多晶硅生产还原炉尾气冷却装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及多晶硅生产设备领域，尤其是一种多晶硅生产还原炉尾气冷却装置。
【背景技术】
[0002]改良西门子法多晶硅生产中还原炉的尾气一般在800°C以上，尾气的主要成分为SiHC13、SiC14、H2、HC1等气体的混合物，为了实现改良西门子法的闭环生产，就必须对上述尾气进行回收分离。为了实现这一目的，首先就是要将上述高温尾气进行初步的冷却，将温度约在800°C的高温尾气冷却至140°C?200°C的低温混合气，以满足后续处理的工艺要求。现有的多晶硅生产还原炉尾气冷却装置包括U形管换热器、U形外壳，U形管换热器设置在U形外壳内，1]形外壳与U形管换热器的外壁之间形成一个密封的夹层空间，所述U形外壳的底部设置有与U形管换热器内部连通的尾气入口，U形管换热器的顶部设置有尾气出口，所述U形外壳上设置有与夹层空间连通的冷却水入口与冷却水出口，所述冷却水入口处连接有进水管，所述冷却水出口处连接有排水管，其工作过程如下所述:还原炉产生的尾气通过尾气入口进入U形管换热器内，同时，冷却水沿进水管从冷却水入口处进入夹层空间，这样夹层空间内的冷却水便会与U形管换热器内的高温尾气发生热交换，从而降低尾气的温度，进而夹层空间的冷却水从冷却水出口沿排水管排出，这样冷却水就会持续不断的从冷却水入口处流向冷却水出口处，在流动过程中吸收掉尾气中含有的热量，从而降低尾气的温度，这种尾气冷却装置在实际使用过程中存在以下问题:首先，在夹层空间的冷却水从冷却水入口处流向冷却水出口处的过程中，冷却水会沿夹层空间平缓的运动，水流没有扰动，水流各层之间的换热不充分，热交换效率较低，导致冷却效率较差;其次，夹层空间内水流的速度与尾气温度的降低程度息息相关，如果水流流速较快，夹层空间内的冷却水温度较低，这样便可以使尾气的温度降的很低，如果水流速度较慢，夹层空间内的冷却水与尾气热交换时间较长，这样夹层空间内的冷却水温度较高，也导致尾气的温度降低程度有限，因此，调整夹层空间内水流的速度可以精确控制尾气温度的降低程度，而现有的尾气冷却装置无法对夹层空间内的水流流速进行调整，也没有调整的依据;再者，从还原炉出来的尾气具有较高的流速，直接通入U形管换热器内，流速较高的尾气很快就从尾气出口排出，甚至来不及与冷却水发生加热后，致使冷却装置的冷却效果较差;再者，现有的冷却装置只有一次冷却过程，很难使尾气的温度降低至所需要的温度范围。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够提高冷却效果的多晶硅生产还原炉尾气冷却装置。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:该多晶硅生产还原炉尾气冷却装置，包括U形管换热器、U形外壳，U形管换热器设置在U形外壳内，U形外壳与U形管换热器的外壁之间形成一个密封的夹层空间，所述U形外壳的底部设置有与U形管换热器内部连通的尾气入口，u形管换热器的顶部设置有尾气出口，所述U形外壳上设置有与夹层空间连通的冷却水入口与冷却水出口，所述冷却水入口处连接有进水管，所述冷却水出口处连接有排水管，所述夹层空间内设置有至少一个扰流板，所述扰流板绕U形管换热器的中心轴线螺旋形分布于夹层空间内。
[0005]进一步的是，所述进水管上设置有水栗与流量控制阀。
[0006]进一步的是，所述进水管上设置有进水温度检测装置，所述排水管上设置有出水温度检测装置。
[0007]进一步的是，所述U形管换热器内设置有防冲板，所述防冲板设置在尾气入口处，所述防冲板包括水平设置的圆形挡板，所述圆形挡板的四周设置有弧形弯边，所述弧形弯边先向下延伸然后再向上延伸。
[0008]进一步的是，所述U形管换热器的顶端设置有二次冷却装置，所述二次冷却装置包括压缩机、冷凝器、蒸发器、密闭的罩体，所述罩体的下端与U形管换热器的尾气出口连通，罩体的上端设置有排气口，所述蒸发器设置在密闭的罩体内，所述压缩机、冷凝器设置在罩体外，压缩机的出口与冷凝器的进口通过冷媒介质管连通，冷凝器的出口与蒸发器的进口通过冷媒介质管连通，蒸发器的出口与压缩机的进口通过冷媒介质管连通。
[0009]进一步的是，在压缩机与冷凝器的之间的冷媒介质管上设置有流量调节阀。
[0010]进一步的是，所述U形外壳上设置有支耳。
[0011]进一步的是，所述U形管换热器内设置有多个折流板。
[0012]本实用新型的有益效果是:该多晶硅生产还原炉尾气冷却装置通过在夹层空间内设置至少一个扰流板，且扰流板绕U形管换热器的中心轴线螺旋形分布于夹层空间内，可以最大程度的将由下而上的冷却水流扰动，破坏了水流的平缓运动，从而让冷却水处于湍流状态，加剧冷却水内部的换热效率，使得冷却水能够带走更多的热量，提高了冷却的效率。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型多晶硅生产还原炉尾气冷却装置的结构示意图；
[0014]图中标记为，U形管换热器1、U形外壳2、夹层空间3、尾气入口4、尾气出口 5、冷却水入口 6、冷却水出口 7、进水管8、排水管9、扰流板10、水栗11、流量控制阀12、进水温度检测装置13、出水温度检测装置14、防冲板15、圆形挡板151、弧形弯边152、二次冷却装置16、压缩机161、冷凝器162、蒸发器163、罩体164、排气口 165、流量调节阀166、支耳17、折流板18。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0016]如图1所示，该多晶硅生产还原炉尾气冷却装置，包括U形管换热器1、U形外壳2，U形管换热器1设置在U形外壳2内，U形外壳2与U形管换热器1的外壁之间形成一个密封的夹层空间3，所述U形外壳2的底部设置有与U形管换热器1内部连通的尾气入口 4，U形管换热器1的顶部设置有尾气出口 5，所述U形外壳2上设置有与夹层空间3连通的冷却水入口 6与冷却水出口 7，所述冷却水入口 6处连接有进水管8，所述冷却水出口 7处连接有排水管9，所述夹层空间3内设置有至少一个扰流板10，所述扰流板10绕U形管换热器1的中心轴线螺旋形分布于夹层空间3内。该多晶硅生产还原炉尾气冷却装置通过在夹层空间3内设置至少一个扰流板10，且扰流板10绕U形管换热器1的中心轴线螺旋形分布于夹层空间3内，可以最大程度的将由下而上的冷却水流扰动，破坏了水流的平缓运动，从而让冷却水处于湍流状态，加剧冷却水内部的换热效率，使得冷却水能够带走更多的热量，提高了冷却的效率