CN202909561U - 一种新型多晶硅还原炉、热氢化炉尾气过滤装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种新型多晶硅还原炉、热氢化炉尾气过滤装置，其主要结构：下锥体通过上下阀门与排渣管连接，滤芯组置于下锥体内，上封头和下锥体密封连接，在下锥体上设有进气口，在上封头侧设有出气口，进气口和出气口上均设置压力采样点和温度采样点，在上封头上设有氢气反吹管和排废气口，滤芯组由滤芯和花盘构成，滤芯为圆筒状滤芯，滤芯组成密集圆周阵列，排渣管由上下阀门，凝液排污口和粉末缓冲管组成；本实用新型其一密集圆周阵列式过滤滤芯，最大化提高过滤能力，对称多管口反吹管设计，最高效率的实现对过滤器的反吹，提高过滤器运行效率；其二环绕锥体下部的电伴热设计，防止了物料在锥体部位的冷凝，杜绝了由此带来的粉末黏糊和致密硬化问题；其三简易的排渣管道设计，实现快速简单的排渣操作，系统设置简洁，维护工作简易便捷。

Description

一种新型多晶硅还原炉、热氢化炉尾气过滤装置

一、技术领域

本实用新型涉及一种新型多晶硅还原炉、热氢化炉尾气过滤装置，属于多晶硅生产领域。 

二、背景技术

多晶硅生产领域中，还原炉是负责多晶硅生产的设备，其反应机理是氢气和三氯氢硅在发热体(硅棒)表面反应生成硅原子，硅原子不断沉积在发热体表面进而生长多晶硅，由于反应生成的硅原子无法100％完成沉积，会有一部分硅原子最终形成硅粉被尾气带走送入尾气回收单元，硅粉对尾气回收单元的设备系统会造成巨大的安全危险和工艺运行阻碍，因此需要将还原炉尾气进行过滤后才能送入下一单元，尾气过滤器应运而生。 

同时，多晶硅生产中，热氢化炉负责将还原炉反应生成的副产物四氯化硅转化成三氯氢硅，反应机理是氢气和四氯化硅在石墨加热热场中反应，部分四氯化硅转化生成三氯氢硅，反应过程中由于石墨热场材料在高速、高温、强冲蚀环境中会不断的以粉末状剥离，被尾气带走进入尾气回收单元，同理需要尾气过滤装置。 

由于还原炉和热氢化炉系统需要连续运行，过滤器就需要连续运行，同时生产的粉末就越来越多，如何维持高效的尾气过滤并能简单安全操作维护是过滤器的第一要求。传统的尾气过滤器在生产中面临以下三大问题难以解决： 

1、过滤器难以做到在线高效反吹过滤器，使得过滤器过滤功能逐步降低，不能满足连续生产的要求。 

2、过滤器底部容易产生物料冷凝，进而使得底部粉末黏糊或者致密硬化，导致后期排粉末过程中过滤器堵死，过滤后的粉末残渣无法排除。 

3、过滤器排料操作难以做到在线排渣操作，且操作复杂，容易出现阀门被粉末卡死、物料泄漏、设备结构复杂和维护难度大，以致容易各类安全事故。 

三、实用新型内容 

本实用新型的目的是针对以上三种传统过滤器存在的缺陷，提出一种新型多晶硅还原炉、热氢化炉尾气过滤装置。 

本实用新型的任务是这样来完成的：一种新型多晶硅还原炉、热氢化炉尾气过滤装置，它总体分为四个部分下锥体、滤芯组、上封头、排渣管构成，下锥体通过上下阀门与排渣管连接，滤芯组置于下锥体内，上封头和下锥体密封连接，在下锥体上设有进气口，在上封头侧设有出气口，进气口和出气口上均设置压力采样点和温度采样点，在上封头的上盖上设有氢气反吹管和排废气口，上封头设置的氢气反吹管为三组对称分布，每个氢气反吹管对称均匀分支出五个反吹口；滤芯组由滤芯和花盘构成，滤芯为圆筒状滤芯，上开口为出气口，滤芯组成密集圆周阵列，花盘是固定滤芯的不锈钢支架，顶部分布与滤芯对应的圆周孔阵列，每个孔对应一个滤芯，花盘底部为辐射圆形状，其和花盘顶部加紧固定滤芯；下锥体上还安装有电伴热和料位开关；排渣管由上下阀门，凝液排污口和粉末缓冲管组成。 

本实用新型针对过滤器过滤效率低，同时反吹效率低问题，设计了圆周阵列式滤芯组，最大化的采用密集滤芯组，加大过滤面积，同时优化设计氢气反吹管道，使得反吹滤芯组不存在死角，最高效的实现滤芯的粉末吹除，延长滤芯运行寿命。 

本实用新型针对过滤器中锥体处容易产生物料冷凝液问题，采取锥体底部用电伴热加热，防止物料在锥体处冷凝。相对于其他如蒸汽伴热等，不存在伴热夹层腐蚀泄漏等额外安全问题。维护便捷。 

