专利名称：三氯氢硅合成气气固分离装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种过滤结构，具体涉及一种分离硅粉颗粒的三氯氢硅合成气气 固分离装置。
背景技术：
目前，三氯氢硅生产工艺一般多采用流化床法。流化床生产工艺都会有部分细小 硅粉被合成气带出。目前合成气中的细小硅粉常采用两级分离的方式，一级使用串联多级 旋风分离器分离硅粉中粒径大于IOum的颗粒；粒径小于IOum的颗粒选用布袋过滤器。细 小硅粉分离程度影响合成气冷凝液——氯硅烷冷凝液中固体含量。由于硅粉硬度接近金刚 石，达到莫氏硬度7，氯硅烷冷凝液中固体含量偏高，不仅易堵塞输送管道，也会降低输送设 备的使用寿命。三氯氢硅生产装置中布袋过滤器常整体式圆筒过滤器，设置为一开一备的工作方 式，一台堵塞则手动切换到备用过滤器。该过滤器的滤布选用玻璃纤维布，其耐磨性差，容 易磨损；整体式圆筒结构设计，更换滤布时需整个滤材全部更换，使用成本较高；由于含硅 合成气中的三氯氢硅、合成副产物高聚氯硅烷等都是易燃易爆的物质，频繁的更换滤芯容 易引发安全事故。也有采用滤材为金属烧结式的滤芯取代玻璃纤维布，并采用脉动吹扫方式清灰。 但是金属烧结滤芯成本高，且对于粒径小于Ium的硅尘过滤效率较差；而且脉动方式清灰 方式，瞬时气速高，容易造成硅粉对滤芯的磨损，降低滤芯的使用寿命。
实用新型内容本实用新型所解决的技术问题是提供一种可以过滤硅粉粒径小于Ium的三氯氢 硅合成气气固分离装置。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是三氯氢硅合成气气固分离装 置，包括分离容器以及设置在分离容器容腔内的滤芯，在分离容器的壳体上设置有与其容 腔相通的合成气入口以及合成气出口，所述滤芯采用活性炭纤维毡制作。作为上述技术方案的优选方案，所述滤芯由多根滤筒组成。进一步的是，所述合成气入口位于滤芯下方的分离容器壳体上，合成气出口位于 滤芯上方的分离容器壳体上。进一步的是，在分离容器壳体上设置有与其容腔相通的反吹气入口以及反吹气出进一步的是，所述反吹气入口设置在分离容器的顶部，反吹气出口设置在分离容 器的底部。进一步的是，从反吹气入口通入到分离容器容腔内的气体采用氮气、氢气或惰性 气体。进一步的是，所述分离容器包括位于顶部的封头以及可拆卸连接于封头下方的筒体，在筒体与封头之间压接有管板，滤芯可拆卸连接在管板上；合成气出口与反吹气入口设 置在封头上，合成气入口与反吹气出口设置在筒体上。进一步的是，在封头上设置有与分离容器容腔相通的压力表接口，在压力表接口上连接有压力表。进一步的是，所述分离容器具有至少两个，每个分离容器的合成气入口处连接有 合成气入口管路，每个分离容器的合成气入口管路均连接到合成气总入口管路，每个分离 容器的合成气出口处连接有合成气出口管路，每个分离容器的合成气出口管路均连接到合 成气总出口管路；每个分离容器的合成气入口管路上设置有合成气入口自动控制阀门，合 成气出口管路上设置有合成气出口自动控制阀门。进一步的是，每个分离容器的反吹气入口处连接有反吹气入口管路，每个分离容 器的反吹气入口管路均连接到反吹气总入口管路，每个分离容器的反吹气出口处连接有反 吹气出口管路，每个分离容器的反吹气出口管路均连接到反吹气总出口管路；每个分离容 器的反吹气入口管路上设置有反吹气入口自动控制阀门，反吹气出口管路上设置有反吹气 出口自动控制阀门。本实用新型的有益效果是由于活性炭纤维毡具有良好的吸附性能，能够较好的 除去Ium以下的硅粉颗粒，且活性炭纤维毡价格便宜，在很好过滤Ium以下的硅粉颗粒的同 时，也可使滤芯的更换成本降低，尤其适合在分离硅粉颗粒的装置上推广使用。
