CN105521662A - 应用于有机硅行业气体净化的过滤装置及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了应用于有机硅行业气体净化的过滤装置及工艺，本方案由过滤器，反吹脉冲气体储罐、收尘箱以及控制系统构成，过滤器的含尘进口连通含尘气体进料管路，其洁净气体出口连通洁净气体出料管路，含尘气体进料管路和洁净气体出料管路上分别设置进料控制阀和出料控制阀；反吹脉冲气体储罐通过喷嘴集气管路与过滤器连通，喷嘴集气管上设置脉冲阀；收尘箱通过排灰管路与过滤器的排灰口连通，该排灰管路上设置排渣阀；控制系统分别控制连接进料控制阀、出料控制阀、脉冲阀以及排渣阀。本发明提供的方案采用烧结金属作为过滤元件，其具有无污染、无相变、能耗低、耐高温；孔径分布窄、过滤精度高，过滤通量稳定，膜渗透通量高等优点。

Description

应用于有机硅行业气体净化的过滤装置及工艺

技术领域

本发明涉及有机硅行业的气体净化技术，具体涉及应用于有机硅行业气体净化的自动反吹过滤技术。

背景技术

目前，国内外多晶硅行业迅猛发展，现行的多晶硅工业化生产工艺在多个工段均要求工艺气体的高精度过滤，如硅粉输送工序废气过滤、三氯氢硅合成工序合成气过滤，三氯氢硅还原工序尾气过滤，四氯氢硅氧化工序尾气过滤等。

在现有的除尘行业中，用于高温烟气除尘的装置主要有以下几种，但均有不足之处：

一、布袋除尘器，布袋材料易结露，寿命短，不耐高温；

二、旋风除尘器，造价低廉，结构简单，但除尘效率低；

三、洗涤式除尘器，能量损失大，能量利用率低，并产生新的液态废物；

四、颗粒层除尘器，效率较高，但投资高，占地面积大；

五、静电除尘器，能净化高温微细粉尘，净化效率高，能耗低，但一次投资高，占地面积大，不适宜净化爆炸性气体和高比电阻粉尘。

发明内容

针对上述现有高温烟气除尘技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于有机硅行业气体净化的自动反吹过滤方案，该方案包括集过滤、清洗再生及自动控制为一体的自动反吹过滤装置以及基于该装置实施的自动反吹过滤工艺。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方案：

应用于有机硅行业气体净化的过滤装置，所述过滤装置过滤器，其还包括反吹脉冲气体储罐、收尘箱以及控制系统，所述过滤器的含尘进口连通含尘气体进料管路，其洁净气体出口连通洁净气体出料管路，所述含尘气体进料管路和洁净气体出料管路上分别设置进料控制阀和出料控制阀；所述反吹脉冲气体储罐通过喷嘴集气管路与过滤器连通，喷嘴集气管上设置脉冲阀；所述收尘箱通过排灰管路与过滤器的排灰口连通，该排灰管路上设置排渣阀；所述控制系统分别控制连接进料控制阀、出料控制阀、脉冲阀以及排渣阀。

在该过滤装置的实例中，所述过滤器包括：

壳体，所述壳体内由下往上依次设置排灰室、高压室以及洁净气体收集室，所述排灰室位于高压室下方，并与高压室连通，其底部设置排灰口，所述高压室的底部侧壁上设置有含尘气体进口；所述洁净气体收集室位于高压室上方，并与高压室隔离，其顶部的侧壁上设置有洁净气体出口；

过滤元件，所述过滤元件设置在壳体的高压室中，且过滤元件的出口端与洁净气体收集室连通；

文丘里管，所述文丘里管对应设置在过滤元件的出口端上；

喷嘴集气管，所述喷嘴集气管设置在净气体收集室内，其上设置有对应于文丘里管的喷嘴。

进一步的，所述过滤元件为烧结金属滤芯。

在该过滤装置的实例中，所述收尘箱可根据集尘量的大小设计成抽屉型或灰桶型。

在该过滤装置的实例中，所述含尘气体入口管路和洁净气体出料管路之间安装有用于检测进出口压差的高温压力传感器，该高温压力传感器与控制系统相接。

在该过滤装置的实例中，所述进料控制阀、出料控制阀以及排渣阀采用气动球阀。

第二方案：

应用于有机硅行业气体净化的过滤工艺，在进行过滤操作时，将有机硅行业气体经物料进口进入过滤器，在过滤器内沿径向渗入每个过滤元件内腔，并在过滤元件的管内沿轴向汇入洁净气体收集室，最后洁净的高温气体由出料管路输出。

