CN218250168U - 高效利用热能的氢化反应器系统 - Google Patents
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Abstract
一种高效利用热能的氢化反应器系统包括氢化反应器、多级换热器、急冷塔、四氯化硅汽化器、混合气蒸汽加热器、混合气电加热器，所述氢化反应器的顶部与多级换热器的管程的进气口通过管道连通，多级换热器的管程的出气口与急冷塔的进料口通过管道连通，四氯化硅汽化器的出气口与混合气蒸汽加热器的进气口连通，以对四氯化硅继续加热，混合气蒸汽加热器的出气口与多级换热器的壳程的进气口通过管道连通，多级换热器的壳程的出气口与混合气电加热器的进气口连通，混合气电加热器的出气口与氢化反应器的进料口连通。本实用新型的高效利用热能的氢化反应器系统通过多级换热器将生成物气体与反应物进行逐级换热，减少了生成物气体中的热量损耗。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种高效利用热能的氢化反应器系统。
背景技术
冷氢化工艺中，四氯化硅、氢气、硅粉、氯化氢等在氢化反应器中反应生成三氯氢硅，气态的生成物在进行冷凝分离和精馏提纯后，三氯氢硅经过还原生成多晶硅。氢化反应后，气态生成物含有大量的热量，在冷凝精馏过程中会造成热量的浪费。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种有效利用气态高效利用热能的氢化反应器系统。
一种高效利用热能的氢化反应器系统包括氢化反应器、多级换热器、急冷塔、四氯化硅汽化器、混合气蒸汽加热器、混合气电加热器，所述氢化反应器的顶部与多级换热器的管程的进气口通过管道连通，多级换热器的管程的出气口与急冷塔的进料口通过管道连通，四氯化硅汽化器的出气口与混合气蒸汽加热器的进气口连通，以对四氯化硅继续加热，混合气蒸汽加热器的出气口与多级换热器的壳程的进气口通过管道连通，多级换热器的壳程的出气口与混合气电加热器的进气口连通，混合气电加热器的出气口与氢化反应器的进料口连通。
优选的，所述多级换热器包括一级换热器、二级换热器、三级换热器、四级换热器，所述一级换热器的管程的进气口与氢化反应器的顶部通过管道连通，一级换热器的管程的出气口与二级换热器的管程的进气口连通，二级换热器的管程的出气口与三级换热器的进气口通过管道连通，三级换热器的出气口与四级换热器的进气口通过管道连通，四级换热器的出气口与急冷塔的进料口通过管道连通，以将换热降温后的三氯氢硅通入急冷塔进行降温。
优选的，所述四氯化硅汽化器的底部与急冷塔的中端通过管道连通，以将四氯化硅的残留物通入急冷塔中。
优选的，所述高效利用热能的氢化反应器系统还包括四氯化硅预热器、氢气预热器、静态混合器，所述四氯化硅预热器通入四氯化硅，氢气预热器通入氢气，所述四氯化硅预热器、氢气预热器的出料口与静态混合器的进料口通过管道连通，以将四氯化硅和氢气进行混合，静态混合器的出料口与四氯化硅汽化器的进料口通过管道连通，以将混合物进行汽化。
优选的，所述急冷塔还设有循环泵，循环泵的进液口与急冷塔的中端通过管道连通，循环泵的出液口与急冷塔的下端通过管道连通。
有益效果：本实用新型的高效利用热能的氢化反应器系统通过多级换热器将生成物气体与反应物进行逐级换热，减少了生成物气体中的热量损耗。同时，提高了生成物气体在急冷塔中的冷却效率，便于后续三氯氢硅的分离。
附图说明
图1为本实用新型的高效利用热能的氢化反应器系统的结构示意图。
图中：高效利用热能的氢化反应器系统10、氢化反应器20、多级换热器30、一级换热器301、二级换热器302、三级换热器303、四级换热器304、急冷塔40、循环泵401、四氯化硅汽化器50、混合气蒸汽加热器60、混合气电加热器70、四氯化硅预热器801、氢气预热器802、静态混合器803。
具体实施方式
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图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。
请参看图1，一种高效利用热能的氢化反应器20系统10包括氢化反应器20、多级换热器30、急冷塔40、四氯化硅汽化器50、混合气蒸汽加热器60、混合气电加热器70，所述氢化反应器20的顶部与多级换热器30的管程的进气口通过管道连通，多级换热器30的管程的出气口与急冷塔40的进料口通过管道连通，四氯化硅汽化器50的出气口与混合气蒸汽加热器60的进气口连通，以对四氯化硅继续加热，混合气蒸汽加热器60的出气口与多级换热器30的壳程的进气口通过管道连通，多级换热器30的壳程的出气口与混合气电加热器70的进气口连通，混合气电加热器70的出气口与氢化反应器20的进料口连通。
