CN109078442A - 一种拉晶炉富氩尾气除油系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种拉晶炉富氩尾气除油系统，包括沿尾气进气方向依次设置的至少一台与富氩尾气管道连接的真空泵、与真空泵连接的丝网过滤器、至少一台与丝网过滤器连接的风机、与风机连接的冷却器、至少一台与冷却器连接的滤芯过滤器、与滤芯过滤器连接的静电除油装置、至少一台与静电除油装置连接的脱油吸附筒以及与脱油吸附筒连接的气柜；本发明使用多种组合方式，逐级将富氩尾气中油去除，达到后续低温净化的要求，同时减少了风机数量，只使用了三台风机，减少了动设备，从而减少了故障率。

Description

一种拉晶炉富氩尾气除油系统

技术领域

本发明涉及油气分离技术领域，尤其涉及一种拉晶炉富氩尾气除油系统。

背景技术

单晶硅的太阳能企业，在生产过程中，需要将大量高纯氩气充入多晶硅生产炉或单晶硅生产炉，作为保护气体，防止空气进入。含氩气的尾气被真空泵抽出排入大气，造成了浪费。单晶硅生产过程中排出的富氩气尾气中氩气的含量高达98％，具有很高的提取价值。同时排放的富氩尾气中含有CO、CH₄、烃类、油、灰尘等对空气造成污染、对人体有伤害的物质。

同时富氩尾气中含有油和灰尘，油尘难于去除，容易增加系统阻力甚至阻塞管道。油污的存在会大大降低除尘设备的效率甚至失效，而灰尘的存在又会降低除油设备效率甚至堵塞除油设备，油和灰尘同时高效去除技术是当前面临的技术难题。

目前国内文献关于富氩尾气回收处理研究很少，实际将富氩尾气回收并提纯高纯氩的项目还没有，国内文献集中在理论上利用低温方式把富氩尾气中杂质去除得到高纯氩，或简单一笔带过说需要把油尘去除，并没有考虑其中的技术难度。经过实际调试发现，富氩尾气中含油量非常大。

申请号为CN201721189615.9的发明专利中使用简单的H型管加除油吸附桶模式无法将油净化到工艺要求的效果。

拉晶厂家一般都有成百上千台拉晶炉，这些拉晶炉分布在多个车间，要将这些尾气除油后回收，申请号为CN201721189615.9的发明专利中是采用在每个车间安装风机，将该车间的尾气通过管道送入风机，每个车间的风机再汇合集中到总管中，这种方案的缺点在于风机数量太多，风机属于用电的动设备，一旦一台风机故障，其它风机的气体就会经过故障风机倒流，从而使得气体无法回收。

基于此，针对现有技术中的不足，需要一种能够将富氩尾气中的油处理干净、同时减少风机数量降低风险的拉晶炉富氩尾气除油系统被设计出来。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，得到一种能够将富氩尾气中的油处理干净、同时减少风机数量降低风险的拉晶炉富氩尾气除油系统。

本发明是通过以下技术方案实现：

一种拉晶炉富氩尾气除油系统，包括沿尾气进气方向依次设置的至少一台与富氩尾气管道连接的真空泵、与真空泵连接的丝网过滤器、至少一台与丝网过滤器连接的风机、与风机连接的冷却器、至少一台与冷却器连接的滤芯过滤器、与滤芯过滤器连接的静电除油装置、至少一台与静电除油装置连接的脱油吸附筒以及与脱油吸附筒连接的气柜；其中，

真空泵与丝网过滤器组成系统内的预处理除油部分，风机与冷却器组成系统内的再处理除油部分，滤芯过滤器组成系统内过滤除油部分，静电除油装置组成系统内的静电除油部分，脱油吸附筒组成系统内的脱油吸附部分。

