CN113830770A - 一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统及回收方法 - Google Patents

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尤超
张立峰
丛轮刚
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Abstract

本发明公开了一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，包括重力沉降旋风除尘器，重力沉降旋风除尘器下端出口处连接有储灰仓，重力沉降旋风除尘器上端出口连接有自动反吹过滤器，自动反吹过滤器出口与储灰仓连接；自动反吹过滤器连接有氢气反吹气包。先通过重力沉降旋风除尘器对粒径大于10μm的硅粉进行高效回收，再通过精密自动反吹过滤器对尾气中细小颗粒进行回收，能提高硅粉的回收率，提高反吹阀及下游设备使用寿命，避免物料浪费和环境污染。

Description

一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统及回收方法
技术领域
本发明属于硅粉回收装置技术领域，涉及一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，还涉及上述回收系统的回收方法。
背景技术
国内多晶硅生产工艺主要有含有合成+热氢化工序的改良西门子法和含有冷氢化工序的改良西门子法，含有冷氢化工序的氢化反应尾气通过重力沉降旋风除尘器分离掉绝大部分的催化剂和未反应完全的硅粉，之后再进入洗涤塔通过氯硅烷喷淋洗涤进一步除去尾气中粒径小于10微米硅粉，产生的大量渣浆液需进一步回收处理，因回收率低，造成大量物料浪费和环境污染。
发明内容
本发明的目的是提供一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，解决了现有技术中存在的回收率低及污染环境的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，包括重力沉降旋风除尘器，重力沉降旋风除尘器下端出口处连接有储灰仓，重力沉降旋风除尘器上端出口连接有自动反吹过滤器，自动反吹过滤器出口与储灰仓连接；自动反吹过滤器连接有氢气反吹气包。
本发明的特点还在于：
自动反吹过滤器包括一台或者多台并联，每个自动反吹过滤器分别与储灰仓连接。
本发明的另一目的是提供一种冷氢化反应尾气硅粉回收方法。
本发明所采用的另一技术方案是，一种冷氢化反应尾气硅粉回收方法，采用上述的冷氢化反应尾气硅粉回收系统，具体包括以下步骤：
步骤1、先设置自动反吹过滤器的反吹条件、反吹时间，然后开启自动反吹过滤器的过滤系统；
步骤2、含硅粉尾气进入重力沉降旋风除尘器，经过分离沉降后收集在重力沉降旋风除尘器底部，定期将重力沉降旋风除尘器底部的硅粉排入储灰仓内；尾气从重力沉降旋风除尘器上端出口进入自动反吹过滤器中；
步骤3、当自动反吹过滤器达到反吹条件时，开启反吹系统，依序反吹自动反吹过滤器内的多组滤芯；当达到预设反吹时间时，关闭反吹系统；
步骤4、当自动反吹过滤器料位达到高点时，将硅粉排入储灰仓内；
步骤5、当储灰仓的料位达到高点时，采用氮气或二氧化碳气体对储灰仓内的气体进行置换后排出硅粉，当储灰仓的料位到达低点时停止排出硅粉。
当自动反吹过滤器包括多台并联时，步骤3中根据自动反吹过滤器的料位，依次将每个自动反吹过滤器内硅粉排入储灰仓内。
反吹条件为：过滤时间达到预设值或自动反吹过滤器内压差达到预设值。
进入自动反吹过滤器内的反吹气压力为过滤器工作压力1.5-2倍，反吹气温度比过滤气体露点温度高20℃-80℃。
自动反吹过滤器采用0.1-5μm的金属或陶瓷滤芯。
本发明的有益效果是：
本发明一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，先通过重力沉降旋风除尘器对粒径大于10μm的硅粉进行高效回收，再通过精密自动反吹过滤器对尾气中细小颗粒进行回收，能提高硅粉的回收率，提高反吹阀及下游设备使用寿命；同时可设置多个自动反吹过滤器并联过滤，避免单个过滤器故障造成系统停车的问题；结构简单，操作方便；本发明一种冷氢化反应尾气硅粉回收方法，在冷氢化流化床反应炉的出口处，依次通过重力沉降旋风除尘器、自动反吹过滤器，实现对冷氢化反应尾气中硅粉的净化回收。
