CN203024547U - 硅粉干燥系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硅粉干燥系统，包括进料仓（1）、干燥器（2）、氮气加热器（3）和袋式除尘器（11），进料仓（1）的底部与干燥器（2）的顶部相连，其特征在于所述氮气加热器（3）的出气管与干燥器（2）下部的锥形筒体（4）内设置的氮气分布器（5）相连，干燥器（2）的顶盖上设置的出气口（10）通过管道与袋式除尘器（11）的侧壁相连，袋式除尘器（11）的锥底通过管路与干燥器（2）顶盖上设置的回料口（12）相连；所述干燥器（2）的外壁和内腔中分别设有用于加热的外盘管（8）和内盘管（9）。本实用新型的干燥器内的硅粉干燥均匀，管道寿命长且避免了环境的污染，具有结构简单、能耗低且节能效果显著的特点。

Description

硅粉干燥系统

技术领域

 本实用新型化工装置领域，主要应用于多晶硅制备主要工序之一三氯氢硅合成时的原料硅粉高温连续干燥，具体地说是一种流程短、能耗低且干燥效率高的硅粉干燥系统。

背景技术

当今世界石油、煤等资源的逐渐匮乏，导致能源日趋紧张，环境压力日趋增大，可再生能源的开发利用受到各国政府重视。随着光伏产业的迅猛发展和半导体产业的增长，多晶硅材料有着广阔的市场空间。当今世界多晶硅生产总量的70-80%采用改良西门子法，由三氯氢硅的氢还原反应获得多晶硅产品。其技术成熟、适合产业化生产，是目前多晶硅生产普通采用的首选工艺。三氯氢硅的主要合成方式之一为：Si+3SiCl₄+2H₂＝4SiHCl₃；硅粉是生产多晶硅的重要原料和生产源头，故硅粉品质的好坏对整个多晶硅的生产起着重要的作用。在合成反应中，Si为固体进料，原始样品有一些含水量，在运输过程中和临时储存过程中Si的含水量根据包装情况会有所增加。而Si必须彻底干燥后才能送入工艺中，含水会损坏工艺设备，有可能会引起设备故障和人员伤害。

目前，硅粉干燥大多采用夹套式干燥器。干燥器夹套通入蒸汽、热水或热油进行加热，同时氮气从干燥器底部吹入，流动的氮气把硅粉表面的水分带走，再通过尾气总管排往淋洗塔，干燥时每次加热时间约为3-4小时，干燥完的硅粉放入硅粉料仓中储备，供合成炉使用。上述干燥装置存在下述问题：（1）干燥器需引入新的能源，造成能源的浪费；（2）加热源仅是外部的蒸汽夹套加热，干燥不均匀，并且干燥时间长；（3）干燥时引入的氮气会夹带部分硅粉颗粒，如果不回收该部分的硅粉直接排入尾气总管，长时间下去会引起尾气总管堵塞并引起资源的浪费。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种流程短、能耗低且干燥效率高的硅粉干燥系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种硅粉干燥系统，包括进料仓、干燥器、氮气加热器和袋式除尘器，进料仓的底部与干燥器的顶部相连，其特征在于所述氮气加热器的出气管与干燥器下部的锥形筒体内设置的氮气分布器相连，干燥器的顶盖上设置的出气口通过管道与袋式除尘器的侧壁相连，袋式除尘器的锥底通过管路与干燥器顶盖上设置的回料口相连；所述干燥器的外壁和内腔中分别设有用于加热的外盘管和内盘管。

所述锥形筒体的侧壁和底端分别设有出料口和排渣口，该出料口位于氮气分布器上侧的锥形筒体的侧壁上。

所述的干燥器侧壁上设有由上至下分布的测温口。

所述的氮气加热器、外盘管和内盘管皆采用三氯氢硅合成系统导热油进行回油加热。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型通过设置外盘管和内盘管，使得干燥器内外同时加热，避免干燥器内部硅粉加热不均匀，尤其在大直径干燥器的加热效果更加显著；另外在干燥器底部的锥形筒体内设置氮气分布器，使氮气在干燥器中的分布更加均匀，提升了硅粉的干燥效果。

本实用新型设置的袋式除尘器使被气流吹走的硅粉重新回到干燥器内，减少了硅粉的浪费且避免硅粉堵塞管道和环境污染，减少管道的清理次数，提高管道的使用寿命。

本实用新型的加热源均采用三氯氢硅合成系统导热油进行回油加热利用，节能效果显著。

本实用新型干燥时，经氮气分布器向干燥器内通入一定温度压力的热氮气，不但能高效去除工业原料硅中的水分，确保干燥效果的同时还避免了空气、氧气和其它污染物的进入系统内，减少了设备，操作简便且系统氮气用量较少、能耗低；并保证三氯氢硅合成工序的安全、稳定。

