一种热交换器及冷氢化系统的制作方法

本技术涉及多晶硅生产领域，尤其涉及一种热交换器及冷氢化系统。

背景技术：

1、在生产多晶硅时，反应过程中会有大量的四氯化硅作为副产物生成，常见的处理方式是通过流化床反应器对四氯化硅进行氢化回收利用。

2、在流化床反应器内，一定配比的四氯化硅、氢气和硅粉在催化剂作用下反应生成三氯氢硅，反应过程如下：

3、3sicl4+si+2h2＝4sihcl3-q。

4、其中，反应温度为550-580℃，压力为2.6-3.0mpa，催化剂采用cucl2。

5、然而，上述反应过程中同样会产生副产物，如三氯化铝。在高温环境下，三氯化铝以片块状形态出现。三氯化铝的硬度高、面积大，往往容易堵塞与流化床反应器连接的管式换热器，导致整个系统停车。

6、针对这一问题，传统的解决方式是增大管式换热器的换热管束直径，使换热管束的直径大于三氯化铝的最大宽度，以此来避免三氯化铝将换热管束堵塞。

7、然而，随着换热管的直径的增大，相同长度的管式换热器的换热面积下降，导致管式换热器的换热效率降低，进而导致回收热量不足，不利于生产过程中的能耗控制。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型的目的之一是提供一种热交换器。

2、本实用新型提供如下技术方案：

3、一种热交换器，包括热交换器本体和过滤件；

4、所述热交换器本体具有第一空腔，所述热交换器本体上设有第一接头，所述第一接头的内孔与所述第一空腔连通，所述第一接头用于连接流化床反应器；

5、所述过滤件设于所述第一空腔内。

6、作为对所述热交换器的进一步可选的方案，所述过滤件呈锥筒状，所述过滤件的小端朝向所述第一接头，所述过滤件上设有若干过滤孔。

7、作为对所述热交换器的进一步可选的方案，所述热交换器本体内设有若干换热管，所述换热管的通流面积之和小于所述过滤孔的通流面积之和。

8、作为对所述热交换器的进一步可选的方案，所述过滤件的底部外沿与所述第一空腔的内侧壁相连。

9、作为对所述热交换器的进一步可选的方案，所述过滤件呈圆锥筒状，所述过滤件的顶角为55-65°。

10、作为对所述热交换器的进一步可选的方案，所述热交换器本体包括第一筒体、第二筒体、第三筒体、第一管板和第二管板；

11、所述第一筒体、所述第二筒体和所述第三筒体的轴线重合且依次排列，所述第一管板设于所述第一筒体与所述第二筒体之间，所述第二管板设于所述第二筒体与所述第三筒体之间；

12、其中，所述第一筒体与所述第一接头相连，且所述第一筒体、所述第一接头和所述第一管板合围形成所述第一空腔。

13、作为对所述热交换器的进一步可选的方案，所述第二筒体内设有若干折流板。

14、作为对所述热交换器的进一步可选的方案，所述折流板垂直于所述第二筒体的轴线设置，若干所述折流板沿所述第二筒体的轴线方向排列，所述折流板之间设有定距杆，所述定距杆与所述第二筒体的轴线方向平行。

15、本实用新型的另一目的是提供一种冷氢化系统。

16、本实用新型提供如下技术方案：

17、一种冷氢化系统，包括上述热交换器。

18、作为对所述冷氢化系统的进一步可选的方案，所述冷氢化系统还包括流化床反应器，所述流化床反应器的气相出口与所述第一接头相连。

19、本实用新型的实施例具有如下有益效果：

20、流化床反应器的反应尾气经第一接头流入热交换器本体内的第一空腔，设置在第一空腔内的过滤件能够将反应尾气中的三氯化铝过滤掉。在避免三氯化铝将热交换器堵塞的同时，不必改变热交换器的设计尺寸，从而使热交换器能够保持足够高的换热效率，实现对反应尾气中余热的充分回收，有利于生产过程中的能耗控制。

21、为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

技术特征：

1.一种热交换器，其特征在于，包括热交换器本体和过滤件；

2.根据权利要求1所述的热交换器，其特征在于，所述过滤件呈锥筒状，所述过滤件的小端朝向所述第一接头，所述过滤件上设有若干过滤孔。

3.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器本体内设有若干换热管，所述换热管的通流面积之和小于所述过滤孔的通流面积之和。

4.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述过滤件的底部外沿与所述第一空腔的内侧壁相连。

5.根据权利要求2所述的热交换器，其特征在于，所述过滤件呈圆锥筒状，所述过滤件的顶角为55-65°。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的热交换器，其特征在于，所述热交换器本体包括第一筒体、第二筒体、第三筒体、第一管板和第二管板；

7.根据权利要求6所述的热交换器，其特征在于，所述第二筒体内设有若干折流板。

8.根据权利要求7所述的热交换器，其特征在于，所述折流板垂直于所述第二筒体的轴线设置，若干所述折流板沿所述第二筒体的轴线方向排列，所述折流板之间设有定距杆，所述定距杆与所述第二筒体的轴线方向平行。

9.一种冷氢化系统，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的热交换器。

10.根据权利要求9所述的冷氢化系统，其特征在于，所述冷氢化系统还包括流化床反应器，所述流化床反应器的气相出口与所述第一接头相连。

技术总结
本技术提供一种热交换器及冷氢化系统，涉及多晶硅生产领域。热交换器包括热交换器本体和过滤件；热交换器本体具有第一空腔，热交换器本体上设有第一接头，第一接头的内孔与第一空腔连通，第一接头用于连接流化床反应器；过滤件设于第一空腔内。流化床反应器的反应尾气经第一接头流入热交换器本体内的第一空腔，设置在第一空腔内的过滤件能够将反应尾气中的三氯化铝过滤掉。在避免三氯化铝将热交换器堵塞的同时，不必改变热交换器的设计尺寸，从而使热交换器能够保持足够高的换热效率，实现对反应尾气中余热的充分回收，有利于生产过程中的能耗控制。

技术研发人员：张伟,陈亮亮,杨永升,易军,于树伟,李国安
受保护的技术使用者：甘肃瓜州宝丰硅材料开发有限公司
技术研发日：20230216
技术公布日：2024/1/14