一种多晶硅生产尾气回收系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种多晶硅生产尾气回收系统，包括筒体和设置在所述筒体内的通气组件和换热组件；所述筒体内靠近所述换热组件的部分填充有活性炭，所述通气组件用于所述筒体内氢气的通入和氢气的回收，所述换热组件用于所述活性炭的换热；所述换热组件包括换热管，所述换热管包括外套管和设置在所述外套管内的内管，所述外套管的一端密封，所述内管的外壁与所述外套管上远离密封端的内壁密封连接，所述外套管的外壁上设置有若干个翅片板。该系统大大减小了已换热的液体对正在进行的换热的影响，有效地提高了活性炭的换热效果并使换热效果更加均匀，使多晶硅生产尾气回收系统中得到高纯度的氢气。度的氢气。度的氢气。

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅生产尾气回收系统及方法


[0001]本专利技术涉及多晶硅生产
，具体涉及一种多晶硅生产尾气回收系统及方法。

技术介绍

[0002]多晶硅，是单质硅的一种形态，是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信息基础材料。在多晶硅生产的过程中会产生含有杂质的氢气尾气，通常是采用活性炭进行吸附净化氢气。
[0003]现行业中一般通过活性炭吸附技术来进行氢气的提纯，变压吸附原理是利用活性炭等吸附剂对气体的吸附容量随压力的不同而有差异的特性，加压吸附原料气中的某些组分使其分离，减压下脱除这些组分使吸附剂获得再生；而变温吸附的原理是利用吸附剂对不同组分的吸附容量随温度的不同而有较大差异的特性，在吸附剂选择吸附的条件下，常温吸附原料气中的高沸点杂质组分，高温脱除这些杂质，使吸附剂得到再生。在实际应用中，专利技术人发现，目前的多晶硅生产尾气回收系统和方法还存在着不足，具体在于：变压吸附技术虽然能进行氢气的提纯，有一定的提纯效果，但是存在着明显的杂质，无法满足行业内多晶硅生产尾气回收系统中回收氢气的纯度要求；而在变温吸附技术中，用于改变温度进行换热的换热管内的液体利用率低，换热管中靠近换热管轴线处的液体向距换热管管壁较远，相较于靠近换热管管壁处的液体其换热效果差，使得液体的换热利用率低，换热管的换热效果差，氢气的提纯纯度不高。
[0004]所以，基于上述问题，目前亟需设计一种提高多晶硅生产尾气回收系统中氢气的提纯效果的系统及方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于：针对目前处理多晶硅生产尾气中换热管的换热效果差，氢气的提纯纯度不高，设计了一种提高多晶硅生产尾气中氢气的提纯效果的系统及方法。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供了以下技术方案：一种多晶硅生产尾气回收系统，包括筒体和设置在所述筒体内的通气组件和换热组件；所述筒体内靠近所述换热组件的部分填充有活性炭，所述通气组件用于所述筒体内氢气的通入和氢气的回收，所述换热组件用于所述活性炭的换热；所述换热组件包括换热管，所述换热管包括外套管和设置在所述外套管内的内管，所述外套管的一端密封，所述内管的外壁与所述外套管上远离密封端的内壁密封连接，所述外套管上靠近所述内管与所述外套管连接的部分设置有开口，所述外套管的外壁上设置有若干个翅片板。
[0007]作为本申请优先的技术方案，所述外套管和所述内管的截面形状均为圆形，所述外套管与所述内管同心设置。
[0008]作为本申请优先的技术方案，所述筒体的外壁上设置有夹套，所述夹套螺旋缠绕装配在所述筒体上，所述夹套的两端均设置有接管。
[0009]作为本申请优先的技术方案，所述通气组件包括氢气总管入口；所述氢气总管入口包括氢气入口管和与所述氢气入口管相连的氢气环管A，所述氢气环管A上设置有若干个氢气入口支管，所述氢气总管入口设置在所述活性炭的下方。
[0010]作为本申请优先的技术方案，所述通气组件还包括氢气总管出口；所述氢气总管出口包括氢气出口管和与所述氢气出口管相连的氢气环管B，所述氢气环管B上设置有若干个氢气出口支管，所述氢气总管出口设置在所述活性炭的上方。
[0011]作为本申请优先的技术方案，所述换热组件包括进水装置；所述进水装置包括进水管和若干进水环管，所述进水管连接所述进水环管，所述进水环管上设置有若干进水支管，所述进水支管与所述外套管的开口密封连接。
[0012]作为本申请优先的技术方案，所述换热组件还包括出水装置，所述出水装置包括出水管和若干出水环管，所述出水管连接所述出水环管，所述出水环管上设置有若干出水支管，所述出水支管与所述内管的开口处密封连接。
[0013]作为本申请优先的技术方案，所述进水环管上设置有排气管，所述排气管有开启和关闭两种状态，所述排气管的开口处的水平高度高于所述进水环管的水平高度。