附图说明

附图1是本实用新型的结构示意图。

其中：1—进料仓；2—干燥器；3—氮气加热器；4—锥形筒体；5—氮气分布器；6—出料口；7—排渣口；8—外盘管；9—内盘管；10—出气口；11—袋式除尘器；12—回料口；13—测温口。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示：一种硅粉干燥系统，包括进料仓1、干燥器2、氮气加热器3和袋式除尘器11，进料仓1的底部与干燥器2的顶部相连，该氮气加热器3的出气管与干燥器1下部的锥形筒体4内设置的氮气分布器5相连，锥形筒体4的侧壁和底端分别设有出料口6和排渣口7，出料口6位于氮气分布器5上侧的锥形筒体4的侧壁上，干燥器2的外壁和内腔中分别设有用于加热的外盘管8和内盘管9，氮气加热器3、外盘管8和内盘管9皆采用三氯氢硅合成系统导热油进行回油加热以不再单独设置热源。为避免随气流溢出干燥器的硅粉浪费并污染环境，在干燥器2的顶盖上设置的出气口10通过管道与袋式除尘器11的侧壁相连，袋式除尘器11的锥底通过管路与干燥器2顶盖上设置的回料口12相连，袋式除尘器11内收集沉降下来的硅粉通过管道和回料口12返回干燥器2。另外在干燥器2的侧壁上设有由上至下分布的测温口13以实时监控干燥器2内的温度。 

本实用新型工作过程如下：重力输送将进料仓1中待干燥的硅粉加入干燥器2中，经氮气充分置换确保干燥器2内无氧，三氯氢硅合成系统导热油的回油输送至氮气加热器3、外盘管8和内盘管9进行加热，将氮气加热器3内加热至180℃、压力大于0.4MPa的热氮气通过管路输送至干燥器2底部锥形筒体4内设置的氮气分布器5中，氮气气流上升带走干燥后的水蒸气，并使干燥器1内的硅粉处于疏松状态，防止硅粉结焦在内盘管9的管壁上；随气流上升带出的硅粉经干燥器2的上部出气口10输送至与干燥器2相连的袋式除尘器11扑集下来，过滤后的不含硅粉的氮气排空，而扑集下来的硅粉则定期通过干燥器2上设置的回料口12返回干燥器2内。干燥器2的温度控制在180℃左右，经4h-5h干燥完毕后的硅粉冷却1h-2h后自干燥器2的出料口6排出至三氯氢硅合成工艺段待用，废渣通过干燥器2底端的排渣口7排出。

本实用新型通过设置外盘管8和内盘管9，使得干燥器2内外同时加热，避免干燥器2的内部硅粉加热不均匀，尤其在大直径干燥器的加热效果更加显著；在干燥器2底部的锥形筒体4内设置氮气分布器5，使氮气在干燥器2中的分布更加均匀，提升了硅粉的干燥效果。设置的袋式除尘器11使被气流吹走的硅粉重新回到干燥器2内，减少了硅粉的浪费且避免硅粉堵塞管道和环境污染，减少管道的清理次数，提高管道的使用寿命，同时加热源均采用三氯氢硅合成系统导热油进行回油加热利用，不再单独设置热源使得节能效果显著。另外在干燥时，经氮气分布器5向干燥器2内通入一定温度压力的热氮气，不但能高效去除工业原料硅中的水分，确保干燥效果的同时还避免了空气、氧气和其它污染物的进入系统内，减少了设备，操作简便且系统氮气用量较少、能耗低；并保证三氯氢硅合成工序的安全、稳定。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种硅粉干燥系统，包括进料仓（1）、干燥器（2）、氮气加热器（3）和袋式除尘器（11），进料仓（1）的底部与干燥器（2）的顶部相连，其特征在于所述氮气加热器（3）的出气管与干燥器（2）下部的锥形筒体（4）内设置的氮气分布器（5）相连，干燥器（2）的顶盖上设置的出气口（10）通过管道与袋式除尘器（11）的侧壁相连，袋式除尘器（11）的锥底通过管路与干燥器（2）顶盖上设置的回料口（12）相连；所述干燥器（2）的外壁和内腔中分别设有用于加热的外盘管（8）和内盘管（9）。

2.根据权利要求1所述的硅粉干燥系统，其特征在于所述锥形筒体（4）的侧壁和底端分别设有出料口（6）和排渣口（7），该出料口（6）位于氮气分布器（5）上侧的锥形筒体（4）的侧壁上。

3.根据权利要求1或2所述的硅粉干燥系统，其特征在于所述的干燥器（2）侧壁上设有由上至下分布的测温口（13）。

4.根据权利要求1或2所述的硅粉干燥系统，其特征在于所述的氮气加热器（3）、外盘管（8）和内盘管（9）皆采用三氯氢硅合成系统导热油进行回油加热。

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