CN103408022A - 硅粉传输设备以及具有其的合成三氯氢硅的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了硅粉传输设备以及具有其的合成三氯氢硅的系统。其中，硅粉传输设备包括：干燥罐和进料罐，干燥罐用于干燥硅粉；进料罐与干燥罐相连，并且进料罐适于向合成炉中供给硅粉，其中，进料罐包括：进料罐本体，进料罐本体内限定出硅粉容纳空间；第一氮气进料口，第一氮气进料口设置在进料罐本体上，用于向硅粉容纳空间中供给氮气；以及硅粉出口，硅粉出口设置在进料罐本体上，用于从硅粉容纳空间中排出硅粉。该硅粉传输设备简单，易操作，能够确保合成三氯氢硅系统稳定可靠的运行，并且提高合成效率。
Description
技术领域
本发明涉及化工领域，具体而言，本发明涉及硅粉传输设备以及具有其的合成三氯氢硅的系统。
背景技术
在三氯氢硅合成中，由于硅粉硬度大，对管道、阀门的磨损严重，且三氯氢硅合成炉一侧有HCl、氯硅烷等腐蚀性物质，若硅粉输送和进料系统的材质或工艺选择不合适，就会出现HCL反串发生强烈的腐蚀，使整个系统无法安全稳定的运行，缩短硅粉输送系统设备的寿命，且会大大增加生产成本。传统的工艺一般采用合成炉中部进料方式进料，该方式硅粉进行反应即被带出合成炉，导致原料的浪费；另在干燥过程中只采用外夹套加热方式；干燥效果不佳；且合成炉一般为常压合成，进料过程中在防止HCL反串上存在一些缺陷。
因此，关于合成三氯氢硅的设备还有进一步改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种硅粉传输设备以及具有它的合成三氯氢硅的系统，该硅粉传输设备可以在三氯氢硅合成过程中稳定可靠向合成炉内输送硅粉，保证合成三氯氢硅的系统的正常运行。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种硅粉传输设备。根据本发明的实施例，该设备包括：干燥罐，所述干燥罐用于干燥所述硅粉；以及进料罐，所述进料罐与所述干燥罐相连，并且所述进料罐适于向合成炉中供给硅粉，其中，所述进料罐包括：进料罐本体，所述进料罐本体内限定出硅粉容纳空间；第一氮气进料口，所述第一氮气进料口设置在所述进料罐本体上，用于向所述硅粉容纳空间中供给氮气；以及硅粉出口，所述硅粉出口设置在所述进料罐本体上，用于从所述硅粉容纳空间中排出硅粉。
另外，根据本发明上述实施例的硅粉传输设备还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的实施例，所述干燥罐采用循环氮气和热油对所述硅粉进行加热干燥。由此可以进一步提高硅粉的干燥效率。
根据本发明的实施例，所述干燥罐与所述进料罐之间设置有第一阀门。由此通过阀门的开关可以控制向进料罐内输送硅粉，同时可以保持进料罐内的压力。
根据本发明的实施例，所述进料罐进一步包括：氮气进料控制组件，所述氮气进料控制组件与所述第一氮气进料口相连；以及第二阀门，所述第二阀门与所述硅粉出口相连。由此可以通过氮气进料组件向进料罐中通入氮气，对进料罐内的硅粉进行加压，但压力达到一定程度后可将上述第二阀门自动打开，以便将硅粉输送出进料罐。
根据本发明的实施例，上述硅粉输送设备进一步包括：第一过滤筒，所述第一过滤筒与所述进料罐相连，用于对从所述进料罐接收排出的氮气进行过滤。由此可以避免排出的氮气对环境造成污染，同时可以避免硅粉的浪费。
根据本发明的实施例，上述硅粉输送设备进一步包括：传送罐，所述传送罐用于容纳待进料的硅粉，其中，所述传送罐具有第二氮气进料口用于向所述传送罐中供给氮气，所述传送罐与所述干燥罐相连。
根据本发明的实施例，所述传送罐与所述干燥罐通过管路相连，并且在所述管路上设置有至少一个助推器。根据本发明的实施例，所述助推器采用氮气作为动力源。由此可以实现浓相输送，节约大量输送气体。
根据本发明的实施例，上述硅粉传送设备进一步包括第二过滤筒，其中，所述第二过滤筒与所述传送罐相连，用于对从所述传送罐排出的氮气进行过滤。由此可以避免排出的氮气中夹带的硅粉对空气造成污染，并且通过第二过滤筒还可以将过滤后得到的硅粉进行回收利用。
