冷却装置和四氯化硅氢化系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及冷却技术领域，特别是涉及一种冷却装置和四氯化硅氢化系统。
【背景技术】
[0002]目前国内的多晶硅生产企业所采用的主流工艺技术是改良西门子法。改良西门子法在生产多晶硅的过程中，每生产I吨多晶硅将有14-20吨的副产物四氯化硅生成，以目前太阳能级多晶硅的成本和利润来看，四氯化硅必须要得到较为经济的利用，多晶硅生产企业在市场上才有竞争力。同时四氯化硅作为危化品，化学性质较为活泼，有较强的毒性和危险性，故需要成熟的控制工艺技术，以将其安全转化为三氯氢硅。四氯化硅高温氢化技术是目前多晶硅企业普遍采用的四氯化硅处理方式，通过该技术将四氯化硅这一副产物还原为多晶硅的原料三氯氢硅，从而在成本上实现较大幅度的突破降低。
[0003]四氯化硅高温氢化是目前主流的四氯化硅利用方式，该技术要求较高的反应温度，以提高四氯化硅转化为三氯氢硅的效率。四氯化硅高温氢化的化学反应式为:SiCl4+H4 SiHCl4+HCl，四氣化娃转化为二氣氣娃的反应为可逆反应，为了保证上述的反应能够朝正方向进行，要求上述反应的温度在50ms内内由约1200°C降低至300°C以内。
[0004]这一降温要求对冷却装置的要求较高。目前，企业大多采用普通的不锈钢列管换热器，冷却介质使用7°C水/乙二醇来降温，这就要求反应气体在有较高流速的同时，对换热器的列管长度要求较长，以保证足够的换热面积。其中，如图1所示，不锈钢列管换热器包括水夹套，水夹套包括内筒201和外筒202，外筒202套设在内筒201上，内筒201和外筒202的两端通过连接头封堵，内筒201和外筒202之间形成循环水通道，该循环水通道具有循环水入口 203和循环水出口 204。具体在实施时，冷却水从循环水入口 203进入循环水通道内，并从循环水出口 204流出，反应气体从内筒201的内腔穿过，反应气体与内筒201的内壁接触，以进行热交换，从而实现降温的目的。
[0005]在实现上述技术方案的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷:以普通的不锈钢列管做为换热器，以7V水/乙二醇做为冷却介质的冷却方法，由于换热器为单层换热，其换热效率较低，不能在较短的时间内实现快速降温，容易造成换热失败。
【实用新型内容】
[0006]有鉴于此，本实用新型提供一种冷却装置和四氯化硅氢化系统，主要目的在于提高冷却装置的冷却效率，使四氯化硅氢化系统的反应气体能够在较短的时间内快速降温。
[0007]为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案:
[0008]—方面，本实用新型的实施例提供一种冷却装置，包括:
[0009]第一水夹套；
[0010]第二水夹套，套设在所述第一水夹套内，所述第二水夹套的外壁与所述第一水夹套的内壁之间形成两端具有开口的过流通道。
[0011]本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0012]前述的冷却装置，其中，
[0013]所述第一水夹套包括第一子水夹套和第二子水夹套，所述第一子水夹套的一端与所述第二子水夹套的一端连接；
[0014]所述第二水夹套套设在所述第一子水夹套内，且伸入所述第二子水夹套内；
[0015]所述第二水夹套的伸入所述第二子水夹套内的一端为封闭端；
[0016]所述第二水夹套的外壁与所述第一子水夹套的内壁和所述第二子水夹套的内壁之间共同形成所述的过流通道。
[0017]前述的冷却装置，其中，
[0018]所述第二子水夹套包括水夹套水平部和水夹套竖直部；所述水夹套水平部的一端与所述水夹套竖直部的一端连接；
[0019]所述第一子水夹套的一端与所述水夹套水平部的另一端连接；
[0020]所述第二水夹套伸入所述水夹套水平部内；
[0021]所述第二水夹套的外壁与所述第一子水夹套的内壁和所述水夹套水平部的内壁之间共同形成所述的过流通道。
[0022]前述的冷却装置，其中，
[0023]所述第一子水夹套的一端与所述水夹套水平部的另一端通过法兰连接，且相连接的两个法兰之间夹设有聚四氟乙烯垫片。
[0024]前述的冷却装置，其中，
[0025]所述水夹套竖直部的水循环通道的底部设有泄流口。
[0026]前述的冷却装置，其中，
[0027]所述第一水夹套和所述第二水夹套均由316L不锈钢材质制成。
[0028]另一方面，本实用新型的实施例还提供一种四氯化硅氢化系统，包括:
[0029]冷却装置，所述冷却装置为上述任一种所述的冷却装置；
[0030]反应器，包括反应器本体和发热体，所述反应器本体具有内腔，所述发热体设置在所述反应器本体内部；所述反应器本体上设有贯通内部的进料口和尾气出口 ；
[0031]其中，所述反应器本体的尾气出口端与所述冷却装置的过流通道的一端连接，以使所述反应器本体的内部与所述过流通道的内部连通。
[0032]借由上述技术方案，本实用新型冷却装置和四氯化硅氢化系统至少具有以下有益效果:
[0033]在本实用新型实施例提供的技术方案中，因为第二水夹套套设在第一水夹套内，第二水夹套的外壁与第一水夹套的内壁之间共同形成两端具有开口的过流通道，当向第一水夹套和第二水夹套内充入循环冷却介质时，过流通道内的高温反应气体位于该两层冷却介质之间，相对于现有技术中的单层热交换方式，本技术方案所采用的双层热交换方式的热交换面积较大，从而使得本实用新型冷却装置的冷却效率较高，进而使四氯化硅氢化系统的反应气体能够在较短的时间内实现快速降温。
[0034]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0035]图1是【背景技术】提供的一种水夹套的结构示意图；
[0036]图2是本实用新型的一实施例提供的一种冷却装置的结构示意图；
[0037]图3是本实用新型的一实施例提供的另一种冷却装置的结构示意图；
[0038]图4是本实用新型的一实施例提供的另一种冷却装置的结构示意图；
[0039]图5是本实用新型的一实施例提供的一种四氯化硅氢化系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
[0041]如图2所示，本实用新型的一个实施例提出的一种冷却装置10，包括第一水夹套I和第二水夹套2。第二水夹套2套设在第一水夹套I内，第二水夹套2的外壁与第一水夹套I的内壁之间形成两端具有开口的过流通道3。其中，过流通道3的两端开口可以分别为进气口(图中未标示)和出气口(图中未标示)。
[0042]在上述实施例提供的技术方案中，因为第二水夹套2套设在第一水夹套I内，第二水夹套2的外壁与第一水夹套I的内壁之间共同形成两端具有开口的过流通道3。向第一水夹套I和第二水夹套2内充入循环冷却介质，比如水等。四氯化硅氢化系统反应生成的高温尾气流入该过流通道3内，该高温尾气被内外两层水夹套包裹，相对于现有技术中的单层热交换方式，本技术方案所采用的双层热交换方式的热交换面积较大，从而使得本实用