专利名称：用于多晶硅生产中的金属粉末烧结滤芯过滤器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于多晶硅生产中的金属粉末烧结滤芯过滤器。
背景技术：
目前，国内外多晶硅产业迅猛发展，现行的多晶硅工业化生产工艺在多个工段均 要求工艺流体的高精度过滤，如合成反应器出口气体过滤、氢化或者还原炉尾气过滤、硅粉 输送系统气体过滤、氯硅烷液体过滤等。现有的过滤器主要包括旋风除尘器、颗粒层除尘器、袋式除尘器、金属毡过滤器、 三维网状结构的多孔金属。现有的过滤器针对多晶硅生产中的气体净化和液体过滤均表现出一定的不足旋风除尘器——造价低廉，结构简单，但除尘效率低，不能去除极微细颗粒，必须 辅以精细过滤器；颗粒层除尘器——效率较高，但投资高、占地面积大，对某些高温粘性粉尘净化效
果差；袋式除尘器——易结露，寿命短，不耐高温；金属毡过滤器——过滤精度达不到要求，气体通量小，不耐磨蚀；三维网状结构的多孔金属——体表面积小，光滑的表面不能有效分离气体中的颗 粒。上述现有的过滤器不能满足多晶硅生产中的气体净化和液体过滤要求。金属粉末烧结滤芯是由金属及合金粉末烧结制成的微孔金属材料，金属粉末烧结 滤芯具有耐高温、耐腐蚀、孔径分布均勻、透气性好、机械强度高、可清洗再生、可焊接及可 机械加工等优良特性。金属粉末烧结滤芯产品用于化工、冶金、石油、环保、发酵等领域中 的气液过滤与分离，如药液、油类、饮料、矿泉水等液体的粗滤和精滤；各种气体、蒸汽的 除尘、除菌、除油雾；消音、阻焰、气体缓冲等。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种用于多晶硅生产中的金属粉末烧结滤芯过滤器，该 过滤器能够满足多晶硅生产中的各种工况要求和工艺处理要求、运行稳定、操作维护简单， 且能够实现多晶硅生产中气/固、液/固分离过程中的高精度过滤。为实现上述目的，本实用新型提供一种用于多晶硅生产中的金属粉末烧结滤芯过 滤器，该过滤器包括过滤器壳体、进料管和出料管，在所述过滤器壳体内设置有金属粉末烧 结滤芯，以将所述壳体内的空间分隔为进料空间和出料空间，所述进料管连通到所述进料 空间，所述出料管连通到所述出料空间。优选地，所述进料管上设有进料阀，所述出料管上设有出料阀。优选地，所述过滤器包括设置在所述出料空间内的反吹气体分布器，设置在所述 壳体外部的反吹储气罐，将所述反吹储气罐连通到所述反吹气体分布器的反吹管，以及与所述进料空间连通的排放管。优选地，所述反吹管上设有反吹阀，所述排放管上设有排放阀。优选地，所述过滤器还包括控制系统，所述控制系统连接到所述进料阀、出料阀、 反吹阀与排放阀，用于控制各个阀的打开或关闭。优选地，在所述进料空间或者进料管与所述出料空间或者出料管之间连通有测压 管，所述测压管上设有差压计，所述差压计与所述控制系统连接。优选地，在所述进料空间或者进料管上设有第一压力传感器，在所述出料空间或 者出料管上设有第二压力传感器，所述两个压力传感器均与所述控制系统连接。优选地，在所述出料管上设有流量计，所述流量计与所述控制系统连接。优选地，所述控制系统用于控制所述反吹气体分布器实现分区反吹、整体反吹、在 线反吹或者离线反吹。优选地，所述控制系统通过时序控制方式或者差压控制方式来控制所述反吹气体 分布器进行反吹。与现有过滤器相比较，采用上述技术方案的本实用新型具有如下优点1.金属粉末烧结滤芯的孔隙率高，过滤通量大，单位处理量需要的过滤面积小； 孔径分布均勻，分离效果稳定，过滤精度高；2.金属粉末烧结滤芯的过滤精度高，可以处理的固体颗粒粒径在0. 05 200 μ m， 并且可以针对特定粒径固体杂质的进料选择特定孔径的滤芯，以达到最佳过滤效果；3.金属粉末烧结滤芯为不锈钢、合金或特种材料，滤芯不会破损或者穿孔，分离效 果稳定，保证了过滤产品的质量，减少了生产停车或者检修；化学稳定性极佳，耐氧化、耐腐 蚀，抗强酸、强碱性能好；4.