硅粉干燥设备 专利CN202126162UF类

国电宁夏太阳能有限公司  2017-9-3 21:27
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本实用新型实施例公开了一种硅粉干燥设备,包括围成干燥腔体的壳体,壳体上设置有与干燥腔体相连通的进料口、出料口、进气口和出气口,出料口设置在壳体的底部;出气口设置在进料口的上方,且其上还设置有旋风分离器,旋风分离器位于干燥腔体中;干燥腔体与进料口相对应处设置有隔板;进气口设置在所述进料口下方,且与加热氮气源相连通。由于该设备中在干燥硅粉时没有碎料和布料的工艺,因此,就未设置有碎料和布料的设备,因此简化了设备的具体结构。由于通过热交换方式干燥硅粉与机械式甩干相比,其干燥速度更快,且干燥的更为彻底,从而提高了设备干燥物料的效率。 说明

硅粉干燥设备

技术领域

本实用新型涉及多晶硅制备领域,更具体地说,涉及一种硅粉干燥设备。 背景技术

多晶硅是制备半导体器件和太阳能电池的原材料,是全球电子工业及光伏产业的基石,按照纯度和用途可分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅。三氯氢硅(化学式为 SiHCl3)是生产高纯多晶硅的主要原料。在生产多晶硅时,将H2和SiHCl3通入还原炉内,在高温的条件下会发生如下反应:SiHCl3+H2 — Si+3HC1,而生产三氯氢硅的反应时发生如下反应:Si+3HCl — SiHCl3+H2,上述反应中的Si为硅粉,而且在制备三氯氢硅的过程中所需要的硅粉必须是干燥的硅粉,如果硅粉中含有水分,则硅粉中的水会和HCl发生反应而无法制备三氯氢硅。因此,在制备三氯氢硅时所用的硅粉都需要经过干燥器干燥。

传统的硅粉干燥器基本都是采用的蒸汽夹套的方法进行,此方法的缺点是硅粉干燥的不彻底。如专利号为90215^4. 5的中国专利,如图1所示,为传统离心流化床的干燥器的结构示意图,其中,001为进料口 ;002为螺旋送料器;003为落料管;004为粉碎棒;005 为粉碎器;006为心轴;007为套轴;008为布料盘;009为进风口 ;010为出风口 ;011为出料口 ;012为转鼓;013为流化床外壳;014为搅动器。该专利公开了一种离心流化床的干燥器,具体包括壳体、进料口 001、出料口 011、进风口 009和出风口 010 ;其中,进料口 001通过落料管003接通流化床顶部,落料管003下方安置布料盘008,布料盘008固定于一根由马达带动的心轴006上,心轴006上设有套轴007,该套轴007与流化床外壳013之间设置有轴承,心轴006的下端固定一个搅动器014,流化床内壁套装一个由马达带动转鼓012,转鼓 012上均勻密布小孔,进风口 009切向连接圆柱形流化床外壳013,出风口 010以一根弯管从流化床外部连通到流化床中心部位,流化床下部为锥形体,其下端部构成出料口 011。其工作原理为在螺旋送料器002的作用下将颗粒状湿料从进料口 001进入落料管003中,在落料管003内设置的粉碎棒004和粉碎器005作用下进行粉碎,以方便水蒸气的蒸发,并到达旋转着的布料盘008,布料盘008把物料以切向均勻地撇开,由于同方向旋转的转鼓012 的离心力场的作用,使物料产生向外的离心力。同时,热空气从进风口 009切向进风后从转鼓012的小孔向转鼓012内部均勻进风,进风风力的方向和物料的离心力的方向相反,当两者达到平衡时,转鼓012内开始形成一个环状流化带,对颗粒物料进行流化干燥。同时,经搅动器014旋转搅动,不断给环状流化带以周期性騷扰,到达对物料强化干燥之目的。干燥后的物料经流化床小布的锥形体从出料口 011出料。带有水蒸气的废气从出风口 010管道排出。由于上述离心流化床工作过程中,物料在干燥前需要破料、布料等工艺,因此,该流化床需要设置用于破料和布料的相关结构,设备的结构比较复杂;且干燥时间较长,降低了物料的干燥率较低。

为此,如何研究出一种结构简单和干燥效率较高的硅粉干燥设备,成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。实用新型内容

有鉴于此,本实用新型提供一种硅粉干燥设备,以简化设备结构提高硅粉干燥效率。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

—种硅粉干燥设备,包括围成干燥腔体的壳体,所述壳体上设置有与所述干燥腔体相连通的进料口、出料口、进气口和出气口,所述出料口设置在所述壳体的底部;所述出气口设置在所述进料口的上方,且其上还设置有旋风分离器,所述旋风分离器位于所述干燥腔体中;所述干燥腔体与所述进料口相对应处设置有隔板;所述进气口设置在所述进料口下方,且与加热氮气源相连通。

