專利名稱：三氯氫硅合成氣氣固分離裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種過濾結構，具體涉及一種分離硅粉顆粒的三氯氫硅合成氣氣固分
離裝置。
背景技術：
目前，三氯氫硅生產工藝一般多采用流化床法。流化床生產工藝都會有部分細小 硅粉被合成氣帶出。目前合成氣中的細小硅粉常采用兩級分離的方式， 一級使用串聯多級 旋風分離器分離硅粉中粒徑大于10um的顆粒；粒徑小于10um的顆粒選用布袋過濾器。細 小硅粉分離程度影響合成氣冷凝液——氯硅烷冷凝液中固體含量。由于硅粉硬度接近金剛 石，達到莫氏硬度7，氯硅烷冷凝液中固體含量偏高，不僅易堵塞輸送管道，也會降低輸送設 備的使用壽命。 三氯氫硅生產裝置中布袋過濾器常整體式圓筒過濾器，設置為一開一備的工作方 式，一臺堵塞則手動切換到備用過濾器。該過濾器的濾布選用玻璃纖維布，其耐磨性差，容 易磨損；整體式圓筒結構設計，更換濾布時需整個濾材全部更換，使用成本較高；由于合成 氣中的三氯氫硅、合成副產物高聚氯硅烷等都是易燃易爆的物質，頻繁的更換濾芯容易引 發安全事故。
發明內容
本發明所解決的技術問題是提供一種可以過濾硅粉粒徑小于10um的三氯氫硅合 成氣氣固分離裝置。 本發明解決其技術問題所采用的技術方案是三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，包 括分離容器以及設置在分離容器容腔內的濾芯，在分離容器的殼體上設置有與其容腔相通 的合成氣入口以及合成氣出口 ，所述濾芯采用金屬燒結式濾芯。
作為上述技術方案的優選方案，所述濾芯由多根濾筒組成。 進一步的是，所述合成氣入口位于濾芯下方的分離容器殼體上，合成氣出口位于 濾芯上方的分離容器殼體上。 進一步的是，在分離容器殼體上設置有與其容腔相通的反吹氣入口以及反吹氣出 □。 進一步的是，所述反吹氣入口設置在分離容器的頂部，反吹氣出口設置在分離容 器的底部。 進一步的是，從反吹氣入口通入到分離容器容腔內的氣體采用氮氣、氫氣或惰性 氣體。 進一步的是，所述分離容器包括位于頂部的封頭以及可拆卸連接于封頭下方的筒 體，在筒體與封頭之間壓接有管板，濾芯可拆卸連接在管板上；合成氣出口與反吹氣入口設 置在封頭上，合成氣入口與反吹氣出口設置在筒體上。 進一步的是，在封頭上設置有與分離容器容腔相通的壓力表接口 ，在壓力表接口上連接有壓力表。 進一步的是，所述分離容器具有至少兩個，每個分離容器的合成氣入口處連接有合成氣入口管路，每個分離容器的合成氣入口管路均連接到合成氣總入口管路，每個分離容器的合成氣出口處連接有合成氣出口管路，每個分離容器的合成氣出口管路均連接到合成氣總出口管路；每個分離容器的合成氣入口管路上設置有合成氣入口自動控制閥門，合成氣出口管路上設置有合成氣出口自動控制閥門。 進一步的是，每個分離容器的反吹氣入口處連接有反吹氣入口管路，每個分離容器的反吹氣入口管路均連接到反吹氣總入口管路，每個分離容器的反吹氣出口處連接有反吹氣出口管路，每個分離容器的反吹氣出口管路均連接到反吹氣總出口管路；每個分離容器的反吹氣入口管路上設置有反吹氣入口自動控制閥門，反吹氣出口管路上設置有反吹氣出口自動控制閥門。 本發明的有益效果是由于金屬燒結式濾芯具有良好的其耐磨特性，因此，在過濾硅粉顆粒時具有較高的使用壽命，從而減少對濾芯的更換成本；同時，金屬燒結式濾芯具有良好的吸附性能，能夠較好的除去10um以下的硅粉顆粒，尤其適合在分離硅粉顆粒的裝置上推廣使用。
