【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及惰性气体的处理，尤其涉及一种惰性气体纯化的处理系统和方法。
技术介绍
1、单晶硅作为硅基太阳能电池组件的主要原料之一，在光伏产业的发展中具有重要地位，原料硅锭在预定的温度条件下通过直拉法制备生产成单晶硅。其中，在直拉法制备单晶硅的过程中，从盛料坩埚中产生的各种挥发性杂质以及空气组分会与单晶硅混合，为了保证制备的单晶硅的生产品质达到预期标准，需要在直拉法制备单晶硅的过程中，使用大量的高纯惰性气体进行气氛吹扫，以去除与单晶硅混合的各种挥发性杂质以及空气组分，如氧、氮、一氧化碳、水分、二氧化碳、甲烷、氢气和液态润滑油雾。
2、而近些年来，由于惰性气体的使用成本不断升高，降低惰性气体的使用成本对光伏产业中单晶硅生产成本的降低来说极为重要。因此，在使用惰性气体进行气氛吹扫后，需要对惰性气体进行回收纯化，以使惰性气体后续能够被循环使用，进而降低单晶硅的制作成本。
3、如附图之图1所示，现有的惰性气体回收纯化的系统包括进气装置10a、加热器20a、多个控制阀30a、粗脱氧组件40a、冷凝器50a和除尘干燥构件60a，所述进气装置10a包括污气进气结构11a和氢气进气结构12a，通过所述加热器20a将进入所述污气进气结构11a的污气加热至预定温度，加热后的污气与进入所述氢气进气结构12a的氢气混合后流入所述粗脱氧组件40a，由于所述粗脱氧组件40a中被设置有预定的由高效加氢脱氧催化剂形成的吸附层，污气内的含氧杂质与氢气发生催化反应生成水和产生大量的热量，所述粗脱氧组件40a内部升温后，上述催化反应生成的水会
4、但是，当污气的含氧杂质的含量高于预定值，或污气的流量大于预定值时，污气在所述粗脱氧组件40a内发生的催化反应会更加剧烈。此时产生的温度会高于所述粗脱氧组件40a能承受的预定温度，此时，所述粗脱氧组件40a会由于被长时间加热至高于所述粗脱氧组件40a可承受的预定温度而易于损坏，且所述粗脱氧组件40a的使用寿命会降低，进而需要对所述粗脱氧组件40a进行高频率的养护，这样一来，同样会导致惰性气体的回收和纯化的成本增高。当所述粗脱氧组件40a在使用时发生损坏后，还会对操作人员的安全造成威胁。
5、进一步地，由于所述冷凝器50a被长时间通入高于预定最佳温度的气体后，所述冷凝器50a也会易于损坏，因此，当污气被升温至高于所述冷凝器50a最佳的预定通入温度，并从所述粗脱氧组件40a流入所述冷凝器50a进行冷凝时，所述冷凝器50a的冷凝效果会降低，所述冷凝器50a的使用寿命会降低且易于损坏，进而需要对所述冷凝器50a进行养护，这同样会产生大量的资金消耗。当所述冷凝器50a在使用时发生损坏后，对操作人员的安全会造成威胁。
6、此外，由于所述粗脱氧组件40a中设置的由高效加氢脱氧催化剂形成的吸附层的催化效率在预定温度范围内才最佳，因此，当所述粗脱氧组件40a中的温度高于高效加氢脱氧催化剂的最佳催化效率对应的温度时，所述粗脱氧组件40a中设置的由高效加氢脱氧催化剂形成的吸附层的催化效率会被降低，进而降低污气内的含氧杂质与氢气发生催化反应的效率，此时污气内的含氧杂质若想通过催化反应达到预期的去除效果，所需要的高效加氢脱氧催化剂的剂量会更多，进而降低了高效加氢脱氧催化剂的利用率。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种惰性气体纯化的处理系统，其中所述惰性气体纯化的处理系统包括：
2、进气组件，所述进气组件包括污气进气构件、第一氢气进气构件和第二氢气进气构件，所述污气进气构件包括污气进气管道，所述污气进气管道的一端部具有用于通入污气的污气进气口，所述第一氢气进气构件包括第一氢气进气管道，所述第一氢气进气管道的一端部具有用于通入一部分预定量氢气的第一氢气进气口，所述第一氢气进气管道的另一端部被连通于所述污气进气管道，所述第二氢气进气构件包括第二氢气进气管道，所述第二氢气进气管道具有用于通入另一部分预定量氢气的第二氢气进气口；
3、冷凝组件，所述冷凝组件包括可用于冷凝除水的第一冷凝构件，所述第一冷凝构件包括至少一换热器、至少一第一前置连通管道、至少一第一后置连通管道和至少一第一预冷机，所述第一前置连通管道的一端被连通于所述换热器，所述第一前置连通管道的另一端被连通于所述第一预冷机，所述第一后置连通管道的一端被连通于所述第一预冷机，所述第二氢气进气管道的另一端被连通于所述第一后置连通管道；
4、除尘干燥组件，所述除尘干燥组件用于将污气除尘干燥；和
5、脱氧组件，所述脱氧组件包括：
