一种废硅泥造粒成型硅颗粒的传送、干燥方法及装置与流程

本发明涉及固体物料的传送、干燥技术领域，具体涉及金刚线切割废硅泥造粒成型的硅颗粒的转运、干燥。

背景技术：

固体物料的干燥技术被广泛地应用在众多工业生产中。传统的晾晒法是最简便、经济的物料干燥方法，但要求宽阔的场地且干燥速度缓慢耗时较长，工作效率低，也受天气等多方面因素影响，故难运用在工业领域。在太阳能光伏行业中，硅片切割（单晶硅、多晶硅）会产生大量的切割硅粉，随着金刚线切割技术的普及，硅片切割形成了混杂大量水分、大量硅粉及少量杂质的废硅泥。由于硅粉的价值高（市场价格8~10万元/吨）、颗粒细（平均粒径小于2.5微米），任其堆积放置不仅会造成资源浪费而且对环境有极大污染，是待资源化处理的废弃物。为了便于对废硅泥中的切割硅粉进行资源再生，需要将废硅泥干燥成型，以利于再生过程中的运输、投料等。为了提高废硅泥再生产品的附加值，降低废硅泥的处理成本，提高处理效率是相关企业的主要目标，开发先进、高效、节能的废硅泥干燥技术和工艺有重要的意义。

目前国内固体物料的干燥方法很多，如微波干燥法、闪蒸干燥、气流式干燥等。其中微波干燥法的能源利用率较高、物料干燥均匀，但会使造粒后的硅颗粒破碎而极大降低成球率（仅约15%），不利于后续的物料运输及资源再生。而闪蒸干燥主要用于粉末干燥，所需的温度较高，会因高温氧化硅粉而变质。气流式干燥（振动流化床、喷雾干燥机）是使固体颗粒悬浮于加热介质中干燥，易产生硅粉尘，这样极易导致粉尘浓度过高而发生爆炸。

另外，传统的物料传送大多采用人工搬运的方式，速度慢、效率低、人员劳动强度较大，企业的生产成本高。为克服以上问题，有必要采用机械设备为主、人工为辅的传送方式。常见的传送设备有辊筒、皮带、链式传送设备以及行吊、液压牵引车等。这些传送装置操作简便，运行平稳，且安全性能高，这为物料进行便捷、安全、快速的运输提供了设备保证。为了实现物料在造粒、干燥等过程中高效传送，需要进行合理设计，将各种传送设备有效组合，才能提高生产效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点，提供了一种干燥效果好、运行效率高、安全可靠的废硅泥造粒成型得到的硅颗粒的传送、干燥方法及装置。

为实现上述发明目的，本发明具体采用如下技术方案：

一种废硅泥造粒成型硅颗粒的传送、干燥方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤一：入盘，将造粒成型得到的硅颗粒利用皮带机斜向上输送，再通过缓冲板滑落至物料盘中；

步骤二：上架，将物料盘中的硅颗粒双层交错式叠放，然后摆放在不锈钢辊筒输送机上进行输送；利用行吊调节物料架的高度，在辊筒输送机的末端将物料盘转移至物料架的不同料层内；满料盘的物料架用行吊转移至地面导轨上，利用轨道液压牵引车匀速直线地拉入烘房；

步骤三：干燥，物料架在密封烘房内双排并列排放进行静态干燥；

步骤四：卸料、装袋，通过液压牵引车将干燥后的物料架从烘房拉至卸料区，利用行吊调节物料架的高度，将物料盘依次转移至倾覆式下料装置，将干燥硅颗粒倾倒装袋。

优选地，所述造粒成型得到的硅颗粒直径为3~5cm。硅颗粒粒径过小会导致颗粒间黏连，粒径过大则会导致干燥时间过长，增加干燥成本。3~5cm的粒径可以在保证干燥效果和干燥量的同时，提高生产效率。

优选地，所述物料盘中硅颗粒双层交错式堆放，密度为0.7~0.8g/cm³。双层交错式堆放有利于空气对流及换热传导，在保证硅颗粒具有一定干燥表面积的同时更均匀的干燥，提高料盘的利用率。

优选地，干燥温度为80~130℃，干燥时间为12~18h，干燥过程中每3~6分钟进行间歇式排湿处理。该工艺参数能减少干燥完成后出现硅颗粒内外水分不一致的概率，以防止成型的硅颗粒发生表面粉末化或破碎的情况。

