CN220071183U - 氢气提纯系统泄漏预警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氢气提纯系统泄漏预警装置，涉及多晶硅生产技术领域，主要目的是在吸附塔管道泄漏量较小时，及时发现泄漏现象。本实用新型的主要技术方案为：尾气提纯泄漏预警装置，该装置包括：吸附塔和预警部；所述吸附塔包括相互隔开的第一空间和第二空间，所述第一空间内填充吸附剂，所述第二空间流过换热介质，所述第一空间的一端连接于进气管，所述第一空间的另一端连接于氢气总管；所述预警部包括露点仪、氮气管和回收管，所述露点仪设有进气口和出气口，所述进气口分别连接于所述氢气总管和所述氮气管，所述回收管的相对端分别连接于所述出气口和再生气缓冲罐，所述回收管的中段连接于放空管。

Description

氢气提纯系统泄漏预警装置

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种氢气提纯系统泄漏预警装置。

背景技术

在多晶硅生产中，还原炉沉积反应产生的尾气需要回收吸附塔进一步提纯出氢气，工艺过程中利用循环水对设备加热或者冷却来达到工艺所需要的高温或者低温条件，反复加热或者冷却，温差相差较大，极易造成水管泄漏，在节能的同时也带来了一些不可控的因素，比如水泄漏至吸附塔内，造成吸附塔出口产品氢气纯度下降，水分是带来不利影响的污染物，会导致产品质量差，管道腐蚀，低温结冰，过早磨损和设备故障，以及氯硅烷与水接触反应生成白色泡沫状物质。

而且，吸附塔管道容易腐蚀泄漏，泄漏量较小时发现漏点困难，在泄漏量较大时才能发现，对设备已经造成了无法挽回的影响，活性炭及吸附塔重新制作购买周期长，严重影响产品的生产效率，泄漏后严重影响氢气的产品质量，严重影响最终多晶硅质量，泄漏后的水容易与吸附剂中的氯硅烷反应产生白色泡沫状物质并放出大量的热，极其容易造成爆炸事故。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种氢气提纯系统泄漏预警装置，主要目的是在吸附塔管道泄漏量较小时，及时发现泄漏现象。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型提供了一种尾气提纯泄漏预警装置，该装置包括：吸附塔和预警部；

所述吸附塔包括相互隔开的第一空间和第二空间，所述第一空间内填充吸附剂，所述第二空间流过换热介质，所述第一空间的一端连接于进气管，所述第一空间的另一端连接于氢气总管；

所述预警部包括露点仪、氮气管和回收管，所述露点仪设有进气口和出气口，所述进气口分别连接于所述氢气总管和所述氮气管，所述回收管的相对端分别连接于所述出气口和再生气缓冲罐，所述回收管的中段连接于放空管。

本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

可选的，所述吸附塔包括依次并联的第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔。

可选的，还包括反吹部，所述反吹部包括反吹管和第一加热器，所述反吹管包括第一反吹管和第二反吹管，所述第一反吹管的相对端分别连接于所述氢气总管和所述第一加热器的进口，所述第二反吹管的一端连接于所述第一加热器的出口，另一端分别于所述第一吸附塔的第一空间另一端、所述第二吸附塔的第一空间另一端和所述第三吸附塔的第一空间另一端。

可选的，还包括冷却管，所述冷却管的一端连接于所述氢气总管，另一端分别连接于所述第一吸附塔的第一空间另一端、所述第二吸附塔的第一空间另一端和所述第三吸附塔的第一空间另一端。

可选的，包括取样管，所述取样管连接于所述氢气总管。

可选的，所述第一空间的一端依次连接于第一冷凝器和所述再生气缓冲罐。

借由上述技术方案，本实用新型至少具有下列优点：

在本装置运行的过程中，第二空间内的换热介质加热第一空间内的吸附剂，同时氢气中微量的氯硅烷和氯化氢被吸附剂吸附，洁净的氢气进入氢气总管。

启动露点仪时，先开启氮气管阀门，氮气通过进气口进入露点仪，通过放空管排出室外，从而置换露点仪中的空气；然后，关闭氢气总管阀门，关闭氮气管阀门，氢气置换露点仪中氮气后，打开回收管阀门，关闭放空管阀门。

