專(zhuān)利名稱(chēng)：硅粉過(guò)濾系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
硅粉過(guò)濾系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及多晶硅生產(chǎn)工藝中三氯氫硅合成設(shè)備，尤其是硅粉過(guò)濾系統(tǒng)。
技術(shù)背景[0002]三氯氫硅合成是改良西門(mén)子工藝生產(chǎn)多晶硅的重要一環(huán)，硅粉過(guò)濾系統(tǒng)是在原有三氯氫硅合成工藝上新增的子系統(tǒng)，用于過(guò)濾合成產(chǎn)品氣的細(xì)小硅粉。此系統(tǒng)所處工況較苛刻，合成產(chǎn)品氣含有三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅、氫氣、氯化氫、細(xì)硅粉等，所以必須要求該過(guò)濾系統(tǒng)耐腐蝕及耐沖刷，這要求硅粉過(guò)濾系統(tǒng)使用的閥門(mén)、儀表等配套設(shè)施都要耐腐蝕及耐沖刷。耐腐蝕問(wèn)題易造成系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，耐沖刷問(wèn)題易造成閥門(mén)出現(xiàn)內(nèi)漏，從而使兩個(gè)硅粉過(guò)濾系統(tǒng)無(wú)法正常切換，影響硅粉過(guò)濾系統(tǒng)正常運(yùn)行。[0003]傳統(tǒng)硅粉過(guò)濾系統(tǒng)在運(yùn)行中存在較多問(wèn)題，如氣動(dòng)切斷閥易內(nèi)漏、濾芯易堵塞、 管道堵塞、法蘭泄漏等等，這一系列問(wèn)題嚴(yán)重制約了三氯氫硅合成工序運(yùn)行。[0004]其中，傳統(tǒng)硅粉過(guò)濾系統(tǒng)的工作原理是采用第一級(jí)重力沉降分離及第二級(jí)精密過(guò)濾分離。第一級(jí)重力沉降分離，主要采用沉降室的沉降效應(yīng)進(jìn)行分離當(dāng)含粉塵等的雜質(zhì)氣體由進(jìn)氣口進(jìn)入凈化裝置時(shí)，首先進(jìn)入一個(gè)較大的沉降室，此時(shí)氣體流速大大降低，因此大顆粒液滴(如ΙΟΟμπι以上)由于沉降效應(yīng)被分離出來(lái)，落入大筒體的下封頭處。第二級(jí)精密過(guò)濾分離，主要采用精密過(guò)濾器不銹鋼纖維濾芯過(guò)濾，經(jīng)過(guò)精密過(guò)濾分離后，合成產(chǎn)品氣達(dá)到對(duì)于彡1. 0 μ m的顆粒，過(guò)濾效率η彡99. 0%。[0005]系統(tǒng)控制整套設(shè)備由可編程控制器(PLC)對(duì)管路上氣動(dòng)閥門(mén)進(jìn)行控制，通過(guò)對(duì)兩臺(tái)并聯(lián)的硅粉過(guò)濾器控制分別進(jìn)行過(guò)濾和再生。如，當(dāng)設(shè)備A進(jìn)行過(guò)濾時(shí)，連接此設(shè)備的 SiHCl3合成氣管路閥門(mén)打開(kāi)，再生閥門(mén)關(guān)閉；而連接設(shè)備B的SiHCl3合成氣管路閥門(mén)關(guān)閉， 再生閥門(mén)打開(kāi)，進(jìn)行再生，再生周期一般為8小時(shí)。一個(gè)周期過(guò)后，兩臺(tái)設(shè)備進(jìn)行切換，連接設(shè)備A的SiHCl3合成氣管路閥門(mén)關(guān)閉，再生閥門(mén)打開(kāi)，進(jìn)行再生；而連接設(shè)備B的SiHCl3 合成氣管路閥門(mén)打開(kāi)，再生閥門(mén)關(guān)閉，進(jìn)行過(guò)濾。通過(guò)PLC的控制，兩臺(tái)設(shè)備不斷循環(huán)，最終達(dá)到對(duì)SiHCl3合成氣的連續(xù)過(guò)濾?？刂葡到y(tǒng)完全由單獨(dú)PLC控制，但是該系統(tǒng)所處工況惡劣，氣動(dòng)切斷閥易內(nèi)漏、濾芯易堵塞、管道易堵塞等等，在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)眾多異常情況，而且運(yùn)行人員不能操作干預(yù)該系統(tǒng)。實(shí)用新型內(nèi)容[0006]本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題，提供了新型的硅粉過(guò)濾系統(tǒng)，特別是耐磨閥門(mén)的應(yīng)用，可以大大減少硅粉過(guò)濾系統(tǒng)的檢修頻次，通過(guò)本系統(tǒng)壓差值實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)硅粉過(guò)濾器自動(dòng)切換，控制系統(tǒng)的優(yōu)化使本系統(tǒng)的運(yùn)行和管理比較人性化，有利硅粉過(guò)濾系統(tǒng)的連續(xù)運(yùn)行。