【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及材料提纯，具体涉及一种低温液态硅烷储罐。
技术介绍
1、硅烷sih4的临界温度是–3.4℃，这意味着硅烷在室温或者0度以上只能是气态的。要让硅烷保持在液态，就必须让硅烷处在低于临界温度–3.4℃的状态。例如，在–40℃时，硅烷的饱和蒸气压(气液共存压强)高达1900kpa，假如让硅烷在标准大气压下保持液态，则必须让硅烷处在更低的–111.5℃。
2、为了更有效地存储硅烷，通常采用高压气态存储或者低温液态存储这两种方式，类似氢气或者氮气的存储。前者(高压气态存储)主要用于硅烷的运输，通常把硅烷装入y瓶或者硅烷鱼雷车进行运输，其压强高达12500kpa；后者(低温液态存储)主要用于硅烷制造厂等场所的现场储存，储罐内的硅烷通常保持在很低的温度：–70～–40℃。
3、低温液态存储硅烷所用的储罐的结构类似于液氮储罐：采用双层结构，中间包含真空区间，即所谓的真空杜瓦结构。这样可以极大地降低热传导的影响，让罐内的低温液体长时间不被气化。
4、在液氮储存的过程中，为了防止液氮储罐的不断升压导致储罐内压强过大引发罐体炸裂，液氮储罐不会严格密封，必要时可以把储罐内的氮气部分排放到空气中。氮气性质稳定，是大气的重要组成部分，直接排放不会造成任何安全或者环保方面的问题。不同于安全稳定的氮气，硅烷有毒，属易燃、易爆的危险性气体，与空气接触就会自燃甚至爆炸。因此，硅烷向空气直接排放会引起严重的安全问题，还会引起环境破坏的问题，如果排放过快甚至会爆炸。另外，硅烷是一种昂贵的电子材料，直接排放会造成巨大的浪费
5、为了避免液态硅烷储罐的超温超压，必须让储罐带有主动冷却硅烷的装置，并往冷却装置内持续地注入低温冷媒，从而让气态硅烷能够冷却至液化，使得储罐内的硅烷温度和压强保持在一个稳定值。或者说，带有主动冷却装置的液态硅烷储罐是安全的基本保证。
6、然而现有的液态硅烷储罐的主动冷却装置，通常是在储罐上部安装一个冷却器，冷却器往往是一个管壳式换热器，在换热器的管程通入冷媒，而冷却器的壳程与储罐相通，当储罐内的硅烷遇到冷却管时会被液化，从而保持压强的不升高，然而这样冷却器操作起来很复杂甚至不够安全——当储罐体积较大时，工作人员需要在高空操作，这不仅增加了操作人员的工作强度，在出现停电、主动冷却装置故障等易引发储罐内温度升高压强过大导致罐体破裂的意外时，人员也不容易逃生。
7、因此，有必要专利技术一种新型的低温液态硅烷储罐，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本技术的目的是提供一种低温液态硅烷储罐，该装置结构简单，提纯效率高，产品纯度高。
2、为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：
3、一种低温液态硅烷储罐，其特征在于，包括：
4、储罐主体；所述储罐主体包括外层罐体及设置于所述外层罐体内的内层罐体，所述外层罐体与所述内层罐体之间存在真空间隙；
5、主动冷却系统；所述主动冷却系统包括设置于所述储罐主体内顶部的主动换热管、及设置于所述储罐主体外的地面上的压缩机，所述主动换热管与所述压缩机连通；
6、应急冷却系统；所述应急冷却系统包括设置于所述储罐主体内顶部的应急换热管、及设置于所述储罐主体外且与所述应急换热管连接的应急冷媒储罐。
7、进一步地，所述主动冷却系统还包括设置于所述储罐主体内顶部的温度计、及设置于所述储罐主体的外壁上的控制器，所述温度计与所述控制器电性连接，所述控制器与所述压缩机电性连接。
8、进一步地，所述储罐主体上设有进料管和出料管，所述进料管及所述出料管严格密封，所述进料管的管口外及所述出料管的管口外均设有硅烷检测仪，所述储罐主体外设有报警器，所述硅烷检测仪与所述控制器电性连接，所述控制器与所述报警器电性连接。
9、优选地，所述报警器为蜂鸣器。
10、优选地，所述主动换热管及所述应急换热管均为蛇形换热管。
11、优选地，所述主动冷却系统所用的冷媒为nh3、r22、r134a中的任意一种。更优选地，所述主动冷却系统所用的冷媒为r134a。
12、进一步地，所述应急换热管的进料口与所述应急冷媒储罐连通，应急换热管的出料口与外界空气连通，所述进料口处设有流量控制阀，所述出料口处设有止回阀，所述应急冷却系统所用的冷媒为n2、o2、co2中的任意一种。优选地，所述应急冷却系统所用的冷媒为n2。
13、优选地，所述储罐主体、所述主动换热管、所述应急换热管的材质为低温碳钢、低温镍钢、低温奥氏体不锈钢、低温铝合金中的任意一种或几种。
14、进一步地，所述储罐主体的外周包裹有保温层。
15、由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：
16、本技术通过改变低温液态硅烷储罐的主动冷却系统中各部件的布局位置，使得操作人员可以在地面对储罐进行操作，降低了工作强度，提高了安全性，便于发生意外时工作人员迅速逃生；增加了应急冷却系统，在停电或主动冷却系统故障时启动，可防止储罐内液态硅烷持续升温气化，有效避免了储罐内温度升高压强过大导致罐体破裂的情况的出现。
17、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
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1.一种低温液态硅烷储罐，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述主动冷却系统还包括设置于所述储罐主体内顶部的温度计、及设置于所述储罐主体的外壁上的控制器，所述温度计与所述控制器电性连接，所述控制器与所述压缩机电性连接。
3.如权利要求2所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述储罐主体上设有进料管和出料管，所述进料管及所述出料管严格密封，所述进料管的管口外及所述出料管的管口外均设有硅烷检测仪，所述储罐主体外设有报警器，所述硅烷检测仪与所述控制器电性连接，所述控制器与所述报警器电性连接。
4.如权利要求1所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述主动换热管及所述应急换热管均为蛇形换热管。
5.如权利要求1所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述主动冷却系统所用的冷媒为NH3、R22、R134a中的任意一种。
6.如权利要求1所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述应急换热管的进料口与所述应急冷媒储罐连通，应急换热管的出料口与外界空气连通，所述进料口处设有流量控制阀，所述出料口处设有止回阀，
7.如权利要求1所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述储罐主体、所述主动换热管、所述应急换热管的材质为低温碳钢、低温镍钢、低温奥氏体不锈钢、低温铝合金中的任意一种。
8.如权利要求1所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述储罐主体的外周包裹有保温层。
...【技术特征摘要】
1.一种低温液态硅烷储罐，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述主动冷却系统还包括设置于所述储罐主体内顶部的温度计、及设置于所述储罐主体的外壁上的控制器，所述温度计与所述控制器电性连接，所述控制器与所述压缩机电性连接。
3.如权利要求2所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述储罐主体上设有进料管和出料管，所述进料管及所述出料管严格密封，所述进料管的管口外及所述出料管的管口外均设有硅烷检测仪，所述储罐主体外设有报警器，所述硅烷检测仪与所述控制器电性连接，所述控制器与所述报警器电性连接。
4.如权利要求1所述的低温液态硅烷储罐，其特征在于，所述主动换热管及所述应急换热管均为蛇形换热管。
【专利技术属性】
技术研发人员：徐学强，鲍坚仁，刘璧，
申请(专利权)人：艾佩科上海气体有限公司，
类型：新型
国别省市：
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