本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前的多晶硅生產(chǎn)方法已由傳統(tǒng)的改良西門子法發(fā)展到“改進(jìn)型”改良西門子法，即增加冷氫化工序來處理還原過程副產(chǎn)的大量四氯化硅副產(chǎn)物，以實(shí)現(xiàn)全物料的閉路循環(huán)。

冷氫化工藝是通過四氯化硅和氫氣混合加熱后通入冷氫化流化床反應(yīng)器與加入的硅粉發(fā)生反應(yīng)生成三氯氫硅。由于是進(jìn)行流化床反應(yīng)，所以不可避免地有大量的細(xì)硅粉隨著反應(yīng)氣進(jìn)入后系統(tǒng)。

目前，所有的冷氫化流化床反應(yīng)爐都是在出口設(shè)置旋風(fēng)分離器來回收硅粉，但是旋風(fēng)分離器往往效果有限，對(duì)粒徑較小的硅粉幾乎沒有分離作用，未被分離出的這部分硅粉進(jìn)入后系統(tǒng)則會(huì)對(duì)后系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響，例如，造成設(shè)備和管道的磨損、堵塞相應(yīng)排渣管線等，同時(shí)，含有大量硅粉的渣漿去渣漿回收后，其回收效率很低，造成大量的物料損失。

綜上所述，如何更加有效地回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的方法及系統(tǒng)，該方法及系統(tǒng)能夠更加有效地回收冷氫化反應(yīng)尾氣中的硅粉。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的方法，包括在冷氫化流化床反應(yīng)爐的出口處，使用硅粉在線過濾器對(duì)冷氫化反應(yīng)尾氣進(jìn)行過濾，所述硅粉在線過濾器收集所述冷氫化反應(yīng)尾氣中的硅粉。

優(yōu)選地，在上述方法中，所述硅粉在線過濾器采用燒結(jié)金屬濾芯。

優(yōu)選地，在上述方法中，當(dāng)距離上次反吹結(jié)束達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間或者濾芯的前后壓差達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值時(shí)，啟動(dòng)氫氣源向所述硅粉在線過濾器噴射氫氣進(jìn)行反吹。

優(yōu)選地，在上述方法中，所述預(yù)設(shè)時(shí)間為1小時(shí)～2.5小時(shí)，所述預(yù)設(shè)壓力值為50KPa～100KPa。

優(yōu)選地，在上述方法中，對(duì)所述硅粉在線過濾器內(nèi)的全部濾芯進(jìn)行組別劃分，當(dāng)啟動(dòng)氫氣源向所述硅粉在線過濾器噴射氫氣進(jìn)行反吹時(shí)，按組別依次反吹直至全部濾芯都被反吹后反吹結(jié)束，且每組濾芯反吹持續(xù)時(shí)間1s～2s，相鄰兩組濾芯反吹間隔時(shí)間為15s～25s。

優(yōu)選地，在上述方法中，所述氫氣源反吹氫氣的壓力值減去所述硅粉在線過濾器的工作壓力值的差值大于0.5MPa。

優(yōu)選地，在上述方法中，在將所述硅粉在線過濾器收集的硅粉轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)運(yùn)車之前，將由所述氫氣吹落的所述硅粉排入收集罐，并向所述收集罐內(nèi)通入氮?dú)鈱?duì)所述氫氣進(jìn)行置換。

一種在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的系統(tǒng)，包括設(shè)置于冷氫化流化床反應(yīng)爐的出口處的硅粉在線過濾器，所述硅粉在線過濾器采用燒結(jié)金屬濾芯。