图1为本实用新型分离容器的结构示意图；图2为同时布置有两个分离容器的结构示意图。图中标记为合成气入口 1、筒体2、管板3、封头4、反吹气入口 5、合成气出口 6、压 力表接口 7、滤芯8、反吹气出口 9、压力表10、合成气入口管路11、合成气总入口管路12、合 成气入口自动控制阀门13、反吹气入口管路14、反吹气总入口管路15、反吹气入口自动控 制阀门16、合成气出口管路17、合成气总出口管路18、合成气出口自动控制阀门19、反吹气 出口管路20、反吹气总出口管路21、反吹气出口自动控制阀门22，其中图2中实心箭头方向 为含硅合成气的流动方向，空心箭头方向为反吹气体的流动方向。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。如图1与图2所示，本实用新型的三氯氢硅合成气气固分离装置，包括分离容器以 及设置在分离容器容腔内的滤芯8，在分离容器的壳体上设置有与其容腔相通的合成气入 口 1以及合成气出口 6，所述滤芯8采用活性炭纤维毡制作。由于活性炭纤维毡具有良好 的吸附性能，能够较好的除去Ium以下的硅粉颗粒，且活性炭纤维毡价格便宜，在很好过滤 Ium以下的硅粉颗粒的同时，也可使滤芯8的更换成本降低。在上述实施方式中，滤芯8可以是设置在分离容器内的一个大滤芯，但为了提高 过滤效果，所述滤芯8由多根滤筒组成。其相比较于采用单个滤芯的方式，多根滤筒具有更 大的过滤面积，能够减少过滤器的体积，节省投资；同时，检修时只更换已经损坏的滤芯8， 不需要全部更换，相比于整体式圆筒过滤器更节约检修更换成本。[0023]在以上的实施方式中，合成气入口 1与合成气出口 6均可以设置在滤芯8上方的 分离容器壳体上，或均设置在滤芯8下方的分离容器壳体上。作为优选方式，所述合成气入 口 1位于滤芯8下方的分离容器壳体上，合成气出口 6位于滤芯8上方的分离容器壳体上。 因为含硅的合成气体从合成气入口 1进入分离容器容腔后，该合成气体会自动上升。则合 成气入口 1设置在滤芯8下方的分离容器壳体上后，该含硅的合成气体会自动上升通过滤 芯8，然后，过滤后的含硅合成气体再继续上升，通过合成气出口 6流出，该设置方式可利于 对含硅合成气体的过滤，大大提高过滤效果。当滤芯8工作一定时间过后，由于硅粉颗粒不断地附着在滤芯8上，若不及时清 理，会导致滤芯 8的堵塞，因此，为防止其堵塞，在分离容器壳体上设置有与其容腔相通的 反吹气入口 5以及反吹气出口 9。则当该分离容器停止工作时，即此时合成气入口 1停止吹 入含硅的合成气体，从反吹气入口 5往分离容器的容腔内吹入用于清扫滤芯8上硅粉颗粒 的清扫气体，使得附着在滤芯8上的硅粉颗粒掉落，并从反吹气出口 9排出，从而避免了滤 芯8的堵塞。在上述实施方式中，反吹气入口 5与反吹气出口 9均可以设置在分离容器壳体顶 部，或均设置在分离容器壳体底部。作为优选方式，所述反吹气入口 5设置在分离容器的顶 部，反吹气出口 9设置在分离容器的底部。这样的设置方式，从反吹气入口 5进来的气体对 附着在滤芯8上的硅粉颗粒进行反向吹扫，利于将硅粉颗粒从滤芯8上吹落，同时，从滤芯8 上脱落的硅粉颗粒随即从分离容器底部的反吹气出口 9排出，大大提高吹扫效果。