进一步地，所述丝网过滤器内设置有若干个钢丝球，所述丝网过滤器底部设置有排油管道。

进一步地，所述冷却器包括多排冷却流程管、设置在冷却流程管外的翅片、套接在翅片外以容纳冷却流程管和翅片的套管、隔板以及箱体；所述隔板具有上隔板和下隔板，以形成夹持套管两端的夹持空间，所述上隔板和下隔板上设置有与套管相适配的通孔；所述箱体内形成有容纳隔板的工作区域，具有设置在箱体上壁的排气孔和设置在箱体侧壁底部的进气孔；每排冷却流程管包括正反交替折弯的多个U型折弯管，每排冷却流程管具有首端和末端，每排冷却流程管的首端延伸出下隔板外端并连接至出液管，所述出液管穿出对应箱体的侧壁，每排冷却流程管的末端延伸出上隔板外端并连接至进液管，所述进液管穿出对应箱体的侧壁。

更进一步地，所述冷却流程管外缘设置有沿管子轴线延伸的若干翅片，所述翅片呈环形阵列均匀分布。

更进一步地，所述箱体的下壁倾斜设置，并在在下壁的最低处侧设置有排油管道，所述排油管道上设置有排油阀。

进一步地，所述滤芯过滤器内设置有滤芯，所述滤芯具有若干孔隙。

进一步地，所述静电除油装置外加有14KV-16KV的高压直流电以形成二个极性相反的电场。

进一步地，所述脱油吸附筒内设置有硅酸盐吸附剂。

进一步地，所述风机并联设置有三台。

进一步地，所述冷却器与风机之间的管道上还设置有冷却水夹套，所述冷却水夹套上设置有冷冻水管道。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：本发明使用多种组合方式，逐级将富氩尾气中油去除，达到后续低温净化的要求，同时减少了风机数量，只使用了三台风机，减少了动设备，从而减少了故障率。

附图说明

图1是本发明一个实施例的系统结构示意图；

图2是本发明一个实施例中冷却器6的立体结构示意图(去除掉了箱体66的两个侧壁)；

图3是图2的右视图；

图4是图2的主视图；

图5是图4中A-A向剖视图；

图6是图4的后视图；

图7是本发明一个实施例中冷却器6去除掉箱体66的立体结构示意图；

图8是图7的一个正向视图；

图9是图7的另一侧的立体结构示意图；

图10是图9的俯视结构示意图；

图11是本发明一个实施例中单排冷却流程管61与翅片62配合在一起的结构示意图；

图12是本发明一个实施例中单排冷却流程管61的结构示意图。

附图标记如下：

1、富氩尾气管道，2、真空泵，3、丝网过滤器，4、风机，5、冷却水夹套，6、冷却器，61、冷却流程管，62、翅片，63、套管，64、上隔板，65、下隔板，66、箱体，66-1、排气孔，66-2、进气孔，67、出液管，68、进液管，69、排油管道，7、滤芯过滤器，8、静电除油装置，9、脱油吸附筒。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种拉晶炉富氩尾气除油系统，包括沿尾气进气方向依次设置的至少一台与富氩尾气管道1连接的真空泵2、与真空泵2连接的丝网过滤器3、至少一台与丝网过滤器3连接的风机4、与风机4连接的冷却器6、至少一台与冷却器6连接的滤芯过滤器7、与滤芯过滤器7连接的静电除油装置8、至少一台与静电除油装置8连接的脱油吸附筒9以及与脱油吸附筒9连接的气柜；其中，

真空泵2与丝网过滤器3组成系统内的预处理除油部分，风机4与冷却器6组成系统内的再处理除油部分，滤芯过滤器7组成系统内过滤除油部分，静电除油装置8组成系统内的静电除油部分，脱油吸附筒9组成系统内的脱油吸附部分。

