一种用于多晶硅还原尾气回收的气固分离装置的制作方法

1.本实用新型涉及多晶硅技术领域，尤其涉及一种用于多晶硅还原尾气回收的气固分离装置。


背景技术：

2.目前，在多晶硅生产中，很多生产厂家并不对还原尾气和冷凝氯硅烷中夹带的细硅粉进行脱除，进而导致实际生产中出现一系列的严重问题。富集的细硅粉不仅会堵塞各生产单元，对设备系统造成工艺运行阻碍、停车、产能降低等不利影响，而且还会进入连接管线产生严重的污染。人们也尝试采用传统的过滤技术除去硅粉，例如：布袋过滤器、陶瓷过滤器等。但在实际应用中，人们发现布袋过滤器和陶瓷过滤器存在使用寿命短、耐温性和力学性能差（易断裂）等缺点。另外，传统过滤方法得到的硅渣带有盐酸和游离的氯离子，滤渣仍需水洗，但是水洗过程会因反应产生二氧化硅、硅酸等难分离化合物，需要进一步进行二级、三级过滤，进而导致水资源极大浪费、环保压力增大以及生产成本升高。
3.中国专利文献201920616893.0公开了一种多晶硅生产中干法脱除硅粉的氯硅烷过滤装置，包括两台并联设置的主过滤器a/b、残液过滤器、反吹气罐和干硅粉收集器，所述的主过滤器a/b包括壳体内的花板，将壳体分为上下两个腔体，下腔体中所述花板上安装一组滤芯，下部设置进料口，底部设置排渣口，上腔体中设置滤清液出口，顶部设置反吹气进口；所述主过滤器a/b反吹气进口连接反吹气罐，排渣口连接至残液过滤器残液入口。该专利所提出的装置在实际应用过程中，无法很好的在还原炉出口直接完全拦截硅粉，保护后续设备、泵阀，该专利所提出的装置在硅粉回收过程中耗能较大，且耗费较多人力和时间。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于多晶硅还原尾气回收的气固分离装置。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种用于多晶硅还原尾气回收的气固分离装置，包括金属膜过滤器，所述金属膜过滤器内壁中间靠近顶部位置固定连接有花板，所述花板顶部中心位置贯穿并固定连接有均匀分布的滤芯，所述金属膜过滤器左侧顶部位置贯穿并固定连接有压差计，所述金属膜过滤器底部中心位置贯穿并固定连接有硅粉出口，所述硅粉出口外径底部位置贯穿并固定连接有回收粉罐，所述金属膜过滤器顶部中心位置贯穿并固定连接有均匀分布的反吹支管，所述反吹支管外径顶部位置均贯穿并固定连接有气体分流装置，所述气体分流装置另一端位置贯穿并固定连接有反吹气储罐，所述反吹支管底部位置均固定连接有喷嘴。
6.作为上述技术方案的进一步描述：
7.所述金属膜过滤器右侧顶部中间位置贯穿并固定连接有滤清气出口。
8.作为上述技术方案的进一步描述：
9.所述金属膜过滤器左侧底部中间位置贯穿并固定连接有进料口。
10.作为上述技术方案的进一步描述：
11.所述花板位于压差计右侧两端部之间，所述喷嘴与对应的滤芯垂直距离为20～40 mm。
12.作为上述技术方案的进一步描述：
13.所述硅粉出口与入口之间联通，所述反吹支管外径上均贯穿并设置有自动控制阀。
14.作为上述技术方案的进一步描述：
15.所述滤芯为金属粉末烧结滤芯材质，所述滤芯为管状且孔径范围为0.1～10 μm。
16.作为上述技术方案的进一步描述：
17.所述回收粉罐左侧底部中间位置贯穿并固定连接有充压口，所述回收粉罐顶部右侧中间位置贯穿并固定连接有泄压口。
