CN109847470A - 冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***和方法，该***包括利用管道与硅粉进料罐依次相连的硅粉过滤器I和硅粉过滤器II，所述硅粉过滤器II出气口端连接有氢气压缩机；所述硅粉过滤器I和硅粉过滤器II之间设置有支管，所述支管连接至废气淋洗***。本方案仅需增加一个硅粉过滤器及相应的管线，投资小。降低氢气消耗，按设计运行量可回收氢气约357000Nm3/年。

Description

冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***和方法
技术领域
本发明涉及一种冷氢化制硅工艺中用于放空氢气回收的***和方法。
背景技术
在冷氢化制备硅粉工艺中，硅粉进料罐在硅粉推空后要重新接受硅粉，在这个过程中需要将硅粉进料罐中的压力从2.8Mpa.G泄压至微正压，而这一部分气体为氢气。现有工艺中，泄压的氢气被送至废气淋洗工序处理后排放至大气。
氢气被直接排放会造成极大的浪费，同时大量的泄压氢气也会加重废气淋洗工序的负荷，使得整个***运行不畅。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***和方法，用于对硅粉进料罐泄压的氢气进行回收。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***，包括利用管道与硅粉进料罐依次相连的硅粉过滤器I和硅粉过滤器II，所述硅粉过滤器II出气口端连接有氢气压缩机；所述硅粉过滤器I和硅粉过滤器II之间设置有支管，所述支管连接至废气淋洗***。
作为一种改进，所述支管上设置有阀门I。
作为一种改进，所述硅粉过滤器II与支管之间设置有阀门II。
作为一种优选，所述硅粉过滤器包括罐体，所述罐体内设置有横向的隔板；所述隔板上安装有若干滤芯；所述罐***于隔板下方设置有进气口，所述罐***于隔板上方设置有出气口；并且罐体具有出气口的一端设置有反吹口，具有有进气口的一端设置有硅粉排出口。
作为一种改进，所述罐体为圆筒状，其底部设置有锥形的收集斗。
作为一种优选，所述滤芯为筒状，一端开口一端封闭；其开口一端朝向罐体出气口一端。
作为一种优选，所述滤芯为烧结金属滤芯。
作为一种改进，所述氢气压缩机与硅粉过滤器II之间设置有缓存罐。
本发明还提供一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收方法，包括以下步骤：
A.硅粉进料罐泄压之前关闭连接废气淋洗***的支路；
B.将硅粉过滤器I与硅粉过滤器II之间的管路开启；
C.泄压氢气依次通过硅粉过滤器I和硅粉过滤器II进行过滤；
D.泄压完毕后关闭硅粉过滤器I与硅粉过滤器II之间的管路；
E.开启连接废气淋洗***的支路。
作为一种优选，当泄压不畅时，利用反吹口通入氢气对滤芯进行反吹清洁。
本发明的有益之处在于：
1、本方案仅需增加一个硅粉过滤器及相应的管线，投资小。
2、降低氢气消耗，按设计运行量可回收氢气约357000Nm3/年。
3、在降低氢耗的同时，还能降低废气淋洗工序处理负荷。
4、冷氢化硅粉进料罐泄压在尾气总管压力高的情况下，不受其影响，保障了冷氢化连续稳定运行。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为硅粉过滤器的结构示意图。
图中标记：1硅粉进料罐、2硅粉过滤器I、3硅粉过滤器II、4缓冲罐、5废气淋洗***、6阀门I、7阀门II、11罐体、12收集斗、13进气口、14出气口、15隔板、16滤芯、17反吹口、18硅粉排出口。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
本发明提供一种冷氢化硅粉加料***氢气回收***。
实施例1
本发明包括利用管道与硅粉进料罐1依次相连的硅粉过滤器I2和硅粉过滤器II3，所述硅粉过滤器II3出气口端连接有氢气压缩机。所述氢气压缩机与硅粉过滤器II3之间设置有缓冲罐4。
