冷氫化溼法除塵單元的製作方法
2023-09-10 18:38:00 1
專利名稱：冷氫化溼法除塵單元的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種溼法除塵單元，應用於多晶矽冷氫化工藝，用於除去反應氣中夾帶的細微娃粉，同時 降低反應氣的溫度。
背景技術：
目前，主流的多晶氫化工藝中分為熱氫化工藝及冷氫化工藝，冷氫化工藝因其較熱氫化工藝能耗更低而具有更廣闊的發展空間。但冷氫化工藝作為一個較新的工藝，在工藝路線上對除塵單元中具體設備的形式及配備未有成熟的經驗。
發明內容為了解決現有冷氫化工藝除塵單元的技術問題，本實用新型提供一種冷氫化溼法除塵單元。本實用新型的技術解決方案一種冷氫化溼法除塵單元，其特殊之處在於包括文丘裡洗滌器及氣液分離罐；所述氣液分離罐包括立式罐體、設置在罐體上方的氣相出口、設置在罐體下方的液相出口、設置在液相出口處的液位調節閥、沿水平方向設置在罐體中部的兩相入口 ；所述兩相入口與罐體內壁相切；所述文丘裡洗滌器包括直立管狀殼體和噴淋裝置；所述殼體包括自上而下依次連接的氣體入口、接受段、混合段、氣體出口 ；所述接受段的直徑大於混合段直徑；所述噴淋裝置包括設置在接受段的洗滌液管和三個噴頭；所述洗滌液管與外部洗滌液相通，其包括三個出口，其中一個出口設置在接受段上部中軸線處且開口朝下，另外兩個出口對稱分布於接受段下部且開口沿水平方向；所述每個出口設置一個噴頭。還包括設置在罐體側壁上且正對兩相入口的防衝板。還包括設置在氣相出口處的氣液過濾網。還包括設置在罐體和液相出口之間的防渦流擋板。上述噴淋裝置還包括對稱設置在接受段殼體上的兩個反射板，所述設置在接受段下部的兩個出口分別對準一個反射板。還包括調節機構，所述調節機構位於混合段內，用於調節混合段的流通面積。還包括設置在接受段和混合段之間的喉部19。上述洗滌液為四氯化矽。本實用新型所具有的優點I、本實用新型滿足了冷氫化工藝去除反應氣中夾帶細微矽粉的要求，同時降低了反應氣的溫度。2、本實用新型均為靜設備、立式安裝，具有結構簡單、緊湊、佔地面積小、維護少、運行穩定的優點。3、本實用新型氣液分離罐，即可滿足冷氫化工藝中經文丘裡洗滌器洗滌後的反應氣與洗滌液的分離又使得設備尺寸儘可能小，從而節約空間降低成本；通過液相出口外部管道的調節閥控制罐體內液相處於一定液位，使得比重輕的氣相在切向進入分離罐的過程中與液相分開在罐體內部中心區域匯集並沿溢流管從罐體頂端氣相出口排出；本實用新型通過罐體內部空間的計算來控制介質在罐內的停留時間，並通過增加氣液過濾網來達到分離氣相及微小液滴的目的，分離效果好。4、本實用新型文丘裡洗滌器通過上部噴頭噴出的洗滌液膜後與下部頭噴出的洗滌液的碰撞，可實現反應氣的充分降溫和除塵；可根據負荷需要設計喉管尺寸來設計流通面積；可通過混合段側面的調節機構來改變流通面積達到調節負荷的目的；在入口處採用洗滌液來捕捉矽粉顆粒，減少了矽粉顆粒對殼體的衝擊磨損；設置有在接受段和混合段設置有喉部，通過改變反應氣體流速，提高除塵效率。
