一种还原炉炉筒自动清洗系统的制作方法

1.本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种还原炉炉筒自动清洗系统。


背景技术：

2.多晶硅作为光伏产业的主要原材料，随着光伏行业的快速发展，其需求也在大幅增加。目前，多晶硅生产主要采用“改良西门子法”；在通过“改良西门子法”生产多晶硅的过程中，还原炉的炉筒内壁会附着少量细微硅粉，为了不影响下一批次产品的质量，每次完成一炉的硅棒生产后，在重新装炉开始生产之前，都需要对还原炉的炉筒内壁进行清洗。现有技术“一种还原炉钟罩清洗系统”“cn213162227u”中公开：废水收集构件，其用于聚集清洗废水；脱盐水罐，其用于储备脱盐水；碱液罐，其用于储备碱液；碱液罐与废水收集构件连通；清洗装置的进液口分别与脱盐水罐的出液口、碱液罐的出液口和废液罐的出液口连通；清洗装置能够选择地从脱盐水罐或碱液罐或废液罐抽取液体；沉降池与废水收集构件连通；废碱泵的进液口能够选择地与沉降池的出液口或废液罐的出液口连通；废碱泵的出液口能够选择地与碱液。
3.现有还原炉炉筒清洗系统的清洗效果有待改善，进而增加了清洗液体的使用量，增加了生产成本，且降低了清洗效率；同时，在废水收集构件内对废水进行中和的同时，硅粉会与碱液反应产生氢气，同时中和反应会进行放热，容易产生燃爆的风险。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提供一种还原炉炉筒自动清洗系统，主要目的在于改善清洗效果，提升清洗效率，降低安全隐患，降低清洗成本。
5.为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
6.本实用新型的实施例提供一种还原炉炉筒自动清洗系统，包括:清洗执行系统、清洗保障系统和烘干系统；
7.所述清洗执行系统包括：离心泵一、加热装置、加压装置和清洗机构；
8.所述加热装置的输入端与所述离心泵一的输出端连通；
9.所述加压装置的输入端与所述加热装置的输出端连通；
10.所述清洗机构的输入端与所述加压装置的输出端连通；所述清洗机构设置在待清洗的炉筒内，用于向炉筒喷射清洗液体或烘干气体；所述清洗机构上设置有排气管线；
11.所述清洗执行系统为至少一个；
12.所述清洗保障系统包括：脱盐水箱、废水箱、碱液箱、氮气管线和离心泵二；
13.所述脱盐水箱的补水口与脱盐水补充管线连通；
14.所述脱盐水箱的出水口通过出水管与所述离心泵一的输入端连通；所述出水管上设置有出水控制阀；
15.所述废水箱的进水口通过管线一与所述清洗机构的排液口连通；所述管线一上设置有水洗控制阀；
16.所述废水箱的加压口通过废水加压管与所述氮气管线连通；所述废水箱的排气口与所述排气管线连通；
17.所述碱液箱的补液口与碱液补充管线连通；
18.所述碱液箱的出液口通过出液管与所述离心泵一的输入端连通；所述出液管上设置有出液控制阀；所述碱液箱的回流口通过管线二与所述清洗机构的排液口连通；所述管线二上设置有碱洗控制阀；
19.所述碱液箱的加压口通过碱液加压管与所述氮气管线连通；
20.所述离心泵二的输入端分别与所述废水箱的出水口和所述碱液箱的排液口连通；
21.所述离心泵二的输出端连接有外送废水管线和外送废碱管线；
22.所述烘干系统包括：加热送风装置、空气管线和加热蒸汽管线；
23.所述加热送风装置上设置有空气输入口；
24.所述加热送风装置上设置有空气输出口；所述空气输出口通过管线三与所述清洗机构连通；所述管线三上设置有烘干气控制阀；
25.所述加热送风装置上设置有介质输入口和介质输出口；
26.所述空气管线与所述空气输入口连通；
27.所述加热蒸汽管线与所述介质输入口和介质输出口连通。
28.进一步地，所述清洗保障系统还包括：脱盐水液位控制装置；
29.所述脱盐水箱上设置有液位传感器一；所述脱盐水补充管线上设置有调节阀一；
30.所述脱盐水液位控制装置分别与所述液位传感器一和调节阀一连接，用于控制所述脱盐水箱的液位。
31.进一步地，所述清洗保障系统还包括：碱液液位控制装置；
32.所述碱液箱上设置有液位传感器二；所述碱液补充管线上设置有调节阀二；
33.所述碱液液位控制装置分别与所述液位传感器二和调节阀二连接，用于控制所述碱液箱的液位。