附图说明
图1是本发明一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统的结构示意图。
图中，1.重力沉降旋风除尘器，2.储灰仓，3.自动反吹过滤器，4.氢气反吹气包，5.进气阀，6.反吹阀，7.排灰阀。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，如图1所示，包括重力沉降旋风除尘器1，重力沉降旋风除尘器1下端出口处连接有储灰仓2，重力沉降旋风除尘器1上端出口连接有自动反吹过滤器3，自动反吹过滤器3出口与储灰仓2连接；自动反吹过滤器3连接有氢气反吹气包4，自动反吹过滤器3与重力沉降旋风除尘器1、氢气反吹气包4、储灰仓2连接的管路上分别设置有进气阀5、反吹阀6、排灰阀7。重力沉降旋风除尘器1集合了旋风分离、颗粒沉降、储灰功能。
优选的，反吹阀6选用快开球阀或快开角阀，以实现反吹时爆破气速达到过滤面速的10～20倍。
自动反吹过滤器3包括一台或者多台并联，每个自动反吹过滤器3与重力沉降旋风除尘器1连接的管路上设置有进气阀5，每个自动反吹过滤器3与储灰仓2连接的管路上设置有排灰阀7，每个自动反吹过滤器3与氢气反吹气包4连接的管路上设置有反吹阀6。
自动反吹过滤器3采用0.1-5μm的金属或陶瓷滤芯，能收集更细小硅粉，满足净化后尾气固含量小于5mg/m3的要求，同时避免超细硅粉进入反吹系统，造成反吹阀的磨损失效。
一种冷氢化反应尾气硅粉回收方法，采用上述的冷氢化反应尾气硅粉回收系统，具体包括以下步骤：
步骤1、先设置每个自动反吹过滤器3的反吹条件、反吹时间，然后开启自动反吹过滤器3的过滤系统，并打开对应的进气阀5；
步骤2、将重力沉降旋风除尘器1的进气口与冷氢化流化床反应炉的出口连接，含硅粉尾气进入重力沉降旋风除尘器1，粒径大于10μm的硅粉经过分离沉降后收集在重力沉降旋风除尘器1底部，定期将重力沉降旋风除尘器1底部的硅粉排入储灰仓2内；尾气从重力沉降旋风除尘器1上端出口进入自动反吹过滤器3中；
步骤3、当自动反吹过滤器3的过滤时间或者压差达到预设值时，开启反吹系统并打开反吹阀6，对自动反吹过滤器3内的多组滤芯依序进行反吹，此时过滤过程不受影响；当达到预设反吹时间时，关闭反吹系统，当系统压差超过30kpa-50kpa时，可自动缩短预设过滤时间，保证过滤器长周期运行；
步骤4、当自动反吹过滤器3料位达到高点时，打开排灰阀7，将硅粉排入储灰仓2内；
当多台自动反吹过滤器3并联运行时，步骤3中预设过滤时间或压差均相同，当达到反吹条件时，同时启动每个自动反吹过滤器3的反吹系统，对每个自动反吹过滤器3内的多组滤芯依序进行反吹，具体的，先反吹自动反吹过滤器A的第一组滤芯、自动反吹过滤器B的第一组滤芯，再反吹自动反吹过滤器A的第二组滤芯、自动反吹过滤器B的第二组滤芯如此循环反吹，过滤过程不受影响；上述反吹方式能减小自动反吹过滤器3的体积，进而降低成本；按照自动反吹过滤器3的料位依次将硅粉排入储灰仓2内，过滤过程不受影响；
步骤5、当储灰仓2的料位达到高点时，采用氮气或二氧化碳气体对储灰仓2内的气体进行置换后排出硅粉，当储灰仓2的料位到达低点时停止排出硅粉。
过滤时间由滤芯表面堆积滤饼厚度确定，滤芯表面一般允许滤饼厚度为5-10mm，压差一般为20-100Kpa。
自动反吹过滤器3中滤芯按照分组依序在线反吹再生。
进入自动反吹过滤器3内的反吹气压力为过滤器工作压力1.5-2倍，反吹气温度比过滤气体露点温度高20℃-80℃。
通过以上方式，本发明一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，先通过重力沉降旋风除尘器对粒径大于10μm的硅粉进行高效回收，再通过精密自动反吹过滤器对尾气中细小颗粒进行回收，能提高硅粉的回收率，提高反吹阀及下游设备使用寿命；同时可设置多个自动反吹过滤器并联过滤，避免单个过滤器故障造成系统停车的问题；结构简单，操作方便；本发明一种冷氢化反应尾气硅粉回收方法，在冷氢化流化床反应炉的出口处，依次通过重力沉降旋风除尘器、自动反吹过滤器，实现对冷氢化反应尾气中硅粉的净化回收。

