CN110627070A - 连通装置和残液提纯系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了连通装置和残液提纯系统。其中，连通装置包括：本体，所述本体沿长度方向的两端分别具有进液口、出液口，所述本体内部限定有容纳空间；搅拌机构，所述搅拌机构包括旋转轴，所述旋转轴设在所述容纳空间内，所述旋转轴上设有多个刮刀和多个搅拌叶片组；其中，每个所述搅拌叶片组包括一个正向搅拌叶片和一个反向搅拌叶片，所述正向搅拌叶片的直径大于所述反向搅拌叶片的直径；驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机设在所述本体的一端，且与所述旋转轴相连。采用该连通装置作为物料输送管道，可以有效解决管道堵塞的问题，且连通装置具有结构简单、检修方便等优点。

Description

连通装置和残液提纯系统

技术领域

本发明涉及化工领域，具体而言，本发明涉及连通装置和残液提纯系统。

背景技术

改良西门子法生产多晶硅过程中会产生大量的副产物四氯化硅。目前，大部分多晶硅企业均采用四氯化硅冷氢化技术处理副产物，将其转化为生产多晶硅的原料三氯氢硅。四氯化硅冷氢化技术是将冶金级硅粉、氢气、四氯化硅在一定的温度、压力条件下，在催化剂作用下反应，生成三氯氢硅。由于冶金级硅粉中含有金属杂质，氢化产品(氯硅烷)里会引入细微的硅粉和金属杂质。在急冷塔或淋洗塔以及后续的氯硅烷粗馏过程中，为防止堵塞设备和脱除金属杂质，这些细微硅粉和金属杂质将随四氯化硅液体由塔底排出，排出的这部分固液混合物即为氢化残液。还原过程中产生的六氯二硅烷和硅氧烷等多硅氯硅烷在尾气干法精馏工艺随残液一起排出，和氢化残液混合，得到多晶硅生产过程中的氯硅烷残液。氯硅烷残液一般经过滤器初步分离粗硅粉后，送入残液提纯塔进行提纯，回收大量四氯化硅，塔釜残液为浓缩残液，又叫二次残液，送残液干燥回收系统。残液中含有硅粉和金属氯化物，容易堵塞设备和管道。在残液提纯过程中，大量的硅粉和金属氯化物富集在塔釜，由于塔釜和再沸器的液相连通管的管径大，液相流速慢，导致该管道极易堵塞，使残液提纯塔无法连续稳定运行。

残液提纯塔塔釜液相管堵塞的问题是多晶硅企业的老大难问题，暂无较好的解决办法，大部分厂家都设置一备一用两个残液提纯塔，运行的塔堵塞后就停塔检修，同时开启备用塔。停塔检修过程中需要倒料置换，浪费大量人力物力，且管道中残留的氯硅烷在检修过程中易与空气反应，产生盐酸，腐蚀周围的设备和管道，污染周围作业环境。由此可见，现有的多晶硅生产设备仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出连通装置和残液提纯系统。采用该连通装置作为物料输送管道，可以有效解决管道堵塞的问题，且连通装置具有结构简单、检修方便等优点。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种连通装置。根据本发明的实施例，该连通装置包括：本体，所述本体沿长度方向的两端分别具有进液口、出液口，所述本体内部限定有容纳空间；搅拌机构，所述搅拌机构包括旋转轴，所述旋转轴设在所述容纳空间内，所述旋转轴上设有多个刮刀和多个搅拌叶片组；其中，每个所述搅拌叶片组包括一个正向搅拌叶片和一个反向搅拌叶片，所述正向搅拌叶片的直径大于所述反向搅拌叶片的直径；驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机设在所述本体的一端，且与所述旋转轴相连。