18.作为上述技术方案的进一步描述：
19.所述回收粉罐底部中心位置贯穿并固定连接有出料口。
20.本实用新型具有如下有益效果：
21.1、本实用新型中，首先原料气自进料口进入金属膜过滤器，夹带未反应的硅粉向上运动，气固混合物流速降低，部分大颗粒沉降，气体夹带剩余颗粒穿过金属粉末烧结滤芯后，清洁气体通过滤清气出口排出，硅粉被拦截在滤芯表面形成滤饼，在还原炉出口直接完全拦截硅粉，保护后续设备、泵阀，极大地提高了装置的使用寿命，运行一段时间后，滤芯表面的滤饼积累到一定厚度，金属膜过滤器压差增加到一定值后，自动打开某一组喷嘴的反吹支管上的自动控制阀，自动反吹装置开始反吹烧结金属滤芯，破碎其表面的滤饼，滤芯实现再生。
22.2、本实用新型中，金属膜过滤器采用分区反吹的方式，处于反吹的滤芯始终只有一组，其余组滤芯仍处于过滤状态，无需停工或人工切换过滤器，被反吹下来的滤饼堆积在金属膜过滤器底部，金属膜过滤器硅粉出口至回收粉罐顶部入口的自动控制阀自动打开，硅粉全部落入回收粉罐后，向回收粉罐内充入氮气，硅粉与氮气反应置换掉有毒的氯硅烷，打开回收粉罐底部出料口，硅粉靠重力排出，使得硅粉排放安全，上述阀门关闭，充压口打开，充压至金属膜过滤器压力适中，关闭充压口，关闭回收粉罐底部出料口，打开泄压口，回收粉罐进行泄压，泄压完毕后回收粉罐进入备用状态，全自动操作，节省人力和时间，极大提高了装置的工作效率。
附图说明
23.图1为本实用新型提出的一种用于多晶硅还原尾气回收的气固分离装置的立体图；
24.图2为本实用新型提出的一种用于多晶硅还原尾气回收的气固分离装置的金属膜过滤器内部结构图。
25.图例说明：
26.1、进料口；2、滤芯；3、滤清气出口；4、硅粉出口；5、入口；6、充压口；7、泄压口；8、出料口；9、气体分流装置；10、压差计；11、喷嘴；12、反吹支管；13、自动控制阀；14、反吹气储罐；15、金属膜过滤器；16、回收粉罐；17、花板。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.参照图1-2，本实用新型提供的一种实施例：一种用于多晶硅还原尾气回收的气固分离装置，包括金属膜过滤器15，金属膜过滤器15内壁中间靠近顶部位置固定连接有花板17，花板17顶部中心位置贯穿并固定连接有均匀分布的滤芯2，金属膜过滤器15左侧顶部位置贯穿并固定连接有压差计10，金属膜过滤器15底部中心位置贯穿并固定连接有硅粉出口4，硅粉出口4外径底部位置贯穿并固定连接有回收粉罐16，金属膜过滤器15顶部中心位置贯穿并固定连接有均匀分布的反吹支管12，反吹支管12外径顶部位置均贯穿并固定连接有气体分流装置9，气体分流装置9另一端位置贯穿并固定连接有反吹气储罐14，反吹支管12底部位置均固定连接有喷嘴11，原料气自进料口1进入金属膜过滤器15，夹带未反应的硅粉向上运动，气固混合物流速降低，部分大颗粒沉降，气体夹带剩余颗粒穿过金属粉末烧结滤芯2后，清洁气体通过滤清气出口3排出，硅粉被拦截在滤芯2表面形成滤饼，在还原炉出口直接完全拦截硅粉，保护后续设备、泵阀，极大地提高了装置的使用寿命，运行一段时间后，滤芯2表面的滤饼积累到一定厚度，金属膜过滤器15压差增加到一定值后，自动打开某一组喷嘴11的反吹支管12上的自动控制阀13，自动反吹装置开始反吹烧结金属滤芯2，破碎其表面的滤饼，滤芯2实现再生。