圖1為本發明分離容器的結構示意圖； 圖2為同時布置有兩個分離容器的結構示意圖。 圖中標記為合成氣入口 1、筒體2、管板3、封頭4、反吹氣入口5、合成氣出口6、壓力表接口 7、濾芯8、反吹氣出口 9、壓力表10、合成氣入口管路11、合成氣總入口管路12、合成氣入口自動控制閥門13、反吹氣入口管路14、反吹氣總入口管路15、反吹氣入口自動控制閥門16、合成氣出口管路17、合成氣總出口管路18、合成氣出口自動控制閥門19、反吹氣出口管路20、反吹氣總出口管路21、反吹氣出口自動控制閥門22，其中圖2中實心箭頭方向為含硅合成氣的流動方向，空心箭頭方向為反吹氣體的流動方向。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明做進一步的說明。 如圖1與圖2所示，本發明的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，包括分離容器以及設置在分離容器容腔內的濾芯8，在分離容器的殼體上設置有與其容腔相通的合成氣入口 1以及合成氣出口6，所述濾芯8采用金屬燒結式濾芯。由于金屬燒結式濾芯具有良好的其耐磨特性，因此，在過濾硅粉顆粒時具有較高的使用壽命，從而減少對濾芯的更換成本；同時，金屬燒結式濾芯具有良好的吸附性能，能夠較好的除去10um以下的硅粉顆粒。
在上述實施方式中，濾芯8可以是設置在分離容器內的一個大濾芯，但為了提高過濾效果，所述濾芯8由多根濾筒組成。其相比較于采用單個濾芯的方式，多根濾筒具有更大的過濾面積，能夠減少過濾器的體積，節省投資；同時，檢修時只更換已經損壞的濾芯8，不需要全部更換，相比于整體式圓筒過濾器更節約檢修更換成本。 在以上的實施方式中，合成氣入口 l與合成氣出口6均可以設置在濾芯8上方的分離容器殼體上，或均設置在濾芯8下方的分離容器殼體上。作為優選方式，所述合成氣入
4口 1位于濾芯8下方的分離容器殼體上，合成氣出口 6位于濾芯8上方的分離容器殼體上。因為含硅的合成氣體從合成氣入口 l進入分離容器容腔后，該合成氣體會自動上升。則合成氣入口 l設置在濾芯8下方的分離容器殼體上后，該含硅的合成氣體會自動上升通過濾芯8，然后，過濾后的含硅合成氣體再繼續上升，通過合成氣出口 6流出，該設置方式可利于對含硅合成氣體的過濾，大大提高過濾效果。 當濾芯8工作一定時間過后，由于硅粉顆粒不斷地附著在濾芯8上，若不及時清理，會導致濾芯8的堵塞，因此，為防止其堵塞，在分離容器殼體上設置有與其容腔相通的反吹氣入口 5以及反吹氣出口 9。則當該分離容器停止工作時，即此時合成氣入口 1停止吹入含硅的合成氣體，從反吹氣入口 5往分離容器的容腔內吹入用于清掃濾芯8上硅粉顆粒的清掃氣體，使得附著在濾芯8上的硅粉顆粒掉落，并從反吹氣出口 9排出，從而避免了濾芯8的堵塞。 在上述實施方式中，反吹氣入口 5與反吹氣出口 9均可以設置在分離容器殼體頂部，或均設置在分離容器殼體底部。作為優選方式，所述反吹氣入口 5設置在分離容器的頂部，反吹氣出口 9設置在分離容器的底部。這樣的設置方式，從反吹氣入口 5進來的氣體對附著在濾芯8上的硅粉顆粒進行反向吹掃，利于將硅粉顆粒從濾芯8上吹落，同時，從濾芯8上脫落的硅粉顆粒隨即從分離容器底部的反吹氣出口 9排出，大大提高吹掃效果。而從反吹氣入口 5通入到分離容器容腔內的氣體可采用對環境無污染，同時，同時防止與含硅的合成氣體發生爆炸的氮氣、氫氣或惰性氣體等。 在以上的實施方式中，所述分離容器可采用整體結構，但顯然不利于濾芯8的更換以及對整個分離容器的維護。作為優選方式，所述分離容器包括位于頂部的封頭4以及可拆卸連接于封頭4下方的筒體2，在筒體2與封頭4之間壓接有管板3，濾芯8可拆卸連接在管板3上；合成氣出口 6與反吹氣入口 5設置在封頭4上，合成氣入口 1與反吹氣出口9設置在筒體2上。