采用根据本发明实施例的连通装置作为物料输送管道，上游设备排出的物料经连通装置本体一端的进液口进入本体内容纳空间，随着驱动电机驱动旋转轴旋转，物料向连通装置本体另一端的出液口运动，并经出液口排出至下游设备。搅拌机构采用双向搅拌，正向搅拌叶片和反向搅拌叶片共同作用可使物料处于较为剧烈的湍流状态，且正向搅拌叶片的直径大于反向搅拌叶片的直径，因而不会影响流体整体的流动方向。同时，旋转轴上的刮刀可以及时去除设备内壁沉积的问题。由此，在搅拌机构的扰动下，物料的在输送过程中不易沉积，从而可以有效解决连通管道堵塞的问题。将该连通装置用作改良西门子法多晶硅生产工艺中残液提纯塔与再沸器的连通管道，可以有效避免氯硅烷残液中的硅粉和金属氯化物在管道中沉积堵塞，可以使残液提纯塔长期稳定运行，避免了残液提纯塔频繁检修带来的检修成本及环境污染问题，并可以减少残液提纯塔的备用量，从而减少设备投资。另外，连通装置具有结构简单、结构尺寸小、检修方便等优点。

另外，根据本发明上述实施例的连通装置还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述本体呈圆柱体形状。

在本发明的一些实施例中，所述刮刀与所述本体内壁的间距不大于10毫米。

在本发明的一些实施例中，所述刮刀与所述本体内壁的间距为1.5～10毫米。

在本发明的一些实施例中，所述刮刀为弹簧片刮刀。

在本发明的一些实施例中，一个所述搅拌叶片组中，所述正向搅拌叶片与所述反向搅拌叶片的间距为700～900毫米。

在本发明的一些实施例中，所述正向搅拌叶片与所述旋转轴之间所成角度为40～50°，所述反向搅拌叶片与所述旋转轴之间所成角度为130～140°。

在本发明的一些实施例中，所述正向搅拌叶片与所述旋转轴之间所成角度为45°，所述反向搅拌叶片与所述旋转轴之间所成角度为135°。

在本发明的一些实施例中，所述驱动电机与所述旋转轴之间设有密封结构。

在本发明的一些实施例中，所述连通装置进一步包括：排液口，所述排液口设在所述本体下部，且位于所述进液口和所述出液口之间。

在本发明的一些实施例中，所述连通装置进一步包括：支持机构，所述支持机构包括多个支座。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种残液提纯系统。根据本发明的实施例，该残液提纯系统包括：残液提纯塔，所述残液提纯塔具有出料口和回料口；上述实施例的连通装置，所述连通装置的进液口与所述残液提纯塔的出料口相连；再沸器，所述再沸器与所述连通装置的出液口和所述残液提纯塔的回料口相连。由于再沸器中的气液混合物和残液提纯塔塔釜液体存在密度差，在热虹吸作用下，塔釜液相经上述实施例的连通装置流至再沸器。在残液提纯塔运行过程中，连通装置持续运转，在连通装置搅拌机构的扰动下，液相的硅粉和金属氯化物(氯化铝和氯化钛等)不易沉积，同时，搅拌机构中的刮刀能够及时去除装置内壁沉积的硅粉和金属氯化物。由此，本发明的残液提纯系统通过采用上述实施例的连通装置，可以使残液提纯塔长期稳定运行，避免了残液提纯塔频繁检修带来的检修成本及环境污染问题，并可以减少残液提纯塔的备用量，从而减少设备投资。

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的连通装置的结构示意图；

图2是图1中A部位的放大图；

图3是根据本发明一个实施例的残液提纯系统的结构示意图。

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”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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，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，“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，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种连通装置。根据本发明的实施例，参考图1，该连通装置1000包括：本体100、搅拌机构和驱动机构。其中，本体100沿长度方向的两端分别具有进液口101、出液口102，本体100内部限定有容纳空间；搅拌机构包括旋转轴200，旋转轴200设在本体100的容纳空间内，旋转轴200上设有多个刮刀210和多个搅拌叶片组；其中，每个搅拌叶片组包括一个正向搅拌叶片220和一个反向搅拌叶片230，正向搅拌叶片220的直径大于反向搅拌叶片230的直径；驱动机构包括驱动电机300，驱动电机300设在所述本体100的一端，且与旋转轴200相连。

