[实用新型]冷却装置和四氯化硅氢化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及冷却技术领域，特别是涉及一种冷却装置和四氯化硅氢化系统。

背景技术

目前国内的多晶硅生产企业所采用的主流工艺技术是改良西门子法。改良西门子法在生产多晶硅的过程中，每生产1吨多晶硅将有14-20吨的副产物四氯化硅生成，以目前太阳能级多晶硅的成本和利润来看，四氯化硅必须要得到较为经济的利用，多晶硅生产企业在市场上才有竞争力。同时四氯化硅作为危化品，化学性质较为活泼，有较强的毒性和危险性，故需要成熟的控制工艺技术，以将其安全转化为三氯氢硅。四氯化硅高温氢化技术是目前多晶硅企业普遍采用的四氯化硅处理方式，通过该技术将四氯化硅这一副产物还原为多晶硅的原料三氯氢硅，从而在成本上实现较大幅度的突破降低。

四氯化硅高温氢化是目前主流的四氯化硅利用方式，该技术要求较高的反应温度，以提高四氯化硅转化为三氯氢硅的效率。四氯化硅高温氢化的化学反应式为：SiCl₄+H₄——SiHCl₄+HCl，四氯化硅转化为三氯氢硅的反应为可逆反应，为了保证上述的反应能够朝正方向进行，要求上述反应的温度在50ms内内由约1200℃降低至300℃以内。

这一降温要求对冷却装置的要求较高。目前，企业大多采用普通的不锈钢列管换热器，冷却介质使用7℃水/乙二醇来降温，这就要求反应气体在有较高流速的同时，对换热器的列管长度要求较长，以保证足够的换热面积。其中，如图1所示，不锈钢列管换热器包括水夹套，水夹套包括内筒201和外筒202，外筒202套设在内筒201上，内筒201和外筒202的两端通过连接头封堵，内筒201和外筒202之间形成循环水通道，该循环水通道具有循环水入口203和循环水出口204。具体在实施时，冷却水从循环水入口203进入循环水通道内，并从循环水出口204流出，反应气体从内筒201的内腔穿过，反应气体与内筒201的内壁接触，以进行热交换，从而实现降温的目的。

在实现上述技术方案的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下缺陷：以普通的不锈钢列管做为换热器，以7℃水/乙二醇做为冷却介质的冷却方法，由于换热器为单层换热，其换热效率较低，不能在较短的时间内实现快速降温，容易造成换热失败。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种冷却装置和四氯化硅氢化系统，主要目的在于提高冷却装置的冷却效率，使四氯化硅氢化系统的反应气体能够在较短的时间内快速降温。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

一方面，本实用新型的实施例提供一种冷却装置，包括：

第一水夹套；

第二水夹套，套设在所述第一水夹套内，所述第二水夹套的外壁与所述第一水夹套的内壁之间形成两端具有开口的过流通道。

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。

前述的冷却装置，其中，

所述第一水夹套包括第一子水夹套和第二子水夹套，所述第一子水夹套的一端与所述第二子水夹套的一端连接；

所述第二水夹套套设在所述第一子水夹套内，且伸入所述第二子水夹套内；

所述第二水夹套的伸入所述第二子水夹套内的一端为封闭端；

所述第二水夹套的外壁与所述第一子水夹套的内壁和所述第二子水夹套的内壁之间共同形成所述的过流通道。

前述的冷却装置，其中，

所述第二子水夹套包括水夹套水平部和水夹套竖直部；所述水夹套水平部的一端与所述水夹套竖直部的一端连接；

所述第一子水夹套的一端与所述水夹套水平部的另一端连接；

所述第二水夹套伸入所述水夹套水平部内；

所述第二水夹套的外壁与所述第一子水夹套的内壁和所述水夹套水平部的内壁之间共同形成所述的过流通道。

前述的冷却装置，其中，

所述第一子水夹套的一端与所述水夹套水平部的另一端通过法兰连接，且相连接的两个法兰之间夹设有聚四氟乙烯垫片。

前述的冷却装置，其中，

所述水夹套竖直部的水循环通道的底部设有泄流口。

前述的冷却装置，其中，

所述第一水夹套和所述第二水夹套均由316L不锈钢材质制成。

另一方面，本实用新型的实施例还提供一种四氯化硅氢化系统，包括：

冷却装置，所述冷却装置为上述任一种所述的冷却装置；