則需要更換濾芯時，只需要將筒體2與封頭4拆卸開，然后將濾芯8從管板3上拆卸下來更換即可，可大大提高對濾芯8的拆卸效率。 為便于對分離容器內氣體壓力的監測，在封頭4上設置有與分離容器容腔相通的壓力表接口 7，在壓力表接口 7上連接有壓力表10。同時，在清掃分離容器內濾芯8上的硅粉顆粒時，為使系統能正常工作，所述分離容器具有至少兩個，每個分離容器的合成氣入口1處連接有合成氣入口管路ll，每個分離容器的合成氣入口管路11均連接到合成氣總入口管路12，每個分離容器的合成氣出口 6處連接有合成氣出口管路17，每個分離容器的合成氣出口管路17均連接到合成氣總出口管路18 ;每個分離容器的合成氣入口管路11上設置有合成氣入口自動控制閥門13，合成氣出口管路17上設置有合成氣出口自動控制閥門19。如圖2所示，分離容器具有兩個，當其中一個分離容器的濾芯8需要進行硅粉顆粒清掃時，這時，該分離容器的合成氣入口管路ll上的合成氣入口自動控制閥門13自動關閉，同時，合成氣出口管路17上的合成氣出口自動控制閥門19也關閉；而另一個分離容器的合成氣入口管路11上的合成氣入口自動控制閥門13與合成氣出口管路17上的合成氣出口自動控制閥門19自動打開，使另一個分離容器工作。其中，兩個分離容器的自動切換可通過壓力表10所測定的壓差進行切換，該壓差最開始可人為預先設定，設定值為5至100kpa(根據工藝條件確定)，當壓力表10測得壓差超過設定值時系統自動切換；或通過設定相應的時間進行切換。
對應于上述實施方式，每個分離容器的反吹氣入口 5處連接有反吹氣入口管路14，每個分離容器的反吹氣入口管路14均連接到反吹氣總入口管路15，每個分離容器的反吹氣出口 9處連接有反吹氣出口管路20，每個分離容器的反吹氣出口管路20均連接到反吹氣總出口管路21 ;每個分離容器的反吹氣入口管路14上設置有反吹氣入口自動控制閥門16，反吹氣出口管路20上設置有反吹氣出口自動控制閥門22。如圖2所示，分離容器具有兩個，當其中一個分離容器的濾芯8需要進行硅粉顆粒清掃時，這時，該分離容器的反吹氣入口管路14上的反吹氣入口自動控制閥門16以及反吹氣出口管路20上的反吹氣出口自動控制閥門22自動打開，使該分離器利用反向的吹掃氣體對濾芯8進行清掃。而此時，另一個處于工作狀態的分離容器的反吹氣入口管路14上的反吹氣入口自動控制閥門16以及反吹氣出口管路20上的反吹氣出口自動控制閥門22自動關閉，使其進行正常的過濾操作。且通過反吹氣入口自動控制閥門16來調節反向吹掃氣體的進氣流量，可減少對濾芯8的磨損，提高其使用壽命。其中，兩個分離容器的自動切換也是可通過壓力表io所測定的壓差進行切換，或通過設定相應的時間進行切換。
權利要求
三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，包括分離容器以及設置在分離容器容腔內的濾芯(8)，在分離容器的殼體上設置有與其容腔相通的合成氣入口(1)以及合成氣出口(6)，其特征是所述濾芯(8)采用金屬燒結式濾芯。
2. 如權利要求l所述的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，其特征是所述濾芯(8)由多根濾筒組成。
3. 如權利要求2所述的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，其特征是所述合成氣入口 (1)位于濾芯(8)下方的分離容器殼體上，合成氣出口 (6)位于濾芯(8)上方的分離容器殼體上。
4. 如權利要求1、2或3所述的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，其特征是在分離容器殼體上設置有與其容腔相通的反吹氣入口 (5)以及反吹氣出口 (9)。
