[實用新型]一種制備硅單質的系統

有效

• 申請號: 201721008044.4
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN207551922U
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 房凱;巴玉鑫;吳小飛;王永軍;王笑;吳道洪
• 申請（專利權）人: 北京神源環保有限公司
• 主分類號: C01B33/025
• 分類號: C01B33/025
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 劉國偉;冷文燕

本實用新型涉及一種制備硅單質的系統。該系統包括：熱解單元、配料單元、硅單質生產單元、硅單質精煉單元和發電單元。其中，熱解單元包括熱解裝置和流化床氣化裝置，發電單元包括燃燒裝置、蒸汽產生裝置和發電裝置。熱解裝置與流化床氣化裝置相連，配料單元分別與熱解裝置、流化床氣化裝置、硅單質生產單元相連，硅單質精煉單元與硅單質生產單元相連，燃燒裝置分別與熱解裝置、蒸汽產生裝置相連，發電裝置與蒸汽產生裝置相連。整個工藝實現電能自足、燃料自足，并產出高品質的硅單質，具有較高的經濟效益。

技術領域

本實用新型屬于硅單質的制備領域，具體地，涉及一種制備硅單質的系統。

背景技術

傳統制備硅單質的碳質還原劑為木炭、石油焦、煙煤，需要搭配使用才能達到最好的還原效果。木炭作為最重要的碳質還原劑之一，在硅石的冶煉中起著決定性的作用。但是，國內木炭基本都是土窯生產，規模小，干餾溫度憑借經驗判斷，燒炭產生大量煙氣，造成空氣污染，因而生產受到嚴格限制，部分窯廠為縮短燜窯時間，后期注入大量的水降低炭溫，造成木炭含水量極不穩定，木炭的化驗結果顯示，全水分含量極不穩定，平均值為44％，不但造成配料的大幅波動，影響了產品品質，同時增加了生產能耗。

近年來，由于國家實施生態建設，控制林木砍伐，保護森林資源，已成大家的共識。目前一些地區明文規定，禁止伐林燒炭，有的地區還規定了停止使用木炭的具體時間，木炭的來源就更加有限。

我國硅單質產量大省依次為新疆、云南、四川。除新疆外，云南和四川同時又是竹材(諸如毛竹)的產地，儲量十分豐富。傳統的大湖捕魚和農作物大棚需要大量的毛竹，現在大湖捕魚被限制，農作物大棚以鋼結構代替毛竹支撐，其他輕工業制品如涼席、竹筷等需求量也降低，使得毛竹價格跌幅嚴重，并且毛竹加工廢料、邊角料、山間枯竹等難以利用，直接廢棄。

實用新型內容

針對現有技術的不足，本實用新型提供了一種制備硅單質的系統。此工藝可解決竹材產能過剩的問題，同時將竹材進行充分的資源化利用，將其作為硅單質生產的碳質還原劑，可大大提高硅單質的產品品質，同時實現系統的用能平衡，無需外供能源，降低成本。

本實用新型提供的制備硅單質的系統，包括：

熱解單元，包括熱解裝置和流化床氣化裝置，

所述熱解裝置設有竹材入口、氣化煤氣入口、竹炭出口和熱解油氣出口；

所述流化床氣化裝置設有竹炭入口和氣化煤氣出口，所述竹炭入口與所述熱解裝置的竹炭出口相連，所述氣化煤氣出口與所述熱解裝置的氣化煤氣入口相連；

配料單元，設有硅石入口、石油焦入口、煙煤入口、竹炭入口和混合料出口，所述竹炭入口與所述熱解裝置的竹炭出口相連；

硅單質生產單元，設有混合料入口和液體硅出口，所述混合料入口與所述配料單元的混合料出口相連；

硅單質精煉單元，設有氣體入口、液體硅入口和鑄錠硅出口，所述液態硅入口與所述硅單質生產單元的液體硅出口相連；

發電單元，包括燃燒裝置、蒸汽產生裝置和發電裝置；

所述燃燒裝置設有熱解油氣入口、空氣入口和高溫煙氣出口，所述熱解油氣出口與所述熱解裝置的熱解油氣出口相連；

所述蒸汽產生裝置設有高溫煙氣入口、水入口、蒸汽出口和低溫煙氣出口，所述高溫煙氣入口與所述燃燒裝置的高溫煙氣出口相連；

所述發電裝置設有蒸汽入口、冷凝水出口和發電機組，所述蒸汽入口與所述蒸汽產生裝置的蒸汽出口相連。

在本實用新型的一些實施例中，所述硅單質生產單元還設有冷卻水入口和回水出口，所述回水出口與所述蒸汽產生裝置的水入口相連；所述系統還包括冷卻水循環單元，所述冷卻水循環單元包括換熱裝置和冷卻裝置；