本实用新型涉及一种保障单晶硅富氩尾气提纯高纯氩气供气质量的装置。
背景技术：
单晶硅拉晶炉尾气富含氩气，氩气含量达到98％以上，经过常规的处理方法将其中的杂质油、粉尘、CO、O2、CO2、水分等处理掉后得到的气体组分为氩气、氮气、氢气，其中氩气占比99％以上，由于这三种气体沸点相差较大，利用低温精馏技术很容易将三者分离，从精馏塔底部得到高纯的液态氩气，精馏塔顶部是需要排放的氮气和氢气。
单晶硅拉晶炉所拉晶体纯度极高，因此对高纯氩气要求很高，一旦高纯氩气纯度不合格而进入拉晶炉，将会对所拉晶体不合格甚至对拉晶炉造成致命的损伤，因此保障进入单晶硅拉晶炉的高纯氩气质量非常重要。
常规的低温方法富氩气提取高纯氩气时，直接从精馏塔底部抽取高纯氩，然后进入系统的换热器利用冷量后，检测氩气杂质含量然后供给客户。然而，氩气杂质检测有滞后性，如果氩气杂质突然超标，其超标杂质进入检测仪器有一定时间，当仪器检测到杂质超标时，切换到备用的高纯气供应已来不及，含杂质的不纯气体已经进入拉晶炉。另外，人为的切换不及时将会导致更多的不纯气体进入拉晶炉。以上情况，都将导致不纯气体进入拉晶炉，损坏单晶硅纯度甚至对拉晶炉造成破坏性伤害。
技术实现要素：
本实用新型提出一种保障单晶硅富氩尾气提纯高纯氩气供气质量的装置，彻底解决了供气质量不合格造成拉晶炉所拉单晶损坏或损毁拉晶炉的问题，同时液氩的冷量也得到充分利用。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种保障单晶硅富氩尾气提纯高纯氩气供气质量的装置，包括换热器1、低温精馏塔8、第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13，所述换热器1内穿过原料气管2、冷凝气管3、废气管4和供气管7，所述原料气管2连接至低温精馏塔8的进气口，所述低温精馏塔8的出气口连接至废气管4，所述低温精馏塔8的出液口连接排液管9，所述排液管9上设有第一纯度检测器10，所述排液管9末端分三路并联分别设置第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13，所述第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13的进液口上分别设置第一阀门14、第二阀门15和第三阀门16；所述第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13的出液口分别连接至供气管7的进气端，所述供气管7的出气端依次设置第二纯度检测器20和流量计21。
优选地，所述原料气管2与冷凝气管3、废气管4、供气管7形成热交换结构。
优选地，所述供气管7的进气端还设有一循环支管5，所述循环支管5连接至低温精馏塔8的进液口，且循环支管5上设有第四阀门6。
优选地，所述第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13上分别设置第一增压器17、第二增压器18和第三增压器19。
优选地，所述第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13上分别接有第一排气管22、第二排气管23和第三排气管24，所述第一排气管22、第二排气管23和第三排气管24上分别设有第五阀门25、第六阀门26和第七阀门27，且第一排气管22、第二排气管23和第三排气管24分别都连接至汽化器28，所述汽化器28连接至供气管7的出气端。
本实用新型产生的有益效果为：一旦产出的高纯氩气纯度不合格，由于杂质检测延迟或操作失误，则纯度不合格的气体会进入低温液体储罐(比如第一低温液体储罐)，但是正在供气的低温液体储罐(如第二低温液体储罐)所供气体还是合格的。这时检测到第一低温液体储罐内气体不合格，则将其中的液体排放到原料气中，重新调整精馏塔工况，调整合格后使用合格的高纯氩气对第一低温液体储罐进行置换，直到其中的产品合格才能向外供气，保证供气质量的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示一种保障单晶硅富氩尾气提纯高纯氩气供气质量的装置，包括换热器1、低温精馏塔8、第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13，所述换热器1内穿过原料气管2、冷凝气管3、废气管4和供气管7，所述原料气管2连接至低温精馏塔8的进气口，所述低温精馏塔8的出气口连接至废气管4，所述低温精馏塔8的出液口连接排液管9，所述排液管9上设有第一纯度检测器10，所述排液管9末端分三路并联分别设置第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13，所述第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13的进液口上分别设置第一阀门14、第二阀门15和第三阀门16；所述第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13的出液口分别连接至供气管7的进气端，所述供气管7的出气端依次设置第二纯度检测器20和流量计21。
本实施例中原料气管2与冷凝气管3、废气管4、供气管7形成热交换结构，原料气管2利用其它管中的冷源，将原料气进行降温。
供气管7的进气端还设有一循环支管5，所述循环支管5连接至低温精馏塔8的进液口，且循环支管5上设有第四阀门6；所述第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13上分别设置第一增压器17、第二增压器18和第三增压器19；所述第一低温液体储罐11、第二低温液体储罐12和第三低温液体储罐13上分别接有第一排气管22、第二排气管23和第三排气管24，所述第一排气管22、第二排气管23和第三排气管24上分别设有第五阀门25、第六阀门26和第七阀门27，且第一排气管22、第二排气管23和第三排气管24分别都连接至汽化器28，所述汽化器28连接至供气管7的出气端。
本实用新型中拉晶炉排放的尾气经过初步处理后作为原料气，进入换热器1被降温液化后进入低温精馏塔8，低温精馏塔8底部产生的高纯液态氩气抽出，进入低温液体储罐，低温液体储罐采用3个，低温液体储罐的液体出口与换热器1相连，经过换热器1利用冷量后变成常温的高纯氩气，高纯氩气再供给客户使用。
低温精馏塔8抽取的液态高纯氩气，首先经过第一纯度检测器10检测，检测合格后再进入第一低温液体储罐11，当第一低温液体储罐11装满后，继续进入第二低温液体储罐12。此时打开第五阀门25，通过第二纯度检测器20检测气体是否合格，如合格则第一增压器17对第一低温液体储罐11进行自增压后将其中的液氩供出，通过换热器利用冷量后恢复到常温供给拉晶炉；同样的，当第二低温液体储罐12充满后，检测其中的气体是否合格，当第一低温液体储罐11内的液体快用完时，切换到第二低温液体储罐12开始取液通过换热器供气，这时，精馏塔底部的液体开始进入第三低温液体储罐13；而第二低温液体储罐则将其中的较高压力的气体放空，以便于精馏塔内的液体能进入。如此，三个低温液体储罐依次切换。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。