一种干燥搅拌器的制作方法

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种干燥搅拌器。

背景技术：

冷氢化是将多晶硅生产中还原炉内反应产生的大量副产物四氯化硅(STC)转化为合成多晶硅的原料三氯氢硅(TCS)的工艺系统；该工艺系统的原料有硅粉、STC、氢气、HCl等，反应产物是氢气、STC和TCS的混合物、金属氯化物和未反应的硅粉，涉及到的反应方程式有Si+2H₂+3SiCl₄＝4SiHCl₃；Si+3HCl＝SiHCl₃+H₂。该系统通过急冷器将大部分TCS、STC、氢气等有用物料的分离，冷氢化工艺系统急冷后的湿浆料(即四氯化硅渣浆，主要包括硅粉、金属氯化物、液态氯硅烷及氢气)排至浆料干燥装置；浆料干燥装置用于对湿浆料进行干燥加热，将氯硅烷气体及氢气蒸发出来用以回收，并将干燥后的固体和碱液进行中和处理。

现有的干燥装置，使用过程中存在以下问题：浆料没有形成循环流动，干燥搅拌过程会产生盲区，存在受热不均匀的现象。因此，有必要提供一种适用于冷氢化工艺中四氯化硅渣浆的全新干燥装置。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种浆料循环流动性好、搅拌干燥均匀的冷氢化工艺中四氯化硅渣浆的干燥搅拌器。

本实用新型的实施例提供了一种干燥搅拌器，用于冷氢化工艺中四氯化硅渣浆的干燥搅拌，所述干燥搅拌器包括壳体、搅拌轴、传动装置，所述壳体围设形成干燥腔，所述壳体的顶部和底部分别设有进料口和出料口；所述搅拌轴水平放置在所述干燥腔内用于在所述传动装置的驱动下对所述干燥腔内的浆料进行搅拌；其中，所述搅拌轴包括轴头、空心轴管、搅拌桨叶、支撑杆、第一螺带和第二螺带，所述轴头与所述空心轴管焊接在一起，所述空心轴管上设有搅拌桨叶，所述第一螺带和第二螺带通过支撑杆固定在所述空心轴管上，并盘旋在所述空心轴管的周围；所述第一螺带与所述第二螺带各自在所述空心轴管的左右两侧上的螺旋方向相反，且所述第一螺带与所述第二螺带的螺旋方向相反；在所述搅拌轴的转动下，所述第一螺带将浆料从干燥腔的两边向中间推进，所述第二螺带使浆料从所述干燥腔的中间向两边推进。

其中，所述第一螺带与所述第二螺带各自在所述空心轴管的左右两侧上的螺旋方向相反，具体为：

以所述空心轴管的竖直方向的对称轴为界，在所述对称轴的左侧，所述第一螺带的螺旋方向为左旋，所述第二螺带的螺旋方向为右旋；在所述对称轴的右侧，所述第一螺带的螺旋方向为右旋，所述第二螺带的螺旋方向为左旋。

其中，所述第一螺带距所述搅拌轴的轴线的径向距离大于所述第二螺带距所述搅拌轴的轴线的径向距离。

其中，所述第一螺带与所述第二螺带的螺距相同。

其中，所述支撑杆与所述第一螺带、第二螺带具有同步的螺旋分布。

其中，所述搅拌桨叶环绕所述空心轴管螺旋布置。

其中，所述干燥搅拌器还包括夹套，所述夹套围设在所述壳体的外周，并与所述壳体之间形成一加热空腔，所述加热空腔内充有导热油，所述夹套上设置有与所述加热空腔连通的导热油入口、导热油出口。

其中，所述壳体上还设有保温层，所述保温层的材质为岩棉。

其中，所述搅拌轴的两端均由轴承座支撑，所述壳体的侧壁设有端座，所述轴头的一端穿过所述壳体的端座与所述传动装置相连接。

其中，所述壳体的顶部还设有气体出口，所述气体出口用于连接过滤器以对所述浆料在搅拌过程中产生的气体进行过滤、纯化。

本实用新型中的所述干燥搅拌器，在传动装置带动所述搅拌轴旋转的过程中，水平放置的搅拌轴有利于将物料进行上下翻动，再在旋向相反的第一螺带、第二螺带的配合下，物料在干燥腔内形成了循环流动，搅拌物料彻底无死角，使被干燥物料混合均匀，不易粘壁，也不易结块。另外，即使是有部分结块的物料，搅拌桨叶还可以在浆料移动的过程中将部分结块的物料进行打碎，使浆料更加细小。待干燥循环结束后，固液态的物料在第一螺带的搅动下通过所述出料口排出。所述干燥搅拌器可以使冷氢化工艺中四氯化硅渣浆形成循环流动、搅拌干燥均匀，以便进一步的工艺应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例中干燥搅拌器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中搅拌轴的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中第一螺带在搅拌轴上的分布示意图；