圖I為本實用新型的原理示意圖；圖2為本實用新型氣液分離罐的結構示意圖； 圖3為氣液分離罐兩相入口處的罐體結構示意圖；圖4為本實用新型文丘裡洗滌器的結構示意圖；圖5為圖I中接受段的俯視圖；其中I-文丘裡洗滌器，2-氣液分離罐，3-氣相出口，4-溢流管，5-氣液過濾網，
6-兩相入口，7-罐體，8-液位，9-防渦流擋板，10-液相出口，11-液位調節閥，12-防衝板，13-氣體入口，14-洗滌液管，15-主噴頭，16-副噴頭，17-接受段，18-喉部，19-調節機構，20-混合段，21-氣體出口，22-反射板。
具體實施方式
除塵單元包括文丘裡洗滌器I及氣液分離罐2。高溫含矽粉顆粒的氣相由管路輸送進文丘裡洗滌器，同時液相的洗滌液(主要成分為相對低溫的液態四氯化矽)由管路輸送進文丘裡洗滌器內部通過噴頭噴出，反應氣與噴出的洗滌液接觸後進行傳熱交換，使得反應氣溫度降低，同時反應氣中的矽粉顆粒在與洗滌液液滴接觸過程中被液滴包裹、聚集而從反應氣中去除。去除大量矽粉顆粒的反應氣及含有矽粉顆粒的洗滌液同時從文丘裡洗滌器出口排出進入氣液分離罐。由文丘裡洗滌器排出的氣相及液相(含固相矽粉)切向進入立式的氣液分離罐，由於比重差異及氣液分離罐分離空間的設置，氣相從分離罐上部氣相出口 3排出進入下一步工藝流程，液相(含固相矽粉)從分離罐下部液相出口 10排出進入下一步工藝流程(可對液相中的固相進行過濾後，液相返回文丘裡洗滌器循環使用)。分離罐的結構如下設備為直立結構，氣液混合物由切向入口進行，氣相出口位於罐體7頂端，液相出口同位於罐體底端，氣相出口與液相出口同一軸線；切向入口正對的設備內表面有一與設備內表面貼合的防衝板11 ;氣相出口有一內伸入設備罐體一定長度的溢流管4，溢流管用於形成分離空間提供分離效率，也利於更換過濾絲網；在溢流段中根據負荷需要設置氣液過濾網5 ;罐體底部的液相出口安裝有防渦流擋板9。為了防止氣體從底部出口排出，可在罐外調節閥控制液相在罐體內的高度，以形成液封。氣液(含固)兩相介質從文丘裡洗滌器排出後經管徑的縮小進入氣液分離罐，兩相介質流動的速度有所增加並隨切向運動方向沿分離罐內壁旋轉向下流動，比重大的液相最先達到罐體底部，通過液相出口外部管道的調節閥控制罐體內液相處於一定液位8，比重輕的氣相在切向進入分離罐的過程中與液相分開在罐體內部中心區域匯集並沿溢流管從罐體頂端氣相出口排出。通過罐體內部空間的計算控制介質在罐內的停留時間及增加氣液過濾網達到有效分離氣相及微小液滴的目的。文丘裡洗滌器結構如下I設備為直立管狀結構，氣體入口 13與氣體出口 21同一軸線；2設備由接受段17及混合段20組成，其中接受段直徑大於混合段直徑；3在接受段設置洗滌液管14，洗滌液管端部設置三個噴頭，其中上部噴頭與氣體出入口同軸並使得洗滌液由噴頭噴出後覆蓋流通面積；下部兩個噴頭對稱均布，噴出的洗 滌液通過設備內部的反射板22達到洗滌液撞擊、分散的目的；4接受段與混合段直接連接，根據負荷需要可設置改變流通面積的喉管；5為滿足除塵要求，在混合段側面設置有調節機構19滿足流通截面積改變的要求，通過改變流通截面積達到改變氣體流速的目的。為了滿足冷氫化工藝去除反應氣中夾帶細微矽粉的要求，本方案中的設備考慮了反應氣的溫度(設計溫度550°C )、矽粉顆粒對設備的磨損、工藝流程中的壓降((O. 08MPa)、材料選擇、洗滌液噴淋等方面問題。