优选地,在上述硅粉干燥设备中,所述干燥腔体内并位于所述进气口上方设置有气体分布板,所述气体分布板上具有多个通孔。

优选地,在上述硅粉干燥设备中,所述通孔为圆形通孔。

优选地,在上述硅粉干燥设备中,所述壳体包括分离部、干燥部和排料部,其中,所述干燥部分别与所述分离部和排料部光滑连接,且所述分离部的截面积比所述干燥部的截面积大,所述排料部的截面向所述排料口渐缩。

优选地,在上述硅粉干燥设备中,所述进气口设置在所述排料部上,所述进料口设置在干燥部上,所述出气口设置在所述分离部上。

优选地,在上述硅粉干燥设备中,所述分离部靠近所述出气口处还设置有吹扫口, 所述吹扫口与氮气源相连。

优选地,在上述硅粉干燥设备中,所述进气口与所述出气口上均设置有开关阀。

优选地,在上述硅粉干燥设备中,所述进料口设置有进料阀,所述出料口设置有出料阀。

本实用新型中的硅粉干燥设备主要包括围成干燥腔体的壳体,所述壳体上设置有与所述干燥腔体相连通的进料口、出料口、进气口和出气口,所述出料口设置在所述壳体的底部;所述出气口设置在所述进料口的上方,且其上还设置有旋风分离器,所述旋风分离器位于所述干燥腔体中;所述干燥腔体与所述进料口相对应处设置有隔板;所述进气口设置在所述进料口下方,且与加热氮气源相连通。上述设备工作时,首先热氮气源通过进气口向干燥腔体内持续地通入高温氮气;然后需要干燥的硅粉通过进料口进入干燥腔体内,并送入至隔板处,隔板的设置可以延长高温氮气与需要干杂硅粉的接触时间,提高了高温氮气与硅粉的热交换率,从而可以提高干燥效率。需要干燥的硅粉在高温氮气的作用下将硅粉上的水分蒸发出去,并在旋风分离器的作用下将废气从出气口排出该设备外;干燥后的硅粉下落至出料口,并从出料口排出。

由上述描述可知,由于该设备中在干燥硅粉时没有碎料和布料的工艺,因此,就未设置有碎料和布料的设备,因此简化了设备的具体结构。而且,该设备干燥过程是通过通入高温氮气,使得高温氮气与需要干燥的硅粉进行热交换以将硅粉内的水分气化,而不是通过离心力的作用将水分甩出,更进一步的简化了设备的结构。由于通过热交换方式干燥硅粉与机械式甩干相比,其干燥速度更快,且干燥的更为彻底,从而提高了设备干燥物料的效率。

另外,由于设备上还设置有吹扫口,该吹扫口与氮气源相连通,当硅粉将出料口和气体分布板堵塞时,吹扫口可以接通0. 6MPa氮气进行吹扫,从而可以继续顺利工作。 附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中离心流化床的干燥器的结构示意图;

图2为本实用新型实施例中提供的硅粉干燥设备结构示意图;

图3为本实用新型实施例中提供的分布板结构示意图;

图4为本实用新型实施例中提供的隔板结构示意图;

图中的标号表示:001为进料口 ;002为螺旋送料器;003为落料管;004为粉碎棒; 005为粉碎器;006为心轴;007为套轴;008为布料盘;009为进风口 ;010为出风口 ;011为出料口 ;012为转鼓;013为流化床外壳;014为搅动器;10为壳体;11为分离部;12为干燥部;13为排料部;100为干燥腔体;20为进料口 ;30为进气口 ;40为出气口 ;50为出料口 ;60 为吹扫口 ;70为旋风分离器;80为分隔板;81为主板;82为通孔;90为气体分布板;91为主板;92为通孔。

具体实施方式

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。

本实用新型公开了一种硅粉干燥设备,以简化设备结构提高硅粉干燥效率。

如图2所示,其中,10为壳体;11为分离部;12为干燥部;13为排料部;100为干燥腔体;20为进料口 ;30为进气口 ;40为出气口 ;50为出料口 ;60为吹扫口 ;70为旋风分离器;80为分隔板;81为主板;82为通孔;90为气体分布板;91为主板;92为通孔。