图4为本实用新型实施例中第二螺带在搅拌轴上的分布示意图；

图5为本实用新型中搅拌轴在搅拌中形成的循环区域的示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。

请一并参阅图1-图5，为本实用新型优选实施例提供的一种用于冷氢化工艺中四氯化硅渣浆的干燥搅拌器100的结构示意图。

所述干燥搅拌器100包括壳体1、搅拌轴2、传动装置3(图1中未示出标号)，所述壳体1围设形成干燥腔，所述壳体1的顶部和底部分别设有进料口11和出料口12，作为优选，所述出料口12位于所述壳体1底部的中心。所述搅拌轴2水平放置在所述干燥腔内用于在所述传动装置3的驱动下对所述干燥腔内的浆料进行搅拌。

如图2所示，所述搅拌轴2包括轴头21、空心轴管22、搅拌桨叶23、支撑杆24、第一螺带25和第二螺带26，所述轴头21与所述空心轴管22焊接在一起，所述空心轴管22上设有搅拌桨叶23，所述第一螺带25和第二螺带26通过支撑杆24固定在所述空心轴管22上，并盘旋在所述空心轴管22的周围；所述第一螺带25在所述空心轴管22的左右两侧上的螺旋方向相反，所述第二螺带26在所述空心轴管22的左右两侧上的螺旋方向相反，且所述第一螺带25与所述第二螺带26的螺旋方向相反；在所述搅拌轴2的转动下，所述第一螺带25将浆料从干燥腔的两边向中间推进，所述第二螺带26将浆料从所述干燥腔的中间向两边推进。

本申请中，所述第一螺带25与所述第二螺带26各自在所述空心轴管22的左右两侧上的螺旋方向相反。具体地，如图3和图4所示，以所述搅拌轴2的竖直方向的对称轴(图3、4中的竖直虚线)为界，在所述对称轴的左侧，所述第一螺带25的螺旋方向为左旋，所述第二螺带26的螺旋方向为右旋；在所述对称轴的右侧，所述第一螺带25的螺旋方向为右旋，所述第二螺带26的螺旋方向为左旋。本申请中，空心轴管22左右两边旋向相反的第一螺带25，均旋向搅拌轴2中心，将浆料同时从干燥腔的两侧向中间推进；空心轴管22左右两边旋向相反的第二螺带26，将浆料从所述干燥腔的中间向两边移动；由于第一螺带25和第二螺带26在空心轴管22上的螺旋方向相反，第一螺带25和第二螺带26推动浆料运动的方向不同，便于料液进行充分混合。

如图3和图4所示，所述第一螺带25距所述搅拌轴2的轴线的径向距离D1大于所述第二螺带26距所述搅拌轴2的轴线的径向距离D2。即，所述第一螺带25的直径(轴向投影面积)大于所述第二螺带26的直径(轴向投影面积)；所述第一螺带25距所述干燥搅拌器100筒壁的距离较所述第二螺带26近。可以理解的是，第一螺带25、第二螺带26均与所述干燥搅拌器100的筒壁有一定的距离。

本实施方式中，所述第一螺带25的螺距L1与所述第二螺带26的螺距L2相同。

本申请中，所述第一螺带25与所述第二螺带26的螺距相同，两者的旋向总是相反，轴向投影面积不相等。所述第一螺带25与所述第二螺带26均环绕所述空心轴管22，但所述第一螺带25并没有位于所述第二螺带26的外围，两者在交叉点处焊接。

所述第一螺带25、第二螺带26均是由带状钢带弯曲成螺旋线形状。本申请实施例中，所述搅拌桨叶23是焊接在所述空心轴管22上。所述第一螺带25、第二螺带26都是通过支撑杆24连接在空心轴管22上。