硅粉过滤器包括罐体11，罐体11为圆筒状，其底部设置有锥形的收集斗12。所述罐体11内设置有横向的隔板15；所述隔板15上安装有若干滤芯16；所述罐体11位于隔板15下方设置有进气口13，所述罐体1位于隔板15上方设置有出气口14；并且罐体11具有出气口的一端设置有反吹口17，具有有进气口13的一端设置有硅粉排出口18。所述滤芯16为筒状，一端开口一端封闭；其开口一端朝向罐体出气口一端。
硅粉进料罐泄压时，氢气依次通过硅粉过滤器I、硅粉过滤器II，将氢气中夹带的硅粉过滤后进入缓冲罐4后重新利用。
实施例2
如图1、图2所示，本发明包括利用管道与硅粉进料罐1依次相连的硅粉过滤器I2和硅粉过滤器II3，所述硅粉过滤器II3出气口端连接有氢气压缩机。所述氢气压缩机与硅粉过滤器II3之间设置有缓冲罐4。所述硅粉过滤器I2和硅粉过滤器II3之间设置有支管，所述支管连接至废气淋洗***5。所述支管上设置有阀门I6，硅粉过滤器II3与支管之间设置有阀门II7。支路是现有的管路，在实际生产过程中一般不需要拆除原有的管路。并且当阀门II7一线出现故障时，可以转换线路让整个***继续运行，避免造成停工检修。
同样硅粉过滤器包括罐体11，罐体11为圆筒状，其底部设置有锥形的收集斗12。所述罐体11内设置有横向的隔板15；所述隔板15上安装有若干滤芯16；所述罐体11位于隔板15下方设置有进气口13，所述罐体1位于隔板15上方设置有出气口14；并且罐体11具有出气口的一端设置有反吹口17，具有有进气口13的一端设置有硅粉排出口18。所述滤芯16为筒状，一端开口一端封闭；其开口一端朝向罐体出气口一端。
其中，阀门I6常开阀门II7常闭，使得硅粉进料罐1中泄露的零星氢气可以进入废气淋洗***5处理后排空。
阀门I6和阀门I7的作用在于截断管路，方便氢气通行路径的切换。两个阀门最好采用电磁阀并由主控远程控制。当然，也可以选取一般的截止阀，此时就需要操作者手动进行开闭。
为了方便对过滤出来的硅粉进行收集，硅粉过滤器罐体11底部设置有收集斗12。收集斗12为上大下小的圆锥形，其底部安装有阀门。收集斗12可以让硅粉相对集中，便于一次性排空。
滤芯16为烧结金属滤芯，采用金属丝网烧结作为骨架，然后在高温下喷涂金属粉末作为过滤涂层。为了更好的过滤硅粉，滤芯网眼直径应该在1-20微米之间。并且滤芯16的形状应当为一端开口一端封闭的筒状，滤芯16应该设置在罐体11进气口13一边，但开口朝向罐体11出气口14一边。其目的在于一是扩大过滤面积，提高过滤效率。二是利用氢气反吹的时候更容易将淤积在滤芯16上的硅粉吹落。
设置缓冲罐4的目的是由于泄压时氢气压力较大，流速较快。如果直接通往后端的氢气压缩机会使得其超出氢气压缩机的吞吐量。因此利用缓冲罐4对回收的氢气进行暂存，以缓解后端的压力。
同时，本发明提供一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收的方法，包括以下步骤。
A.硅粉进料罐1泄压之前关闭连接废气淋洗***的支路。
硅粉进料罐1为设备供料的时候，其与支路上的废气淋洗***相通，而与硅粉过滤器II3断开。使得设备运行过程中少量的散气能够在经过一次过滤后进入废气淋洗***处理后排放。少量的氢气无需回收，避免增加***负荷。当主控将硅粉进料罐1中的硅粉推完准备重新进料时，硅粉进料罐1需要泄压。此时就需要将连接废气淋洗***的支路断开。
B.将硅粉过滤器I3与硅粉过滤器II4之间的管路开启。
通过主控或者人工关闭阀门I6，开启阀门II7，使得硅粉进料罐1与硅粉过滤器II3连通。
C.泄压氢气依次通过硅粉过滤器I2和硅粉过滤器II3进行过滤。
当然，硅粉过滤器可以设置成串联的两个或者两个以上，这需要从成本和效率之间的平衡去考虑。本申请中氢气在进入氢气压缩机之前，至少要进行两次过滤。因为即使微量的硅粉进入氢气压缩机，也会造成不可预估的后果！
D.泄压完毕后关闭硅粉过滤器I2与硅粉过滤器II3之间的管路。