在过滤工艺的实例中，所述过滤工艺还包括自动反吹步骤，通过该步骤当过滤元件的表面上形成灰饼时，将一股高压脉冲气体送入过滤器内的喷嘴集气管中，通过喷嘴喷出形成反吹气体，该反吹气体进入文丘里管带走来自高压室中的气体，进入到过滤元件内，并在过滤元件内形成一个高能量的反吹脉冲，使过滤元件的表面上的灰饼剥离，灰饼落入过滤器底部，通过排灰管路收集到收尘箱内。

进一步的，在自动反吹步骤中仅对部分过滤元件进行反吹清洁。

本发明提供的方案采用烧结金属作为过滤元件，其具有无污染、无相变、能耗低、耐高温；孔径分布窄、过滤精度高，过滤通量稳定，膜渗透通量高等优点。

同时，装置配置特殊的反吹结构，全程自动化，易于操作，清洁过程不影响过滤的进行，可有效地连续处理有机硅行业所需净化的气体，保证了工艺连续高效的运行。还可以根据工艺和预算需要量身定做，安装方便，可较好地适用于净化有机硅行业所产生的气体。

再者，本方案中过滤和反吹洗整个过程都是自动化的，易于过滤操作和在线机械式清洗；过滤效率高，效率99％以上，降低高价值产品的过滤损失；对流体的流量、压力的波动极小；该过滤系统结构紧凑、节省空间；无需更换滤芯，同时可增加模块实现扩产，无需重复投资。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明中应用于有机硅行业气体净化的自动反吹过滤装置的工艺流程图；

图中：V1进料控制阀；PGS0101含尘气体进料管路；V2出料控制阀；PG0102洁净气体出料管路；V3排渣阀；PG0103排灰管路；V4脉冲阀；PG0104喷嘴集气管路；V101过滤器；V102收尘箱；V103反向脉冲气体储罐。

图2为本发明中自动反吹过滤装置中过滤器的结构示意图；

图中：1洁净气体收集室、2洁净气体出口、3含尘气体进口、4排渣口、5喷嘴集气管、6喷嘴、7文丘里管、8烧结金属滤芯。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

参见图1，其所示为本发明提供的用于有机硅行业气体净化的自动反吹过滤装置的工艺流程图。由图可知，该过滤装置主要它包括过滤器V101，进料控制阀V1，含尘气体进料管路PGS0101，出料控制阀V2，洁净气体出料管路PG0102，收尘箱V102，排灰阀V3，排灰管路PG0103，反向脉冲气体储罐V103，脉冲阀V4，喷嘴集气管路PG0104。

其中，过滤器V101的含尘进口连通含尘气体进料管路PGS0101，其上的洁净气体出口连通洁净气体出料管路PG0102，含尘气体进料管路PGS0101和洁净气体出料管路PG0102上设置有用于控制流量大小和压力大小的进料控制阀V1和出料控制阀V2。

反向脉冲气体储罐V103设置在过滤器V101的侧面，通过喷嘴集气管路PG0104与过滤器V101连通，用于向过滤器V101内部提供用于清洁的反向脉冲气体，同时在喷嘴集气管路PG0104上设置有用于控制流量和压力大下的脉冲阀V4。

收尘箱V102其设置在过滤器V101的底部，通过排灰管路PG0103与过滤器V101的排渣口连通，同时在排灰管路PG0103上设置用于控制流量和压力大下的排灰阀V3。

在基础上，本方案还在过滤装置中增加一控制系统，该控制系统可由相应的PLC来形成或MCU或者相应的上位机来形成，该控制系统分别控制连接过滤装置中的进料控制阀V1、出料控制阀V2、排灰阀V3以及脉冲阀V4，控制它们之间的配合工作，实现过滤装置的自动化工作。