在本发明的第二方面，本发明提出了一种用于合成三氯氢硅的系统，该系统包括：三氯氢硅合成炉，所述三氯氢硅合成炉适于利用硅粉和氯化氢合成三氯氢硅；氯化氢气体输送管路，所述氯化氢气体输送管路与所述三氯氢硅合成炉相连，用于向所述三氯氢硅合成炉中供给氯化氢气体；以及前面所述的硅粉传输设备，所述硅粉传输设备与所述三氯氢硅合成炉通过所述氯化氢气体输送管路相连，用于向所述三氯氢硅合成炉中供给硅粉，其中，所述氯化氢气体输送管路与所述进料罐的硅粉出口相连，以便利用氯化氢气体推动所述硅粉进入所述三氯氢硅合成炉，所述氯化氢气体输送管路与所述三氯氢硅合成炉的底部进料口相连。同时保证进料罐的压力大于进料管线约50kpa，防止进料HCl反串至进料罐。
由此利用上述合成三氯氢硅的系统可以进一步提高三氯氢硅的合成效率，并且，上述系统中包括的硅粉传输设备，该设备可以保持硅粉的稳定持续的进料，同时还可以根据合成炉内的反应需要，对硅粉传输设备进行调节，以便达到控制硅粉的进料量以及进料速度等。由此可以提高系统持续有效的运行，进而可以提高合成效率。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例硅粉传输设备的结构示意图。
图2是根据本发明一个实施例硅粉传输设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种硅粉传输设备。下面参考图1-2具体描述本发明实施例的硅粉传输设备，
根据本发明的实施例，该设备包括：干燥罐100和进料罐200，进料罐200与干燥罐100相连。
其中，干燥罐100用于干燥硅粉，进料罐200适于向合成炉中供给硅粉。
根据本发明的具体实施例，干燥罐100可以采用循环热氮气和热油对硅粉进行加热干燥。里外双层对中间硅粉进行加热，可以显著提高干燥效率，同时还可以通过控制通入热氮气的流量，对干燥温度进行调控，由此可以满足对不同量的硅粉进行充分干燥的目的，以便进一步提高干燥效率。
根据本发明的具体实施例，干燥罐100与进料罐200之间通过管路连接，在该管路上可以设置第一阀门。由此可以通过开关第一阀门达到将干燥罐100中干燥后的硅粉输送至进料罐200内。
根据本发明的具体实施例，进料罐200还可以包括：进料罐本体210、第一氮气进料口220以及硅粉出口230。进料罐本体210内限定出硅粉容纳空间，第一氮气进料口220设置在进料罐本体上，用于向硅粉容纳空间中供给氮气，硅粉出口230设置在进料罐本体上，用于从硅粉容纳空间中排出硅粉。
根据本发明的实施例，进料罐200还可以进一步包括：氮气进料控制组件240和第二阀门250，氮气进料控制组件240与第一氮气进料口220相连，第二阀门250与硅粉出口230相连。根据本发明的具体实施例，第二阀门250为单向阀门，当第二阀门250内侧的压力即进料罐200内的压力高于第二阀门外侧压力约50KPa时，该阀门打开。当第二阀门外侧压力高于内侧的压力时，该阀门关闭。由此可以将进料罐200中的硅粉定向地输送出进料罐200，同时还可以有效防止第二阀门250外侧的氯化氢气体和氯硅烷反串进入进料罐200，对其造成腐蚀。
根据本发明的实施例，上述硅粉传输设备还可以进一步包括：第一过滤筒300，第一过滤筒300与进料罐200相连，用于对从进料罐200排出的氮气进行过滤。
根据本发明的实施例，上述硅粉传输设备进一步包括：传送罐400，传送罐400用于容纳待进料的硅粉，其中，传送罐400具有第二氮气进料口410用于向传送罐400中供给氮气，传送罐400与干燥罐100相连。由此利用氮气为动力源将传送罐400内的硅粉输送至干燥罐100进行干燥处理。根据本发明的具体实施例，可以通过调节氮气的通入量来控制传送罐400内的压力，使得传送罐400内的硅粉受到足够到的压力以便实现浓相输送，节省大量的输送气体。
