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多晶硅渣浆干燥工艺与闭路循环桨叶干燥机

信息来源:本站 | 发布日期: 2018-06-07 22:21:27 | 浏览量:185976
摘要:叙述了多晶硅渣浆处理方法,给出了渣浆的干燥水解工艺,并对真空耙式干燥机和密闭型桨叶干燥机进行了比较,^终选择旋转式间接干燥机作为密闭型桨叶干燥机,并介绍了其结构与工作原理。

       近年来,随着多晶硅价格的不断下滑,多晶硅企业为了降低生产成本,必须对渣浆进行处理,从中回收氯硅烷,废料则进行水解,以提高氯硅烷的回收率,减少浆料的水解量,从而降低废气排放量。根据多晶硅渣浆处理中的干燥水解法,在对真空耙式干燥机闭路循环桨叶干燥机进行对比的基础上,利用后者对渣浆进行干燥,以降低成本、减少污染、提高氯硅烷的回收率。

       干燥机是渣浆处理工序的核心设备,其安全可靠性决定了工序的运行稳定性。渣浆处理工序中有两种干燥方式: 间歇操作的真空耙式干燥机和连续操作的闭路循环桨叶干燥机。

真空耙式干燥机 工作原理
       耙式干燥机是一釜一釜的干燥,属于间歇操作,过程不连续,约每90min就要重复进行加料和卸料的过程,操作频繁,导致工人劳动强度大;且渣浆中的挥发分属于易燃易爆易腐蚀气体,影响人身安全耙式干燥机是利用有限的容积先一次盛装渣浆,再利用蒸汽间接加热,使渣浆中的挥发分蒸发。由于耙式干燥机容积有限,因此处理量不能提高。就渣浆干燥来说,3条生产线需要6台耙式干燥机。耙式干燥机的体积传热系数平均值约为2000~6000kcal/( h m ℃) ,气固两相接触时间极短,干燥时间一般在 0.5~2.0s,^长5.0s,单批物料干燥时间约3~4h,初始热效率在80%左右,而随着浆料干燥时间的推进干燥热效率呈明显下降趋势。工业应用中发现,渣浆一次性进入干燥机会导致物料干燥在时间分布上极不均匀,干燥机内部压力波动,长时间运行时轴端密封存在隐患; 渣浆完全干燥后的氯硅烷蒸汽会夹带大量粉尘,后续冷凝器的前部过滤器将频繁堵塞,严重影响装置的连续运行; 蒸发后的粉料一次性进入后续水解罐会导致水解罐工作负荷骤然变大,且粉料进入水解罐时罐内水汽易窜入干燥机内部。

       ^初引进的渣浆处理工艺包中推荐的干燥机是耙式干燥机,其供货商是国外厂商,每台耙式干燥机的采购价格昂贵,订货周期较长,且存在备品备件采购不方便等因素,因此在一定程度上对生产装置的连续稳定运转和经济效益产生制约。


闭路循环桨叶干燥机 工作原理
       多晶硅桨叶干燥机工作过程连续,工人劳动强度较低。就渣浆干燥来说,只需要进行一次加料和卸料过程,操作简单,安全系数较高。密闭型桨叶干燥机利用蒸汽间接加热,在渣浆连续加入过程中使挥发分连续蒸发连续出料,提高了密闭型桨叶干燥机的容积利用率,使处理量提高就渣浆干燥来说,3条生产线需要3台旋转式间接干燥机即可,为操作方便,可备用1~2台旋转式间接干燥机的体积传热系数气固两相接触和干燥时间与耙式干燥机几乎相同, 连续性批量干燥时间一般约l0~15min,热效率稳定在80%左右。
      闭路循环桨叶干燥机将物料均匀地分散至单位时间上,物料进入干燥机的速率均匀,单位时间进料量较小,干燥机各项运行参数均较为平稳; 干燥机干燥后的产品形态为膏状物,蒸发出的为纯净氯硅烷蒸汽,冷凝器前部过滤器堵塞几率大幅下降; 蒸发后的膏状物通过螺杆泵连续、均匀地输送至后续水解罐,因干燥后的物料体积和重量显著降低,分散至单位时间上的物料就更少,因此水解罐工作极为平稳, 螺杆泵密封性较好水解罐内水汽无法窜入干燥机内部。
    通过上述比较,在渣浆处理工序设计中宜选择连续运行的闭路循环桨叶干燥机


多晶硅渣浆桨叶干燥机 设备结构
       多晶硅渣浆桨叶干燥机壳体由设备内壁和外夹套组成,其中夹套设计成蜂窝状,即在夹套壁面上有规律地冲出许多翻边向里的凹形圆孔,翻边与内壁焊接,以增加强度干燥机壳体设计为整体结构,在顶部设有人孔和视镜,既方便观察和维修,又避免了由于普通桨叶狭长密封面的泄漏而造成的氧化反应,顶部穹顶结构设计加强了设备整体强度。
    空心热轴和空心叶片结构是渣浆旋转式间接干燥机的关键部件。多晶硅渣浆桨叶干燥机有两根空心热轴,两轴旋转方向相反,均向着设备中心线方向,借助叶片上的辅助抄料板, 把物料从中心推向壁面,又从壁面将物料向上提升,越过空心热轴,挤到设备中央。针对磨琢性比较强的物料,叶片内不通入蒸汽,而需要设置耐磨附件。


       多晶硅渣浆桨叶干燥机是间接加热连续型干燥机,连续进料流量小、停留时间短、传热效率高、投资低,适用于粘附性较强的膏状、糊状或团状物料以及易氧化分解 易燃易爆物质的干燥。多晶硅渣浆桨叶干燥机能有效控制干燥介质和传热介质的消耗量,提高氯硅烷的回收率,同时减少环境污染,在一定程度上满足了多晶硅企业渣浆处理的要求。
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