一种废硅泥造粒成型硅颗粒的传送、干燥装置，其特征在于包括皮带机、缓冲板、物料盘、传送带、上料行吊、卸料行吊、物料架、地面导轨、液压牵引车、烘房、倾覆式下料装置；所述皮带机斜向上安装；所述缓冲板斜向下安装在皮带机和传送带之间；所述传送带和地面导轨之间设置有上料坑槽，所述上料行吊安装在上料坑槽的上方；所述液压牵引车安装在地面导轨上，所述地面导轨穿过烘房延伸到卸料坑槽，所述卸料坑槽的上方安装所述卸料行吊；所述上料坑槽和卸料坑槽用于放置物料架；所述物料架用于分层摆放物料盘；所述倾覆式下料装置安装在卸料坑槽后方。

本发明的有益效果：

(1)本发明对各种传送设备进行有效组合，利用皮带机、辊筒输送机、行吊、液压牵引车等机械设备，将上料区、烘干区、卸料区有机结合起来，设备来源广泛、设计紧凑合理，可连续操作性强，结构简单，使用方便、安全可靠，大大降低了人工搬运的成本，提高了生产效率。

(2)本发明在物料盘底部设置轴承、在物料架底部设置轨道轮等装备来辅助转移物料盘和物料架，节省了人力消耗和能源消耗。

(3)本发明在物料盘顶部四角焊接倒u型抓手，不仅方便了空盘转运和卸料，还能有效增强物料盘的整体刚性强度（物料盘装上硅颗粒后整体重量高达80~100kg）。

(4)本发明利用烘房进行静态干燥烘干，同时排出高湿废气，物料稳定、干燥均匀、干燥效果好，提高了干燥后硅颗粒的成球率，降低了干燥过程中粉尘的产生量。

(5)本发明硅颗粒在料盘中呈双层叠放，在保证干燥效果的同时，增加硅颗粒的干燥量，提高了生产效率。

(6)本发明每个物料架可容纳8~10层物料盘，在减少加热干燥装置占地面积的同时，增加了热利用率。

(7)干燥后的硅颗粒便于运输、加料等操作，可利用其含硅量高的特点，将这一固体废弃物综合利用，增加其附加值，在降低环境污染的同时，实现资源的循环利用。

本发明使用的静态干燥法适用于各种大小粒径的固体颗粒，且不易产生硅粉尘，可在保证高成球率（85%）条件下得到干燥、成型的硅颗粒。影响硅颗粒干燥的三要素有温度、湿度、物料的表面积，其中干燥的温度可以用电、蒸汽、天然气热风来实现，而干燥的相对湿度可通过调节风机的送风量和烘房顶部排湿口来有效控制。而表面积因素可以通过对板框压滤后的废硅泥重新破碎、造粒使其内部疏松多孔，从而增大其表面积来实现。

本发明针对成型废硅泥的物料特点和干燥过程中、干燥后硅颗粒的物性要求，结合影响硅颗粒干燥的关键因素，在提高干燥的效率、降低能耗和人工成本的同时，实现造粒后废硅泥的高效传送和干燥，本发明对此类固体物料的传送、干燥领域有重要意义。

附图说明

图1是设备安装布置图；

图2是物料架在烘房内的排列示意图；

图3是本发明方法流程图；

图4是本发明带减震弹簧的缓冲板图。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明进行进一步说明。

实施例1

如图1所示，一种废硅泥造粒成型硅颗粒的传送、干燥装置，包括皮带机1、缓冲板2、物料盘3、传送带4、上料行吊5、卸料行吊6、物料架7、地面导轨8、液压牵引车9、烘房10、倾覆式下料装置11。其中皮带机1斜向上安装，缓冲板2斜向下安装在皮带机1和传送带3之间。传送带3和地面导轨8之间设置上料坑槽12，上料行吊5就安装在上料坑槽12的上方。液压牵引车9安装在地面导轨8上，地面导轨8穿过烘房10延伸到卸料坑槽13。卸料坑槽13的上方安装卸料行吊6，倾覆式下料装置11安装在卸料坑槽13后方（沿卸料行吊传输方向）。

本发明的废硅泥造粒成型硅颗粒的传送、干燥装置主要包括收集装置、传送装置、加热干燥装置。

1.收集装置：本发明涉及的收集装置包括造粒成型后的硅颗粒存放所需的尺寸为1×1×0.1m（长宽高）的物料盘。为便于物料盘运输和后续卸料，物料盘底部四角位置装有四个轴承（外径3~5cm）用于物料盘的转移，以节省人力消耗和能源消耗。物料盘顶部四角位置焊有倒u型抓手，以方便空盘转运和卸料，并有效增强物料盘的整体刚性强度。为避免收集过程中出现物料局部堆积现象，利用人工辅助分拣将物料盘中的硅颗粒整理成有规则的双层交错式叠放，这样可增大硅颗粒之间的孔隙率，大大提高干燥效率。收集装置还包括承载物料盘的物料架，尺寸为1.2×1.2×2m（长宽高）。物料架分层摆放物料盘，层数为8~10层，在减少加热干燥装置占地面积的同时，增加了热利用率。。为便于在地面导轨上运输，物料架底部四角位置分别设有轨道轮。

