开一种还原尾气换热系统，包括用于输送还原尾气的输气管，所述输气管的管路上依次设置有至少两个换热器，相邻所述换热器之间设有气液分离装置，所述气液分离装置上设有排液管。通过在换热器之间设置气液分离装置，将每级换热冷凝后的还原气体进行气液分离处理，确保流入下一级换热器的还原气体中不含有液态的氯硅烷，从而避免了制冷量的多余消耗，有效降低还原尾气的换热处理成本。

技术领域

本发明涉及多晶硅尾气处理领域，具体涉及一种还原尾气换热系统。

背景技术

多晶硅生产线所产生的还原尾气中主要成分有氢气、氯化氢和氯硅烷。因为氯硅烷的挥发度相对较高，易冷凝为液相，因此现有尾气回收技术往往对尾气进行降温冷凝，并将凝结为液态的氯硅烷与尾气进行分离，从而实现分离提纯还原尾气的效果。

问题在于，在对尾气进行回收分离过程中，由于温度变化较大，为了避免热冲击损坏设备，还原尾气要经过四级换热冷凝，逐级调节还原尾气的温度。每次进行换热降温后，由于饱和蒸气压随着气体温度降低而减少，都会有部分氯硅烷呈液态被还原气体带入下一级换热器中。液态的氯硅烷比热容较大，吸收了大量的制冷量，导致后续换热工序中进行冷凝换热的功耗增加，提高了尾气换热处理的成本。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种还原尾气换热系统，通过在换热器之间设置气液分离装置，将每级换热冷凝后的还原气体进行气液分离处理，确保流入下一级换热器的还原气体中不含有液态的氯硅烷，从而避免了制冷量的多余消耗，有效降低还原尾气的换热处理成本。

为解决以上技术问题，本发明提供的技术方案是一种还原尾气换热系统，包括用于输送还原尾气的输气管，所述输气管的管路上依次设置有至少两个换热器，相邻所述换热器之间设有气液分离装置，所述气液分离装置上设有排液管。

优选的，所述气液分离装置包括锥形腔，所述锥形腔的侧壁上设有进气口，所述锥形腔的顶部设有出气口，所述进气口和出气口分别与相邻的换热器连接；所述锥形腔底部与所述排液管连接。

优选的，所述换热器包括由内至外相互独立的管程和壳程，所述壳程连接有制冷装置，所述管程两端分别与输气管和锥形腔连接。

优选的，所述换热器包括第一换热器、第二换热器和第三换热器，所述第一换热器和第二换热器之间的第一气液分离装置连接有第一排液管，所述第二换热器和第三换热器之间的第二气液分离装置连接有第二排液管；所述第一排液管的管路上设有第一导热装置，所述第二排液管的管路穿过第一导热装置后与第一排液管连接。

优选的，所述换热器还包括第四换热器，所述第三换热器和第四换热器之间的第三气液分离装置连接有第三排液管，所述第四换热器连接有第四排液管；所述第二排液管的管路上设有第二导热装置，所述第三排液管的管路穿过第二导热装置后与第二排液管连接；所述第三排液管的管路上设有第三导热装置，所述第四排液管的管路穿过第三导热装置后与第三排液管连接。

优选的，所述第一导热装置、第二导热装置和第三导热装置内设有导热片，所述导热片跨设在穿过导热装置的两根排液管上。

优选的，所述气液分离装置通过排液管与缓冲罐连接。

本申请与现有技术相比，其有益效果为：

还原尾气通过每一级换热器后，都通过气液分离装置将冷凝的氯硅烷液体从还原尾气中分离出，避免下一级的换热器在进行换热冷凝时带入的氯硅烷液体吸收消耗掉部分制冷量，节省了能源使用。

采用具有锥形腔结构的气液分离装置，气流流速较大时也能实现气液的分离，无需对还原尾气的流速进行限制，增加了使用的灵活性。

采用管程和壳程式的结构进行换热，还原气体在管道中流动时通过管程的侧壁与壳程内部的制冷剂发生换热，从而能够不停歇地进行冷凝，维持了换热系统的持续运行。