具体实施时，所述丝网过滤器3内设置有若干个钢丝球，所述丝网过滤器3底部设置有排油管道69。

具体实施时，如图2至图12所示，所述冷却器6包括多排冷却流程管61、设置在冷却流程管61外的翅片62、套接在翅片62外以容纳冷却流程管61和翅片62的套管63、隔板以及箱体66；所述隔板具有上隔板64和下隔板65，以形成夹持套管63两端的夹持空间，所述上隔板64和下隔板65上设置有与套管63相适配的通孔；所述箱体66内形成有容纳隔板的工作区域，具有设置在箱体66上壁的排气孔66-1和设置在箱体66侧壁底部的进气孔66-2；每排冷却流程管61包括正反交替折弯的多个U型折弯管，每排冷却流程管61具有首端和末端，每排冷却流程管61的首端延伸出下隔板65外端并连接至出液管67，所述出液管67穿出对应箱体66的侧壁，每排冷却流程管61的末端延伸出上隔板64外端并连接至进液管68，所述进液管68穿出对应箱体66的侧壁。

具体实施时，所述冷却流程管61外缘设置有沿管子轴线延伸的若干翅片62，所述翅片62呈环形阵列均匀分布。

具体实施时，所述箱体66的下壁倾斜设置，并在在下壁的最低处侧设置有排油管道69，所述排油管道69上设置有排油阀。

在上述技术方案中，本发明使用时，较低压力气体通过进气管道进入箱体66，然后通过套管63与翅片62接触，再进入箱体66上部，然后通过排气管道进入后续系统。而冷却水从进液管68进入，进入冷却流程管61，然后从出液管67排出。在套管63中，铝制水管内的水与翅片62外的气体换热，将气体温度降低。气体下进上出，水上进下出实现逆流换热。箱体66的下壁设置一定的倾斜角度，含油的气体被冷却后部分油雾冷凝成液体，依靠自身重力流到箱体66的下壁，因箱体66的下壁有一定倾斜，油会流到最低处，再最低处设置排油空，排油孔接一根排油管和排油阀，当油积累到一定程度，打开排油阀将液态油排出。

具体实施时，所述滤芯过滤器7内设置有滤芯，所述滤芯具有若干孔隙。

具体实施时，所述静电除油装置8外加有14KV-16KV的高压直流电以形成二个极性相反的电场。

具体实施时，所述脱油吸附筒9内设置有硅酸盐吸附剂。

具体实施时，所述风机4并联设置有三台。

具体实施时，所述冷却器6与风机4之间的管道上还设置有冷却水夹套5，所述冷却水夹套5上设置有冷冻水管道。

本发明的工作原理为：

在具体实施时，从每个车间真空泵2抽出的富氩尾气首先进入丝网过滤器3，丝网过滤器3中装满钢丝球，气体中油与钢丝碰撞部分凝结成液体，液态的油依靠自身重力流到过滤器桶的底部，底部设置排油的管道，当油量累积到一定程度，打开排油阀将油排出。

经过以上一步骤，除掉了一部分气体中的油，之后依靠风机4的抽力将每个车间的富氩尾气管道1汇合吸入风机4，风机4增压后一方面气体压力增加使得其中的饱和含油量降低，从而部分油变成液态油，另一方面气体加压后温度上升(经计算上升约13℃)，这使得部分液态油会挥发成气态。因此，在风机4后增加一套针对设计的翅片式冷却器6。

在冷却器6中，富氩尾气温度降低，从而使得部分气态油被重新液化成液态，流到冷却器6底部，在底部设置排油管道69和排油阀，定时排出其中的液态油。

通过以上几个步骤，大颗粒的液态油基本已清除干净，之后富氩尾气进入滤芯过滤器7，滤芯过滤器7原理为：气体通过有着大量小孔的滤芯，较小颗粒的油无法通过滤芯小孔，从而被拦截，累积之后流到滤芯过滤器7底部，通过排油的管道排出。

由于富氩尾气中油含量太多，以上几个步骤还是不能达到除油要求，还有较多气态的油混在富氩尾气中，因此之后富氩尾气进入静电除油装置8进一步除油，利用外加高压(14KV-16KV)直流电而形成二个极性相反的电场，在库仑力的作用下，使油烟粒子带电后向收集板移动排斥的力量附在收集板上，此步骤去除了大部分气态的油雾。之后将气体通入装有硅酸盐吸附剂的脱油吸附筒9，硅酸盐吸附剂利用其多孔特性，其中的微孔能够吸附很小分子的气态油，从而去除富氩尾气中剩余的小分子油雾，之后气体进入气柜。