金属粉末烧结滤芯温度适用范围广，可应用于温度范围-40°C 900°C ；5.由于采用反吹结构，滤芯可以连续使用3个月以上，不发生堵塞；一般的滤芯需 要经常清洗，清洗费用高，如人工、药剂、开停车等成本高；6.金属粉末烧结滤芯的机械强度好，适用的系统压力范围广，可应用于系统压力 范围-0. 2Mpa 20Mpa，耐冲击和交变负载，可进行在线脉冲反吹，保证了过滤的运行稳定 性，有很高的操作弹性；7.金属粉末烧结滤芯过滤器的操作弹性大，对不同进料系统的适应性强。该过滤 器可以根据不同的进料组成和操作负荷，以及系统工程对过滤器的控制要求，选择合适的 反吹清灰方式，即可以实现分区反吹、整体反吹、在线反吹、离线反吹；在反吹的控制上可以 采用时序控制反吹、差压控制反吹、手动反吹；8.备用件成本低，与布袋或者其它过滤元件不同，这种滤芯基本不需要更换，使用 寿命长，可达10年以上。
图1是本实用新型的第一实施方式的结构示意图；图2是本实用新型的第二实施方式的结构示意图；图3是本实用新型的第三实施方式的结构示意图。附图标记说明
4[0036]1过滤器壳体2金属粉末烧结滤芯[0037]3进料空间4出料空间[0038]5进料管6出料管[0039]7反吹气体分布器8反吹储气罐[0040]9排放管10测压管[0041]11控制系统101差压计[0042]101压力传感器102压力传感器[0043]501进料阀601出料阀[0044]801反吹管802反吹阀[0045]901排放阀
具体实施方式
以下将通过具体实施方式
并结合附图对本实用新型进行详细说明。多晶硅工业化生产工艺过程中，工况条件复杂，有的工艺高温可达500°C，介质有 毒、潜在的强腐蚀性、易燃易爆。过滤所涉及的固体为硅粉或其它金属化合物颗粒，硬度高， 对过滤器磨蚀大。被拦截的固体杂质粒径范围宽，要求固体杂质的去除率非常高以保证多 晶硅产品的纯度。而金属粉末烧结滤芯通常是由不锈钢、合金或特种材料制造。滤芯的机械强度好， 不会破损或者穿孔，且化学稳定性极佳，耐氧化、耐腐蚀、抗强酸强碱性能好，温度适应范围广。本实用新型将采用了金属粉末烧结滤芯的过滤器应用到多晶硅生产中，由于金属 粉末烧结滤芯过滤器具有机械强度高、耐高温、耐腐蚀、过滤精度高、操作简单可靠、使用寿 命长等众多优点，所以能够满足多晶硅生产中的各种工况要求和工艺处理要求、运行稳定、 操作维护简单，且能够实现多晶硅生产中气/固、液/固分离过程中的高精度过滤。如图1所示，是本实用新型的第一实施方式的结构示意图，用于多晶硅生产中的 金属粉末烧结滤芯过滤器包括壳体1、进料管5和出料管6，在所述壳体1内设置有金属粉 末烧结滤芯2以将所述壳体1内的空间分隔为进料空间3和出料空间4，所述进料管5连通 到所述进料空间3，所述出料管6连通到所述出料空间4。待过滤的流体如含固气体或含固 液体由进料管5进入到壳体1内的进料空间3内，经过滤芯2过滤之后，经过过滤的物质进 入到出料空间4，并由出料管6排出。被过滤的杂质等则附着在滤芯2上经过堆积形成滤饼 层。通过定期清洗或者更换滤芯2，该过滤器可长期有效应用于多晶硅生产中的过滤作业。作为一种优选方式，所述进料管5上可以设有进料阀501，所述出料管6上可以设 有出料阀601，从而可以通过打开和关闭(例如手动或者自动)进料阀501和出料阀601， 能够灵活地控制多晶硅生产中的过滤操作。作为一种优选方式，所述过滤器还可以包括设置在所述出料空间4内的反吹气体 分布器7，设置在所述壳体1外部的反吹储气罐8，将所述反吹储气罐8连通到所述反吹气 体分布器7的反吹管801，以及与所述进料空间3连通的排放管9。当金属粉末烧结过滤器 的金属粉末烧结滤芯2上堆积的滤饼层达到一定量时，反吹气体可以从反吹储气罐8经过 所述反吹管801进入到出料空间4内的反吹气体分布器7，开始反向冲洗滤芯2，将滤芯2上的滤饼层吹走，并从所述排放管9排出到壳体外。