根据本发明的一个实施例，传送罐400与干燥罐100通过管路相连。通常干燥罐100的水平位置较传送罐400，因此，向干燥罐100内输送硅粉还需要额外克服一定的重力。为此，根据本发明的具体实施例，在上述传送罐400与干燥罐100相连的管路上设置有至少一个助推器。根据本发明的具体示例，该助推器可以采用氮气作为动力源。由此可以实现浓相输送，节约大量输送气体，同时避免管道堵塞，以便进一步提高硅粉的输送效率。根据本发明的具体示例，可以在上述管路上每间隔1.2米安装一个助推器，由此可以有效避免管道堵塞，同时可以减小对管道的摩擦损耗。
根据本发明的实施例，上述硅粉传输设备进一步包括第二过滤筒500，其中，第二过滤筒500与传送罐400相连，用于对从传送罐400排出的氮气进行过滤。由此可以避免排出的氮气中夹带的硅粉对环境造成污染，同时过滤后得到硅粉还可以将其回收利用，根据本发明的具体实施例，上述第一过滤筒和第二过滤筒可以合并为一个过滤筒，由此可以节省成本。根据本发明的具体实施例，上述过滤筒的功能还在于对进料罐200和传送罐400进行减压。
根据本发明的一个实施例，下面对上述硅粉传输设备的具体操作步骤进行详细描述，以便更好的理解上述设备。
根据本发明的具体实施例，首先，人工将硅粉加入破袋机后，打开阀门将硅粉送入传送罐400，当传送罐400内出现高料位时停止进料。打开第二氮气进料口410向传送罐400中供给氮气，给传送罐进行加压，此时应将传送罐400与破袋机和第二过滤筒500之间设置的阀门关闭，以保证传送罐400内的压力，通过调节氮气的进入量控制压力在0.25Mpag左右。在该压力下硅粉被氮气输送至高处的干燥罐100内，同时传送罐400与干燥罐100之间管路上设置的助推器可以打开，由此可以保证硅粉在管路内输送通畅。当传送罐400内出现低料位时停止输送，关闭通入氮气管路上的阀门，同时打开传送罐400与第二过滤筒500之间的阀门，对传送罐400进行减压，同时利用第二过滤筒500对从传送罐400内排出的氮气进行过滤，回收其中夹带的硅粉。
当硅粉输送至干燥罐100中时，打开循环热油和热氮气对硅粉进行干燥，通过控制热氮气流量，保证干燥罐中硅粉能充分干燥。干燥充分后，再打开干燥罐100与进料罐200的之间的滑板阀，在重力的作用下使硅粉进入进料罐200内，当进料罐200的硅粉料位达到要求（通过料位计测量），关闭干燥罐100与进料罐200的之间的滑板阀，打开进料罐200的氮气进料控制组件，同时关闭对进料管200进行加压，当进料罐200内的压力超过进料罐200底部的第二阀门250外侧压力50kpa时，第二阀门250便自动打开或者手动打开，并向合成炉输送硅粉进料（由于本工艺是从合成炉底部进料，进料前保证足够的氮气或者HCL流量，保证将硅粉输送至合成炉），进料的速度根据合成炉床层的高度对进料罐200进行压力调节。在硅粉输送过程中采用耐腐蚀铸钢进行输送，间隔一段距离使用氮气进行助推输送，可实现稳定可靠的浓相硅粉输送。当硅粉输送完毕后，关闭氮气进料控制组件停止氮气的输送，同时第二阀门250关闭，打开进料罐200与第一过滤筒300之间的阀门，对进料罐200进行减压，同时对排出的氮气进行过滤，回收其中夹带的硅粉。
由此上述硅粉传输设备利用浓相输送方式，使设备布局简单，管道磨损小，人员操作简便；在合成炉进料上，采用热氮气流化加热，保证了有效的干燥效果。
在本发明的第二方面，本发明提出了一种用于合成三氯氢硅的系统，该系统具体包括：三氯氢硅合成炉600、氯化氢气体输送管路700以及前面的硅粉传输设备。
三氯氢硅合成炉600适于利用硅粉和氯化氢合成三氯氢硅；氯化氢气体输送管路700与三氯氢硅合成炉600相连，用于向三氯氢硅合成炉中供给氯化氢气体；硅粉传输设备与三氯氢硅合成炉600通过氯化氢气体输送管路700相连，用于向三氯氢硅合成炉中供给硅粉。
根据本发明的一个实施例，上述氯化氢气体输送管路700与进料罐200的硅粉出口230相连，以便利用氯化氢气体推动硅粉进入三氯氢硅合成炉。由此避免氮气进入三氯氢硅合成炉600，引入额外杂质。