34.进一步地，所述清洗保障系统还包括：废水液位控制装置；
35.所述废水箱上设置有液位传感器三；
36.所述外送废水管线上设置有调节阀三；
37.所述废水液位控制装置分别与所述液位传感器三、调节阀三和所述离心泵二连接，用于控制所述废水箱的液位。
38.进一步地，所述清洗保障系统还包括：废水压力控制装置；
39.所述废水箱上设置有压力传感器一；
40.所述废水加压管上设置有调节阀四；
41.所述废水压力控制装置分别与所述压力传感器一和调节阀四连接，用于控制所述废水箱的压力。
42.进一步地，所述清洗保障系统还包括：碱液压力控制装置；
43.所述碱液箱上设置有压力传感器二；
44.所述碱液加压管上设置有调节阀五；
45.所述碱液压力控制装置分别与所述压力传感器二和调节阀四连接，用于控制所述碱液箱的压力。
46.进一步地，所述碱液箱上设置有碱液浓度检测报警装置。
47.进一步地，所述烘干系统还包括：温度控制装置；
48.所述管线三上设置有温度监测构件；
49.所述加热蒸汽管线上设置有蒸汽调节阀；
50.所述温度控制装置分别与所述温度监测构件和蒸汽调节阀连接，用于控制所述管线三内气流的温度。
51.进一步地，所述清洗执行系统为多个；多个所述清洗执行系统并联设置。
52.借由上述技术方案，本实用新型还原炉炉筒自动清洗系统至少具有下列优点：
53.能够改善清洗效果，提升清洗效率，降低安全隐患，降低清洗成本。
54.上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
55.图1为本实用新型实施例提供的一种还原炉炉筒自动清洗系统的示意图。
56.图中所示：
57.101为空气管线，102为蒸汽调节阀，103为加热蒸汽管线，104为加热送风装置，105为温度监测构件，301为离心泵二，302为废水箱，303为碱液箱，304为脱盐水箱，305为氮气管线，306为外送废水管线，307为外送废碱管线，308为压力传感器一，309为压力传感器二，310为碱液浓度检测报警装置，311为碱液补充管线，脱盐水补充管线312，313为调节阀四；314为调节阀五，315为废水液位控制装置，316为碱液液位控制装置；317为脱盐水液位控制装置，201为清洗机构，202为烘干气控制阀，203为加压装置，204为加热装置，205为排气管线，206为碱洗控制阀，207为水洗控制阀，208为离心泵一，209为炉筒。
具体实施方式
58.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型申请的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。
59.如图1所示，本实用新型的一个实施例提出的一种还原炉炉筒自动清洗系统，包括:清洗执行系统、清洗保障系统和烘干系统；清洗执行系统包括：离心泵一208、加热装置204、加压装置203和清洗机构201；加热装置204的输入端与离心泵一208的输出端连通，用于对离心泵一208输出的液体进行加热，以改善对炉筒209的清洗效果，较高的清洗液温度能够具有较好的清洗效果。加压装置203的输入端与加热装置204的输出端连通，用于对清洗液体进一步加压，以改善清洗效果。清洗机构201的输入端与加压装置203的输出端连通；清洗机构201设置在待清洗的炉筒209内，用于向炉筒209喷射清洗液体或烘干气体；清洗机构201上设置有排气管线205，用于排出炉筒209内的水汽和废水箱302内置换出的微量氢气。清洗执行系统为至少一个；本实施例优选，清洗执行系统为多个；多个清洗执行系统并联设置。根据规模进行增加，与现有技术相比，优化了设备的共用部分，减少初期投资和厂
房的浪费。
60.清洗保障系统包括：脱盐水箱304、废水箱302、碱液箱303、氮气管线305和离心泵二301；脱盐水箱304的补水口与脱盐水补充管线312连通，用于补充脱盐水。脱盐水箱304的出水口通过出水管与离心泵一208的输入端连通，用于向离心泵一208提供脱盐水；出水管上设置有出水控制阀，用于控制出水管的流量。本实施例优选，清洗保障系统还包括：脱盐水液位控制装置317；脱盐水箱304上设置有液位传感器一；脱盐水补充管线上设置有调节阀一；脱盐水液位控制装置317分别与液位传感器一和调节阀一连接，用于控制脱盐水箱304的液位。
