[實用新型]一種硅粉干燥裝置

有效

• 申請號: 201120052702.6
• 申請日: 2011-03-02
• 公開（公告）號: CN201850148U
• 公開（公告）日: 2011-06-01
• 發明（設計）人: 張旭
• 申請（專利權）人: 特變電工新疆硅業有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 羅建民;鄧伯英

技術領域

本實用新型屬于化工裝置領域，具體涉及一種對三氯氫硅合成原料硅粉高溫連續干燥的裝置。

背景技術

三氯氫硅氫還原法是德國西門子(Siemens)公司于1954年發明的，又稱西門子法，是廣泛采用的高純度多晶硅制備技術，其化學反應式為：2SiHCl₃+H₂→Si+2HCl+SiCl₄+H₂。

含高純度三氯氫硅的物料和高純度氫氣在加熱的高純度多晶硅芯上發生還原反應，通過化學氣相沉積，生成的新的高純度多晶硅沉積在硅芯上；或將高純度多晶硅粉末置于加熱流化床中，通入高純度三氯氫硅和高純度氫氣，讓生成的新的多晶硅沉積在硅粉上，形成顆粒狀高純度多晶硅。

該反應除了生成高純度多晶硅外，還生成副產物如四氯化硅和氯化氫等。因此，整個多晶硅生產過程中有大量的尾氣排出。例如，生產1噸的產品硅將有10～20噸四氯化硅和約1.5噸氯化氫產生。因此，對副產物的處理是目前生產多晶硅的瓶頸。目前，對西門子法的一些改進主要涉及四氯化硅的綜合利用。

三氯氫硅作為多晶硅生產原料，三氯氫硅合成工藝如下：

其化學反應Si+HCl→SiHCl₃+H₂

將硅粉卸至轉動圓盤，通過管道用氣體輸送至硅粉倉，再加入硅粉干燥器，經過圓盤給料機并計量后加入三氯氫硅合成爐。在三氯氫硅合成爐內，溫度控制在80-310℃，硅粉和氯化氫發生反應，生成三氯氫硅和四氯化硅。生成的三氯氫硅和四氯化硅氣體經沉降器、旋風分離器和袋式過濾器除去粉塵及高氯硅烷，經水冷后經隔膜壓縮機加壓，再用-35℃冷媒冷凝為液體。不凝性氣體通過液封罐進入尾氣淋洗塔，經酸堿淋洗達標后排放。

目前已知有一種在多晶硅原料三氯氫硅制造過程中，采用加壓三氯氫硅合成工藝及裝置。但是，在該工藝和裝置操作中，由于使用大量中壓蒸汽加熱、并伴隨氮氣鼓泡對硅粉干燥，加熱、干燥周期長，因而存在著消耗大量的蒸汽能量，同時消耗大量氮氣的能耗較高問題。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對現有技術中硅粉干燥裝置存在的不足，提供一種高溫連續的硅粉干燥裝置。

解決本實用新型技術問題所采用的技術方案是該硅粉干燥裝置包括有輸入待干燥硅粉以及干燥所需加熱氣體的輸入單元、干燥單元、用于對干燥單元進行抽真空的真空單元以及輸出干燥后的硅粉及水汽的輸出單元，所述干燥單元分別與輸入單元、真空單元以及輸出單元連接，通過調節輸入單元利用合成尾氣作加熱氣體及真空單元來獲得對硅粉的干燥。

所述對硅粉的加熱利用生產過程中產生的高溫三氯氫硅合成尾氣，以及由溫度調節器加熱的氮氣。循環利用高溫三氯氫硅合成尾氣進行加熱，使其熱量被充分利用，實現節能降耗目的；氮氣先經由蒸汽調控的溫度調節器加熱。

優選的是，干燥單元包括一個帶夾套的干燥罐，有高溫三氯氫硅合成尾氣的合成尾氣輸入管線、合成尾氣循環管線與干燥罐的夾套連接，通過夾套對干燥罐加熱，使干燥罐內的溫度保持恒定在110-130℃，有氮氣輸入管線與干燥罐連接，有溫度調節器加熱氮氣通過氮氣輸入管線輸入罐內與硅粉直接接觸進行鼓泡沸騰加熱。

所述對硅粉的加熱是利用生產過程中產生的高溫三氯氫硅合成尾氣，以及由溫度調節器加熱的氮氣。

所述溫度調節器與輸入蒸汽的蒸汽管連接，用于加熱氮氣。

優選的是，所述加熱氮氣溫度為100-120℃。

優選的是，所述輸入單元主要包括過濾器，連接在干燥罐頂部，硅粉輸入管道與過濾器連接，真空單元主要包括真空泵，真空泵連接至過濾器的上端口，并有排空管線連接在過濾器的上端口。

優選的是，所述真空單元包括一個真空泵，用于對干燥罐抽真空，以使得干燥罐內呈負壓狀態，從而改變分壓，強制硅粉中水分揮發、抽出，以使得硅粉中的水分含量明顯降低，減小硅粉中水分對三氯氫硅合成的影響。

優選的是，所述輸出單元主要包括排空管線和硅粉計量罐，排空管線設置在過濾器的上端口，硅粉計量罐與干燥罐的底部連接。