Claims (7)

1.一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，其特征在于，包括重力沉降旋风除尘器(1)，所述重力沉降旋风除尘器(1)下端出口处连接有储灰仓(2)，所述重力沉降旋风除尘器(1)上端出口连接有自动反吹过滤器(3)，所述自动反吹过滤器(3)出口与储灰仓(2)连接；所述自动反吹过滤器(3)连接有氢气反吹气包(4)。
2.根据权利要求1所述的一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，其特征在于，所述自动反吹过滤器(3)包括一台或者多台并联，每个自动反吹过滤器(3)分别与储灰仓(2)连接。
3.一种冷氢化反应尾气硅粉回收方法，其特征在于，采用如权利要求1所述的冷氢化反应尾气硅粉回收系统，具体包括以下步骤：
步骤1、先设置所述自动反吹过滤器(3)的反吹条件、反吹时间，然后开启自动反吹过滤器(3)的过滤系统；
步骤2、含硅粉尾气进入重力沉降旋风除尘器(1)，经过分离沉降后收集在重力沉降旋风除尘器(1)底部，定期将重力沉降旋风除尘器(1)底部的硅粉排入储灰仓(2)内；尾气从重力沉降旋风除尘器(1)上端出口进入自动反吹过滤器(3)中；
步骤3、当所述自动反吹过滤器(3)达到反吹条件，开启反吹系统，依序反吹所述自动反吹过滤器(3)内的多组滤芯；当达到预设反吹时间时，关闭反吹系统；
步骤4、当自动反吹过滤器料位达到高点时，将硅粉排入储灰仓内；
步骤5、当所述储灰仓(2)的料位达到高点时，采用氮气或二氧化碳气体对储灰仓(2)内的气体进行置换后排出硅粉，当所述储灰仓(2)的料位到达低点时停止排出硅粉。
4.根据权利要求3所述的一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，其特征在于，当所述自动反吹过滤器(3)包括多台并联时，步骤4中根据自动反吹过滤器(3)的料位，依次将每个自动反吹过滤器(3)内硅粉排入储灰仓(2)内。
5.根据权利要求3所述的一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，其特征在于，所述反吹条件为：过滤时间达到预设值或自动反吹过滤器(3)内压差达到预设值。
6.根据权利要求3所述的一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，其特征在于，进入所述自动反吹过滤器(3)内的反吹气压力为过滤器工作压力1.5-2倍，所述反吹气温度比过滤气体露点温度高20℃-80℃。
7.根据权利要求3所述的一种冷氢化反应尾气硅粉回收系统，其特征在于，所述自动反吹过滤器(3)采用0.1-5μm的金属或陶瓷滤芯。
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