CN102836765B - 一种破碎多晶硅的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种破碎多晶硅的方法，包括如下步骤：步骤一、将多晶硅置于水池中，以水没过多晶硅为准；步骤二、给水池施加瞬间高压电，所述高压电产生的电场强度大于或等于水池临界电场强度。本发明所提供的破碎多晶硅的方法突破了传统的多晶硅破碎思路，利用水电效应破碎多晶硅，可实现大规模破碎生产，并且工艺简单；本发明所提供的多晶硅破碎装置，结构简单、安全，易于操作；本发明不仅避免了现有技术中出现的金属污染问题，而且破碎均匀，有效的减少了多晶硅粉末的形成，对提高企业效益方面具有非常重要的意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种轻多晶硅的破碎方法及设备，属于多晶硅破碎领域。
背景技术
随着化石能源的逐渐枯竭以及环境污染问题的日益加剧，探寻一种无污染的可再生能源成为当务之急。充分利用太阳能，对在低碳模式下实现可持续发展具有重要的经济和战略意义。多晶硅是生产太阳能光伏电池的主要原料。多晶硅的破碎是多晶硅生产企业最后的生产环节，其完成的好坏直接与多晶硅品质和企业效益联系在一起。
多晶硅企业破碎多晶硅几乎全部采用机械法破碎，机械法破碎有人工破碎和自动破碎两种方法。人工破碎就是使用锤子（或其他硬质工具）把多晶硅敲碎，然后筛分包装的方法。自动破碎采用机械破碎装置（颚式破碎机，冲击锤破碎机等）把多晶硅压碎的一种方法。以上两种方法都是破碎工具与多晶硅机械碰撞产生的压力使多晶硅碎裂的方法，这些方法有以下弊端：
1、破碎工具与多晶硅机械碰撞不可避免产生金属污染，特别是铁污染会严重降低多晶硅的少子寿命。
2、机械破碎过程中不可避免产生大量的碎屑和微粉，降低受率，严重影响多晶硅的品质和企业的收益。
3、碎屑和微粉会污染环境，危机员工的健康，更细小的粉尘在空气中易燃易爆，会有很大的安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种破碎均匀，粉末量少、无金属污染、所得多晶硅品质高的多晶硅破碎方法；
本发明的另一目的是提供应用于上述方法的多晶硅破碎装置。
本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种破碎多晶硅的方法，包括如下步骤：
步骤一、将多晶硅置于水池中，以水没过多晶硅为准；
步骤二、给水池施加瞬间高压电，所述高压电产生的电场强度大于或等于水池临界电场强度。
所述步骤二采用电容高压放电的方式对水池施加瞬间高压电，具体操作如下：
a.使用市电通过高压变电器对充电电容充电；
b.当充电电容的电压达到隔离间隔开关的击穿电压时，隔离间隔开关被击穿，此时充电电容所储存的能量全部加在水池上；
c.重复以上步骤，直至多晶硅全部被击碎时停止。
所述隔离间隔开关的击穿电压优选30-100KV；所述隔离间隔开关的放电间隙优选10-50mm；所述水池的放电间隙优选30-80mm。
所述水池中的水的电阻率≥16.2 MΩ.cm，SiO2含量≤10μg/L，Fe含量≤1.0μg/L，Ca含量≤1.0μg/L，Na含量≤20μg/L， Mg含量≤1.0g/L。
上述的破碎多晶硅的方法，所述步骤一中先向水池中注入1/2—3/4容积的水，再向水中放入多晶硅，水将全部多晶硅淹没其中。
一种破碎多晶硅的装置，该装置包括高压变电器、高压整流器、充电电容、隔离间隔开关、水池、以及浸在水池中的第一电极、和第二电极，其中：
所述高压变电器的一次绕组接市电，二次绕组的第一连接端依次与高压整流器、隔离间隔开关和第一电极连接，二次绕组的第二连接端接地、并与第二电极连接，充电电容连接在高压整流器和隔离间隔开关的公共端与第二绕组和第二电极的公共端之间。
进一步的，所述隔离间隔开关的击穿电压为30-100KV；所述隔离间隔开关的放电间隙为10-50mm；所述水池的放电间隙为30-80mm。
进一步的，所述水池中的水的电阻率≥16.2 MΩ.cm，SiO2含量≤10μg/L，Fe含量≤1.0μg/L，Ca含量≤1.0μg/L，Na含量≤20μg/L，Mg含量≤1.0g/L。
进一步的，所述高压整流器与高压变电器之间串接有充电电组。
本发明的工作原理：本发明利用水电效应（冲击放电）在封闭液体容器中引起的压力急剧变化，使水池发生剧烈的静电高压放电，这种放电产生的强烈击波可以瞬间击碎多晶硅。
本发明的有益效果：
1、本发明所提供的破碎多晶硅的方法突破了传统的多晶硅破碎思路，利用水电效应破碎多晶硅，可实现大规模破碎生产，并且工艺简单；
2、本发明所提供的多晶硅破碎装置，结构简单、安全，易于操作；
3、本发明不仅避免了现有技术中出现的金属污染问题，而且破碎均匀，有效的减少了多晶硅粉末的形成，对提高企业效益方面具有非常重要的意义。
采用本发明的水电效应法对多晶硅破碎较人工破碎法的对比效果参见下表1：
表1：多晶硅在人工破碎和水电效应破碎效果对比
。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明破碎多晶硅的装置示意图；
