還原爐熱能綜合利用系統的製作方法

2023-05-16 00:25:41 1

專利名稱：還原爐熱能綜合利用系統的製作方法
技術領域：
還原爐熱能綜合利用系統技術領域[0001]本實用新型涉及多晶矽生產過程中對還原爐的熱能處理技術，特別是一種還原 爐熱能綜合利用系統。
背景技術：
[0002]多晶矽還原爐生產是一項高耗能的生產工藝。它體現在多晶矽沉積溫度較高， 大約1100°c，而還原爐耐熱溫度為200°C，因此這兩個溫度存在矛盾，就需要不斷的利 用水冷或者油冷的方式將還原爐的溫度轉移，以免造成爐筒壁及底盤的熱損壞。矽棒產 生的熱量通過輻射傳熱到爐筒壁，這部分餘熱量佔總功率的比例很大，超過50%以上。[0003]對現有還原爐生產，如果對熱能不加以回收利用對產品綜合能耗來說，是很浪 費熱能資源的，而且也是很不經濟的。但是冷卻水溫度即使是經過換熱後仍然只有110°c 左右，熱品位較低不能直接利用作為有效的熱源。因此該部分冷卻水往往通過換熱器進 行冷卻後循環利用，這樣從還原爐吸收的熱量完全損失。[0004]傳統的熱能回收方式擬採用將還原爐回水溫度升高，直接送入閃蒸罐閃蒸，產 生的蒸汽可以進行利用。但是，這種方式帶來的技術問題是冷卻水的操作溫度和壓力 要求比較高，直接閃蒸對水系統造成的波動較大。因此這種方式不利於長期穩定的開爐 運行作業。實用新型內容[0005]本實用新型為解決上述技術問題提供了還原爐熱能綜合利用系統，採用雙效溴 化鋰機組制熱原理，提高熱量品位，通過閃蒸以蒸汽的方式回收還原爐放熱能量。[0006]本實用新型的技術方案如下[0007]還原爐熱能綜合利用系統，包括依次連接的還原爐、爐體冷卻水槽、爐體冷卻 水泵、水冷器，水冷器又連接至還原爐形成水冷迴路，還原爐和爐體冷卻水槽之間設置 有閥門，其特徵在於還原爐和爐體冷卻水槽之間還設置有一條熱能回收支路，該熱能 回收支路設置有雙效溴化鋰機組，雙效溴化鋰機組的餘熱進水管連接在雙效溴化鋰機組 的蒸發器和還原爐的餘熱出水處之間，雙效溴化鋰機組的餘熱出水管連接在雙效溴化鋰 機組的發生器和爐體冷卻水槽之間；[0008]雙效溴化鋰機組的吸收器的出水管經過閃蒸槽、熱媒水泵和吸收器的進水管連 接形成迴路；[0009]雙效溴化鋰機組的冷凝器的出水管經過冷卻塔、循環水泵和冷凝器的進水管連 接形成迴路。[0010]所述閃蒸槽頂部的出汽管經過再沸器連接至閃蒸罐下部的進水口。[0011]本系統的原理如下[0012]還原爐中，85°C的冷卻水由爐體冷卻水泵打入還原爐夾套，109°C回水進入爐體 水罐，經過板式換熱器冷卻到85°C進行循環。[0013]增設的雙效溴化鋰(熱能回收)機組的工作原理[0014]利用水在高真空狀態下低沸點沸騰的原理及溴化鋰濃溶液(位於機組內部作為 換熱換熱介質)具有強吸水性的原理來製取生產用熱的設備。該設備可以利用較低的爐 體水出水加熱溫度更高的過熱水，達到提升過熱水溫度的作用。[0015]雙效溴化鋰(熱能回收)機組主要設備包括發生器、冷凝器、蒸發器、吸收器和 熱交換器，還包括輔助部件屏蔽泵、真空泵和抽氣裝置等；在蒸發器內利用109°C過熱 水加熱溴化鋰稀溶液，加熱過程中產生的水蒸汽在吸收器內被濃溴化鋰溶液吸收放熱加 熱130°C過熱水，吸收水蒸汽後的溴化鋰稀溶液在發生器內經過蒸發變成濃溶液，經過屏 蔽泵打入吸收器進行噴淋，產生的蒸汽在冷凝器中由32°C循環水冷卻後變成冷劑水參與 循環。