多晶硅生产用换热器设计文献综述
2020-06-14 16:31:00
文 献 综 述
1.国内外双管板换热器应用现状
随着社会经济的快速发展,为了实现节能减排目标,新能源产业不断兴起。其中对太阳能开发和利用已成为必然趋势。而作为光伏产业的重要原材料-多晶硅,能够有效缓解能源枯竭与环境保护的双重压力,符合”低碳”要求。这也导致了多晶硅的需求量急剧增加。
多晶硅的生产技术主要为西门子法、硅烷法和冶金法。 国内外工作者对西门子法生产多晶硅的研究较多,例如: 冉讳等人用作为放电气体产生等离子体,同时也作为、的还原剂在一个30kw等离子体反应器中进行反应;汪光裕等人研究了四氯化硅在西门子法多晶硅生产流程内部的循环利用;外国的如美国M. M.Dahl等人研究了多晶硅在流化床中的微观结构和颗粒生长;日本Tokuyama公司研发的气液沉积法(VLD法)。从国内外对多晶硅的研究情况来看,硅烷法将会是多晶硅发展的主要趋势。
而作为硅烷法制备多晶硅生产工艺中的重要设备-换热器,其结构设计也成为热门话题。对于硅烷法制备多晶硅,由于多晶硅生产其工艺介质的特殊性,管程、壳程的介质不允许渗漏互混和泄漏,因此换热器应考虑双管板结构。
本文即研究双管板 重叠式换热器设计。在保证换热效率的基础上使得结构更加紧凑。
双管板换热器属于管壳式换热器的一种,即在换热器的内部设有两块有一定间隙的两块管板。随着科技的进步,越来越高效的双管板换热器不断被开发研究出来,从根本上提高了能源的利用效率,给生产、生活带来了巨大的收益。而在多晶硅生产过程中物料与水反应生成HCl会引起对材料的腐蚀和对管道产生堵塞,影响了多晶硅的品质。因此,合理的换热器结构设计和制造方法就显得尤为重要。
国内外生产换热器的厂家比较多,相关的设计技术也比较成熟。现有的换热器大多应用于石油化工、电力、轻工,冶金等行业,并且大多为单管板换热器。双管板换热器目前应用于易燃易爆和有毒介质的场合。目前,能够符合行业要求的双管板换热器的生产还比较少。一些石油化工企业为了满足生产的安全性和验证的需要,通常都会购买国外品牌的换热器。如欧洲的ALFA-LAVAL,美国ABC,德国NEMUO等,其价格也较高。
2.双管板换热器结构分类、性能
双管板换热器的形式多种多样,主要有普通型双管板换热器,整体双管板换热器,叠合双管板换热器和壳程双物料型双管板换热器。在实际生产中,通常采用普通型双管板换热器。