[0014]一种多晶硅生产尾气回收方法，包括如下步骤：冷却步骤：向换热管中通入低温液体,向夹套中通入低温液体/气体，筒体内的活性炭处于低温状态；提纯步骤：向氢气入口管中通入氢气尾气，氢气尾气通过所述活性炭，所述活性炭除去氢气尾气中的杂质组分，提纯后的氢气从所述氢气出口管排出；加热步骤：向所述换热管中通入高温液体,向所述夹套中通入高温液体/气体，所述活性炭处于高温状态；活性炭再生步骤：向所述氢气入口管中通入氢气尾气，氢气尾气通过所述活性炭，所述活性炭脱出杂质组分，氢气携带着杂质组分从所述氢气出口管排出。
[0015]作为一种本申请优先的技术方案，还包括启动步骤，所述启动步骤位于所述冷却步骤之前，所述启动步骤：打开所述进水装置上的排气管，向所述进气装置中通入液体，所述排气管排出初始阶段的空气，再将所述排气管关闭。
[0016]作为另一种的优选方案，在本申请的冷却步骤中是向夹套中通入低温气体，使筒体内的活性炭处于低温状态。在本申请的方案中，对于夹套侧壁为湿润状态时，通过鼓入气体，加速夹套侧壁上水汽的挥发，能够进一步的提高降温速度。
[0017]作为进一步的优选方案，在本申请的冷却步骤中是向夹套中通入低温高速气体。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：在本申请的方案中，在筒体内设置通气组件和换热组件，通气组件向筒体内通入氢气并将筒体内的氢气排出，在筒体内靠近换热组件的部分填充活性炭，换热管包括外套管和设置在外套管内的内管，将外套管的一端密封，内管的外壁与外套管上远离密封端的内壁密封连接，并在外套管上靠近内管与外套管连接的部分设置开口，使换热管中从内管的外壁与外套管的内壁形成的空间和内管连通，翅片板有良好的导热性能，将翅片板设置在外套管的外壁上，当向换热管内通入低温/高温液体时，液体从外套管上的开口进入到换
热管中，内管和外套管的设置，将换热管内分成了两层流通区域，外层流通区域为内管的外壁与外套管的内壁形成的空间，内层流通区域为内管的内壁形成的空间，液体在换热管内先经过外层流通区域，外套管的内壁与液体接触进行换热并作用于翅片板，使活性炭与换热组件进行换热，并且相较于无内管的换热管而言，内管使液体的流通空间缩小了，并使液体进入换热管时都处于靠近外套管的管壁处，避免了使用无内管的换热管时，位于换热管内靠近换热管轴线处的液体较少与换热管进行换热就排出换热管，降低了换热管中液体的作用效果，而外层流通区域增大了液体对外套管的作用效果，并且较小的流通空间使液体的流速加快，在实现换热效果的同时能快速的将已换热的液体顺着内管排出，由于内管处于外套管内，内管中的液体并不作用于外套管的内壁，大大减小了已换热的液体对正在进行的换热的影响，同时使活性炭的换热更加迅速，从而有效地提高了活性炭的换热效果并使活性炭的换热效果更加均匀，使多晶硅生产尾气回收系统中得到高纯度的氢气。
[0019]附图说明：图1为本申请多晶硅生产尾气回收系统的其中一种实施方式的结构示意图；图2为本申请多晶硅生产尾气回收系统的其中一种实施方式的局部结构示意图；图3为本申请多晶硅生产尾气回收系统的其中一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅生产尾气回收系统，其特征在于：包括筒体和设置在所述筒体内的通气组件和换热组件；所述筒体内靠近所述换热组件的部分填充有活性炭，所述通气组件用于所述筒体内氢气的通入和氢气的回收，所述换热组件用于所述活性炭的换热；所述换热组件包括换热管，所述换热管包括外套管和设置在所述外套管内的内管，所述外套管的一端密封，所述内管的外壁与所述外套管上远离密封端的内壁密封连接，所述外套管上靠近所述内管与所述外套管连接的部分设置有开口，所述外套管的外壁上设置有若干个翅片板。2.如权利要求1所述的一种多晶硅生产尾气回收系统，其特征在于：所述外套管和所述内管的截面形状均为圆形，所述外套管与所述内管同心设置。3.如权利要求2所述的一种多晶硅生产尾气回收系统，其特征在于：所述筒体的外壁上设置有夹套，所述夹套螺旋缠绕装配在所述筒体上，所述夹套的两端均设置有接管。4.如权利要求1
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3任一项所述的一种多晶硅生产尾气回收系统，其特征在于：所述通气组件包括氢气总管入口；所述氢气总管入口包括氢气入口管和与所述氢气入口管相连的氢气环管A，所述氢气环管A上设置有若干个氢气入口支管，所述氢气总管入口设置在所述活性炭的下方。5.如权利要求4所述的一种多晶硅生产尾气回收系统，其特征在于：所述通气组件还包括氢气总管出口；所述氢气总管出口包括氢气出口管和与所述氢气出口管相连的氢气环管B，所述氢气环管B上设置有若干个氢气出口支管，所述氢气总管出口设置在所述活性炭的上方。6.如权利要求5所述的一种多晶硅生产尾气回收系统，其特征在于：所述换...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仕军，陈红飚，
申请(专利权)人：四川久源机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：