由此形成的过滤装置在具体实施时，收尘箱V102，其可根据集尘量的大小设计成抽屉型或灰桶型。

反吹气体集气管上设置的脉冲阀可同时控制一列，大大地减少了脉冲阀的数量。

在含尘气体进料管路PGS0101和洁净气体出料管路PG0102之间安装高温压力传感器PDI，该高温压力传感器与控制系统相接，用于检测进出口的压差，进行实时测量。

为了很好的控制流量或压力大小，在含尘气体进料管路PGS0101，洁净气体出料管路PG0102，排灰管路PG0103设置的控制阀采用气动球阀。

再者，本装置中的过滤器V101可以为1个，也可以为多个，当为多个时，采用并联安装方式，过滤器V101的数量根据处理量来设定，处理量越多数量越多。

参见图2，其所示为本装置中过滤器V101的内部结构示意图。由图可知，该过滤器V101主要包括壳体1、喷嘴集气管5、喷嘴6、文丘里管7、过滤元件8。

其中，壳体1为一腔体结构，其内由下往上依次设置排灰室11、高压室12以及洁净气体收集室13。

排灰室11，用于收集和排出过滤元件8上的灰饼。该排灰室11整体为中空的圆锥体结构，其位于高压室下方，大端与高压室12连通，小端的顶部设置排灰口4，该排灰口4与排灰管路PG0103连通，排出排灰室11收集的废料。

高压室12，用于容纳待净化的含尘气体。该高压室12为中空的圆柱形，其底部侧壁上设置有含尘气体进口3，该含尘气体进口3与含尘气体进料管路PGS0101连通，用于将待过滤的气体从过滤器V101的侧端送入高压室。

洁净气体收集室13用于收集净化除尘后的气体。该洁净气体收集室13设置在高压室12上，两者之间通过一隔板隔离，形成一独立空间；同时洁净气体收集室13顶部的侧壁上设置有洁净气体出口2，该洁净气体出口2与洁净气体出料管路PG0102连通，用于将过滤后的洁净气体导出。

过滤元件8，安置在壳体的高压室12中，用于对高压室12内含尘气体进行净化，并将净化后的气体排出至洁净气体收集室13。具体的，该过滤元件8采用烧结金属滤芯8，其整体安置在高压室12之间的洁净气体收集室13隔板上，并且其输出端与洁净气体收集室连通。

文丘里管7对应设置在过滤元件的出口端上，用于增强集气效果。

喷嘴集气管5，其设置在净气体收集室内，并与喷嘴集气管路PG0104连通。该喷嘴集气管5整体位于文丘里管7的上方，并且该喷嘴集气管5上还设置有对应于文丘里管的喷嘴6。

同时，在壳体上的含尘气体进口3和洁净气体出口2之间通过管路连有高温压力传感器PDI，用于测定所述过滤芯筒内的压差，进行实时测量。

根据上述方案形成的自动反吹过滤装置对有机硅行业气体进行净化的工艺流程如下(参见图1)：

过滤装置进行过滤操作时，控制系统首先控制打开进料控制阀V1和出料控制阀V2，有机硅行业气体通过含尘气体进料管路PGS0101，经含尘高温气体进口3进入过滤器V101内，沿径向渗入每个烧结金属滤芯8内腔。

在烧结金属滤芯8内，进入的含尘高温气体在管内沿轴向汇入洁净气体收集室，在汇入的过程中，烧结金属滤芯8对含尘高温气体完成过滤净化。

最后洁净气体出口2由出气管路PG0102排出。

在该过滤操作过程中，控制系统将通过温压力传感器PDI实时测定过滤芯筒内的压差，并根据测定结果实时调整进料控制阀V1、出料控制阀V2的流量。

在过滤过程中，有机硅行业气体中的部分尘粒逐渐堆积在烧结金属滤芯8的外表面上而形成灰饼，随着灰饼厚度的增加，灰饼上的压力降增加。

当控制系统检测到该压力达到预定压降或时间时，打开脉冲阀V4，一股来自反向脉冲气体储罐V103的高压脉冲气体通过喷嘴集气管路PG0104进入喷嘴集气管5，通过喷嘴6喷出形成反吹气体，该反吹气体进入文丘里管7并带走来自高压室中的气体，进入到过滤元件内。