采用根据本发明实施例的连通装置作为物料输送管道，上游设备排出的物料经连通装置本体一端的进液口进入本体内容纳空间，随着驱动电机驱动旋转轴旋转，物料向连通装置本体另一端的出液口运动，并经出液口排出至下游设备。搅拌机构采用双向搅拌，正向搅拌叶片和反向搅拌叶片共同作用可使物料处于较为剧烈的湍流状态，且正向搅拌叶片的直径大于反向搅拌叶片的直径，因而不会影响流体整体的流动方向。同时，旋转轴上的刮刀可以及时去除设备内壁沉积的问题。由此，在搅拌机构的扰动下，物料的在输送过程中不易沉积，从而可以有效解决连通管道堵塞的问题。将该连通装置用作改良西门子法多晶硅生产工艺中残液提纯塔与再沸器的连通管道，可以有效避免氯硅烷残液中的硅粉和金属氯化物在管道中沉积堵塞，可以使残液提纯塔长期稳定运行，避免了残液提纯塔频繁检修带来的检修成本及环境污染问题，并可以减少残液提纯塔的备用量，从而减少设备投资。另外，连通装置具有结构简单、结构尺寸小、检修方便等优点。

下面参考图1～2进一步对根据本发明实施例的连通装置进行详细描述。

根据本发明的实施例，本体100的具体形状并不是特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一些实施例，本体100呈圆柱体形状。由此，可以进一步有利于连通装置内物料的流动，避免物料堵塞或沉积至本体内壁。

根据本发明的实施例，刮刀210与本体100内壁的间距不大于10毫米。由此，可以进一步提高刮刀的刮壁效果。

根据本发明的实施例，刮刀210与本体内壁的间距可以为1.5～10毫米，例如1.5毫米、3毫米、4.5毫米、6毫米、7.5毫米或10毫米。由此，可以进一步刮刀的刮壁效果。如果刮刀与本体内壁的间距过小，可能导致刮刀与本体内壁过度摩擦，影响刮刀的寿命和运行效率；如果刮刀与本体内壁的间距过大，则难以起到有效清理中内壁附着物料的效果。

根据本发明的实施例，刮刀210可以为弹簧片刮刀。具体的，刮刀210可采用可拆卸的弹簧片刮刀，且刮刀采用耐磨材质，由此，可以进一步降低刮刀的运行阻力。

根据本发明的实施例，一个搅拌叶片组中，正向搅拌叶片220与反向搅拌叶片230的间距可以为700～900毫米，例如700毫米、750毫米、800毫米、850毫米或900毫米。具体的，上述正向搅拌叶片220与反向搅拌叶片230的间距如图2中l所示，发明人发现，针对多晶硅生产工艺中残液提纯塔排出的硅粉和金属氯化物物料，通过将正向搅拌叶片220与反向搅拌叶片230的间距设置在上述范围，正向搅拌叶片与反向搅拌叶片可以使上述物料产生更佳的湍流效果，且对正向搅拌叶片与反向搅拌叶片的损耗更小。

根据本发明的实施例，正向搅拌叶片220与旋转轴200之间所成角度可以为40～50°，优选为45°；反向搅拌叶片230与旋转轴200之间所成角度可以为130～140°，优选为135°。具体的，正向搅拌叶片220与旋转轴200之间所成角度如图2中α所示，反向搅拌叶片230与旋转轴200之间所成角度如图2中β所示。发明人发现，针对多晶硅生产工艺中残液提纯塔排出的硅粉和金属氯化物物料，通过将正向搅拌叶片220与旋转轴200之间所成角度以及反向搅拌叶片230与旋转轴200之间所成角度设置在上述范围，正向搅拌叶片与反向搅拌叶片可以使上述物料产生更佳的湍流效果，且对正向搅拌叶片与反向搅拌叶片的损耗更小。

根据本发明的实施例，驱动电机300与旋转轴200之间设有密封结构400。由此，可以有效避免物料从旋转轴泄漏。密封结构400的具体种类并不受特别限制，例如可以采用机械密封或磁力密封。

