專利名稱：硅粉過濾系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
硅粉過濾系統(tǒng)技術領域[0001]本實用新型涉及多晶硅生產工藝中三氯氫硅合成設備，尤其是硅粉過濾系統(tǒng)。
技術背景[0002]三氯氫硅合成是改良西門子工藝生產多晶硅的重要一環(huán)，硅粉過濾系統(tǒng)是在原有三氯氫硅合成工藝上新增的子系統(tǒng)，用于過濾合成產品氣的細小硅粉。此系統(tǒng)所處工況較苛刻，合成產品氣含有三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅、氫氣、氯化氫、細硅粉等，所以必須要求該過濾系統(tǒng)耐腐蝕及耐沖刷，這要求硅粉過濾系統(tǒng)使用的閥門、儀表等配套設施都要耐腐蝕及耐沖刷。耐腐蝕問題易造成系統(tǒng)出現(xiàn)泄漏，耐沖刷問題易造成閥門出現(xiàn)內漏，從而使兩個硅粉過濾系統(tǒng)無法正常切換，影響硅粉過濾系統(tǒng)正常運行。[0003]傳統(tǒng)硅粉過濾系統(tǒng)在運行中存在較多問題，如氣動切斷閥易內漏、濾芯易堵塞、 管道堵塞、法蘭泄漏等等，這一系列問題嚴重制約了三氯氫硅合成工序運行。[0004]其中，傳統(tǒng)硅粉過濾系統(tǒng)的工作原理是采用第一級重力沉降分離及第二級精密過濾分離。第一級重力沉降分離，主要采用沉降室的沉降效應進行分離當含粉塵等的雜質氣體由進氣口進入凈化裝置時，首先進入一個較大的沉降室，此時氣體流速大大降低，因此大顆粒液滴(如ΙΟΟμπι以上)由于沉降效應被分離出來，落入大筒體的下封頭處。第二級精密過濾分離，主要采用精密過濾器不銹鋼纖維濾芯過濾，經(jīng)過精密過濾分離后，合成產品氣達到對于彡1. 0 μ m的顆粒，過濾效率η彡99. 0%。[0005]系統(tǒng)控制整套設備由可編程控制器(PLC)對管路上氣動閥門進行控制，通過對兩臺并聯(lián)的硅粉過濾器控制分別進行過濾和再生。如，當設備A進行過濾時，連接此設備的 SiHCl3合成氣管路閥門打開，再生閥門關閉；而連接設備B的SiHCl3合成氣管路閥門關閉， 再生閥門打開，進行再生，再生周期一般為8小時。一個周期過后，兩臺設備進行切換，連接設備A的SiHCl3合成氣管路閥門關閉，再生閥門打開，進行再生；而連接設備B的SiHCl3 合成氣管路閥門打開，再生閥門關閉，進行過濾。通過PLC的控制，兩臺設備不斷循環(huán)，最終達到對SiHCl3合成氣的連續(xù)過濾?？刂葡到y(tǒng)完全由單獨PLC控制，但是該系統(tǒng)所處工況惡劣，氣動切斷閥易內漏、濾芯易堵塞、管道易堵塞等等，在運行中會出現(xiàn)眾多異常情況，而且運行人員不能操作干預該系統(tǒng)。實用新型內容[0006]本實用新型為解決上述技術問題，提供了新型的硅粉過濾系統(tǒng)，特別是耐磨閥門的應用，可以大大減少硅粉過濾系統(tǒng)的檢修頻次，通過本系統(tǒng)壓差值實現(xiàn)兩臺硅粉過濾器自動切換，控制系統(tǒng)的優(yōu)化使本系統(tǒng)的運行和管理比較人性化，有利硅粉過濾系統(tǒng)的連續(xù)運行。[0007]本實用新型的技術方案如下[0008]硅粉過濾系統(tǒng)，包括兩臺硅粉過濾器及相應的儀表、閥門及控制系統(tǒng)，兩臺硅粉過濾器為并聯(lián)關系，一開一備，通過相關程序自動切換，每臺硅粉過濾器的上端均設置有SiHCl3合成氣出氣口和氮氣進口，下端均設置有SiHCl3合成氣進氣口，底端均設置有廢氣及廢硅粉出口、吹掃氣進口，所述SiHCl3合成氣進氣口、SiHCl3合成氣出氣口、氮氣進口和吹掃氣進口均連接設置有閥門，其特征在于所述閥門均為反吹閥門，均采用氣動硬密封偏心半球閥；所述廢氣及廢硅粉出口處設置有雙盤結構的氣動圓盤閥。[0009]為實現(xiàn)自動反吹硅粉過濾器，硅粉過濾系統(tǒng)的吹掃氣進口連接的氫氣管線的止回閥前設置有一個DN25的氣動軟密封球閥，同時氮氣進口連接的氮氣支管管線的止回閥前設置有一個DN25的氣動軟密封球閥，便于與DCS (集散控制系統(tǒng))連接，實現(xiàn)硅粉過濾器自動切換。[0010]在硅粉過濾器內，SiHCl3合成氣進氣口和SiHCl3合成氣出氣口之間的連接管線上設置有壓差計。也就是把原傳統(tǒng)用的壓差開關改為壓差計，用于檢測硅粉過濾器進出口壓力，安裝在硅粉過濾系統(tǒng)的合成氣進出口管線上，通過相關程序計算出壓差，可以利用壓差值實現(xiàn)兩臺硅粉過濾器自動切換。