2.传送装置：a.用于运送造粒后硅颗粒至物料盘的皮带机，其与地面呈20°夹角斜向上安装，长度为1.3~1.5m；同时，选用带有减震弹簧的橡胶缓冲板作为皮带机末端的卸料连接件。b.摆放物料盘的不锈钢辊筒输送机，其尺寸为6×1.2×1m（长宽高）。c.行吊，其最大载重量为5t。d.地面导轨及液压牵引车，其额定牵引力≥15kn。e.倾覆式下料装置，采用液压式翻转平台，尺寸为1.2×1.2×1m（长宽高），翻转角度为0~70度。

3.加热干燥装置：加热干燥装置采用可一次性容纳20个物料架的密封烘房，其尺寸为12×3×2.5m（长宽高），物料架在烘房中双排并列排放，以充分利用烘房干燥空间并增加热利用效率。烘房底部用混泥土保温层厚度≥12cm的无机保温砂浆材料进行隔热，四周及顶部材料选用间距为10~15cm的空心不锈钢板，内部填充的保温材料可以是岩棉板、膨胀珍珠岩、发泡水泥。烘房的一侧设有换热装置10-1，可利用电、蒸汽、天然气热风炉为热源。加热干燥装置外侧设有温度控制器来调控风机10-2的风量、风速，以确保固体物料干燥所需的工作温度。另外，烘房的顶部设有7个直径为20cm的泄压（排湿）口10-3，这样可保持干燥装置内部的相对湿度。

本发明利用微风内循环的方式进行静态干燥，有着物料稳定、干燥均匀、干燥效果好的特点。静态干燥的干燥原理是利用风机从装置一侧进风口输送新空气，然后气流通过装置顶部到另一侧的高温热源换热形成热空气，气流达到物料干燥所需的温度后，在烘房内侧安装导流板的作用下热气流将流经每个物料盘与其中的物料接触，采用对热交换和对流换热的方式去除物料中的水分。干燥过程产生的废湿气从干燥装置顶部的排湿口排出，并通过不断补充新鲜空气与间歇排出高湿废气来保持烘房内的相对湿度。整个热风循环过程最大特点是利用变频风机调节风量和风速，在确保干燥效果的同时，最大程度地控制扬尘。

4、上料、卸料坑槽：分别设置在上料区和卸料区，主要用于放置物料架，通过坑槽上方的行吊升降、移动物料架，使上料、卸料更加便捷。坑槽尺寸为1.5×1.5×1m（长宽深），坑槽四周设有开闭式金属防护支架，其高度为1m，以防止物料架在移动的过程中出现晃动乃至倾覆等意外事故。

实施例2

如图3所示，废硅泥造粒成型硅颗粒的传送、干燥方法主要包括入盘、上架、干燥、卸料、装袋步骤，具体如下：

步骤一：入盘

造粒成型后的硅颗粒（直径3~5cm）通过皮带机成批输送至离地1.1~1.2m的高度，再经过缓冲板滑落至摆放在输送机上用于承接硅颗粒的空物料盘中。

步骤二：上架

人工辅助将物料盘中的硅颗粒双层交错式叠放（堆放密度为0.7~0.8g/cm³。），完成叠放的物料盘由不锈钢辊筒输送机进行输送。输送机的末端是上料坑槽，通过上料行吊升降调节上料坑槽中物料架的高度，人工辅助将辊筒输送机上总重达80~100kg的物料盘转移至物料架的不同料层内。物料架是预先放置在尺寸为1.5×1.5×1m（长宽深）的槽坑内的。满料盘的物料架用行吊转移至地面导轨上，然后利用轨道液压牵引车匀速直线地拉入烘房进行干燥。

步骤三：干燥

如图2，将物料架在密封烘房内双排并列排放进行静态干燥，一次性可容纳20个物料架。所述干燥烘房的高温热风流温度在80~130℃，干燥时间为12-18h，每3~6分钟间歇式排湿处理。

步骤四：卸料、装袋

干燥完成后，通过液压牵引车将物料架逐个从烘房拉出进行卸料，利用卸料行吊将物料架转移至卸料坑槽内，升降调节物料架的高度，人工辅助将各层物料盘依次转移至倾覆式下料装置上，将干燥后的硅颗粒倾倒装入吨袋。

上述废硅泥是指光伏行业金刚线切割硅片（单晶硅、多晶硅）产生的含有高纯硅粉的固体废弃物，经板框压滤后得到的含水率在40~45%的粘性物料。

上述实施例中烘房、物料架、物料盘、皮带机、输送机、坑槽等设备和装置的外形尺寸参数可以根据具体生产应用进行适应性调整，不作为对本发明技术方案的限制。