如果吸附塔的不同空间之间存在较小泄漏点，第二空间中的少量介质水分随氢气进入氢气总管，然后小股氢气进入露点仪，通过露点仪预警吸附塔的泄漏量，同时，氢气再进入再生气缓冲罐和压缩机，避免氢气外排，利于氢气的回收利用。

使用本装置，在吸附塔去除氢气杂质的同时，及时发现吸附塔的泄漏现象，同时避免露点检测后氢气外排，减少氢气浪费。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种尾气提纯泄漏预警装置的结构示意图；

图2为图1中A部分的放大图。

说明书附图中的附图标记包括：吸附塔1、进气管2、氢气总管3、露点仪4、氮气管5、回收管6、再生气缓冲罐7、放空管8、第一吸附塔101、第二吸附塔102、第三吸附塔103、第一加热器9、第一反吹管10、第二反吹管11、冷却管12、取样管13、第一冷凝器14。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型的一个实施例提供的一种尾气提纯泄漏预警装置，其包括：吸附塔1和预警部；

所述吸附塔1包括相互隔开的第一空间和第二空间，所述第一空间内填充吸附剂，所述第二空间流过换热介质，所述第一空间的一端连接于进气管2，所述第一空间的另一端连接于氢气总管3；

所述预警部包括露点仪4、氮气管5和回收管6，所述露点仪4设有进气口和出气口，所述进气口分别连接于所述氢气总管3和所述氮气管5，所述回收管6的相对端分别连接于所述出气口和再生气缓冲罐7，所述回收管6的中段连接于放空管8。

一种尾气提纯泄漏预警装置的工作过程如下:

在本装置运行的过程中，第二空间内的换热介质加热第一空间内的吸附剂，同时氢气中微量的氯硅烷和氯化氢被吸附剂吸附，洁净的氢气进入氢气总管3。

启动露点仪4时，先开启氮气管5阀门，氮气通过进气口进入露点仪4，通过放空管8排出室外，从而置换露点仪4中的空气；然后，关闭氢气总管3阀门，关闭氮气管5阀门，氢气置换露点仪4中氮气后，打开回收管6阀门，关闭放空管8阀门。

如果吸附塔的不同空间之间存在较小泄漏点(列管管壁出现较小泄漏点)，第二空间中的少量介质水分随氢气进入氢气总管3，然后小股氢气进入露点仪4，通过露点仪4预警吸附塔的泄漏量，同时，氢气再依次进入再生气缓冲罐7和压缩机，避免氢气外排，利于氢气的回收利用。

在本实用新型的技术方案中，使用本装置，在吸附塔去除氢气杂质的同时，及时发现吸附塔的泄漏现象，同时避免露点检测后氢气外排，减少氢气浪费。

具体的，露点仪4的型号为PA600-WSEx。

具体的，解决吸附塔泄漏水量进行监控，避免对设备、氢气质量造成严重影响，早发现早解决问题，减小危险因素，增加设备运行安全性。

具体的，吸附塔1采用列管换热器形式，用于形成相互隔开的第一空间和第二空间。

在具体实施方式中，所述吸附塔包括依次并联的第一吸附塔101、第二吸附塔102和第三吸附塔103。

在本实施方式中，具体的，并联的第一吸附塔101、第二吸附塔102和第三吸附塔103交替进行吸附、再生和冷却，始终有一个吸附塔进行吸附，氢气总管3中始终存在持续流动的吸附后的洁净氢气，露点仪4能够持续检测氢气中的含水率，便于露点仪4时时检测吸附塔的泄漏量，及时预警，便于操作人员及时查找泄漏点，停止使用泄漏的吸附塔。

具体的，吸附塔的第二空间的两端分别连接于水冷却器和水加热器(水冷却器和水加热器并联)。在吸附塔吸附氢气中杂质的过程中，水冷却器处于启动状态，第二空间内的流动介质水处于低温状态，所以氢气总管3内的洁净氢气始终处于相对低温状态；在吸附塔再生反吹吸附剂的过程中，水加热器处于启动状态，第二空间内的流动介质处于高温状态；在再次吸附前冷却吸附塔中的吸附剂的过程中，水冷却器处于启动状态，第二空间内的流动介质处于低温状态。