6、粗脱氧构件，所述粗脱氧构件包括粗脱氧塔、至少一第一回热器、至少一第一连通管道、至少一第一回流管道和至少一第一换热连通管道，所述粗脱氧塔具有粗脱氧入口和粗脱氧出口，所述第一回热器具有第一污气入口、第一污气出口、第一回流入口和第一回流出口，所述污气进气管道的另一端部通过所述第一污气入口被连通于所述第一回热器，所述第一连通管道的一端通过所述第一污气出口被连通于所述第一回热器，所述第一连通管道的另一端通过所述粗脱氧入口被连通于所述粗脱氧塔，所述第一回流管道的一端通过所述粗脱氧出口被连通于所述粗脱氧塔，所述第一回流管道的另一端通过所述第一回流入口被连通于所述第一回热器，所述第一换热连通管道的一端连通于所述第一回热器的所述第一回流出口，所述第一换热连通管道的另一端连通于所述换热器；和
7、精脱氧构件，所述精脱氧构件包括精脱氧塔、至少一第二回热器、至少一第二连通管道、至少一第二回流管道和至少一第二前置连通管道，所述精脱氧塔具有精脱氧入口和精脱氧出口，所述第二回热器具有第二污气入口、第二污气出口、第二回流入口和第二回流出口，所述第一后置连通管道的另一端通过所述第二污气入口被连通于所述第二回热器，所述第二连通管道的一端通过所述第二污气出口被连通于所述第二回热器，所述第二连通管道的另一端通过所述精脱氧入口被连通于所述精脱氧塔，所述第二回流管道的一端通过所述精脱氧出口被连通于所述精脱氧塔，所述第二回流管道的另一端通过所述第二回流入口被连通于所述第二回热器，所述第二前置连通管道的一端通过所述第二回流出口被连通于所述第二回热器，所述第二前置连通管道的另一端连通于所述除尘干燥组件。
8、根据本专利技术的一实施例，所述惰性气体纯化的处理系统还包括控制阀组，所述控制阀组包括多个气体流量阀，其中两个所述气体流量阀分别被可控制气体流量地设置于所述第一氢气进气管道和所述第二氢气进气管道，所述污气进气构件还包括污气测氧控制器，所述污气测氧控制器被可测量通入所述污气进气管道的污气含氧量地设置于所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，其中所述惰性气体纯化的处理系统包括：
2.根据权利要求1所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述惰性气体纯化的处理系统还包括控制阀组，所述控制阀组包括多个气体流量阀，其中两个所述气体流量阀分别被可控制气体流量地设置于所述第一氢气进气管道和所述第二氢气进气管道，所述污气进气构件还包括污气测氧控制器，所述污气测氧控制器被可测量通入所述污气进气管道的污气含氧量地设置于所述污气进气管道，通过所述污气测氧控制器可控制所述第一氢气进气管道通入所述污气进气管道的氢气量地电性连接于位于所述第一氢气进气管道的所述气体流量阀。
3.根据权利要求2所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述粗脱氧构件还包括粗脱测氧控制器，所述粗脱测氧控制器被设置于所述第一换热连通管道，所述粗脱测氧控制器用以测量第一次催化反应后的污气的含氧量，所述粗脱测氧控制器可控制所述第二氢气进气管道通入所述第一后置连通管道的氢气量地电性连接于位于所述第二氢气进气管道的所述气体流量阀。
4.根据权利要求3所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述换热器
5.根据权利要求4所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述精脱氧构件还包括精脱测氢控制器，所述精脱测氢控制器被设置于所述第二前置连通管道，且所述精脱测氢控制器被可控制所述第二氢气进气管道内氢气流量地电性连接于位于所述第二氢气进气管道的所述气体流量阀。
6.根据权利要求5所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述控制阀组还包括多个连通阀，所述连通阀用于控制气体在管道中的流通，所述冷凝组件还包括第二冷凝构件，所述第二冷凝构件包括至少一第二后置连通管道、至少一第二预冷机、至少一第二跨接管和至少一第二测温控制器，所述第二前置连通管道的一端通过所述第二回流出口被连通于所述第二回热器，所述第二前置连通管道的另一端被连通于所述第二预冷机，所述第二后置连通管道的一端被连通于所述第二预冷机，所述第二后置连通管道的另一端被连接于所述除尘干燥组件，所述第二跨接管的一端被可连通地设置于所述第二前置连通管道，所述第二跨接管的另一端被可连通地设置于所述第二后置连通管道，其中三个所述连通阀被可控制气体流通状态地分别设置于所述第二前置连通管道、所述第二后置连通管道和所述第二跨接管并被电性连接于所述第二测温控制器，所述第二测温控制器被设置于所述第二前置连通管道，所述第二测温控制器用于测量所述第二前置连通管道内第二次催化反应后的污气的温度，所述第二测温控制器通过电信号控制三个分别位于所述第二前置连通管道、所述第二后置连通管道和所述第二跨接管的所述连通阀。