設備滿足冷氫化工藝矽粉顆粒去除的需要，使用液相的四氯化矽作為洗滌液直接對含矽粉顆粒的氣相進行洗滌。高溫含固的反應氣由設備入口進行文丘裡洗滌器後與主噴頭15噴出的洗滌液膜直接接觸，在反應氣對洗滌液膜衝擊的過程中，反應氣中的固體顆粒與洗滌液滴接觸，固體顆粒被洗滌液滴粘溼、包裹、捕捉，反應氣穿過主噴頭噴出的洗滌液膜後與副噴頭16噴出的洗滌液進行大部分的熱量交換，含固體顆粒的洗滌液進一步凝聚而從反應氣中去除混合進入洗滌液中。含固體顆粒的洗滌液及反應氣進入較長的混合段後進行進一步的熱量交換以及氣液相流動的穩定，最終從設備出口排出。如需對負荷調節，可通過混合段側面的調節機構改變流通面積達到調節目的。
權利要求1.一種冷氫化溼法除塵單元，其特徵在於包括文丘裡洗滌器及氣液分離罐；所述氣液分離罐包括立式罐體、設置在罐體上方的氣相出口、設置在罐體下方的液相出口、設置在液相出口處的液位調節閥、沿水平方向設置在罐體中部的兩相入口 ；所述兩相入口與罐體內壁相切；所述文丘裡洗滌器包括直立管狀殼體和噴淋裝置；所述殼體包括自上而下依次連接的氣體入口、接受段、混合段、氣體出口 ；所述接受段的直徑大於混合段直徑；所述噴淋裝置包括設置在接受段的洗滌液管和三個噴頭；所述洗滌液管與外部洗滌液相通，其包括三個出口，其中一個出口設置在接受段上部中軸線處且開口朝下，另外兩個出口對稱分布於接受段下部且開口沿水平方向；所述每個出口設置一個噴頭。
2.根據權利要求I所述的冷氫化溼法除塵單元，其特徵在於還包括設置在罐體側壁上且正對兩相入口的防衝板。
3.根據權利要求I或2所述的冷氫化溼法除塵單元，其特徵在於還包括設置在氣相出口處的氣液過濾網。
4.根據權利要求3所述的冷氫化溼法除塵單元，其特徵在於還包括設置在罐體和液相出口之間的防渦流擋板。
5.根據權利要求I所述的冷氫化溼法除塵單元，其特徵在於所述噴淋裝置還包括對稱設置在接受段殼體上的兩個反射板，所述設置在接受段下部的兩個出口分別對準一個反射板。
6.根據權利要求I或5所述的冷氫化溼法除塵單元，其特徵在於還包括調節機構，所述調節機構位於混合段內，用於調節混合段的流通面積。
7.根據權利要求6所述的冷氫化溼法除塵單元，其特徵在於還包括設置在接受段和混合段之間的喉部(18)。
8.根據權利要求7所述的冷氫化溼法除塵單元，其特徵在於所述洗滌液為四氯化矽。
專利摘要本實用新型涉及一種冷氫化溼法除塵單元，包括文丘裡洗滌器及氣液分離罐；氣液分離罐包括立式罐體、設置在罐體上方的氣相出口、設置在罐體下方的液相出口、設置在液相出口處的液位調節閥、沿水平方向設置在罐體中部的兩相入口。本實用新型解決了現有冷氫化工藝除塵單元的技術問題，滿足了冷氫化工藝去除反應氣中夾帶細微矽粉的要求，同時降低了反應氣的溫度，立式安裝，具有結構簡單、緊湊、佔地面積小、維護少、運行穩定的優點。
文檔編號B01D47/10GK202478763SQ20112056709
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者鄧肇冬 申請人:西安航天遠徵流體控制股份有限公司