61.废水箱302的进水口通过管线一与清洗机构201的排液口连通，用于接收清洗废水。管线一上设置有水洗控制阀207，用于控制管线一的通断。废水箱302的加压口通过废水加压管与氮气管线305连通，以保证废水箱302的微正压状态，可以将产生的氢气等气体排出，并防止空气进入。废水箱302的排气口与排气管线205连通，以排除废气，降低安全风险。本实施例优选，清洗保障系统还包括：废水液位控制装置315；废水箱302上设置有液位传感器三；外送废水管线306上设置有调节阀三；废水液位控制装置315分别与液位传感器三、调节阀三和离心泵二301连接，用于控制废水箱302的液位。本实施例优选，清洗保障系统还包括：废水压力控制装置；废水箱302上设置有压力传感器一308；废水加压管上设置有调节阀四313；废水压力控制装置分别与压力传感器一308和调节阀四313连接，用于控制废水箱302的压力。
62.碱液箱303的补液口与碱液补充管线311连通，用于补充碱液；碱液箱303的出液口通过出液管与离心泵一208的输入端连通，用于向离心泵一208提供清洗的碱液。出液管上设置有出液控制阀，用于控制出液管的流量。碱液箱303的回流口通过管线二与清洗机构201的排液口连通，用于回收清洗后的碱液。管线二上设置有碱洗控制阀206，用于控制管线二的通断。碱液箱303的加压口通过碱液加压管与氮气管线305连通，以保持碱液箱303的微正压状态。本实施例优选，清洗保障系统还包括：碱液液位控制装置316；碱液箱303上设置有液位传感器二；碱液补充管线上设置有调节阀二；碱液液位控制装置316分别与液位传感器二和调节阀二连接，用于控制碱液箱303的液位。
63.本实施例优选，清洗保障系统还包括：碱液压力控制装置；碱液箱303上设置有压力传感器二309；碱液加压管上设置有调节阀五314；碱液压力控制装置分别与压力传感器二309和调节阀四313连接，用于控制碱液箱303的压力。本实施例优选，碱液箱303上设置有碱液浓度检测报警装置310，用于检测碱液的浓度。
64.离心泵二301的输入端分别与废水箱302的出水口和碱液箱303的排液口连通，用于排出废水或废碱液；离心泵二301的输出端连接有外送废水管线306和外送废碱管线307，以通过外送废水管线306排出废水，通过外送废碱管线307排出废碱液。通过将废水和低浓度的废碱分开外送，减少氢气的产生，降低安全隐患。
65.烘干系统包括：加热送风装置104、空气管线101和加热蒸汽管线103；加热送风装置104上设置有空气输入口；加热送风装置104上设置有空气输出口；空气输出口通过管线三与清洗机构201连通，用于提供热风，实现对炉筒209的干燥；管线三上设置有烘干气控制阀202，用于控制管线三的流量。加热送风装置104上设置有介质输入口和介质输出口；空气管线101与空气输入口连通，用于提供带压空气。加热蒸汽管线103与介质输入口和介质输
出口连通，用于对空气进行加热。本实施例优选，烘干系统还包括：温度控制装置；管线三上设置有温度监测构件105；加热蒸汽管线103上设置有蒸汽调节阀102；温度控制装置分别与温度监测构件105和蒸汽调节阀102连接，用于控制管线三内气流的温度。
66.废水液位控制装置315、碱液液位控制装置316、脱盐水液位控制装置317、碱液压力控制装置、废水压力控制装置、碱液压力控制装置和温度控制装置可以为相互独立的控制装置，也可以集成为一体的控制装置。
67.本实用新型的一个实施例提出的一种还原炉炉筒209自动清洗系统，能够改善清洗效果，提升清洗效率，降低安全隐患，降低清洗成本。
68.本实用新型的一个实施例提出的一种还原炉炉筒209自动清洗系统，通过氮气实现对产生氢气的脱盐水箱304和碱液箱303进行隔离保护，保证系统安全运行稳定。对脱盐水、清洗碱液进行加热，提高清洗效果，缩短清洗时间，减少了清洗废水；对废水和低浓度废碱进行分开外送，降低安全风险；并根据产生量进行自动控制，减少隐患，提高生产效率。
69.发明使用流程：
