[发明专利]一种内回流精馏装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种精馏设备，特别涉及一种内回流式精馏设备。

背景技术

精馏设备指的是精馏操作所用的设备，主要包括精馏塔、冷凝器及再沸器。

精馏设备通常包括内回流和外回流两种形式，其中，内回流是指物料不离开塔顶，在塔顶冷凝后直接回流到蒸馏塔内。在高纯电子级多晶硅生产、尤其是三氯氢硅提纯的领域中，广泛采用这种内回流式精馏塔。

但是，由于精馏塔内部汽液交换剧烈，加之环境中气流的影响，精馏塔易发生左右偏摆；同时，由于精馏塔开停塔的温差波动较大，热胀冷缩现象明显，若在精馏塔的塔柱和固定在框架上的冷凝器之间采用单根刚性管道直接相连，连接处的应力较大、极易损坏设备。

请参阅图1，现有的结构是在精馏塔的塔柱和冷凝器之间设置波纹管补偿器。由于波纹管补偿器具有多个横向波纹的圆柱形薄壁折皱壳体，可实现小幅的伸缩，以抵消塔柱自身的热胀冷缩的影响。同时，波纹管补偿器还能向四周小幅的弯曲，以抵消在生产过程中，塔内部剧烈的汽液交换以及环境中气流在各方向的影响。

但采用上述结构，仍然存在以下不足之处：波纹管补偿器的耐久性差、使用寿命短；经多次弯曲之后，壳体很容易发生破裂，导致泄漏，引发安全事故。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术的上述不足，提供一种使用寿命长、耐久性好的内回流精馏装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

一种内回流精馏装置，包括精馏塔和冷凝器，所述冷凝器设于精馏塔的上方，所述精馏塔与冷凝器之间设置有连接管路，所述连接管路包括斜向连接管路，所述斜向连接管路的延伸方向倾斜于竖直方向。

采用这样的结构，利用刚性和强度更高的管路连接精馏塔与冷凝器，克服了采用波纹管补偿器耐久性差、使用寿命短的缺陷；

同时，由于连接管路中的斜向连接管路沿斜于竖直方向延伸，具有类似于弹簧的形状，使其具有一定韧性，当塔柱热胀冷缩、或内力及外力作用下发生摆动时，通过连接管路的伸缩形变及弹性，抵消了应力，从而避免了设备的损坏，提高了装置的使用寿命和耐久性。

斜向连接管路的延伸方向，是斜向连接管路中管道的轴向、亦或是物料在斜向连接管路中运行的大致路径。

优选的，所述斜向连接管路为螺旋管或蛇形管。此处的螺旋管为延伸方向呈螺旋状的管路。具有受力良好、使用寿命长的有益效果；蛇形管为延伸方向迂回盘旋的管路。具有受力良好、使用寿命长的有益效果。

优选的，所述斜向连接管路的延伸方向呈折线形。

优选的，所述斜向连接管路包括若干个连接管和弯头，所述相邻两个连接管通过弯头连接。斜向连接管路由连接管和弯头依次组装而成；采用这样的结构，可根据精馏塔高度以及当地气流变化的情况，调整斜向连接管路的数量及角度，使用尽量多的连接管所具有的更大的韧性抵消大部分外力。

同时，由于弯头及连接管均根据精馏塔工作压力等级选定，壁厚均远远大于波纹管补偿器，因此，即使在多次伸长、压缩或弯曲的情况下也不易破漏,防止安全事故的发生，保证了精馏塔的长久运行，使生产过程更加稳定。

优选的，所述斜向连接管路中的若干连接管首尾相连，所述斜向连接管路在水平面的投影呈多边形状。

需要说明的是，此处斜向连接管路在水平面的投影由若干连接管、及用以组装连接管的弯头一起投影至水平面内形成；

斜向连接管路在水平面的投影大致呈多边形状，并不仅局限于斜向连接管路在水平面的投影密闭构成密封的多边形，亦包括斜向连接管路在水平面的投影非密闭、或其余变异、但趋近于多边形的结构；采用这样的结构，斜向连接管路具有较高的结构稳定性。同时，连接管和弯头围成的多边形状，具有较强的弯曲度，能很好的消除精馏塔的纵向上热胀冷缩以及横向上的摆动。

优选的，所述斜向连接管路中的连接管依次首尾相连，所述斜向连接管路在水平面的投影呈三角形。采用这样的结构，具有较强的弯曲度和结构稳定性，能很好的消除精馏塔的纵向上热胀冷缩以及横向上的摆动。

优选的，所述连接管均为直管。

需要说明的是，连接管的管道自身不必完全具有伸缩，而是利用连接管组成一个类似于弹簧的结构，通过这样的结构，使之具备一定伸缩性。

优选的，所述斜向连接管路包括四个依次首尾相连的连接管，所述弯头均为90°弯头，所述斜向连接管路在水平面的投影呈矩形；采用这样的结构，斜向连接管路具有较高的结构稳定性。同时，连接管和弯头围成的四边形具有较强的弯曲度，能很好的消除精馏塔的纵向上热胀冷缩以及横向上的摆动。