根据本发明的实施例，上述连通装置还进一步包括：排液口103。排液口103设在本体100下部，且位于进液口101和出液口102之间，可用于连续将杂质富集的塔釜残液(也称为二次残液)排出装置。

根据本发明的实施例，上述连通装置还进一步包括：支持机构，该支持机构包括多个支座500，支座500适于对连通装置进行支撑。

在本发明的另一方面，本发明提出了一种残液提纯系统。根据本发明的实施例，参考图3，该残液提纯系统包括：上述实施例的连通装置1000、残液提纯塔2000和再沸器3000。其中，残液提纯塔2000具有出料口10和回料口20；连通装置1000的进液口101与残液提纯塔2000的出料口10相连；再沸器3000与连通装置1000的出液口102和残液提纯塔2000的回料口20相连。

根据本发明的一些实施例，连通装置1000、残液提纯塔2000和再沸器3000的连接方式并不受特别限制，例如可以采用法兰连接或直接焊接。

由于再沸器中的气液混合物和残液提纯塔塔釜液体存在密度差，在热虹吸作用下，塔釜液相经上述实施例的连通装置流至再沸器。在残液提纯塔运行过程中，连通装置持续运转，在连通装置搅拌机构的扰动下，液相的硅粉和金属氯化物(氯化铝和氯化钛等)不易沉积，同时，搅拌机构中的刮刀能够及时去除装置内壁沉积的硅粉和金属氯化物。由此，本发明的残液提纯系统通过采用上述实施例的连通装置，可以使残液提纯塔长期稳定运行，避免了残液提纯塔频繁检修带来的检修成本及环境污染问题，并可以减少残液提纯塔的备用量，从而减少设备投资。

另外，需要说明的是，该残液提纯系统具有前文针对连通装置所描述的全部特征和优点，在此不再一一赘述。

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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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)

1.一种连通装置，其特征在于，包括：

本体，所述本体沿长度方向的两端分别具有进液口、出液口，所述本体内部限定有容纳空间；

搅拌机构，所述搅拌机构包括旋转轴，所述旋转轴设在所述容纳空间内，所述旋转轴上设有多个刮刀和多个搅拌叶片组；其中，每个所述搅拌叶片组包括一个正向搅拌叶片和一个反向搅拌叶片，所述正向搅拌叶片的直径大于所述反向搅拌叶片的直径；

驱动机构，所述驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机设在所述本体的一端，且与所述旋转轴相连。

2.根据权利要求1所述的连通装置，其特征在于，所述本体呈圆柱体形状。

3.根据权利要求1所述的连通装置，其特征在于，所述刮刀与所述本体内壁的间距不大于10毫米；优选地，所述刮刀与所述本体内壁的间距为1.5～10毫米。

4.根据权利要求1所述的连通装置，其特征在于，所述刮刀为弹簧片刮刀。

5.根据权利要求1所述的连通装置，其特征在于，一个所述搅拌叶片组中，所述正向搅拌叶片与所述反向搅拌叶片的间距为700～900毫米。

6.根据权利要求1所述的连通装置，其特征在于，所述正向搅拌叶片与所述旋转轴之间所成角度为40～50°，所述反向搅拌叶片与所述旋转轴之间所成角度为130～140°。

7.根据权利要求1所述的连通装置，其特征在于，所述驱动电机与所述旋转轴之间设有密封结构。

8.根据权利要求1所述的连通装置，其特征在于，进一步包括：排液口，所述排液口设在所述本体下部，且位于所述进液口和所述出液口之间。

9.根据权利要求1～8任一项所述的连通装置，其特征在于，进一步包括：支持机构，所述支持机构包括多个支座。

10.一种残液提纯系统，其特征在于，包括：

残液提纯塔，所述残液提纯塔具有出料口和回料口；

权利要求1～9任一项所述的连通装置，所述连通装置的进液口与所述残液提纯塔的出料口相连；

再沸器，所述再沸器与所述连通装置的出液口和所述残液提纯塔的回料口相连。