70.本实用新型的一个实施例提出的一种还原炉炉筒209自动清洗系统，在使用时，第一步：脱盐水自脱盐水箱304由离心泵一208送到加热装置204，经加热装置204加热后送到加压装置203加压，再通过清洗机构201对炉筒209内壁的硅粉进行预冲洗，产生的酸性废水由水洗控制阀207控制流回废水箱302；第二步，碱液自碱液箱303由离心泵一208送到加热装置204，经加热装置204加热后送到加压装置203加压，再通过清洗机构201对炉筒209内壁残余的硅粉进行精洗，利用加热碱液对余下的微量硅粉反应：si+2naoh+h2o＝na2sio3+2h2
↑
，由于经过脱盐水的清洗，清洗后炉筒209内壁的硅粉是微量的，大量的碱液没有参与反应，可以由碱洗控制阀206控制流回碱液箱303；进行循环使用。第三步，脱盐水自脱盐水箱304由离心泵一208送到加热装置204，经加热装置204加热后送到加压装置203加压，再通过清洗机构201对炉筒209内壁残余的碱性液体进行清洗，产生的碱性废水由水洗控制阀207控制流回废水箱302。第四步，空气通过空气管线101经加热送风装置104加热过滤后，由烘干气控制阀202控制经清洗机构201对炉筒209内壁进行烘干，产生的水汽经排气管线205排入大气中。
71.烘干系统中：空气经空气管线101进入加热送风装置104进行过滤加热，其温度由温度监测构件105反馈，由蒸汽调节阀102调节来自加热蒸汽管线103的蒸汽；
72.清洗保障系统：废水箱302的废水由离心泵二301经外送废水管线306进行外送。由废水液位控制装置315进行自动控制，废水外送至下一工序进行处置；氮气通过氮气管线305通入废水箱302，废水箱302内的压力由废水压力控制装置通过采集压力传感器一308的信息，并控制调节阀四313，进而控制废水箱302的压力，保证废水箱302的微正压状态，同时置换出里面的微量氢气经排气管线205排出。
73.碱液箱303的碱液循环使用，当碱液浓度下降到影响清洗效果时，碱液浓度检测报警装置310会报警，低浓度碱液通过离心泵二301经由外送废碱管线307送至下一工序处置。
74.碱液通过碱液补充管线311进行补充，由碱液液位控制装置316控制进行控制；由脱盐水补充管线312加入适量的脱盐水进行稀释；在清洗使用过程中也会有微量的硅粉会带入碱液箱303反应产生微量氢气；氮气通过氮气管线305进入碱液箱303；碱液箱303内的压力通过碱液压力控制装置采集压力传感器二309的信号，并控制调节阀四313进行动作，
控制氮气进入碱液箱303的量，保证碱液箱303的微正压状态，同时置换出里面的微量氢气经放空管线排出。
75.脱盐水箱304中的脱盐水液位低时，由脱盐水补充管线312进行补充。脱盐水箱304的液位通过脱盐水液位控制装置317采集液位传感器一的信号，并控制调节阀一对脱盐水补充管线进行控制，实现对脱盐水箱304液位的自动控制。
76.进一步说明，虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些术语不应该限制这些元件。这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且，类似地，第二元件可以被称为第一元件，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。这没有脱离示例性实施例的范围。类似地，元件一、元件二也不代表元件的顺序，这些术语仅用于区别一个元件与另一元件。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关联的列出项目的任意结合和所有结合。
77.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
78.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