经过以上多个方式的组合除油，最终才能将油除干净达到后续净化的要求。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种拉晶炉富氩尾气除油系统，其特征在于：包括沿尾气进气方向依次设置的至少一台与富氩尾气管道(1)连接的真空泵(2)、与真空泵(2)连接的丝网过滤器(3)、至少一台与丝网过滤器(3)连接的风机(4)、与风机(4)连接的冷却器(6)、至少一台与冷却器(6)连接的滤芯过滤器(7)、与滤芯过滤器(7)连接的静电除油装置(8)、至少一台与静电除油装置(8)连接的脱油吸附筒(9)以及与脱油吸附筒(9)连接的气柜；其中，

真空泵(2)与丝网过滤器(3)组成系统内的预处理除油部分，风机(4)与冷却器(6)组成系统内的再处理除油部分，滤芯过滤器(7)组成系统内过滤除油部分，静电除油装置(8)组成系统内的静电除油部分，脱油吸附筒(9)组成系统内的脱油吸附部分。

2.根据权利要求1所述的一种拉晶炉富氩尾气除油系统，其特征在于：所述丝网过滤器(3)内设置有若干个钢丝球，所述丝网过滤器(3)底部设置有排油管道(69)。

3.根据权利要求1所述的一种拉晶炉富氩尾气除油系统，其特征在于：所述冷却器(6)包括多排冷却流程管(61)、设置在冷却流程管(61)外的翅片(62)、套接在翅片(62)外以容纳冷却流程管(61)和翅片(62)的套管(63)、隔板以及箱体(66)；所述隔板具有上隔板(64)和下隔板(65)，以形成夹持套管(63)两端的夹持空间，所述上隔板(64)和下隔板(65)上设置有与套管(63)相适配的通孔；所述箱体(66)内形成有容纳隔板的工作区域，具有设置在箱体(66)上壁的排气孔(66-1)和设置在箱体(66)侧壁底部的进气孔(66-2)；每排冷却流程管(61)包括正反交替折弯的多个U型折弯管，每排冷却流程管(61)具有首端和末端，每排冷却流程管(61)的首端延伸出下隔板(65)外端并连接至出液管(67)，所述出液管(67)穿出对应箱体(66)的侧壁，每排冷却流程管(61)的末端延伸出上隔板(64)外端并连接至进液管(68)，所述进液管(68)穿出对应箱体(66)的侧壁。

4.根据权利要求3所述的一种低阻力除油冷却器(6)，其特征在于：所述冷却流程管(61)外缘设置有沿管子轴线延伸的若干翅片(62)，所述翅片(62)呈环形阵列均匀分布。

5.根据权利要求3所述的一种低阻力除油冷却器(6)，其特征在于：所述箱体(66)的下壁倾斜设置，并在在下壁的最低处侧设置有排油管道(69)，所述排油管道(69)上设置有排油阀。

6.根据权利要求1所述的一种拉晶炉富氩尾气除油系统，其特征在于：所述滤芯过滤器(7)内设置有滤芯，所述滤芯具有若干孔隙。

7.根据权利要求1所述的一种拉晶炉富氩尾气除油系统，其特征在于：所述静电除油装置(8)外加有14KV-16KV的高压直流电以形成二个极性相反的电场。

8.根据权利要求1所述的一种拉晶炉富氩尾气除油系统，其特征在于：所述脱油吸附筒(9)内设置有硅酸盐吸附剂。

9.根据权利要求1所述的一种拉晶炉富氩尾气除油系统，其特征在于：所述风机(4)并联设置有三台。

10.根据权利要求1所述的一种拉晶炉富氩尾气除油系统，其特征在于：所述冷却器(6)与风机(4)之间的管道上还设置有冷却水夹套(5)，所述冷却水夹套(5)上设置有冷冻水管道。