5. 如權利要求4所述的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，其特征是所述反吹氣入口 (5)設置在分離容器的頂部，反吹氣出口 (9)設置在分離容器的底部。
6. 如權利要求4所述的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，其特征是從反吹氣入口 (5)通入到分離容器容腔內的氣體采用氮氣、氫氣或惰性氣體。
7. 如權利要求4所述的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，其特征是所述分離容器包括位于頂部的封頭(4)以及可拆卸連接于封頭(4)下方的筒體(2)，在筒體(2)與封頭(4)之間壓接有管板(3)，濾芯(8)可拆卸連接在管板(3)上；合成氣出口 (6)與反吹氣入口 (5)設置在封頭(4)上，合成氣入口 (1)與反吹氣出口 (9)設置在筒體(2)上。
8. 如權利要求4所述的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，其特征是在封頭(4)上設置有與分離容器容腔相通的壓力表接口 (7)，在壓力表接口 (7)上連接有壓力表(10)。
9. 如權利要求8所述的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，其特征是所述分離容器具有至少兩個，每個分離容器的合成氣入口 (1)處連接有合成氣入口管路(ll)，每個分離容器的合成氣入口管路(11)均連接到合成氣總入口管路(12)，每個分離容器的合成氣出口 (6)處連接有合成氣出口管路(17)，每個分離容器的合成氣出口管路(17)均連接到合成氣總出口管路(18);每個分離容器的合成氣入口管路(11)上設置有合成氣入口自動控制閥門(13)，合成氣出口管路(17)上設置有合成氣出口自動控制閥門(19)。
10. 如權利要求8所述的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，其特征是每個分離容器的反吹氣入口 (5)處連接有反吹氣入口管路(14)，每個分離容器的反吹氣入口管路(14)均連接到反吹氣總入口管路(15)，每個分離容器的反吹氣出口 (9)處連接有反吹氣出口管路(20)，每個分離容器的反吹氣出口管路(20)均連接到反吹氣總出口管路(21);每個分離容器的反吹氣入口管路(14)上設置有反吹氣入口自動控制閥門(16)，反吹氣出口管路(20)上設置有反吹氣出口自動控制閥門(22)。
全文摘要
本發明公開了一種用于分離硅粉顆粒的三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，可過濾粒徑小于10μm的硅粉顆粒。該三氯氫硅合成氣氣固分離裝置，包括分離容器以及設置在分離容器容腔內的濾芯，在分離容器的殼體上設置有與其容腔相通的合成氣入口以及合成氣出口，所述濾芯采用金屬燒結式濾芯。由于金屬燒結式濾芯具有良好的其耐磨特性，因此，在過濾硅粉顆粒時具有較高的使用壽命，從而減少對濾芯的更換成本；同時，金屬燒結式濾芯具有良好的吸附性能，能夠較好的除去10μm以下的硅粉顆粒，尤其適合在分離硅粉顆粒的裝置上推廣使用。
文檔編號C01B33/00GK101717089SQ20091022516
公開日2010年6月2日 申請日期2009年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者何勁, 唐前正, 李釗, 趙伯君, 郭勇 申請人:樂山樂電天威硅業科技有限責任公司