優(yōu)選地，在上述系統(tǒng)中，還包括與所述硅粉在線過濾器連通的氫氣緩沖罐，用于向所述硅粉在線過濾器反吹氫氣。

優(yōu)選地，在上述系統(tǒng)中，所述氫氣緩沖罐與所述硅粉在線過濾器之間設(shè)置有.反吹脈沖閥。

優(yōu)選地，在上述系統(tǒng)中，所述反吹脈沖閥為快開球閥，打開時(shí)間≤0.5s，關(guān)閉時(shí)間≤0.5s。

優(yōu)選地，在上述系統(tǒng)中，還包括收集罐及與所述收集罐連通的氮?dú)夤┙o裝置，所述收集罐的上部與所述硅粉在線過濾器的底部連通。

優(yōu)選地，在上述系統(tǒng)中，所述硅粉在線過濾器的底部和所述收集罐的底部均為錐形，所述收集罐的底部開設(shè)有出料口。

根據(jù)上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供的在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的方法及系統(tǒng)中，由冷氫化流化床反應(yīng)爐的出口出來的冷氫化反應(yīng)尾氣經(jīng)過硅粉在線過濾器過濾后才去往后系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的流經(jīng)旋風(fēng)分離器的方式相比，硅粉在線過濾器能夠?qū)α捷^小的硅粉形成良好的收集作用，因此，本發(fā)明提供的方法及系統(tǒng)能夠更加有效地回收冷氫化反應(yīng)尾氣中的硅粉。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的系統(tǒng)的示意圖。

圖中標(biāo)記為：

1、第一尾氣管；2、硅粉在線過濾器；3、第二尾氣管；4、反吹脈沖閥；5、氫氣管；6、氫氣緩沖罐；7、導(dǎo)料管；8、收集罐；9、氮?dú)庵鞴埽?0、廢氣管；11、卸料管；12、轉(zhuǎn)運(yùn)車；13、氮?dú)庵Ч堋?/p>

具體實(shí)施方式

為了便于理解，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

參見圖1，為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的系統(tǒng)的示意圖。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的系統(tǒng)包括設(shè)置于冷氫化流化床反應(yīng)爐的出口處的硅粉在線過濾器2，硅粉在線過濾器2采用燒結(jié)金屬濾芯(圖中未標(biāo)記)。

如圖1所示，第一尾氣管1是硅粉在線過濾器2與冷氫化流化床反應(yīng)爐(圖中未示出)的連接管，冷氫化反應(yīng)尾氣通過第一尾氣管1進(jìn)入硅粉在線過濾器2，然后從硅粉在線過濾器2頂部的第二尾氣管3去往后系統(tǒng)。硅粉在線過濾器2內(nèi)部設(shè)置有燒結(jié)金屬濾芯，即硅粉在線過濾器濾芯采用金屬絲網(wǎng)燒結(jié)作為骨架，然后在高溫下噴涂金屬粉末作為過濾涂層。具體應(yīng)用中，為了收集硅粉，燒結(jié)金屬濾芯的過濾精度可以為1μm～20μm。

為了避免拆卸換芯的麻煩，本實(shí)施例中，還設(shè)置了與硅粉在線過濾器2連通的氫氣緩沖罐6，用于向硅粉在線過濾器2反吹氫氣。如圖1所示，氫氣源(圖中未示出)通過氫氣管5向氫氣緩沖罐6供給氫氣，可以在氫氣緩沖罐6與硅粉在線過濾器2之間設(shè)置有反吹脈沖閥4，當(dāng)濾芯的前后壓差達(dá)到規(guī)定值或者距離上次反吹結(jié)束達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，打開反吹脈沖閥4進(jìn)行反吹，預(yù)設(shè)時(shí)間可以為1小時(shí)～2.5小時(shí)，預(yù)設(shè)壓力值可以為50KPa～100KPa，例如，當(dāng)距離上次反吹結(jié)束達(dá)到2小時(shí)或者濾芯的前后壓差達(dá)到60KPa時(shí)，則打開反吹脈沖閥4進(jìn)行反吹。具體實(shí)際應(yīng)用中，反吹脈沖閥4可以為快開球閥，例如，可以采用打開時(shí)間≤0.5s且關(guān)閉時(shí)間≤0.5s的快開球閥。

硅粉在線過濾器2運(yùn)行時(shí)間達(dá)到規(guī)定時(shí)長(zhǎng)便需將硅粉排放，排放時(shí)，會(huì)有氫氣和氯硅烷隨著硅粉排出來，如圖1所示，硅粉在線過濾器2內(nèi)的硅粉從導(dǎo)料管7進(jìn)入收集罐8時(shí)，一部分氫氣和氯硅烷也同時(shí)進(jìn)入收集罐8，為了對(duì)這部分氫氣和氯硅烷進(jìn)行處理，本實(shí)施例中，還設(shè)置了收集罐8及與收集罐8連通的氮?dú)夤┙o裝置(圖中未示出)，收集罐8的上部與硅粉在線過濾器2的底部連通，氮?dú)夤┙o裝置通過氮?dú)庵鞴?向收集罐8內(nèi)通入氮?dú)?，氮?dú)鈱㈦S硅粉排入收集罐8內(nèi)的氫氣和氯硅烷置換掉，然后由廢氣管10去往廢氣淋洗系統(tǒng)(圖中未示出)。