而从反 吹气入口 5通入到分离容器容腔内的气体可采用对环境无污染，同时，同时防止与含硅的 合成气体发生爆炸的氮气、氢气或惰性气体等。在以上的实施方式中，所述分离容器可采用整体结构，但显然不利于滤芯8的更 换以及对整个分离容器的维护。作为优选方式，所述分离容器包括位于顶部的封头4以及 可拆卸连接于封头4下方的筒体2，在筒体2与封头4之间压接有管板3，滤芯8可拆卸连 接在管板3上；合成气出口 6与反吹气入口 5设置在封头4上，合成气入口 1与反吹气出口 9设置在筒体2上。则需要更换滤芯时，只需要将筒体2与封头4拆卸开，然后将滤芯8从 管板3上拆卸下来更换即可，可大大提高对滤芯8的拆卸效率。为便于对分离容器内气体压力的监测，在封头4上设置有与分离容器容腔相通的 压力表接口 7，在压力表接口 7上连接有压力表10。同时，在清扫分离容器内滤芯8上的硅 粉颗粒时，为使系统能正常工作，所述分离容器具有至少两个，每个分离容器的合成气入口 1处连接有合成气入口管路11，每个分离容器的合成气入口管路11均连接到合成气总入口 管路12，每个分离容器的合成气出口 6处连接有合成气出口管路17，每个分离容器的合成 气出口管路17均连接到合成气总出口管路18 ；每个分离容器的合成气入口管路11上设置 有合成气入口自动控制阀门13，合成气出口管路17上设置有合成气出口自动控制阀门19。 如图2所示，分离容器具有两个，当其中一个分离容器的滤芯8需要进行硅粉颗粒清扫时， 这时，该分离容器的合成气入口管路11上的合成气入口自动控制阀门13自动关闭，同时， 合成气出口管路17上的合成气出口自动控制阀门19也关闭；而另一个分离容器的合成气 入口管路11上的合成气入口自动控制阀门13与合成气出口管路17上的合成气出口自动 控制阀门19自动打开，使另一个分离容器工作。其中，两个分离容器的自动切换可通过压 力表10所测定的压差进行切换，该压差最开始可人为预先设定，设定值为5至IOOkpa(根据工艺条件确定)，当压力表10测得压差超过设定值时系统自动切换；或通过设定相应的 时间进行切换。 对应于上述实施方式，每个分离容器的反吹气入口 5处连接有反吹气入口管路 14，每个分离容器的反吹气入口管路14均连接到反吹气总入口管路15，每个分离容器的反 吹气出口 9处连接有反吹气出口管路20，每 个分离容器的反吹气出口管路20均连接到反吹 气总出口管路21 ；每个分离容器的反吹气入口管路14上设置有反吹气入口自动控制阀门 16，反吹气出口管路20上设置有反吹气出口自动控制阀门22。如图2所示，分离容器具有 两个，当其中一个分离容器的滤芯8需要进行硅粉颗粒清扫时，这时，该分离容器的反吹气 入口管路14上的反吹气入口自动控制阀门16以及反吹气出口管路20上的反吹气出口自 动控制阀门22自动打开，使该分离器利用反向的吹扫气体对滤芯8进行清扫。而此时，另 一个处于工作状态的分离容器的反吹气入口管路14上的反吹气入口自动控制阀门16以及 反吹气出口管路20上的反吹气出口自动控制阀门22自动关闭，使其进行正常的过滤操作。 且通过反吹气入口自动控制阀门16来调节反向吹扫气体的进气流量，可减少对滤芯8的磨 损，提高其使用寿命。其中，两个分离容器的自动切换也是可通过压力表10所测定的压差 进行切换，或通过设定相应的时间进行切换。
权利要求三氯氢硅合成气气固分离装置，包括分离容器以及设置在分离容器容腔内的滤芯(8)，在分离容器的壳体上设置有与其容腔相通的合成气入口(1)以及合成气出口(6)，其特征是所述滤芯(8)采用活性炭纤维毡制作。