在具体实施方式中，还包括反吹部，所述反吹部包括反吹管和第一加热器9，所述反吹管包括第一反吹管10和第二反吹管11，所述第一反吹管10的相对端分别连接于所述氢气总管3和所述第一加热器9的进口，所述第二反吹管11的一端连接于所述第一加热器9的出口，另一端分别于所述第一吸附塔101的第一空间另一端、所述第二吸附塔102的第一空间另一端和所述第三吸附塔103的第一空间另一端。

在本实施方式中，具体的，氢气总管3内的部分氢气通过第一反吹管10进入第一加热器9加热升温(满足吸附剂再生的温度条件)后，再通过第二反吹管11进入第一吸附塔101的第一空间、所述第二吸附塔102的第一空间或所述第三吸附塔103的第一空间，反吹其中的吸附剂，以使氯硅烷和氯化氢脱离吸附剂。

如图1和图2所示，在具体实施方式中，还包括冷却管12，所述冷却管12的一端连接于所述氢气总管3，另一端分别连接于所述第一吸附塔101的第一空间另一端、所述第二吸附塔102的第一空间另一端和所述第三吸附塔103的第一空间另一端。

在本实施方式中，具体的，因为在吸附塔吸附氢气中杂质的过程中，第二空间内的流动介质水处于低温状态，所以氢气总管3内的洁净氢气处于相对低温状态，氢气总管3中的低温氢气反向流入再生完毕后的吸附塔，降低吸附塔的温度至吸附要求温度。

如图1和图2所示，在具体实施方式中，包括取样管13，所述取样管13连接于所述氢气总管3。

在本实施方式中，具体的，露点仪4在线运行的同时，操作人员可以打开取样管13阀门，便于取样检测氢气总管3的氢气浓度。

如图1所示，在具体实施方式中，所述第一空间的一端依次连接于第一冷凝器14和所述再生气缓冲罐7。

在本实施方式中，具体的，在吸附塔的吸附剂再生、冷却过程中，洁净氢气反吹吸附塔的吸附剂，脱除的氯硅烷和氯化氢先进入第一冷凝器14降温，再进入再生气缓冲罐7，最终进入精馏系统分馏再利用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种氢气提纯系统泄漏预警装置，其特征在于，包括：

吸附塔，所述吸附塔包括相互隔开的第一空间和第二空间，所述第一空间内填充吸附剂，所述第二空间流过换热介质，所述第一空间的一端连接于进气管，所述第一空间的另一端连接于氢气总管；

预警部，所述预警部包括露点仪、氮气管和回收管，所述露点仪设有进气口和出气口，所述进气口分别连接于所述氢气总管和所述氮气管，所述回收管的相对端分别连接于所述出气口和再生气缓冲罐，所述回收管的中段连接于放空管。

2.根据权利要求1所述的氢气提纯系统泄漏预警装置，其特征在于，

所述吸附塔包括依次并联的第一吸附塔、第二吸附塔和第三吸附塔。

3.根据权利要求2所述的氢气提纯系统泄漏预警装置，其特征在于，

还包括反吹部，所述反吹部包括反吹管和第一加热器，所述反吹管包括第一反吹管和第二反吹管，所述第一反吹管的相对端分别连接于所述氢气总管和所述第一加热器的进口，所述第二反吹管的一端连接于所述第一加热器的出口，另一端分别于所述第一吸附塔的第一空间另一端、所述第二吸附塔的第一空间另一端和所述第三吸附塔的第一空间另一端。

4.根据权利要求2所述的氢气提纯系统泄漏预警装置，其特征在于，

还包括冷却管，所述冷却管的一端连接于所述氢气总管，另一端分别连接于所述第一吸附塔的第一空间另一端、所述第二吸附塔的第一空间另一端和所述第三吸附塔的第一空间另一端。

5.根据权利要求1或2所述的氢气提纯系统泄漏预警装置，其特征在于，

包括取样管，所述取样管连接于所述氢气总管。

6.根据权利要求1或2所述的氢气提纯系统泄漏预警装置，其特征在于，

所述第一空间的一端依次连接于第一冷凝器和所述再生气缓冲罐。