為了防止置換過程隨著廢氣跑出的硅粉影響廢氣淋洗系統(tǒng)，本實(shí)施例在收集罐8的頂部設(shè)置了濾芯(圖中未標(biāo)記)，并設(shè)置有與氮?dú)庵鞴?連通的氮?dú)庵Ч?3，氮?dú)馔ㄟ^氮?dú)庵Ч?3進(jìn)入收集罐8的頂部，可以對(duì)濾芯進(jìn)行反吹。

如圖1所示，為了方便硅粉的排出，本實(shí)施例將硅粉在線過濾器2的底部和收集罐8的底部均設(shè)計(jì)為錐形，在收集罐8的底部開設(shè)有出料口(圖中未標(biāo)記)，收集罐8內(nèi)的硅粉從出料口出來后，經(jīng)卸料管11進(jìn)入轉(zhuǎn)運(yùn)車12。

本發(fā)明還提供了一種在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的方法，該方法包括在冷氫化流化床反應(yīng)爐的出口處，使用硅粉在線過濾器2對(duì)冷氫化反應(yīng)尾氣進(jìn)行過濾，硅粉在線過濾器2收集冷氫化反應(yīng)尾氣中的硅粉。

為了收集硅粉，硅粉在線過濾器2可以采用燒結(jié)金屬濾芯，燒結(jié)金屬濾芯的過濾精度可以為1μm～20μm。

在具體實(shí)際應(yīng)用中，為了避免拆卸換芯的麻煩，可以向硅粉在線過濾器2噴射氫氣進(jìn)行反吹，而在將硅粉在線過濾器2收集的硅粉轉(zhuǎn)移到轉(zhuǎn)運(yùn)車12之前，可以將由氫氣吹落的硅粉排入收集罐8，并向收集罐8內(nèi)通入氮?dú)鈱?duì)氫氣進(jìn)行置換。

在具體實(shí)施例中，可以對(duì)硅粉在線過濾器2內(nèi)的全部濾芯進(jìn)行組別劃分，當(dāng)啟動(dòng)氫氣源向硅粉在線過濾器2噴射氫氣進(jìn)行反吹時(shí)，按組別依次反吹直至全部濾芯都被反吹后反吹結(jié)束，每組濾芯反吹持續(xù)時(shí)間一般為1s～2s，相鄰兩組濾芯反吹間隔時(shí)間一般為15s～25s，例如，可以對(duì)每組濾芯持續(xù)反吹2s，而相鄰兩組濾芯的反吹則間隔20s。

為了提高反吹效率，具體應(yīng)用中，可以設(shè)定氫氣源反吹氫氣的壓力值比硅粉在線過濾器2的工作壓力值大至少0.5MPa。

對(duì)于氫氣源的啟動(dòng)條件，可以設(shè)定當(dāng)距離上次反吹結(jié)束達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間或者濾芯的前后壓差達(dá)到預(yù)設(shè)壓力值時(shí)，啟動(dòng)氫氣源向硅粉在線過濾器2噴射氫氣進(jìn)行反吹，例如，預(yù)設(shè)時(shí)間可以為2小時(shí)，而預(yù)設(shè)壓力值可以為60KPa。

本發(fā)明提供的在線回收冷氫化反應(yīng)尾氣中硅粉的方法及系統(tǒng)中，由冷氫化流化床反應(yīng)爐的出口出來的冷氫化反應(yīng)尾氣經(jīng)過硅粉在線過濾器過濾后才去往后系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的流經(jīng)旋風(fēng)分離器的方式相比，硅粉在線過濾器能夠?qū)α捷^小的硅粉形成良好的收集作用，因此，本發(fā)明提供的方法及系統(tǒng)能夠更加有效地回收冷氫化反應(yīng)尾氣中的硅粉。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。