30.金属膜过滤器15右侧顶部中间位置贯穿并固定连接有滤清气出口3，金属膜过滤器15左侧底部中间位置贯穿并固定连接有进料口1，花板17位于压差计10右侧两端部之间，喷嘴11与对应的滤芯2垂直距离为20～40 mm，硅粉出口4与入口5之间联通，反吹支管12外径上均贯穿并设置有自动控制阀13，滤芯2为金属粉末烧结滤芯材质，滤芯2为管状且孔径范围为0.1～10 μm，回收粉罐16左侧底部中间位置贯穿并固定连接有充压口6，回收粉罐16顶部右侧中间位置贯穿并固定连接有泄压口7，回收粉罐16底部中心位置贯穿并固定连接有出料口8，金属膜过滤器15采用分区反吹的方式，处于反吹的滤芯2始终只有一组，其余组滤芯2仍处于过滤状态，无需停工或人工切换过滤器，被反吹下来的滤饼堆积在金属膜过滤器15底部，金属膜过滤器15硅粉出口4至回收粉罐16顶部入口 5的自动控制阀13自动打开，硅粉全部落入回收粉罐16后，向回收粉罐16内充入氮气，硅粉与氮气反应置换掉有毒的氯硅烷，打开回收粉罐16底部出料口8，硅粉靠重力排出，使得硅粉排放安全，上述阀门关闭，
充压口6打开，充压至金属膜过滤器15压力适中，关闭充压口6，关闭回收粉罐16底部出料口8，打开泄压口7，回收粉罐16进行泄压，泄压完毕后回收粉罐16进入备用状态，全自动操作，节省人力和时间，极大提高了装置的工作效率。
31.工作原理：首先金属膜过滤器15可以实现自动分区吹扫，根据不同的喷嘴11分组，可将滤芯2进行分区，每个区域中均含有一定数量的滤芯2，同一分区中滤芯2上方的喷嘴11属于同一喷嘴11分组，分区方式可根据需要或设备制造的要求进行选择，例如按角度分为扇形区，或根据半径分为环形区等，自动反吹装置在每根滤芯2上方均有一对应喷嘴11并将喷嘴11分组，同一分组的喷嘴11连接同一反吹支管12，将不同的滤芯2分区对应不同的喷嘴11分组，根据滤芯2的分区进行分区反吹，原料气自进料口1进入金属膜过滤器15，夹带未反应的硅粉向上运动，气固混合物流速降低，部分大颗粒沉降，气体夹带剩余颗粒穿过金属粉末烧结滤芯2后，清洁气体通过滤清气出口3排出，硅粉被拦截在滤芯2表面形成滤饼，在还原炉出口直接完全拦截硅粉，保护后续设备、泵阀，极大地提高了装置的使用寿命，运行一段时间后，滤芯2表面的滤饼积累到一定厚度，金属膜过滤器15压差增加到一定值后，自动打开某一组喷嘴11的反吹支管12上的自动控制阀13，自动反吹装置开始反吹烧结金属滤芯2，破碎其表面的滤饼，滤芯2实现再生，金属膜过滤器15采用分区反吹的方式，处于反吹的滤芯2始终只有一组，其余组滤芯2仍处于过滤状态，无需停工或人工切换过滤器，被反吹下来的滤饼堆积在金属膜过滤器15底部，金属膜过滤器15硅粉出口4至回收粉罐16顶部入口 5的自动控制阀13自动打开，硅粉全部落入回收粉罐16后，向回收粉罐16内充入氮气，硅粉与氮气反应置换掉有毒的氯硅烷，打开回收粉罐16底部出料口8，硅粉靠重力排出，使得硅粉排放安全，上述阀门关闭，充压口6打开，充压至金属膜过滤器15压力适中，关闭充压口6，关闭回收粉罐16底部出料口8，打开泄压口7，回收粉罐16进行泄压，泄压完毕后回收粉罐16进入备用状态，全自动操作，节省人力和时间，极大提高了装置的工作效率。
32.最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。