通过定期对滤芯2进行反吹，可以避免 或者至少是大大减少对滤芯2的清洗、更换等工作，从而有效提高了生产效率并降低了生 产成本。为了增加操作的灵活性，根据一种优选的实施方式，所述反吹管801上可以设有 反吹阀802，所述排放管9上可以设有排放阀901，从而能够灵活地控制反吹操作。反吹阀 802和排放阀901可以通过手动进行操作，即在需要进行反吹时由操作人员将这两个阀打 开，反吹之后再将这两个阀关闭。反吹阀802和排放阀901也可以实现自动控制，这将在下 面详细描述。为了实现过滤器操作的自动化，根据一种优选实施方式，所述过滤器可以包括控 制系统11，所述控制系统11连接到所述进料阀501、出料阀601、反吹阀802与排放阀901， 用于控制各个阀的打开或关闭。所述过滤器分两种工作状态过滤状态和反吹状态，该工作状态的转换可手动完 成，亦可通过控制系统11实现。控制系统11可以通过改变反吹阀802、排放阀901以及进料阀501和出料阀601 的打开和关闭以实现过滤器工作状态转换的功能。当需要进行含固气体或含固液体过滤工作时，控制系统11将所述反吹阀802与排 放阀901关闭，并将所述进料阀501与出料阀601打开，含固气体或含固液体在压力作用下 从进料管5进入进料空间3，被迫通过所述金属粉末烧结滤芯2，大颗粒的物质受到滤芯2 的细孔阻挡，在过滤器表面富集形成滤饼层，而洁净的物质则通过滤芯2从出料空间4以及 出料管6进入下一工序。当滤芯2上堆积的滤饼层达到一定量时，滤芯2的通过率受到影响，进料空间3与 出料空间4之间的压差变大，当压差达到一设定数值时，控制系统11从差压计101获得这 一信息，将进行反吹动作，即，控制系统11将所述进料阀501与出料阀601关闭，并将所述 反吹阀802与排放阀901打开，反吹气体从所述反吹管801进入出料空间4，并开始反向冲 洗滤芯2，将滤芯2上的滤饼层吹走，并从所述排放管9排出壳体外。反吹动作持续一定时 间后，控制系统11再次进行调整，重新进入含固气体或含固液体过滤工作，直至进料空间3 与出料空间4之间的压差再次超过上述设定数值，如此循环往复。如图1所示，在所述进料空间3与出料空间4之间连通有一根测压管10，测压管 10上设有一个差压计101，用来测量所述进料空间3与出料空间4之间的压差，所述差压计 101与所述控制系统11连接。虽然本实施方式中，是在进料空间3与出料管6之间设置所 述差压计，但由于出料管6与出料空间4是相通的，其仍然等同于测量进料空间3与出料空 间4之间的压差。同理，即使是在进料管5与出料空间4之间设置所述差压计，或者在进料 管5与出料管6之间设置所述差压计，均能够测量出进料空间3与出料空间4之间的压差。 这些等同的实施方式，在此不予赘述。当然，本实用新型还有另一种进行压差测量的方法，如图2所示，在所述进料空间 3 (也可以是在进料管5)上设有第一压力传感器101，并在所述出料管6 (也可以是在出料 空间4)上设有第二压力传感器102，两个压力传感器101、102均与所述控制系统11连接， 采用这种结构，控制系统11先分别得到进料空间3与出料空间4的压力数值，再进行相减 运算，得到进料空间3与出料空间4的压差值，其它控制方式与第一实施方式中完全相同，相同之处不予赘述。另外，还可以通过测量流量对过滤器进行反吹控制，如图3所示，在所述出料管6 上设有一个流量计10，所述流量计10与所述控制系统11连接，当所述流量计10测量到的 流量小于某一设定流量时，所述控制系统11即启动反吹动作，一样能够得到及时冲洗的效