本实用新型针对排渣操作复杂和维护难度大问题，设计了更为简单的排渣管，更加简单的实现快速排渣操作，同时过滤器维护更为简洁，安全。 

本实用新型的特点： 

1、密集圆周阵列式过滤滤芯，最大化提高过滤能力，对称多管口反吹管设计，最高效率的实现对过滤器的反吹，提高过滤器运行效率。 

2、环绕锥体下部的电伴热设计，防止了物料在锥体部位的冷凝，杜绝了由此带来的粉末黏糊和致密硬化问题。 

3、简易的排渣管道设计，实现快速简单的排渣操作，系统设置简洁，维护工作简易便捷。 

四、附图说明

附图1为本实用新型结构示意图。 

附图2为本实用新型的滤芯组装配示意图。 

附图3为本实用新型的上封头装配示意图。 

其中： 

1---下锥体、2---滤芯组、3---上封头、4---排渣管、5---氢气反吹管、 

6---进气口、7---出气口、8---排废气口、9---电伴热、10---上下阀门、 

11---凝液排污口、12---料位开关、13---压力采样点、14---温度采样点、 

15---粉末缓冲管。 

五、具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

参照附图，本实用新型一种新型多晶硅还原炉、热氢化炉尾气过滤装置，它总体分为四个部分：下锥体1、滤芯组2、上封头3、排渣管4构成，下锥体1通过上下阀门10与排渣管4连接，滤芯组2置于下锥体1内，上封头3和下 锥体1密封连接，在下锥体1上设有进气口6，在上封头3侧设有出气口7，进气口6和出气口7上均设置压力采样点13和温度采样点14，在上封头3的上盖上设有氢气反吹管5和排废气口8，上封头3设置的氢气反吹管5为三组对称分布，每个氢气反吹管5对称均匀分支出五个反吹口，滤芯组2由滤芯2a和花盘2b构成，滤芯2a为圆筒状滤芯，上开口为出气口，滤芯2a组成密集圆周阵列，花盘2b是固定滤芯2a的不锈钢支架，顶部分布与滤芯2a对应的圆周孔阵列，每个孔对应一个滤芯2a，花盘2b底部为辐射圆形状，其和花盘2b顶部夹紧固定滤芯2a；下锥体1的下锥上有电伴热9和料位开关12；排渣管4由上下阀门10，凝液排污口11和粉末缓冲管15组成。 

本实用新型的工作气路：尾气从下锥体1的进气口6进气，通过滤芯组2的过滤后进入上封头3，由出气口7出气。进出口上均设置压力采样点13和温度采样点14，用来监控过滤器运行压力、温度参数。 

下锥体1底部锥体设置电伴热9，电伴热环绕整个锥体部分，负责防止物料在锥体处冷凝导致的粉末黏糊和致密硬化。 

滤芯组2组成：滤芯2a和花盘2b，滤芯2a为圆筒状滤芯，上开口为出气口，滤芯2a组成密集圆周阵列，最大量的排列最多滤芯，提高过滤面积进而提高过滤效率；花盘2b是固定滤芯2a的不锈钢支架，顶部分布与滤芯2a对应的圆周孔阵列，每个孔对应一个滤芯2a，花盘2b底部采用辐射圆形状设计，负责和花盘2b顶部加紧固定滤芯2a。 

上封头3的管口：出气口7，排废气口8，氢气反吹管5(三组)，氢气反吹管5三组对称分布在上封头顶部，用来在线和离线反吹过滤器，每个氢气反吹管5对称均匀分支出五个反吹口，最大化的实现对滤芯组2每个滤芯2a的反吹。 

排渣管4组成：上下阀门10，凝液排污口11和粉末缓冲管15组成。 

本实用新型过滤器在线反吹工作：过滤器运行一段时间，滤芯组2吸附较多粉末，需要进行用氢气反吹滤芯组2，关闭上封头3出气，反吹氢气由上封头3顶部氢气反吹管5吹进滤芯组2内，滤芯组2表面吸附的粉末被反吹至下锥体1的锥体底部收集。下锥体1锥体底部中间设置料位开关12，用来监控粉末是否达到料位开关12位置，达到料位开关位置，即应该及时排渣。在线反吹即反吹进过滤器的氢气直接排放至管道系统中，不产生氢气损失。 

本实用新型过滤器离线反吹工作：离线反吹，即关闭过滤器进出气，过滤器由排废气口8泄压完毕，后进行氢气反吹滤芯组2，反吹的氢气直接有排废气口8排放至废气中。 

本实用新型过滤器排渣工作：排污前过滤器完成短暂停车，完成氮气置换后，凝液排污口11的设置，方便将粉末缓冲管15内的凝液排放至移动槽车，后过滤器直接加压氮气，打开排渣管4顶上阀门10，粉末即被压至粉末缓冲管15中，关闭上阀门10，打开下阀门10即可利用移动储罐收集粉末，整个操作过程简单，同时设备设置简洁，维护工作小，排渣效率很高。 

Claims (1)

1.一种新型多晶硅还原炉、热氢化炉尾气过滤装置，它总体分为四个部分下锥体(1)、滤芯组(2)、上封头(3)、排渣管(4)构成，其特征在于：下锥体(1)通过上下阀门(10)与排渣管(4)连接，滤芯组(2)置于下锥体(1)内，上封头(3)和下锥体(1)密封连接，在下锥体(1)上设有进气口(6)，在上封头(3)侧设有出气口(7)，进气口(6)和出气口(7)上均设置压力采样点(13)和温度采样点(14)，在上封头(3)的上盖上设有氢气反吹管(5)和排废气口(8)，上封头(3)设置的氢气反吹管(5)为三组对称分布，每个氢气反吹管(5)对称均匀分支出五个反吹口，滤芯组(2)由滤芯(2a)和花盘(2b)构成，滤芯(2a)为圆筒状滤芯，上开口为出气口，滤芯(2a)组成密集圆周阵列，花盘(2b)是固定滤芯(2a)的不锈钢支架，顶部分布与滤芯(2a)对应的圆周孔阵列，每个孔对应一个滤芯(2a)，花盘(2b)底部为辐射圆形状，其和花盘(2b)顶部夹紧固定滤芯(2a)；下锥体(1)上还安装有电伴热(9)和料位开关(12)；排渣管(4)由上下阀门(10)，凝液排污口(11)和粉末缓冲管(15)组成。

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