79.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种还原炉炉筒自动清洗系统，其特征在于，包括:清洗执行系统、清洗保障系统和烘干系统；所述清洗执行系统包括：离心泵一、加热装置、加压装置和清洗机构；所述加热装置的输入端与所述离心泵一的输出端连通；所述加压装置的输入端与所述加热装置的输出端连通；所述清洗机构的输入端与所述加压装置的输出端连通；所述清洗机构设置在待清洗的炉筒内，用于向炉筒喷射清洗液体或烘干气体；所述清洗机构上设置有排气管线；所述清洗执行系统为至少一个；所述清洗保障系统包括：脱盐水箱、废水箱、碱液箱、氮气管线和离心泵二；所述脱盐水箱的补水口与脱盐水补充管线连通；所述脱盐水箱的出水口通过出水管与所述离心泵一的输入端连通；所述出水管上设置有出水控制阀；所述废水箱的进水口通过管线一与所述清洗机构的排液口连通；所述管线一上设置有水洗控制阀；所述废水箱的加压口通过废水加压管与所述氮气管线连通；所述废水箱的排气口与所述排气管线连通；所述碱液箱的补液口与碱液补充管线连通；所述碱液箱的出液口通过出液管与所述离心泵一的输入端连通；所述出液管上设置有出液控制阀；所述碱液箱的回流口通过管线二与所述清洗机构的排液口连通；所述管线二上设置有碱洗控制阀；所述碱液箱的加压口通过碱液加压管与所述氮气管线连通；所述离心泵二的输入端分别与所述废水箱的出水口和所述碱液箱的排液口连通；所述离心泵二的输出端连接有外送废水管线和外送废碱管线；所述烘干系统包括：加热送风装置、空气管线和加热蒸汽管线；所述加热送风装置上设置有空气输入口；所述加热送风装置上设置有空气输出口；所述空气输出口通过管线三与所述清洗机构连通；所述管线三上设置有烘干气控制阀；所述加热送风装置上设置有介质输入口和介质输出口；所述空气管线与所述空气输入口连通；所述加热蒸汽管线与所述介质输入口和介质输出口连通。2.根据权利要求1所述的还原炉炉筒自动清洗系统，其特征在于，所述清洗保障系统还包括：脱盐水液位控制装置；所述脱盐水箱上设置有液位传感器一；所述脱盐水补充管线上设置有调节阀一；所述脱盐水液位控制装置分别与所述液位传感器一和调节阀一连接，用于控制所述脱盐水箱的液位。3.根据权利要求1所述的还原炉炉筒自动清洗系统，其特征在于，所述清洗保障系统还包括：碱液液位控制装置；所述碱液箱上设置有液位传感器二；所述碱液补充管线上设置有调节阀二；所述碱液液位控制装置分别与所述液位传感器二和调节阀二连接，用于控制所述碱液
箱的液位。4.根据权利要求1所述的还原炉炉筒自动清洗系统，其特征在于，所述清洗保障系统还包括：废水液位控制装置；所述废水箱上设置有液位传感器三；所述外送废水管线上设置有调节阀三；所述废水液位控制装置分别与所述液位传感器三、调节阀三和所述离心泵二连接，用于控制所述废水箱的液位。5.根据权利要求1所述的还原炉炉筒自动清洗系统，其特征在于，所述清洗保障系统还包括：废水压力控制装置；所述废水箱上设置有压力传感器一；所述废水加压管上设置有调节阀四；所述废水压力控制装置分别与所述压力传感器一和调节阀四连接，用于控制所述废水箱的压力。6.根据权利要求1所述的还原炉炉筒自动清洗系统，其特征在于，所述清洗保障系统还包括：碱液压力控制装置；所述碱液箱上设置有压力传感器二；所述碱液加压管上设置有调节阀五；所述碱液压力控制装置分别与所述压力传感器二和调节阀四连接，用于控制所述碱液箱的压力。7.根据权利要求1所述的还原炉炉筒自动清洗系统，其特征在于，所述碱液箱上设置有碱液浓度检测报警装置。8.根据权利要求1所述的还原炉炉筒自动清洗系统，其特征在于，所述烘干系统还包括：温度控制装置；所述管线三上设置有温度监测构件；所述加热蒸汽管线上设置有蒸汽调节阀；所述温度控制装置分别与所述温度监测构件和蒸汽调节阀连接，用于控制所述管线三内气流的温度。9.根据权利要求1所述的还原炉炉筒自动清洗系统，其特征在于，所述清洗执行系统为多个；多个所述清洗执行系统并联设置。

技术总结
本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种还原炉炉筒自动清洗系统，其包括:清洗执行系统、清洗保障系统和烘干系统；清洗执行系统包括：离心泵一、加热装置、加压装置和清洗机构；加热装置的输入端与离心泵一的输出端连通；加压装置的输入端与加热装置的输出端连通；清洗机构的输入端与加压装置的输出端连通；清洗机构设置在待清洗的炉筒内，用于向炉筒喷射清洗液体或烘干气体；清洗保障系统用于向清洗执行系统提供脱盐水、碱液，并回收废水。烘干系统用于向清洗执行系统提供加热后的空气。采用本实用新型能够改善清洗效果，提升清洗效率，降低安全隐患，降低清洗成本。降低清洗成本。降低清洗成本。


技术研发人员：邹仁苏 莫可璋
受保护的技术使用者：内蒙古大全新能源有限公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/10/20