2.如权利要求1所述的三氯氢硅合成气气固分离装置，其特征是所述滤芯(8)由多 根滤筒组成。
3.如权利要求2所述的三氯氢硅合成气气固分离装置，其特征是所述合成气入口(1) 位于滤芯(8)下方的分离容器壳体上，合成气出口(6)位于滤芯(8)上方的分离容器壳体 上。
4.如权利要求1、2或3所述的三氯氢硅合成气气固分离装置，其特征是在分离容器 壳体上设置有与其容腔相通的反吹气入口(5)以及反吹气出口(9)。
5.如权利要求4所述的三氯氢硅合成气气固分离装置，其特征是所述反吹气入口(5) 设置在分离容器的顶部，反吹气出口(9)设置在分离容器的底部。
6.如权利要求4所述的三氯氢硅合成气气固分离装置，其特征是从反吹气入口(5) 通入到分离容器容腔内的气体采用氮气、氢气或惰性气体。
7.如权利要求4所述的三氯氢硅合成气气固分离装置，其特征是所述分离容器包括 位于顶部的封头(4)以及可拆卸连接于封头(4)下方的筒体(2)，在筒体(2)与封头(4)之 间压接有管板(3)，滤芯(8)可拆卸连接在管板(3)上；合成气出口(6)与反吹气入口(5) 设置在封头(4)上，合成气入口(1)与反吹气出口(9)设置在筒体(2)上。
8.如权利要求4所述的三氯氢硅合成气气固分离装置，其特征是在封头(4)上设置 有与分离容器容腔相通的压力表接口(7)，在压力表接口(7)上连接有压力表(10)。
9.如权利要求8所述的三氯氢硅合成气气固分离装置，其特征是所述分离容器具有 至少两个，每个分离容器的合成气入口(1)处连接有合成气入口管路(11)，每个分离容器 的合成气入口管路(11)均连接到合成气总入口管路(12)，每个分离容器的合成气出口(6) 处连接有合成气出口管路(17)，每个分离容器的合成气出口管路(17)均连接到合成气总 出口管路(18)；每个分离容器的合成气入口管路(11)上设置有合成气入口自动控制阀门 (13)，合成气出口管路(17)上设置有合成气出口自动控制阀门(19)。
10.如权利要求8所述的三氯氢硅合成气气固分离装置，其特征是每个分离容器的 反吹气入口(5)处连接有反吹气入口管路(14)，每个分离容器的反吹气入口管路(14)均 连接到反吹气总入口管路(15)，每个分离容器的反吹气出口(9)处连接有反吹气出口管路 (20)，每个分离容器的反吹气出口管路(20)均连接到反吹气总出口管路(21)；每个分离容 器的反吹气入口管路(14)上设置有反吹气入口自动控制阀门(16)，反吹气出口管路(20) 上设置有反吹气出口自动控制阀门(22)。
专利摘要本实用新型公开了一种用于分离硅粉颗粒的三氯氢硅合成气气固分离装置，可过滤粒径小于1μm的硅粉颗粒。该三氯氢硅合成气气固分离装置，包括分离容器以及设置在分离容器容腔内的滤芯，在分离容器的壳体上设置有与其容腔相通的合成气入口以及合成气出口，所述滤芯采用活性碳纤维毡制作。由于活性碳纤维毡具有良好的吸附性能，能够较好的除去1μm以下的硅粉颗粒，且活性炭纤维毡价格便宜，在很好过滤1μm以下的硅粉颗粒的同时，也可使滤芯的更换成本降低，尤其适合在分离硅粉颗粒的装置上推广使用。
文档编号B01D46/24GK201592035SQ20092027227
公开日2010年9月29日 申请日期2009年11月20日 优先权日2009年11月20日
发明者唐前正, 安洪松, 李钊, 赵伯君, 郭勇 申请人:乐山乐电天威硅业科技有限责任公司