其中，1-第一电极，2-第二电极，B-高压变电器，G-高压整流器，R-充电电阻，C-充电电容，K-隔离间隔开关，F-水池。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
如图1所示，一种破碎多晶硅的装置，该装置包括高压变电器B、充电电组R、高压整流器G、充电电容C、隔离间隔开关K、水池F、以及浸在水池F中的第一电极1和第二电极2，其中：
所述高压变电器B的一次绕组接市电，二次绕组的第一连接端依次与充电电组R、高压整流器G、隔离间隔开关K和第一电极1连接，二次绕组的第二连接端接地、并与第二电极2连接，充电电容C连接在高压整流器G和隔离间隔开关K的公共端与第二绕组和第二电极2的公共端之间。
水池F中的水的电阻率≥18.2 MΩ.cm，SiO2含量≤10μg/L，Fe含量≤1.0μg/L，Ca含量≤1.0μg/L，Na含量≤20μg/L， Mg含量≤1.0g/L。
实施例2：
一种破碎多晶硅的方法，采用实施例1的装置，方法步骤如下：
步骤一、先向水池中注入1/2—3/4容积的水，再向水中放入多晶硅，水将全部多晶硅淹没其中；
步骤二、给水池施加瞬间高压电，所述高压电产生的电场强度大于或等于水池临界电场强度，具体操作如下：
a.使用市电通过高压变电器对充电电容充电；
b.当充电电容的电压达到隔离间隔开关的击穿电压时，隔离间隔开关被击穿，此时充电电容所储存的能量全部加在水池上；
c.重复以上步骤，直至多晶硅全部被击碎时停止。
其中，隔离间隔开关K的击穿电压、隔离间隔开关K的放电间隙、水池F的放电间隙以及多晶硅的破碎效果参数参见表2、表3、表4。
表2：多晶硅在不同的高压下破碎效果
。
表3：多晶硅在不同的隔离间隔（隔离间隔开关K的放电间隙）下破碎效果
。
表4：多晶硅在不同的水池（水池F的放电间隙）下破碎效果
。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种破碎多晶硅的方法，其特征在于：
包括如下步骤：
步骤一、将多晶硅置于水池中，以水没过多晶硅为准；
步骤二、给水池施加瞬间高压电，所述高压电产生的电场强度大于或等于水池临界电场强度，
所述步骤二采用电容高压放电的方式对水池施加瞬间高压电，具体操作如下：
a.使用市电通过高压变电器对充电电容充电；
b.当充电电容的电压达到隔离间隔开关的击穿电压时，隔离间隔开关被击穿，此时充电电容所储存的能量全部加在水池上；
c.重复以上步骤，直至多晶硅全部被击碎时停止。
2.根据权利要求1所述的破碎多晶硅的方法，其特征在于：所述隔离间隔开关的击穿电压为30-100KV，所述隔离间隔开关的放电间隙10-50mm，所述水池的放电间隙为30-80mm。
3.根据权利要求1或2所述的破碎多晶硅的方法，其特征在于：所述水池中的水的电阻率≥16.2 MΩ.cm，SiO2含量≤10μg/L，Fe含量≤1.0μg/L，Ca含量≤1.0μg/L，Na含量≤20μg/L， Mg含量≤1.0g/L。
4.根据权利要求1或2所述的破碎多晶硅的方法，其特征在于：所述步骤一中先向水池中注入1/2—3/4容积的水，再向水中放入多晶硅，水将全部多晶硅淹没其中。
5.一种破碎多晶硅的装置，其特征在于：该装置包括高压变电器（B）、高压整流器（G）、充电电容（C）、隔离间隔开关（K）、水池（F）、以及浸在水池（F）中的第一电极（1）和第二电极（2），其中：
所述高压变电器（B）的一次绕组接市电，二次绕组的第一连接端依次与高压整流器（G）、隔离间隔开关（K）和第一电极（1）连接，二次绕组的第二连接端接地、并与第二电极（2）连接，充电电容（C）连接在高压整流器（G）和隔离间隔开关（K）的公共端与第二绕组和第二电极（2）的公共端之间；
所述水池（F）中的水的电阻率≥16.2 MΩ.cm，SiO2含量≤10μg/L，Fe含量≤1.0μg/L，Ca含量≤1.0μg/L，Na含量≤20μg/L， Mg含量≤1.0g/L。
6.根据权利要求5所述的破碎多晶硅的装置，其特征在于：所述隔离间隔开关（K）的放电间隙为10-50mm，所述水池（F）的放电间隙为30-80mm。
7.根据权利要求5或6所述的破碎多晶硅的装置，其特征在于：所述隔离间隔开关（K）的击穿电压为30-100KV。
8.根据权利要求5所述的破碎多晶硅的装置，其特征在于：所述高压整流器（G）与高压变电器（B）之间串接有充电电组（R）。
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Denomination of invention: Method and device for breaking polysilicon Effective date of registration: 20190425 Granted publication date: 20141231 Pledgee: Beijing Bank Co., Ltd. Urumqi Branch Pledgor: Xinte Energy Co.,Ltd. Registration number: 2019650000005 |
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