[科普中国]-连续式干燥机

简介

高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，是硅产品产业链中极为重要的中间产品，对我国国民经济发展有着深远影响。一直以来，多晶硅生产一直被认定为是高能耗、高污染的产业，随着生产工艺的逐渐改进，污染物也逐渐从前期的四氯化硅转向硅渣。特别是近年来随着冷氢化技术的发展，四氯化硅被充分利用起来，污染物处理的难题随即转向了流动态固液混合硅渣浆的处理。

绝大多数多晶硅生产企业采用碱液水解中和的方法来处理排放废液，但是这种处理方法存在着许多局限性：①要中和水解废液的三氯氢硅和四氯化硅，需要耗费大量的水和碱液，原材料的成本很高。②水解、中和过程中会产生大量的盐酸和反应热，对设备造成腐蚀，设备运行寿命缩短。③浆料中的大量三氯氢硅、四氯化硅成分是制备多晶硅的原料，直接使其被水解中和消耗掉，大大降低了原料的利用率1。

连续式干燥机结构传统多晶硅渣浆干燥浓缩多采用间歇操作的干燥设备，存在承载量大、热负荷大及干燥效率不高的问题。新型连续式干燥机为嵌套双锥结构，物料通过中空锥套和筒体夹套的两次间接加热，辅以锥套外中空螺管的搅拌加热，提高了单位体积的传热面积和传热效率。干燥机连续化操作可降低设备承载量，干燥周期短，处理量高。从结构上减少了1个轴端密封，也降低了设备制造成本。

连续式干燥机工作原理连续式干燥机的减速电机通过链传动、轴头结构带动中空锥套转动。物料从布料器加入到中空锥套内，在相对转动的锥套内螺带的作用下不断被搅拌，并且向中空锥套的大端方向推动，最后进入到中空锥套与筒体之间，并且在锥套外螺带的作用下沿相反方向推动。被蒸发的物料气相通过物料蒸发气相出口接管排出，而残余的固液相则通过星型卸料阀排出2。

连续式干燥机轴端密封传统多晶硅渣浆干燥机的密封结构较为简单，但存在诸多问题。考虑多晶硅固渣物料的特性，新型连续式干燥机传动轴上采用了一种带有冷却保护、应用干气双端面密封并且设有防磨损结构的新型专用机械密封结构。该密封结构由两对动、静环密封面组成，在封液流体压力和补偿弹簧机构的弹力作用下保持贴合，可利用工艺介质三氯硅烷作密封液，在高低密封腔配以迷宫式辅助密封，从而增大封液流动阻力，降低副密封腔的密封压力，确保无有害介质外漏。

此外，还采用了可在轴向、径向和角向起补偿作用的轴封全维补偿器，成功克服了搅拌轴挠度和转角变形带来的机械密封安装问题，极大提高了机械密封的使用寿命3。