[0016]閃蒸罐作為熱能回收能量的產出設備，將吸收廢熱的水通過閃蒸方式變為蒸汽 產出，產出蒸汽所消耗的水量通過冷凝回水補充。[0017]爐體水回水分為三路，一路進入7°C水系統作為熱源，返回爐體水罐；一路進 入熱能回收機組作為加熱130°C水的熱源，再返回爐體水罐，還有一路直接回到爐體水 罐。這三路水的流量通過調節閥分程調節維持回水總管壓力平穩。[0018]通過雙效溴化鋰機組利用109°C的爐體回水加熱130°C的過熱水到145°C，整個 循環過程將109°C的水冷卻到85°C，由離心泵打入還原爐對夾套進行冷卻。145°C的熱水 通過離心泵打入閃蒸罐進行減壓閃蒸，獲得0.2MRI的蒸汽後併入蒸汽管網。[0019]本實用新型的技術效果如下[0020]本系統不僅實現了爐體水的降溫處理，循環利用，同時還實現了每小時額外1. 蒸汽的產出。


[0021]圖1為本實用新型的結構示意圖[0022]其中附圖標記為1-還原爐；2-爐體冷卻水槽；3-爐體冷卻水泵；4-水冷 器；5-雙效溴化鋰機組；6-蒸發器；7-發生器；8-吸收器；9-冷凝器；10-閃蒸槽； 11-熱媒水泵；12-再沸器；13-冷卻塔；14-循環水泵。
具體實施方式
[0023]如圖1所示，還原爐熱能綜合利用系統，包括依次連接的還原爐1、爐體冷卻水 槽2、爐體冷卻水泵3、水冷器4，水冷器4又連接至還原爐1形成水冷迴路，還原爐1和 爐體冷卻水槽2之間設置有閥門，還原爐1和爐體冷卻水槽2之間還設置有一條熱能回收 支路，該熱能回收支路設置有雙效溴化鋰機組5，雙效溴化鋰機組5的餘熱進水管連接在 雙效溴化鋰機組5的蒸發器6和還原爐1的餘熱出水處之間，雙效溴化鋰機組5的餘熱出 水管連接在雙效溴化鋰機組5的發生器7和爐體冷卻水槽2之間；[0024]雙效溴化鋰機組5的吸收器8的出水管經過閃蒸槽10、熱媒水泵11和吸收器8 的進水管連接形成迴路；[0025]雙效溴化鋰機組5的冷凝器9的出水管經過冷卻塔13、循環水泵14和冷凝器9 的進水管連接形成迴路。[0026]所述閃蒸槽10頂部的出汽管經過再沸器12連接至閃蒸罐下部的進水口。[0027]本系統的原理如下[0028]還原爐1中，85°C的冷卻水由爐體冷卻水泵3打入還原爐1夾套，109°C回水進 入爐體水罐，經過板式換熱器冷卻到85°C進行循環。[0029]增設的雙效溴化鋰(熱能回收)機組的工作原理[0030]利用水在高真空狀態下低沸點沸騰的原理及溴化鋰濃溶液(位於機組內部作為 換熱換熱介質)具有強吸水性的原理來製取生產用熱的設備。該設備可以利用較低的爐 體水出水加熱溫度更高的過熱水，達到提升過熱水溫度的作用。[0031]雙效溴化鋰(熱能回收)機組主要設備包括發生器7、冷凝器9、蒸發器6、吸 收器8和熱交換器，還包括輔助部件屏蔽泵、真空泵和抽氣裝置等；在蒸發器6內利用 109°C過熱水加熱溴化鋰稀溶液，加熱過程中產生的水蒸汽在吸收器8內被濃溴化鋰溶液 吸收放熱加熱130°C過熱水，吸收水蒸汽後的溴化鋰稀溶液在發生器7內經過蒸發變成濃 溶液，經過屏蔽泵打入吸收器8進行噴淋，產生的蒸汽在冷凝器9中由32°C循環水冷卻後 變成冷劑水參與循環。