^ O根据不同的进料组成和操作负荷，以及系统工程对过滤器的控制要求，所述控制 系统11可以控制所述反吹气体分布器7实现分区反吹、整体反吹、在线反吹或者离线反吹。 分区反吹反吹气体分布器7引导反吹气体对某一部分滤芯进行反吹；整体反吹反吹气体 分布器7引导反吹气体对所有滤芯进行反吹；在线反吹在过滤流程不中断的情况下实行 反吹；离线反吹过滤流程中断后，独立对滤芯实施反吹。所述控制系统11可通过时序控制方式或者差压控制方式来控制所述反吹气体分 布器7进行反吹。时序控制反吹在设定的时间间隔内，定时对滤芯进行反吹；差压控制反 吹由差压计101所测得滤芯前后压差提供反吹启停控制信号。作为一种选择，所述控制系 统11还可以通过手动反吹方式来控制所述反吹气体分布器7进行反吹，即由操作人员决定 何时对过滤器实施反吹。以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但本实用新型所包含的内容不限于此， 在不脱离本实用新型实质范围的前提下，可以做出各种修改、替换和变化。这些明显变型方 式均属于本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应当由权利要求来限定。
权利要求1.一种用于多晶硅生产中的金属粉末烧结滤芯过滤器，该过滤器包括壳体(1)、进料 管(5)和出料管(6)，其特征在于在所述壳体(1)内设置有金属粉末烧结滤芯(2)以将所 述壳体⑴内的空间分隔为进料空间⑶和出料空间(4)，所述进料管(5)连通到所述进料 空间(3)，所述出料管(6)连通到所述出料空间(4)。
2.根据权利要求1所述的金属粉末烧结滤芯过滤器，其特征在于在所述进料管(5) 上设有进料阀(501)，在所述出料管(6)上设有出料阀(601)。
3.根据权利要求2所述的金属粉末烧结滤芯过滤器，其特征在于所述过滤器包括设 置在所述出料空间(4)内的反吹气体分布器(7)，设置在所述壳体(1)外部的反吹储气罐 (8)，将所述反吹储气罐(8)连通到所述反吹气体分布器(7)的反吹管(801)，以及与所述进 料空间⑶连通的排放管(9)。
4.根据权利要求3所述的金属粉末烧结滤芯过滤器，其特征在于所述反吹管(801) 上设有反吹阀(802)，所述排放管(9)上设有排放阀(901)。
5.根据权利要求4所述的金属粉末烧结滤芯过滤器，其特征在于所述过滤器还包括 控制系统(11)，所述控制系统(11)连接到所述进料阀(501)、出料阀(601)、反吹阀(802) 与排放阀(901)，用于控制各个阀的打开或关闭。
6.根据权利要求5所述的金属粉末烧结滤芯过滤器，其特征在于在所述进料空间(3) 或者进料管(5)与所述出料空间(4)或者出料管(6)之间连通有测压管(10)，所述测压管 (10)上设有差压计(101)，所述差压计(101)与所述控制系统(11)连接。
7.根据权利要求5所述的金属粉末烧结滤芯过滤器，其特征在于在所述进料空间(3) 或者进料管(5)上设有第一压力传感器(101)，在所述出料空间(4)或者出料管(6)上设有 第二压力传感器(102)，所述两个压力传感器(101，102)均与所述控制系统(11)连接。
8.根据权利要求5所述的金属粉末烧结滤芯过滤器，其特征在于在所述出料管(6) 上设有流量计(10)，所述流量计(10)与所述控制系统(11)连接。
专利摘要本实用新型提供一种用于多晶硅生产中的金属粉末烧结滤芯过滤器，该过滤器包括过滤器壳体、进料管和出料管以及反吹气储气罐，在所述过滤器壳体内设置有金属粉末烧结滤芯，以将所述壳体内的空间分隔为进料空间和出料空间，所述进料管连通到所述进料空间，所述出料管连通到所述出料空间。所述反吹气储气罐通过反吹管连接到所述出料空间。该过滤器能够满足多晶硅生产中的各种工况要求和工艺处理要求、运行稳定、操作维护简单。
文档编号B01D39/20GK201776030SQ20102012130
公开日2011年3月30日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者刘凯中, 张轶群, 曹松, 谢志成, 黄德友 申请人:北京中天元环境工程有限责任公司