进入到烧结金属滤芯8内的气流在烧结金属滤芯8内部形成一个高能量的反吹脉冲，使灰饼剥离。

此时，控制系统打开排灰阀V3，灰饼通过排灰口4经排灰管路PG0103进入收尘箱V102被移走。

在上述的净化过程中，任何时候脉冲气体清洁的滤芯仅是多根过滤滤芯中的一部分，其余滤芯仍继续处于过滤状态，整个过程由控制系统自动控制，所以可保证加工气体的连续流动，实现过滤滤芯的在线再生。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.应用于有机硅行业气体净化的过滤装置，所述过滤装置过滤器，其特征在于，所述过滤装置还包括反吹脉冲气体储罐、收尘箱以及控制系统，所述过滤器的含尘进口连通含尘气体进料管路，其洁净气体出口连通洁净气体出料管路，所述含尘气体进料管路和洁净气体出料管路上分别设置进料控制阀和出料控制阀；所述反吹脉冲气体储罐通过喷嘴集气管路与过滤器连通，喷嘴集气管上设置脉冲阀；所述收尘箱通过排灰管路与过滤器的排灰口连通，该排灰管路上设置排渣阀；所述控制系统分别控制连接进料控制阀、出料控制阀、脉冲阀以及排渣阀。

2.根据权利要求1所述的应用于有机硅行业气体净化的过滤装置，其特征在于，所述过滤装置所述过滤器包括：

壳体，所述壳体内由下往上依次设置排灰室、高压室以及洁净气体收集室，所述排灰室位于高压室下方，并与高压室连通，其底部设置排灰口，所述高压室的底部侧壁上设置有含尘气体进口；所述洁净气体收集室位于高压室上方，并与高压室隔离，其顶部的侧壁上设置有洁净气体出口；

过滤元件，所述过滤元件设置在壳体的高压室中，且过滤元件的出口端与洁净气体收集室连通；

文丘里管，所述文丘里管对应设置在过滤元件的出口端上；

喷嘴集气管，所述喷嘴集气管设置在净气体收集室内，其上设置有对应于文丘里管的喷嘴。

3.根据权利要求2所述的应用于有机硅行业气体净化的过滤装置，其特征在于，所述过滤元件为烧结金属滤芯。

4.根据权利要求1所述的应用于有机硅行业气体净化的过滤装置，其特征在于，所述收尘箱可根据集尘量的大小设计成抽屉型或灰桶型。

5.根据权利要求1所述的应用于有机硅行业气体净化的过滤装置，其特征在于，所述含尘气体入口管路和洁净气体出料管路之间安装有用于检测进出口压差的高温压力传感器，该高温压力传感器与控制系统相接。

6.根据权利要求1所述的应用于有机硅行业气体净化的过滤装置，其特征在于，所述进料控制阀、出料控制阀以及排渣阀采用气动球阀。

7.应用于有机硅行业气体净化的过滤工艺，其特征在于，在进行过滤操作时，将有机硅行业气体经物料进口进入过滤器，在过滤器内沿径向渗入每个过滤元件内腔，并在过滤元件的管内沿轴向汇入洁净气体收集室，最后洁净的高温气体由出料管路输出。

8.根据权利要求7所述的应用于有机硅行业气体净化的过滤工艺，其特征在于，所述过滤工艺还包括自动反吹步骤，通过该步骤当过滤元件的表面上形成灰饼时，将一股高压脉冲气体送入过滤器内的喷嘴集气管中，通过喷嘴喷出形成反吹气体，该反吹气体进入文丘里管带走来自高压室中的气体，进入到过滤元件内，并在过滤元件内形成一个高能量的反吹脉冲，使过滤元件的表面上的灰饼剥离，灰饼落入过滤器底部，通过排灰管路收集到收尘箱内。

9.根据权利要求8所述的应用于有机硅行业气体净化的过滤工艺，其特征在于，在自动反吹步骤中仅对部分过滤元件进行反吹清洁。