[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下[0008]硅粉過(guò)濾系統(tǒng)，包括兩臺(tái)硅粉過(guò)濾器及相應(yīng)的儀表、閥門(mén)及控制系統(tǒng)，兩臺(tái)硅粉過(guò)濾器為并聯(lián)關(guān)系，一開(kāi)一備，通過(guò)相關(guān)程序自動(dòng)切換，每臺(tái)硅粉過(guò)濾器的上端均設(shè)置有SiHCl3合成氣出氣口和氮?dú)膺M(jìn)口，下端均設(shè)置有SiHCl3合成氣進(jìn)氣口，底端均設(shè)置有廢氣及廢硅粉出口、吹掃氣進(jìn)口，所述SiHCl3合成氣進(jìn)氣口、SiHCl3合成氣出氣口、氮?dú)膺M(jìn)口和吹掃氣進(jìn)口均連接設(shè)置有閥門(mén)，其特征在于所述閥門(mén)均為反吹閥門(mén)，均采用氣動(dòng)硬密封偏心半球閥；所述廢氣及廢硅粉出口處設(shè)置有雙盤(pán)結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)圓盤(pán)閥。[0009]為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反吹硅粉過(guò)濾器，硅粉過(guò)濾系統(tǒng)的吹掃氣進(jìn)口連接的氫氣管線的止回閥前設(shè)置有一個(gè)DN25的氣動(dòng)軟密封球閥，同時(shí)氮?dú)膺M(jìn)口連接的氮?dú)庵Ч芄芫€的止回閥前設(shè)置有一個(gè)DN25的氣動(dòng)軟密封球閥，便于與DCS (集散控制系統(tǒng))連接，實(shí)現(xiàn)硅粉過(guò)濾器自動(dòng)切換。[0010]在硅粉過(guò)濾器內(nèi)，SiHCl3合成氣進(jìn)氣口和SiHCl3合成氣出氣口之間的連接管線上設(shè)置有壓差計(jì)。也就是把原傳統(tǒng)用的壓差開(kāi)關(guān)改為壓差計(jì)，用于檢測(cè)硅粉過(guò)濾器進(jìn)出口壓力，安裝在硅粉過(guò)濾系統(tǒng)的合成氣進(jìn)出口管線上，通過(guò)相關(guān)程序計(jì)算出壓差，可以利用壓差值實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)硅粉過(guò)濾器自動(dòng)切換。[0011]所有的氣動(dòng)切斷閥信號(hào)、硅粉過(guò)濾器進(jìn)出口壓力信號(hào)都被引入集散控制系統(tǒng)DCS， 由DCS來(lái)完成整個(gè)硅粉過(guò)濾器系統(tǒng)的全自動(dòng)控制功能。該DCS也可以切換為手動(dòng)狀態(tài)，運(yùn)行管理比較人性化。[0012]本實(shí)用新型的有益效果如下[0013]1)氣動(dòng)閥更換為硬密偏心半球閥及圓盤(pán)閥選用雙盤(pán)結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)圓盤(pán)閥后，閥門(mén)的使用壽命會(huì)增長(zhǎng)，有利于硅粉過(guò)濾系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行；[0014]2)硅粉過(guò)濾器的切換時(shí)間可由DCS靈活調(diào)整，有利于提高SiHCI3合成氣體的過(guò)濾效果，保證整套合成系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；[0015]3)自控系統(tǒng)改進(jìn)后，中控運(yùn)行人員能觀察到硅粉過(guò)濾系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并實(shí)時(shí)在 DCS上進(jìn)行操作干預(yù)，以提高三氯氫硅合成的產(chǎn)量和質(zhì)量。


[0016]圖1為本實(shí)用新型硅粉過(guò)濾系統(tǒng)流程圖[0017]其中附圖標(biāo)記為1、SiHCl3合成氣進(jìn)氣口，2、SiHCl3合成氣出氣口，3、氮?dú)膺M(jìn)口， 4、吹掃氣進(jìn)口，5、廢氣及廢硅粉出口，6、氣動(dòng)硬密封偏心半球閥，7、雙盤(pán)結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)圓盤(pán)閥，8、氣動(dòng)軟密封球閥，9、壓差計(jì)。
具體實(shí)施方式
