[实用新型]一种硅粉干燥装置

说明书

技术领域

本实用新型属于化工装置领域，具体涉及一种对三氯氢硅合成原料硅粉高温连续干燥的装置。

背景技术

三氯氢硅氢还原法是德国西门子(Siemens)公司于1954年发明的，又称西门子法，是广泛采用的高纯度多晶硅制备技术，其化学反应式为：2SiHCl₃+H₂→Si+2HCl+SiCl₄+H₂。

含高纯度三氯氢硅的物料和高纯度氢气在加热的高纯度多晶硅芯上发生还原反应，通过化学气相沉积，生成的新的高纯度多晶硅沉积在硅芯上；或将高纯度多晶硅粉末置于加热流化床中，通入高纯度三氯氢硅和高纯度氢气，让生成的新的多晶硅沉积在硅粉上，形成颗粒状高纯度多晶硅。

该反应除了生成高纯度多晶硅外，还生成副产物如四氯化硅和氯化氢等。因此，整个多晶硅生产过程中有大量的尾气排出。例如，生产1吨的产品硅将有10～20吨四氯化硅和约1.5吨氯化氢产生。因此，对副产物的处理是目前生产多晶硅的瓶颈。目前，对西门子法的一些改进主要涉及四氯化硅的综合利用。

三氯氢硅作为多晶硅生产原料，三氯氢硅合成工艺如下：

其化学反应Si+HCl→SiHCl₃+H₂

将硅粉卸至转动圆盘，通过管道用气体输送至硅粉仓，再加入硅粉干燥器，经过圆盘给料机并计量后加入三氯氢硅合成炉。在三氯氢硅合成炉内，温度控制在80-310℃，硅粉和氯化氢发生反应，生成三氯氢硅和四氯化硅。生成的三氯氢硅和四氯化硅气体经沉降器、旋风分离器和袋式过滤器除去粉尘及高氯硅烷，经水冷后经隔膜压缩机加压，再用-35℃冷媒冷凝为液体。不凝性气体通过液封罐进入尾气淋洗塔，经酸碱淋洗达标后排放。

目前已知有一种在多晶硅原料三氯氢硅制造过程中，采用加压三氯氢硅合成工艺及装置。但是，在该工艺和装置操作中，由于使用大量中压蒸汽加热、并伴随氮气鼓泡对硅粉干燥，加热、干燥周期长，因而存在着消耗大量的蒸汽能量，同时消耗大量氮气的能耗较高问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中硅粉干燥装置存在的不足，提供一种高温连续的硅粉干燥装置。

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该硅粉干燥装置包括有输入待干燥硅粉以及干燥所需加热气体的输入单元、干燥单元、用于对干燥单元进行抽真空的真空单元以及输出干燥后的硅粉及水汽的输出单元，所述干燥单元分别与输入单元、真空单元以及输出单元连接，通过调节输入单元利用合成尾气作加热气体及真空单元来获得对硅粉的干燥。

所述对硅粉的加热利用生产过程中产生的高温三氯氢硅合成尾气，以及由温度调节器加热的氮气。循环利用高温三氯氢硅合成尾气进行加热，使其热量被充分利用，实现节能降耗目的；氮气先经由蒸汽调控的温度调节器加热。

优选的是，干燥单元包括一个带夹套的干燥罐，有高温三氯氢硅合成尾气的合成尾气输入管线、合成尾气循环管线与干燥罐的夹套连接，通过夹套对干燥罐加热，使干燥罐内的温度保持恒定在110-130℃，有氮气输入管线与干燥罐连接，有温度调节器加热氮气通过氮气输入管线输入罐内与硅粉直接接触进行鼓泡沸腾加热。

所述对硅粉的加热是利用生产过程中产生的高温三氯氢硅合成尾气，以及由温度调节器加热的氮气。

所述温度调节器与输入蒸汽的蒸汽管连接，用于加热氮气。

优选的是，所述加热氮气温度为100-120℃。

优选的是，所述输入单元主要包括过滤器，连接在干燥罐顶部，硅粉输入管道与过滤器连接，真空单元主要包括真空泵，真空泵连接至过滤器的上端口，并有排空管线连接在过滤器的上端口。

优选的是，所述真空单元包括一个真空泵，用于对干燥罐抽真空，以使得干燥罐内呈负压状态，从而改变分压，强制硅粉中水分挥发、抽出，以使得硅粉中的水分含量明显降低，减小硅粉中水分对三氯氢硅合成的影响。

优选的是，所述输出单元主要包括排空管线和硅粉计量罐，排空管线设置在过滤器的上端口，硅粉计量罐与干燥罐的底部连接。