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      多晶硅渣漿干燥工藝與閉路循環槳葉干燥機

      信息來源:本站 | 發布日期: 2018-06-07 22:21:27 | 瀏覽量:359597
      摘要:敘述了多晶硅渣漿處理方法,給出了渣漿的干燥水解工藝,并對真空耙式干燥機和密閉型槳葉干燥機進行了比較,^終選擇旋轉式間接干燥機作為密閉型槳葉干燥機,并介紹了其結構與工作原理。

             近年來,隨著多晶硅價格的不斷下滑,多晶硅企業為了降低生產成本,必須對渣漿進行處理,從中回收氯硅烷,廢料則進行水解,以提高氯硅烷的回收率,減少漿料的水解量,從而降低廢氣排放量。根據多晶硅渣漿處理中的干燥水解法,在對真空耙式干燥機閉路循環槳葉干燥機進行對比的基礎上,利用后者對渣漿進行干燥,以降低成本、減少污染、提高氯硅烷的回收率。

             干燥機是渣漿處理工序的核心設備,其安全可靠性決定了工序的運行穩定性。渣漿處理工序中有兩種干燥方式: 間歇操作的真空耙式干燥機和連續操作的閉路循環槳葉干燥機。

      真空耙式干燥機 工作原理
             耙式干燥機是一釜一釜的干燥,屬于間歇操作,過程不連續,約每90min就要重復進行加料和卸料的過程,操作頻繁,導致工人勞動強度大;且渣漿中的揮發分屬于易燃易爆易腐蝕氣體,影響人身安全耙式干燥機是利用有限的容積先一次盛裝渣漿,再利用蒸汽間接加熱,使渣漿中的揮發分蒸發。由于耙式干燥機容積有限,因此處理量不能提高。就渣漿干燥來說,3條生產線需要6臺耙式干燥機。耙式干燥機的體積傳熱系數平均值約為2000~6000kcal/( h m ℃) ,氣固兩相接觸時間極短,干燥時間一般在 0.5~2.0s,^長5.0s,單批物料干燥時間約3~4h,初始熱效率在80%左右,而隨著漿料干燥時間的推進干燥熱效率呈明顯下降趨勢。工業應用中發現,渣漿一次性進入干燥機會導致物料干燥在時間分布上極不均勻,干燥機內部壓力波動,長時間運行時軸端密封存在隱患; 渣漿完全干燥后的氯硅烷蒸汽會夾帶大量粉塵,后續冷凝器的前部過濾器將頻繁堵塞,嚴重影響裝置的連續運行; 蒸發后的粉料一次性進入后續水解罐會導致水解罐工作負荷驟然變大,且粉料進入水解罐時罐內水汽易竄入干燥機內部。

             ^初引進的渣漿處理工藝包中推薦的干燥機是耙式干燥機,其供貨商是國外廠商,每臺耙式干燥機的采購價格昂貴,訂貨周期較長,且存在備品備件采購不方便等因素,因此在一定程度上對生產裝置的連續穩定運轉和經濟效益產生制約。


      閉路循環槳葉干燥機 工作原理
             多晶硅槳葉干燥機工作過程連續,工人勞動強度較低。就渣漿干燥來說,只需要進行一次加料和卸料過程,操作簡單,安全系數較高。密閉型槳葉干燥機利用蒸汽間接加熱,在渣漿連續加入過程中使揮發分連續蒸發連續出料,提高了密閉型槳葉干燥機的容積利用率,使處理量提高就渣漿干燥來說,3條生產線需要3臺旋轉式間接干燥機即可,為操作方便,可備用1~2臺旋轉式間接干燥機的體積傳熱系數氣固兩相接觸和干燥時間與耙式干燥機幾乎相同, 連續性批量干燥時間一般約l0~15min,熱效率穩定在80%左右。
            閉路循環槳葉干燥機將物料均勻地分散至單位時間上,物料進入干燥機的速率均勻,單位時間進料量較小,干燥機各項運行參數均較為平穩; 干燥機干燥后的產品形態為膏狀物,蒸發出的為純凈氯硅烷蒸汽,冷凝器前部過濾器堵塞幾率大幅下降; 蒸發后的膏狀物通過螺桿泵連續、均勻地輸送至后續水解罐,因干燥后的物料體積和重量顯著降低,分散至單位時間上的物料就更少,因此水解罐工作極為平穩, 螺桿泵密封性較好水解罐內水汽無法竄入干燥機內部。
          通過上述比較,在渣漿處理工序設計中宜選擇連續運行的閉路循環槳葉干燥機。


      多晶硅渣漿槳葉干燥機 設備結構
             多晶硅渣漿槳葉干燥機殼體由設備內壁和外夾套組成,其中夾套設計成蜂窩狀,即在夾套壁面上有規律地沖出許多翻邊向里的凹形圓孔,翻邊與內壁焊接,以增加強度干燥機殼體設計為整體結構,在頂部設有人孔和視鏡,既方便觀察和維修,又避免了由于普通槳葉狹長密封面的泄漏而造成的氧化反應,頂部穹頂結構設計加強了設備整體強度。
          空心熱軸和空心葉片結構是渣漿旋轉式間接干燥機的關鍵部件。多晶硅渣漿槳葉干燥機有兩根空心熱軸,兩軸旋轉方向相反,均向著設備中心線方向,借助葉片上的輔助抄料板, 把物料從中心推向壁面,又從壁面將物料向上提升,越過空心熱軸,擠到設備中央。針對磨琢性比較強的物料,葉片內不通入蒸汽,而需要設置耐磨附件。


             多晶硅渣漿槳葉干燥機是間接加熱連續型干燥機,連續進料流量小、停留時間短、傳熱效率高、投資低,適用于粘附性較強的膏狀、糊狀或團狀物料以及易氧化分解 易燃易爆物質的干燥。多晶硅渣漿槳葉干燥機能有效控制干燥介質和傳熱介質的消耗量,提高氯硅烷的回收率,同時減少環境污染,在一定程度上滿足了多晶硅企業渣漿處理的要求。
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