[0018]如圖1所示，硅粉過(guò)濾系統(tǒng)，包括兩臺(tái)硅粉過(guò)濾器，每臺(tái)硅粉過(guò)濾器的上端均設(shè)置有SiHC13合成氣出氣口 2和氮?dú)膺M(jìn)口 3，下端均設(shè)置有SiHC13合成氣進(jìn)氣口 1，底端均設(shè)置有廢氣及廢硅粉出口 5、吹掃氣進(jìn)口 4，所述SiHC13合成氣進(jìn)氣口 1、SiHC13合成氣出氣口 2、氮?dú)膺M(jìn)口 3和吹掃氣進(jìn)口 4均連接設(shè)置有閥門(mén)，其特征在于所述閥門(mén)均為反吹閥門(mén)， 均采用氣動(dòng)硬密封偏心半球閥6 ；所述廢氣及廢硅粉出口 5處設(shè)置有雙盤(pán)結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)圓盤(pán)閥7。[0019]為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反吹硅粉過(guò)濾器，硅粉過(guò)濾系統(tǒng)的吹掃氣進(jìn)口 4連接的氫氣管線的止回閥前設(shè)置有一個(gè)DN25的氣動(dòng)軟密封球閥8，同時(shí)氮?dú)膺M(jìn)口 3連接的氮?dú)庵Ч芄芫€的止回閥前設(shè)置有一個(gè)DN25的氣動(dòng)軟密封球閥8 (詳細(xì)見(jiàn)圖1)，便于與DCS (集散控制系統(tǒng))連3/4頁(yè)接，實(shí)現(xiàn)硅粉過(guò)濾器自動(dòng)切換。[0020]所采用的閥門(mén)類(lèi)型如下表[0021]
權(quán)利要求1.硅粉過(guò)濾系統(tǒng)，包括兩臺(tái)并聯(lián)硅粉過(guò)濾器，通過(guò)程序控制自動(dòng)切換，每臺(tái)硅粉過(guò)濾器的上端均設(shè)置有SiHC13合成氣出氣口(2)和氮?dú)膺M(jìn)口(3)，下端均設(shè)置有SiHC13合成氣進(jìn)氣口( 1 )，底端均設(shè)置有廢氣及廢硅粉出口(5)、吹掃氣進(jìn)口(4)，所述SiHC13合成氣進(jìn)氣口 (1)、SiHC13合成氣出氣口(2)、氮?dú)膺M(jìn)口(3)和吹掃氣進(jìn)口(4)均連接設(shè)置有閥門(mén)，其特征在于所述閥門(mén)均為反吹閥門(mén)，均采用氣動(dòng)硬密封偏心半球閥(6)；所述廢氣及廢硅粉出口 (5)處設(shè)置有雙盤(pán)結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)圓盤(pán)閥(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅粉過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于所述硅粉過(guò)濾系統(tǒng)的吹掃氣進(jìn)口(4)連接的氫氣管線的止回閥前設(shè)置有一個(gè)DN25的氣動(dòng)軟密封球閥(8)，同時(shí)氮?dú)膺M(jìn)口 (3 )連接的氮?dú)庵Ч芄芫€的止回閥前設(shè)置有一個(gè)DN25的氣動(dòng)軟密封球閥(8 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅粉過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于在硅粉過(guò)濾器內(nèi)，SiHC13合成氣進(jìn)氣口(1)和SiHCl3合成氣出氣口(2)之間的連接管線上設(shè)置有壓差計(jì)(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硅粉過(guò)濾系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)采用集散控制系統(tǒng)DCS 全自動(dòng)控制硅粉過(guò)濾系統(tǒng)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及多晶硅生產(chǎn)工藝中三氯氫硅合成設(shè)備，尤其是硅粉過(guò)濾系統(tǒng)，包括兩臺(tái)硅粉過(guò)濾器，每臺(tái)硅粉過(guò)濾器的上端均設(shè)置有SiHCl3合成氣出氣口和氮?dú)膺M(jìn)口，下端均設(shè)置有SiHCl3合成氣進(jìn)氣口，底端均設(shè)置有廢氣及廢硅粉出口、吹掃氣進(jìn)口，SiHCl3合成氣出氣口、氮?dú)膺M(jìn)口、吹掃氣進(jìn)口均連接設(shè)置有氣動(dòng)硬密封偏心半球閥；所述廢氣及廢硅粉出口處設(shè)置有雙盤(pán)結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)圓盤(pán)閥；本實(shí)用新型采用硬密封偏心半球閥及雙盤(pán)結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)圓盤(pán)閥，使用壽命長(zhǎng)，有利于系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行；采用DCS全自動(dòng)控制，可靈活調(diào)整硅粉過(guò)濾器的切換時(shí)間，提高合成氣體的過(guò)濾效果，便于工作人員觀察進(jìn)行實(shí)時(shí)操作，以提高SiHCl3合成的產(chǎn)量和質(zhì)量。
文檔編號(hào)B01D46/46GK202237649SQ20112038353
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者劉國(guó)成, 劉科, 夏志科, 諶亮, 郭紅兵 申請(qǐng)人:天威四川硅業(yè)有限責(zé)任公司