根据本发明的具体实施例，上述氯化氢气体输送管路700可以与三氯氢硅合成炉600的底部进料口连接，由此可以将硅粉和氯化氢从三氯氢硅合成炉600底部进入，使得硅粉和氯化氢在三氯氢硅合成炉内呈沸腾状态，以便硅粉和氯化氢充分反应。同时进料罐200内的压力大于氯化氢气体输送管路700和三氯氢硅合成炉600内的压力，可以有效避免物料（HCl和氯硅烷）反串腐蚀设备，延长设备使用寿命，大大降低了生产成本，同时确保了整个生产系统的连续稳定运行。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种硅粉传输设备，其特征在于，包括：
干燥罐，所述干燥罐用于干燥所述硅粉；以及
进料罐，所述进料罐与所述干燥罐相连，并且所述进料罐适于向合成炉中供给硅粉，
其中，所述进料罐包括：
进料罐本体，所述进料罐本体内限定出硅粉容纳空间；
第一氮气进料口，所述第一氮气进料口设置在所述进料罐本体上，用于向所述硅粉容纳空间中供给氮气；以及
硅粉出口，所述硅粉出口设置在所述进料罐本体上，用于从所述硅粉容纳空间中排出硅粉。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述干燥罐采用循环氮气和热油对所述硅粉进行加热干燥。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述干燥罐与所述进料罐之间设置有第一阀门。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述进料罐进一步包括：
氮气进料控制组件，所述氮气进料控制组件与所述第一氮气进料口相连；以及
第二阀门，所述第二阀门与所述硅粉出口相连，
其中，所述第二阀门为单向阀门。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：
第一过滤筒，所述第一过滤筒与所述进料罐相连，用于对从所述进料罐接收排出的氮气进行过滤。
6.据权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括：
传送罐，所述传送罐用于容纳待进料的硅粉，
其中，
所述传送罐具有第二氮气进料口用于向所述传送罐中供给氮气，
所述传送罐与所述干燥罐相连。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述传送罐与所述干燥罐通过管路相连，并且在所述管路上设置有至少一个助推器。
8.根据权利要求7所述的设置，其特征在于，所述助推器采用氮气作为动力源，以便实现浓相输送。
9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，进一步包括第二过滤筒，其中，所述第二过滤筒与所述传送罐相连，用于对从所述传送罐排出的氮气进行过滤，且回收硅粉。
10.一种用于合成三氯氢硅的系统，其特征在于，包括：
三氯氢硅合成炉，所述三氯氢硅合成炉适于利用硅粉和氯化氢合成三氯氢硅；
氯化氢气体输送管路，所述氯化氢气体输送管路与所述三氯氢硅合成炉相连，用于向所述三氯氢硅合成炉中供给氯化氢气体；以及
权利要求1～9任一项所述的硅粉传输设备，所述硅粉传输设备与所述三氯氢硅合成炉通过所述氯化氢气体输送管路相连，用于向所述三氯氢硅合成炉中供给硅粉，
其中，所述氯化氢气体输送管路与所述进料罐的硅粉出口相连，以便利用氯化氢气体推动所述硅粉进入所述三氯氢硅合成炉；
所述氯化氢气体输送管路与所述三氯氢硅合成炉的底部进料口相连。
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2013
- 2013-07-08 CN CN201310284724.9A patent/CN103408022B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
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