[發明專利]一種硅粉干燥及氮氣回收裝置

在審

• 申請號: 201711347663.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107857270A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 陳幼軍;吳燕平;何惠民;曹曉玲
• 申請（專利權）人: 中石化南京工程有限公司;中石化煉化工程（集團）股份有限公司
• 主分類號: C01B33/02
• 分類號: C01B33/02
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司32218
• 代理人: 莊沙麗,徐冬濤

技術領域

本發明涉及一種硅粉干燥及氮氣回收裝置，主要是對多晶硅的三氯氫硅合成時的原料硅粉進行高溫干燥，屬于硅粉干燥技術領域。

背景技術

在全世界受到越來越嚴重環境污染問題困擾的今天，環保的重要性逐漸的得到社會的認可和關注。光伏發電作為清潔可再生能源，對全社會有著廣泛而特別的作用，多晶硅是電子工業和太陽能光伏產業的基礎材料。三氯氫硅是生產多晶硅的主要原料，而硅粉又是生產三氯氫硅的重要原料，三氯氫硅一般由硅粉和氯化氫氣體在反應爐內反應產生，三氯化硅遇水易發生反應，而硅粉在運輸和儲存過程中會吸收一定的水分，所以在使用前必須要求硅粉進行干燥處理。

目前，硅粉干燥采用外蒸汽盤管式及夾套干燥器。干燥器可通入蒸汽、熱水或熱油進行加熱，同時氮氣從干燥器底部吹入，流動的氮氣把硅粉的水分帶走，再通過尾氣總管排往淋洗塔，每次加熱時間為8~10小時，干燥后的硅粉經過硅粉料倉中進入三氯氫硅反應器。從干燥器頂部出來的氮氣一般是直接放空，或者是排入尾氣管，然后送去淋洗塔進行吸收處理。這種硅粉干燥存在的問題是：1）硅粉沒有完全回收，造成原料的浪費；2）含有少量硅粉的氮氣直接排放，造成粉塵污染生產區域不能達到清潔要求；3）大量氮氣的浪費，浪費能源；4）長時間使用，淋洗的尾氣管容易被硅粉堵塞，影響生產。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硅粉干燥及氮氣回收裝置，以解決現有技術的硅粉在干燥時硅粉回收不完全和氮氣浪費的技術問題。

本發明采用如下技術方案：一種硅粉干燥及氮氣回收裝置，包括硅粉干燥器，硅粉干燥器上設有進氣口、出氣口、進料口、出料口，所述回收裝置還包括與硅粉干燥器連接的過濾器、與過濾器連接的氣液分離器、與氣液分離器連接的脫水撬塊、與脫水撬塊連接的氮氣加熱器，所述脫水撬塊包括兩個裝填有吸附劑的塔，一個塔用于吸附氮氣中水分對氮氣進行干燥，另一個塔用再生氣對吸附劑進行再生，兩個塔交替進行干燥和再生，所述過濾器上設有進氣口、出氣口、排料口，所述硅粉干燥器的出氣口與過濾器的進氣口連接，過濾器的排料口與硅粉干燥器連接，過濾器出氣口排出的氣體通入到氣液分離器中，氣液分離器中排出的氣體通入到脫水撬塊中，經脫水撬塊干燥后的干燥氣體通入氮氣加熱器，經氮氣加熱器加熱后的氮氣通入硅粉干燥器的進氣口。

所述過濾器和氣液分離器之間設有氮氣增壓機。

所述過濾器包括串聯在一起的一級過濾器和二級過濾器，一級過濾器與硅粉干燥器連接，二級過濾器與氮氣增壓機連接，一級過濾器和二級過濾器的排料口均通入到硅粉干燥器內。

所述脫水撬塊和氮氣加熱器之間設有氮氣緩沖罐，經脫水撬塊干燥后的干燥氮氣先通入到氮氣緩沖罐中再進入氮氣加熱器加熱。

所述氮氣緩沖罐上連接有新鮮氮氣補充管線。

所述硅粉干燥器采用夾套加熱，夾套上設有中壓蒸汽進口和中壓蒸汽冷凝液出口。

所述硅粉干燥器的底部設有氮氣分布器。

所述氮氣加熱器為電加熱器。

本發明的有益效果是：本發明的運行過程為，經氮氣加熱器加熱后的氮氣通入到硅粉干燥器中帶走硅粉的水蒸氣，使干燥器內的硅粉處于疏松狀態，含有水分并夾帶一些硅粉的氮氣從硅粉干燥器的頂部出口進入過濾器中過濾除去硅粉，過濾器底部過濾下來的硅粉不定期返回硅粉干燥器，過濾器頂部的含水氮氣經氣液分離器后進入脫水撬塊進一步脫除氮氣中的水份，使其露點小于-70℃，干燥后的氮氣再進入氮氣電加熱器中循環使用，干燥后的工業硅粉送至下一工序。本發明通過過濾器將氮氣中的硅粉顆粒脫除，不僅完全回收硅粉，還能防止硅粉堵塞管道。本發明硅粉干燥過程中，氮氣在在一個密閉的循環管路中循環利用，實現了清潔化生產、保護環境、節能減排、減少了生產成本，在確保干燥效果同時避免空氣、氧氣和其它污染物的進入系統。本裝置整體結構簡單，易操作，氮氣用量較少，具有環保節能的優點。

進一步的，氮氣增壓機使氮氣壓力穩定，保證系統連續運行。

進一步的，一級過濾器可以過濾除去硅粉干燥器排出的氮氣中的大部分硅粉，二級過濾器可以過濾除去微量硅粉，通過兩級過濾，進一步減少了硅粉的消耗，同時實現了干凈氮氣的回收重新利用。

進一步的，緩沖罐及補充新鮮氮氣的使用，保證干燥器內氮氣用量穩定，使系統能連續可靠的運行。

進一步的，使用氮氣分布器，使氮氣分布更加均勻，提高氮氣的使用效率，以縮短干燥時間。

附圖說明

圖1是本發明一種實施例的結構示意圖；

圖2是圖1中脫水撬塊的原理圖。

具體實施方式