本系統的雙效溴化鋰機組5採用江蘇雙良空調設備股份有限公司 的XRII (109/85)-32/38-907 (130/145)，具體工作流程參見《熱能回收轉換系統安裝與 使用說明書》。[0032]閃蒸罐作為熱能回收能量的產出設備，將吸收廢熱的水通過閃蒸方式變為蒸汽 產出，產出蒸汽所消耗的水量通過冷凝回水補充。[0033]爐體水回水分為三路，一路進入7°C水系統作為熱源，返回爐體水罐；一路進 入熱能回收機組作為加熱130°C水的熱源，再返回爐體水罐，還有一路直接回到爐體水 罐。這三路水的流量通過調節閥分程調節維持回水總管壓力平穩。[0034]通過雙效溴化鋰機組5利用109°C的爐體回水加熱130°C的過熱水到145°C，整個 循環過程將109°C的水冷卻到85°C，由離心泵打入還原爐1對夾套進行冷卻。145°C的熱 水通過離心泵打入閃蒸罐進行減壓閃蒸，獲得0.2MRI的蒸汽後併入蒸汽管網。[0035]本實用新型的技術效果如下[0036]本系統不僅實現了爐體水的降溫處理，循環利用，同時還實現了每小時額外1. 蒸汽的產出。
權利要求1.還原爐熱能綜合利用系統，包括依次連接的還原爐(1)、爐體冷卻水槽(2)、爐體 冷卻水泵(3)、水冷器(4)，水冷器(4)又連接至還原爐(1)形成水冷迴路，還原爐(1) 和爐體冷卻水槽(2)之間設置有閥門，其特徵在於還原爐(1)和爐體冷卻水槽(2)之間 還設置有一條熱能回收支路，該熱能回收支路設置有雙效溴化鋰機組(5)，雙效溴化鋰機 組(5)的餘熱進水管連接在雙效溴化鋰機組(5)的蒸發器(6)和還原爐(1)的餘熱出水處 之間，雙效溴化鋰機組(5)的餘熱出水管連接在雙效溴化鋰機組(5)的發生器(7)和爐體 冷卻水槽⑵之間；雙效溴化鋰機組(5)的吸收器(8)的出水管經過閃蒸槽(10)、熱媒水泵(11)和吸收 器(8)的進水管連接形成迴路；雙效溴化鋰機組(5)的冷凝器(9)的出水管經過冷卻塔(13)、循環水泵(14)和冷凝 器(9)的進水管連接形成迴路。
2.根據權利要求1所述的還原爐熱能綜合利用系統，其特徵在於所述閃蒸槽(10) 頂部的出汽管經過再沸器(12)連接至閃蒸罐下部的進水口。
專利摘要本實用新型公開了還原爐熱能綜合利用系統，包括依次連接的還原爐、爐體冷卻水槽、爐體冷卻水泵、水冷器，水冷器又連接至還原爐形成水冷迴路，還原爐和爐體冷卻水槽之間設置有閥門，還原爐和爐體冷卻水槽之間還設置有一條熱能回收支路，該熱能回收支路設置有雙效溴化鋰機組，雙效溴化鋰機組又分別連接有閃蒸槽、冷卻塔；溴化鋰機組較低的爐體水出水加熱溫度更高的過熱水，達到提升過熱水溫度的作用；本系統不僅實現了爐體水的降溫處理，循環利用，同時還實現了每小時額外1.5t蒸汽的產出。
文檔編號F27D9/00GK201803601SQ201020297870
公開日2011年4月20日 申請日期2010年8月19日 優先權日2010年8月19日
發明者姜勇, 洪浩, 鍾翔, 閻冶智, 陳少華, 陳川 申請人:天威四川矽業有限責任公司