泄压完毕后，通过主控或者人工将阀门II关闭，切断硅粉过滤器I2与硅粉过滤器II之间3的管路。硅粉进料罐1开始正常的送料工作。
E.开启连接废气淋洗***的支路。
通过主控或者人工将阀门I开启，使得硅粉进料罐1运转过程中产生的微量氢气能够顺利进入支路上的废气淋洗***处理后排空。
由滤芯16过滤的硅粉进入收集斗12，从硅粉排出口18排出并收集二次使用。
当泄压不畅时，可通过反吹口17通入氢气对滤芯16进行反吹，用于清理滤芯16上淤积的硅粉，从而提高过滤的效率。实际生产中，判断泄压通畅与否是根据硅粉过滤器隔板两端的压差来判断的。如果压差过大说明滤芯堵塞严重，此时就需要进行反吹清理。氢气源通过反吹口向罐体内喷射氢气，并从滤芯的开口端进入滤芯内部，将附着在滤芯上的硅粉吹落。
在采用了本发明进行氢气回收后，整个***按设计运行量可回收氢气约357000Nm3/年。在降低氢耗的同时，还能降低废气淋洗工序处理负荷。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***，其特征在于：包括利用管道与硅粉进料罐依次相连的硅粉过滤器I和硅粉过滤器II，所述硅粉过滤器II出气口端连接有氢气压缩机；所述硅粉过滤器I和硅粉过滤器II之间设置有支管，所述支管连接至废气淋洗***。
2.根据权利要求1所述的一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***，其特征在于：所述支管上设置有阀门I。
3.根据权利要求1所述的一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***，其特征在于：所述硅粉过滤器II与支管之间设置有阀门II。
4.根据权利要求1所述的一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***，其特征在于：所述硅粉过滤器包括罐体，所述罐体内设置有横向的隔板；所述隔板上安装有若干滤芯；所述罐***于隔板下方设置有进气口，所述罐***于隔板上方设置有出气口；并且罐体具有出气口的一端设置有反吹口，具有有进气口的一端设置有硅粉排出口。
5.根据权利要求4所述的一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***，其特征在于：所述罐体为圆筒状，其底部设置有锥形的收集斗。
6.根据权利要求4所述的一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***，其特征在于：所述滤芯为筒状，一端开口一端封闭；其其开口一端朝向罐体出气口一端。
7.根据权利要求6所述的一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***，其特征在于：所述滤芯为烧结金属滤芯。
8.根据权利要求1所述的一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***，其特征在于：所述氢气压缩机与硅粉过滤器II之间设置有缓冲罐。
9.一种利用权利要求1所述的冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***进行氢气回收的方法，其特征在于包括以下步骤：
A.硅粉进料罐泄压之前关闭连接废气淋洗***的支路；
B.将硅粉过滤器I与硅粉过滤器II之间的管路开启；
C.泄压氢气依次通过硅粉过滤器I和硅粉过滤器II进行过滤；
D.泄压完毕后关闭硅粉过滤器I与硅粉过滤器II之间的管路；
E.开启连接废气淋洗***的支路。
10.根据权利要求9所述的一种冷氢化硅粉加料***放空氢气回收***进行氢气回收的方法，其特征在于包括以下步骤：当泄压不畅时，利用反吹口通入氢气对滤芯进行反吹清洁。
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