還原爐余熱回收利用的換熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及多晶硅制備的技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種還原爐余熱回收利用的換熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]多晶硅是一種超高純材料，用于集成電路、電子器件和太陽能電池領(lǐng)域。目前國內(nèi)多晶硅的主要生產(chǎn)方法是改良西門子法，主要包括三氯氫硅合成、精餾提純、三氯氫硅氫氣還原、尾氣干法回收、四氯化硅氫化等工序。
[0003]改良西門子法的高純氫氣還原工序生產(chǎn)多晶硅過程中，包括三氯氫硅與氫氣的反應(yīng)原料在還原爐內(nèi)約1050°C高溫下通過化學(xué)氣相沉積生成高純度多晶硅。與高溫硅棒有直接輻射熱傳遞的還原爐爐筒和底盤需要通入冷卻介質(zhì)，以防止其被持續(xù)的高溫?zé)釗p傷。傳統(tǒng)的還原爐換熱方法為用高溫水(或?qū)嵊?冷卻還原爐的爐筒和底盤，然后高溫水(或?qū)嵊?再用循環(huán)水或風(fēng)機進行冷卻，這樣雖達到了冷卻還原爐的效果，但同時從還原爐帶出的熱量也被浪費掉。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的主要目的在于提供一種還原爐余熱回收利用的換熱系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中還原爐在換熱工序中熱量浪費的問題。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種還原爐余熱回收利用的換熱系統(tǒng)，換熱系統(tǒng)包括:還原爐，設(shè)置有第一換熱通道；原料單元，用于向還原爐提供反應(yīng)原料，且原料單元中設(shè)置有第二換熱通道；換熱單元，換熱單元的入口連接于第一換熱通道的出口，且換熱單元的出口連接于第一換熱通道的入口 ；換熱單元和第二換熱通道之間設(shè)置有連接管道。
[0006]進一步地，還原爐包括還原爐爐筒和還原爐底盤，第一換熱通道設(shè)置于還原爐爐筒中，還原爐底盤中設(shè)置有第三換熱通道，第三換熱通道的入口與第三換熱通道的出口均連接于第一換熱通道的入口。
[0007]進一步地，換熱系統(tǒng)還包括排熱單元，排熱單元通過排熱管道與換熱單元的出口和第一換熱通道的入口之間的管道連接。
[0008]進一步地，換熱單元和排熱單元均包括至少一個換熱器。
[0009]進一步地，換熱系統(tǒng)還包括補熱單元，補熱單元通過補熱管道與連接管道連接。
[0010]進一步地，補熱單元包括一個定壓補熱罐。
[0011]進一步地，補熱單元包括多個定壓補熱罐和與各定壓補熱罐--連接的多個補熱管道。
[0012]進一步地，排熱管道上設(shè)置有第一閥門。
[0013]進一步地，補熱管道上設(shè)置有第二閥門。
[0014]進一步地，還原爐用于將反應(yīng)原料反應(yīng)形成多晶硅，原料單元包括提純塔再沸器和還原爐供料揮發(fā)器。
[0015]應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，本實用新型提供了一種還原爐余熱回收利用的換熱系統(tǒng)，該換熱系統(tǒng)包括設(shè)置有第一換熱通道的還原爐、設(shè)置有第二換熱通道的原料單元和換熱單元，由于換熱單元的入口連接于第一換熱通道的出口，且換熱單元的出口連接于第一換熱通道的入口，且換熱單元和第二換熱通道之間設(shè)置有連接管道，從而通過換熱單元，將還原爐中的富余的熱量轉(zhuǎn)移至原料單元，從而大幅降低原料單元的采熱成本，實現(xiàn)了對還原爐余熱回收再利用。
【附圖說明】
[0016]構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0017]圖1示出了本實用新型實施方式所提供的還原爐余熱回收利用的換熱系統(tǒng)的示意圖。
【具體實施方式】
[0018]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。
[0019]需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述【具體實施方式】，而非意圖限制根據(jù)本實用新型的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0020]為了便于描述，在這里可以使用空間相對術(shù)語，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特征的空間位置關(guān)系。應(yīng)當(dāng)理解的是，空間相對術(shù)語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附圖中的器件被倒置，則描述為“在其他器件或構(gòu)造上方”或“在其他器件或構(gòu)造之上”的器件之后將被定位為“在其他器件或構(gòu)造下方”或“在其他器件或構(gòu)造之下”。因而，示例性術(shù)語“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其他方位)，并且對這里所使用的空間相對描述做出相應(yīng)解釋。
[0021]正如【背景技術(shù)】中所介紹的，傳統(tǒng)的還原爐換熱方法為用水(或?qū)嵊?冷卻還原爐的爐筒和底盤，然后水(或?qū)嵊?再用循環(huán)水或風(fēng)機進行冷卻，這樣雖達到了冷卻還原爐的效果，但同時從還原爐帶出的熱量也被浪費掉。本實用新型針對上述問題進行研究，提出了一種還原爐余熱回收利用的換熱系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示，該換熱系統(tǒng)包括:還原爐10，設(shè)置有第一換熱通道；原料單元20，用于向還原爐10的爐體提供反應(yīng)原料，且原料單元20中設(shè)置有第二換熱通道；換熱單元30，所換熱單元30的入口連接于第一換熱通道的出口，且換熱單元30的出口連接于第一換熱通道的入口 ；換熱單元30和第二換熱通道之間設(shè)置有連接管道。
[0022]上述換熱系統(tǒng)中由于換熱單元的入口連接于第一換熱通道的出口，且換熱單元的出口連接于第一換熱通道的入口，且換熱單元和第二換熱通道之間設(shè)置有連接管道，從而通過換熱單元，將還原爐中的富余熱量轉(zhuǎn)移至原料單元，從而大幅降低原料單元的采熱成本，實現(xiàn)了對還原爐中余熱的回收再利用。
[0023]在本實用新型上述換熱系統(tǒng)中，還原爐10的結(jié)構(gòu)可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行設(shè)定。優(yōu)選地，還原爐10可以包括還原爐爐筒110和還原爐底盤120，第一換熱通道設(shè)置于還原爐爐筒110中，還原爐底盤120中設(shè)置有第三換熱通道，第三換熱通道的入口與第三換熱通道的出口均連接于第一換熱通道的入口。設(shè)置于還原爐爐筒110中的第一換熱通道通過換熱介質(zhì)將還原爐10中多余的熱量傳遞到換熱單元30中，并通過換熱單元30將熱量轉(zhuǎn)移到原料單元20中的第二換熱通道；另一方面，還原爐底盤120輻射熱量相對小，通入換熱介質(zhì)后升溫較小甚至溫度無變化，若混入爐筒出口的換熱介質(zhì)，將會降低爐筒出口換熱介質(zhì)的熱品質(zhì)，從而影響換熱介質(zhì)將熱量轉(zhuǎn)移至原料單元20，而本實用新型中還原爐底盤120具有上述連接關(guān)系，從而第三換熱通道中的換熱介質(zhì)不將還原爐底盤120的少量且不穩(wěn)定的熱量單獨采出，而是與還原爐爐筒110入口的換熱介質(zhì)混合后一起輸送至還原爐10，即保證了還原爐爐