该硅粉干燥设备包括围成干燥腔体100的壳体10,壳体10上设置有与干燥腔体 100相连通的进料口 20、出料口 50、进气口 30和出气口 40,出料口 50设置在壳体10的底部;出气口 40设置在进料口 20的上方,且其上还设置有旋风分离器70,旋风分离器70位于干燥腔体100中;干燥腔体100与进料口 20相对应处设置有隔板80 ;进气口 30设置在所述进料口 20下方,且与加热氮气源相连通(图中未示出)。

上述设备工作时,首先热氮气源通过进气口 30向干燥腔体100内持续地通入高温氮气;然后需要干燥的硅粉从进料口 20进入,并送入至隔板80处,隔板80的设置可以延长高温氮气与需要干杂硅粉的接触时间,提高了高温氮气与硅粉的热交换率,从而可以提高干燥效率。需要干燥的硅粉在高温氮气的作用下将硅粉上的水分蒸发出去,并在旋风分离器70的作用下将废气从出气口 40排出该设备外;干燥后的硅粉下落至出料口 50,并从出料口 50排出。

由上述描述可知,由于该设备中在干燥硅粉时没有碎料和布料工艺,因此,就未设置有碎料和布料的设备,因此简化了设备的具体结构。而且,该设备干燥过程是通过通入高温氮气,使得高温氮气与需要干燥的硅粉进行热交换以将硅粉内的水分气化,而不是通过离心力的作用将水分甩出,更进一步的简化了设备的结构。由于通过热交换方式干燥硅粉与机械式甩干相比,其干燥速度更快,且干燥的更为彻底,从而提高了设备干燥物料的效率。

本实用新型实施例中的隔板80可以单独设置在干燥腔体100内部,还可以整体组装成特定形状至后置入干燥腔体100内部,如图3所示,本实用新型实施例中隔板80组成立方体结构,且每个隔板80的主板81上均设置有通孔82,该通孔可以为圆形孔、长条孔等, 通孔的布置形式可以为相间布置,还可并排布置,在此不做赘述。

为了使得进气口 30中通入的高温气体与硅粉充分接触,干燥腔体100内并位于进气口 30上方设置有气体分布板90,该气体分布板90包括主板91,主板91上设置有多个通孔92,如图4所示。其中,本实用新型实施例中通孔数量不限,形状不限,材质不限,布置形式不限。但是为了加工方便可以选择条形孔或圆孔,优选的,上述通孔92为圆形通孔;其布置形式可以整齐排布还可错列布置。

为了避免旋风分离器70在分离硅粉和废气时浪费硅粉,为了方便描述,本实用新型实施例中根据用途的不同将壳体10分成三部分结构,具体的,壳体10包括分离部11、干燥部12和排料部13,其中,干燥部12分别与分离部11和排料部13光滑连接,且分离部11 的截面积比干燥部12的截面积大,排料部13的截面向排料口渐缩。采用分离部11空间较大的结构可以使得被废气在干燥腔体100内停留时间较长,那么废气中携带的硅粉就会有充足的时间落在分离部11所对应的壳壁上,并最终回流至干燥部12所对应的干燥腔体 100。

在采用上述三部分的结构的壳体10时,进气口 30设置在排料部13上,进料口 20 设置在干燥部12上,出气口 40设置在分离部11上。

另外,为了防止硅粉堵塞气体分布板90和出料口 50,分离部11靠近出气口 40处还设置有吹扫口 60,吹扫口 60与氮气源相连。当气体分布板90或出料口 50堵塞时,在吹扫口 60接通0. 6MPa氮气进行吹扫,从而可以继续顺利工作。

另外,为了便于控制进气量和出气量,进气口 30与出气口 40上均设置有开关阀。 通过空气进气量和出气量控制干燥时的功率。

此外,为了得到干燥较为彻底的硅粉,本实用新型实施例中进料口 20设置有进料阀,出料口 50设置有出料阀。干燥时,关闭出料阀,开启进料阀,并向通过进料口 20输送至一定量的硅粉,然后关闭进料阀。等检测到出气口 40内的露点接近进口露点时,说明硅粉已经彻底干燥,此时打开出料阀,卸料。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

专利公开号:CN202126162U 专利状态/类型:授权 专利申请号:CN 201120211390 专利公开日:2012年1月25日 专利申请日:2011年6月22日 发明者:侯俊峰, 李峰, 杨光军, 樊志明, 王小伟, 王晓楠, 王耀挺 申请人:国电宁夏太阳能有限公司
被以下专利引用
引用专利 申请日期公开日 申请人专利名
CN103466625A *2013年9月12日2013年12月25日中国恩菲工程技术有限公司用于对硅粉和触媒进行干燥的系统和方法
* 由审查员引用
分类
国际分类号F26B3/10, F26B17/10, C01B33/021, F26B21/14
法律事件
日期代码事件说明
2012年1月25日C14Granted
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