本实施方式中，所述支撑杆24与所述第一螺带25、第二螺带26具有同步的螺旋分布。这样可以对所述第一螺带25、第二螺带26起到更好的支撑作用。

在本申请一实施方式中，所述搅拌桨叶23环绕所述空心轴管22螺旋布置。

所述干燥搅拌器100还包括夹套4，所述夹套4围设在所述壳体1的外周，并与所述壳体1之间形成一加热空腔，所述加热空腔内充有导热油，所述夹套4上设置有与所述加热空腔连通的导热油入口13、导热油出口14。

作为优选，导热油入口13设置在所述壳体1的底部，所述导热油出口14设置在所述壳体1的顶部。

本申请中，湿浆料—四氯化硅渣浆在干燥搅拌器100的搅拌下与夹套4内的导热油间接进行热量交换而将湿浆料中的氯硅烷气体蒸发出来，加热无短路、死区，流速高，传热效率高，可以分离出氯硅烷气体和渣浆固体物。相对于采用蒸汽作为加热介质而言，所述导热油的传热效率高，而且导热油的安全性好，惰性低，不会与氯硅烷反应，且导热油的温度恒定，便于操控。

进一步优选地，所述导热油可以为T66高温导热油或L-QD330导热油。

在本申请一实施方式中，所述壳体1外还设有保温层(图未示)。可减少所述夹套4内导热油的挥发，所述保温层的材质可以为岩棉。图1中壳体1上的圆点为焊接在筒体上的小圆柱体，这些凸起的小圆柱体是为了便于将保温层包覆在壳体上。

所述壳体1的顶部还设有一气体出口15。所述气体出口15用于连接一过滤器，过滤器可用于对四氯化硅渣浆在搅拌过程中产生的气体进行过滤、纯化，以便对过滤后的气体进行进一步利用。

所述搅拌轴2的两端(两端的轴头21)均由轴承座5支撑。其中，所述轴头21的一端在穿过所述壳体1上的端座16之后与所述传动装置3相连接。

所述传动装置3安装在所述壳体1的侧壁。所述传动装置3与所述搅拌轴2相连接，将动力传送至搅拌轴2，以驱动所述搅拌轴2转动，进而对干燥腔内的物料进行搅拌，便于将干燥腔内的物料进行充分干燥。

进一步地，所述传动装置3包括电机31、联轴器32、减速器33、小链轮34、大链轮35。所述电机31通过联轴器32、减速器33、小链轮34、大链轮35与所述搅拌轴2连接传动。

该干燥搅拌器100的具体运行如下，通电后电机31转动，通过联轴器32传动至减速器33，减速器33实现转速的降低，减速器33与小链轮(主动链轮)34通过轴连接。小链轮34通过链条(图未示)传动至大链轮(被动链轮)35(大、小链轮的转速比为1：3)，大链轮35再通过圆头平键连接带动搅拌轴2旋转。

在准备进行搅拌时，将导热油通入干燥搅拌器100的夹套4中，干燥搅拌器100开始升温，当温度达到工艺要求的温度后，将湿浆料由进料口11加入到干燥腔内，在搅拌轴2的转动下，湿浆料在干燥腔内不断的循环，被通入到夹套4的导热油间接加热，同时在螺带和搅拌桨叶23的搅拌下充分混合，干燥后的固态残渣从干燥机中间的出料口12排出至洗涤包处理，湿浆料中蒸发出的气体可从干燥搅拌器100上的气体出口进入过滤器，并到达回收单元被回收。

所述干燥搅拌器100还包括机架6，所述壳体1与所述传动装置3均安装在所述机架6上。所述机架6用以固定和支撑壳体1、电机31、联轴器32、减速器33等部件，所述机架6可以是由槽钢、角钢焊接的钢结构平台。

本申请中，在传动装置3带动所述搅拌轴2旋转的过程中，水平放置的搅拌轴2有利于将物料进行上下翻动，再在旋向相反的第一螺带25、第二螺带26的配合下，物料在干燥腔内形成了循环流动，搅拌物料彻底无死角，使被干燥物料混合均匀，不易粘壁，也不易结块，同时也大大缩短干燥周期(加料、干燥搅拌、卸料)。另外，即使是有部分结块的物料，搅拌桨叶23还可以在浆料移动的过程中将部分结块的物料进行打碎，使浆料更加细小。待干燥循环结束后，固液态的物料在第一螺带25的搅动下通过所述出料口12排出。

此外，本申请中采用图2所示的搅拌轴可以将浆料形成4个循环区域(如图5)，因此，本实用新型提供的干燥搅拌器对浆料的搅拌更充分均匀、搅拌效率更高。还能节省浆料干燥后的排料时间。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。