[實用新型]基于工業(yè)微波加熱破碎硅料的連續(xù)生產(chǎn)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921030201.0
• 申請日: 2019-07-03
• 公開（公告）號: CN210065192U
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發(fā)明（設計）人: 甄崇禮;張紀堯
• 申請（專利權(quán)）人: 山東澳聯(lián)新材料有限公司
• 主分類號: C01B33/02
• 分類號: C01B33/02;B02C23/00;H05B6/78;H05B6/80
• 代理公司: 37280 淄博啟智達知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 王燕;屈興敏

本實用新型主要應用于單晶硅或多晶硅棒/硅塊料加熱破碎的技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于工業(yè)微波加熱破碎硅料的連續(xù)生產(chǎn)裝置，包括隧道式微波加熱段、冷介質(zhì)驟冷段及隧道式微波干燥段及傳送裝置，傳送裝置按照輸送方向依次貫穿微波加熱段、冷介質(zhì)驟冷段及微波干燥段。物料通過履帶式傳輸裝置，順序通過微波加熱段、冷介質(zhì)驟冷段和微波干燥段。以微波作為能量來源，利用微波在硅料內(nèi)部均勻轉(zhuǎn)換成熱能的特性，在較低環(huán)境溫度下，加熱硅料。然后將加熱后的硅料浸入冷卻介質(zhì)，再經(jīng)過微波干燥，使硅料干燥。干燥后的硅料經(jīng)輕微擊打，可碎成均勻的、符合下游工藝需求的碎塊。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種基于工業(yè)微波加熱破碎硅料的連續(xù)生產(chǎn)裝置，主要應用于單晶硅或多晶硅棒/硅塊料加熱破碎的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

太陽能資源豐富、分布廣泛，是21世紀最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉础ｋS著全球能源短缺和環(huán)境污染等問題日益突出，太陽能光伏發(fā)電因其清潔、安全、便利、高效等特點，已成為世界各國普遍關(guān)注和重點發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)。在此背景下，全球光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)增長迅猛，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)品成本持續(xù)下降。

在光伏產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，隨著技術(shù)的進步，近幾年來太陽能電池組件的價格大幅下降，從而對整個產(chǎn)業(yè)鏈中的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)的高效節(jié)能提出了更高的要求。其中就包括對原生多晶硅或單晶硅大塊料或棒料進行破碎過程，這是單晶硅拉制提純過程中的一個必要環(huán)節(jié)。由于光伏電池組件對單晶硅的純度要求非常高，通常達到9個9以上，為防止在破碎工程中操作過程對原料的污染，對硅棒或塊料的破碎流程的工藝要求也非常嚴格。

在原來產(chǎn)量較小的情況下，一般采用人工，用硬質(zhì)合金鋼或碳化鎢錘子，在潔凈空間內(nèi)對硅塊或棒料進行手工破碎。雖然這個工藝存在勞動強度大、效率低、易污染和浪費嚴重的缺點，但由于其他工藝很難滿足工況要求，此工藝一直被沿用。但隨著產(chǎn)能的逐年提高，此工藝已經(jīng)遠遠不能滿足行業(yè)的需求。近些年來，不同商業(yè)機構(gòu)和科研單位一直在不斷開發(fā)新型的硅棒和硅塊破碎的方法。主要集中在以下幾個方向：

直接物理機械敲擊或擠壓破碎技術(shù)。在此類生產(chǎn)工藝中，一般采取顎式破碎機，通過兩片金屬板對物料進行擠壓破碎；或通過滾筒擠壓，當物料通過滾筒縫隙時，被擠壓破碎；或經(jīng)過旋轉(zhuǎn)的帶有金屬棒的腔體，當物料經(jīng)過時，被金屬棒或錘打碎，例如：CN203044126U，CN105536920A，CN108654816A，CN108837921A，CN205517916U，CN207287535U，CN208244812U。此類技術(shù)，即便對金屬表面進行過耐磨處理，但在持續(xù)生產(chǎn)過程中，極易造成保護層破損，從而使物料與金屬面直接觸造成金屬離子污染，這對單晶硅拉制會造成致命的缺陷；

低溫冷凍破碎技術(shù)，在此類技術(shù)中，硅料被進入液氮或液氬中，利用速冷造成的表面收縮，從而使物料破裂，例如：CN108405035A。此類技術(shù)對生產(chǎn)環(huán)境要求比較苛刻，產(chǎn)能低，成本高；

高壓脈沖破碎技術(shù)，此技術(shù)利用“閃電”的原理，通過高壓電弧，在硅料表面瞬間能量，造成硅料表面高溫、高壓，造成硅料的破裂，例如：CN108295994A。此類技術(shù)，高壓電弧放電的時候，會造成硅料表面的局部高溫燒結(jié)，從而影響終端產(chǎn)品的品質(zhì)。同時此技術(shù)還存在能耗高、效率低等缺點。

熱破碎技術(shù)，此類設備是通過外部熱源，對硅料進行加熱，待升到一定溫度，再將硅料轉(zhuǎn)移到冷卻介質(zhì)中，通過驟冷造成的表面收縮的不均勻性，引發(fā)硅料的破裂，例如專利CN201473321U中提到的技術(shù)。此類技術(shù)，一般采用電阻爐加熱的方式，要達到硅料快速升溫的目的，環(huán)境溫度要求很高，這樣極易造成硅料表面的氧化，從而影響終端產(chǎn)品的性能。如果降低環(huán)境溫度，則加熱時間過長，影響產(chǎn)率。

以上各類技術(shù)，多采用間歇生產(chǎn)，都存在不同程度的低效率、高能耗、產(chǎn)能低、物料浪費嚴重。更致命的是，這些工藝，都極易引入雜質(zhì)，從而極大影響終端產(chǎn)品的品質(zhì)。

實用新型內(nèi)容