7.根据权利要求6所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述第一冷凝构件还包括至少一第一跨接管和至少一第一测温控制器，所述第一跨接管的一端被连通于所述第一前置连通管道，所述第一跨接管的另一端被连通于所述第一后置连通管道，所述第一测温控制器被设置于所述第一前置连通管道，所述第一测温控制器用于测量所述第二前置连通管道内第二次催化反应后的污气的温度，所述第一测温控制器通过电信号控制三个分别位于所述第一前置连通管道、所述第一后置连通管道和所述第一跨接管的所述连通阀。
8.根据权利要求5所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述控制阀组还包括多个连通阀，所述除尘干燥组件包括至少两个干燥塔、与所述干燥塔数量对应的前置连接管、与所述前置连接管数量对应的后置连接管和至少一高纯度无氧气体出气管，所述前置连接管和所述后置连接管均被设置有所述连通阀，所述干燥塔形成有连通于所述前置连接管的一端的下部气口和连通于所述后置连接管的一端的上部气口，所述前置连接管的另一端被连通于所述第二前置连通管道，所述后置连接管的另一端被连通于所述高纯度无氧气体出气管的一端，所述高纯度无氧气体出气管的另一端形成有用于排出高纯度的无氧惰性气体的出气口。
9.根据权利要求8所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述惰性气体纯化的处理系统还包括返流组件，所述返流组件包括返流管和返流加热器，所述返流加热器被可加热所述返流管内气体地设置于所述返流管，所述返流管具有用于通入再生气体的返流进气口，所述...
【技术特征摘要】
1.惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，其中所述惰性气体纯化的处理系统包括：
2.根据权利要求1所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述惰性气体纯化的处理系统还包括控制阀组，所述控制阀组包括多个气体流量阀，其中两个所述气体流量阀分别被可控制气体流量地设置于所述第一氢气进气管道和所述第二氢气进气管道，所述污气进气构件还包括污气测氧控制器，所述污气测氧控制器被可测量通入所述污气进气管道的污气含氧量地设置于所述污气进气管道，通过所述污气测氧控制器可控制所述第一氢气进气管道通入所述污气进气管道的氢气量地电性连接于位于所述第一氢气进气管道的所述气体流量阀。
3.根据权利要求2所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述粗脱氧构件还包括粗脱测氧控制器，所述粗脱测氧控制器被设置于所述第一换热连通管道，所述粗脱测氧控制器用以测量第一次催化反应后的污气的含氧量，所述粗脱测氧控制器可控制所述第二氢气进气管道通入所述第一后置连通管道的氢气量地电性连接于位于所述第二氢气进气管道的所述气体流量阀。
4.根据权利要求3所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述换热器包括换热管和冷却管，所述换热管具有连通于所述第一换热连通管道另一端部的用于第一次催化反应后的污气进入的换热进口、与所述换热进口连通并用于第一次催化反应后的污气换热降温的换热腔和与所述换热腔连通并用于流出第一次催化反应后的污气的换热出口，所述第一前置连通管道的一端通过所述换热出口被连通于所述换热器的所述换热管，所述冷却管被以圆周方向环绕设置于所述换热管，所述冷却管具有用于流入冷却液的冷却液进口和用于流出冷却液的冷却液出口。
5.根据权利要求4所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述精脱氧构件还包括精脱测氢控制器，所述精脱测氢控制器被设置于所述第二前置连通管道，且所述精脱测氢控制器被可控制所述第二氢气进气管道内氢气流量地电性连接于位于所述第二氢气进气管道的所述气体流量阀。
6.根据权利要求5所述惰性气体纯化的处理系统，其特征在于，所述控制阀组还包括多个连通阀，所述连通阀用于控制气体在管道中的流通，所述冷凝组件还包括第二冷凝构件，所述第二冷凝构件包括至少一第二后置连通管道、至少一第二预冷机、至少一第二跨接管和至少一第二测温控制器，所述第二前置连通管道的一端通过所述第二回流出口被连通于所述第二回热器，所述第二前置连通管道的另一端被连通于所述第二预冷机，所述第二后置连通管道的一端被连通于所述第二预冷机，所述第二后置连通管道的另一端被连接于所述除尘干燥组件，所述第二跨接管的一端被可连通地设置于所述第二前置连通管道，所述第二跨接管的另一端被可连通地设置于所述第二后置连通管道，其中三个所述连通阀被可控制气体流通状态地分别设置于所述第二...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐勤友，
申请(专利权)人：上海联风气体有限公司，
类型：发明
国别省市：
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