本实用新型的高效利用热能的氢化反应器20系统10在工作时，硅粉、氢气、四氯化硅、氯化氢先进入到氢化反应器20中在一定温度下发生反应，氢气、四氯化硅、氯化氢通过多级换热器30以及四氯化硅汽化器50、混合气蒸汽加热器60、混合气电加热器70进行多重加热，直至满足反应要求。反应后的生成物气体先通过多级换热器30进行降温，之后进入到急冷塔40中进一步降温，并对气体进行进化，除去气体中的杂质。多级换热器30在原料的加热中为中级加热装置，在充分利用生成物气体温度对反应物进行加热后，再进一步通过混合气电加热器70对反应物进行加热。多级换热器30作为中级换热器，在四氯化硅汽化器50、混合气蒸汽加热器60加热铺垫后，具有了较高温度，不会换热过多，使生成物气体温度下降过低，提前变为液态，从而在保证充分利用生成物热量的同时，减少对工艺过程的影响。
进一步的，所述多级换热器30包括一级换热器301、二级换热器302、三级换热器303、四级换热器304，所述一级换热器301的管程的进气口与氢化反应器20的顶部通过管道连通，一级换热器301的管程的出气口与二级换热器302的管程的进气口连通，二级换热器302的管程的出气口与三级换热器303的进气口通过管道连通，三级换热器303的出气口与四级换热器304的进气口通过管道连通，四级换热器304的出气口与急冷塔40的进料口通过管道连通，以将换热降温后的三氯氢硅通入急冷塔40进行降温。
通过对换热器的适当选型后，采用四级换热的方式，能够使生成物气体的温度平稳下降，并使反应原料的温度平稳上升，减少因温度快速变化引起的问题。同时，也能够更加充分的利用生成物气体中的热量。
进一步的，所述四氯化硅汽化器50的底部与急冷塔40的中端通过管道连通，以将四氯化硅的残留物通入急冷塔40中。
四氯化硅中含有微量的固相物质和高沸物等残留物，将会沉淀在四氯化硅汽化器50的底部，时间久了将会影响汽化器的使用，通过将四氯化硅汽化器50与急冷塔40进行连接，将残留物引入急冷塔40中，与急冷塔40底部的残留物一起处理，提高了处理效率。
进一步的，所述高效利用热能的氢化反应器20系统10还包括四氯化硅预热器801、氢气预热器802、静态混合器803，所述四氯化硅预热器801通入四氯化硅，氢气预热器802通入氢气，所述四氯化硅预热器801、氢气预热器802的出料口与静态混合器803的进料口通过管道连通，以将四氯化硅和氢气进行混合，静态混合器803的出料口与四氯化硅汽化器50的进料口通过管道连通，以将混合物进行汽化。
先对四氯化硅和氢气进行预热然后再混合，之后进入四氯化硅汽化器50中，如此有利于四氯化硅和氢气的均匀混合，后续与硅粉的反应将更稳定。
进一步的，所述急冷塔40还设有循环泵401，循环泵401的进液口与急冷塔40的中端通过管道连通，循环泵401的出液口与急冷塔40的下端通过管道连通。
以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种高效利用热能的氢化反应器系统，其特征在于：包括氢化反应器、多级换热器、急冷塔、四氯化硅汽化器、混合气蒸汽加热器、混合气电加热器，所述氢化反应器的顶部与多级换热器的管程的进气口通过管道连通，多级换热器的管程的出气口与急冷塔的进料口通过管道连通，四氯化硅汽化器的出气口与混合气蒸汽加热器的进气口连通，以对四氯化硅继续加热，混合气蒸汽加热器的出气口与多级换热器的壳程的进气口通过管道连通，多级换热器的壳程的出气口与混合气电加热器的进气口连通，混合气电加热器的出气口与氢化反应器的进料口连通。
2.如权利要求1所述的高效利用热能的氢化反应器系统，其特征在于：所述多级换热器包括一级换热器、二级换热器、三级换热器、四级换热器，所述一级换热器的管程的进气口与氢化反应器的顶部通过管道连通，一级换热器的管程的出气口与二级换热器的管程的进气口连通，二级换热器的管程的出气口与三级换热器的进气口通过管道连通，三级换热器的出气口与四级换热器的进气口通过管道连通，四级换热器的出气口与急冷塔的进料口通过管道连通，以将换热降温后的三氯氢硅通入急冷塔进行降温。
3.如权利要求1所述的高效利用热能的氢化反应器系统，其特征在于：所述四氯化硅汽化器的底部与急冷塔的中端通过管道连通，以将四氯化硅的残留物通入急冷塔中。
4.如权利要求1所述的高效利用热能的氢化反应器系统，其特征在于：所述高效利用热能的氢化反应器系统还包括四氯化硅预热器、氢气预热器、静态混合器，所述四氯化硅预热器通入四氯化硅，氢气预热器通入氢气，所述四氯化硅预热器、氢气预热器的出料口与静态混合器的进料口通过管道连通，以将四氯化硅和氢气进行混合，静态混合器的出料口与四氯化硅汽化器的进料口通过管道连通，以将混合物进行汽化。
5.如权利要求1所述的高效利用热能的氢化反应器系统，其特征在于：所述急冷塔还设有循环泵，循环泵的进液口与急冷塔的中端通过管道连通，循环泵的出液口与急冷塔的下端通过管道连通。
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| CN202222236322.9U Active CN218250168U (zh) | 2022-08-24 | 2022-08-24 | 高效利用热能的氢化反应器系统 |
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