[0011]所有的氣動切斷閥信號、硅粉過濾器進出口壓力信號都被引入集散控制系統(tǒng)DCS， 由DCS來完成整個硅粉過濾器系統(tǒng)的全自動控制功能。該DCS也可以切換為手動狀態(tài)，運行管理比較人性化。[0012]本實用新型的有益效果如下[0013]1)氣動閥更換為硬密偏心半球閥及圓盤閥選用雙盤結構的氣動圓盤閥后，閥門的使用壽命會增長，有利于硅粉過濾系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行；[0014]2)硅粉過濾器的切換時間可由DCS靈活調整，有利于提高SiHCI3合成氣體的過濾效果，保證整套合成系統(tǒng)的穩(wěn)定運行；[0015]3)自控系統(tǒng)改進后，中控運行人員能觀察到硅粉過濾系統(tǒng)的運行狀態(tài)，并實時在 DCS上進行操作干預，以提高三氯氫硅合成的產量和質量。


[0016]圖1為本實用新型硅粉過濾系統(tǒng)流程圖[0017]其中附圖標記為1、SiHCl3合成氣進氣口，2、SiHCl3合成氣出氣口，3、氮氣進口， 4、吹掃氣進口，5、廢氣及廢硅粉出口，6、氣動硬密封偏心半球閥，7、雙盤結構的氣動圓盤閥，8、氣動軟密封球閥，9、壓差計。
具體實施方式
[0018]如圖1所示，硅粉過濾系統(tǒng)，包括兩臺硅粉過濾器，每臺硅粉過濾器的上端均設置有SiHC13合成氣出氣口 2和氮氣進口 3，下端均設置有SiHC13合成氣進氣口 1，底端均設置有廢氣及廢硅粉出口 5、吹掃氣進口 4，所述SiHC13合成氣進氣口 1、SiHC13合成氣出氣口 2、氮氣進口 3和吹掃氣進口 4均連接設置有閥門，其特征在于所述閥門均為反吹閥門， 均采用氣動硬密封偏心半球閥6 ；所述廢氣及廢硅粉出口 5處設置有雙盤結構的氣動圓盤閥7。[0019]為實現(xiàn)自動反吹硅粉過濾器，硅粉過濾系統(tǒng)的吹掃氣進口 4連接的氫氣管線的止回閥前設置有一個DN25的氣動軟密封球閥8，同時氮氣進口 3連接的氮氣支管管線的止回閥前設置有一個DN25的氣動軟密封球閥8 (詳細見圖1)，便于與DCS (集散控制系統(tǒng))連3/4頁接，實現(xiàn)硅粉過濾器自動切換。[0020]所采用的閥門類型如下表[0021]
權利要求1.硅粉過濾系統(tǒng)，包括兩臺并聯(lián)硅粉過濾器，通過程序控制自動切換，每臺硅粉過濾器的上端均設置有SiHC13合成氣出氣口(2)和氮氣進口(3)，下端均設置有SiHC13合成氣進氣口( 1 )，底端均設置有廢氣及廢硅粉出口(5)、吹掃氣進口(4)，所述SiHC13合成氣進氣口 (1)、SiHC13合成氣出氣口(2)、氮氣進口(3)和吹掃氣進口(4)均連接設置有閥門，其特征在于所述閥門均為反吹閥門，均采用氣動硬密封偏心半球閥(6)；所述廢氣及廢硅粉出口 (5)處設置有雙盤結構的氣動圓盤閥(7)。
2.根據(jù)權利要求1所述的硅粉過濾系統(tǒng)，其特征在于所述硅粉過濾系統(tǒng)的吹掃氣進口(4)連接的氫氣管線的止回閥前設置有一個DN25的氣動軟密封球閥(8)，同時氮氣進口 (3 )連接的氮氣支管管線的止回閥前設置有一個DN25的氣動軟密封球閥(8 )。
3.根據(jù)權利要求1所述的硅粉過濾系統(tǒng)，其特征在于在硅粉過濾器內，SiHC13合成氣進氣口(1)和SiHCl3合成氣出氣口(2)之間的連接管線上設置有壓差計(9)。
4.根據(jù)權利要求1所述的硅粉過濾系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)采用集散控制系統(tǒng)DCS 全自動控制硅粉過濾系統(tǒng)。
專利摘要本實用新型涉及多晶硅生產工藝中三氯氫硅合成設備，尤其是硅粉過濾系統(tǒng)，包括兩臺硅粉過濾器，每臺硅粉過濾器的上端均設置有SiHCl3合成氣出氣口和氮氣進口，下端均設置有SiHCl3合成氣進氣口，底端均設置有廢氣及廢硅粉出口、吹掃氣進口，SiHCl3合成氣出氣口、氮氣進口、吹掃氣進口均連接設置有氣動硬密封偏心半球閥；所述廢氣及廢硅粉出口處設置有雙盤結構的氣動圓盤閥；本實用新型采用硬密封偏心半球閥及雙盤結構的氣動圓盤閥，使用壽命長，有利于系統(tǒng)長時間穩(wěn)定運行；采用DCS全自動控制，可靈活調整硅粉過濾器的切換時間，提高合成氣體的過濾效果，便于工作人員觀察進行實時操作，以提高SiHCl3合成的產量和質量。
文檔編號B01D46/46GK202237649SQ20112038353
公開日2012年5月30日 申請日期2011年10月11日 優(yōu)先權日2011年10月11日
發(fā)明者劉國成, 劉科, 夏志科, 諶亮, 郭紅兵 申請人:天威四川硅業(yè)有限責任公司