活性炭吸附塔的影響要素

 

現(xiàn)在職業(yè)中多選用活性炭吸附的辦法進行氫氣凈化，活性炭吸附塔的吸附作用和處理才能也就成為了影響多晶硅質(zhì)量與產(chǎn)值的關(guān)鍵要素。

 

1干法尾氣收回工藝流程

 

干法尾氣收回體系有四級冷凝、緊縮、吸收、解析、吸附、   氣收回等單元操作。四級冷凝將復原尾氣中很多的氯硅烷冷凝成液體被別離，收回的液體將用泵送人解析塔以解分出HCI。緊縮將經(jīng)過四級冷卻的氣體由0.35MPa提壓至1.2MPa。然后進人吸收塔用-40℃的氯硅烷液體吸收HCI，***約99.8%的HCI被吸收，吸收HCI的液體和四級冷卻出的液體在解析塔中蒸餾出HCI，***約99.9%收回的HCI從解析塔的***部以-40℃液體形狀流出。塔底氯硅烷進人精餾別離出TCS進人復原爐再運用。經(jīng)過吸收塔噴淋后的氫氣，還含有氯化氫、二氯二氫硅、三氯氫硅、四氯化硅以及硼和磷等物質(zhì)，經(jīng)過活性炭吸附凈化后進人復原爐收回運用。

 

2活性炭吸附塔的吸附原理

 

活性炭是一種多孔性的含炭物質(zhì)，它具有高度發(fā)達的孔隙結(jié)構(gòu)，活性炭的多孔結(jié)構(gòu)為其供給了很多的表面積，能與氣體(雜質(zhì))充沛觸摸，然后賦予了活性炭所***有的吸附功能，使其十分簡單到達吸收搜集雜質(zhì)的意圖。就象磁力相同，一切的分子之間都具有彼此引力。正因為如此，活性炭孔壁上的很多的分子能夠發(fā)生強壯的引力，然后到達將有害的雜質(zhì)吸引到孔徑中的意圖。

 

多晶硅出產(chǎn)中，活性炭吸附塔運用了活性炭的物理吸附原理，將氫氣中氯化氫、氯硅烷及少數(shù)的雜質(zhì)吸附至活性炭的微孔內(nèi)，已到達除雜的意圖。而且這種吸附是   可逆的，雜質(zhì)從活性炭微孔內(nèi)脫附出來的進程，稱為   進程。吸附塔在高壓常溫下吸附，在常壓高溫下完結(jié)脫附   ，三個吸附柱替換進行上述進程，完結(jié)一個吸附周期，完結(jié)氫氣的接連純化，得到滿足要求的氫氣。

 

3活性炭吸附塔的影響要素

 

活性炭在運用   的時刻后，需求進行加熱   ，將吸附的物料脫附出來，并用潔凈的氫氣吹掃帶出。此進程需求在規(guī)則的時刻周期內(nèi)完結(jié)，相同活性炭吸附塔也需在規(guī)則的時刻內(nèi)被加熱到   所需溫度。經(jīng)過活性炭吸附塔氫氣量越***，帶人氯化氫、氯硅烷物料多，脫附時所需熱量越多，活性炭吸附塔的升溫越慢，在規(guī)則的時刻內(nèi)難以到達   的溫度，影響   作用。   作用欠安，直接影響吸附塔的吸附作用及處理才能。影響   溫度的要素如下：

 

(l)活性炭傳熱系數(shù)影響

 

活性炭因廠家、類型不同而存在差異，其導熱系數(shù)一般介于0.17~0.28W/m·k之間，傳熱功能差，致使   時熱介質(zhì)所供給的熱量不能被充沛吸收，加熱速率較慢。收購時，盡可能挑選質(zhì)量***、功能***的活性炭，依據(jù)處理量計算出對應的活性炭裝填量，并恰當放余量。

 

(2)活性炭吸附塔規(guī)劃換熱面積缺乏

 

吸附塔規(guī)劃中換熱面積缺乏，影響   時的加熱溫度，從而影響   作用；***要表現(xiàn)在熱介質(zhì)溫度足夠高，而其進出吸附柱的溫差較小時。總結(jié)剖分出產(chǎn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，能夠經(jīng)過   范圍內(nèi)提高熱介質(zhì)的溫度和流量來恰當補償換熱面積缺乏的問題。

 

吸附塔處理的氫氣量為15000Nm3/h，熱介質(zhì)對應溫度為180℃的前提下，熱介質(zhì)流量改變與到達   溫度所需時刻。

 

(3)前端吸收塔吸收液組分的影響

 

氫氣中夾藏的氯化氫、氯硅烷***要被吸附柱在吸附柱下部，   脫附時需求吸收很多的熱量，脫附吸熱基本上等同于汽化熱，遠遠***于比熱。   進程中氯硅烷脫附所需熱量遠***于溫升所需熱量。

 

出產(chǎn)證明，活性炭吸附柱處理復原尾氣的才能遠遠小于處理氫化尾氣的量。***要原因在于，氫化尾氣處理體系中，氫氣進人活性炭吸附柱前，在吸收塔用氯硅烷進行噴淋時，氯硅烷中的四氯化硅含量居高，蒸發(fā)度小，氫氣中夾藏進人活性炭吸附塔的氯硅烷質(zhì)量也相應較小，活性炭   時易加熱，   充沛，處理才能也較***。而處理復原尾氣時，吸收塔的氯硅烷噴淋液中三氯氫硅、二氯二氫硅比嚴重，氫氣中夾藏多，形成活性炭   時加熱速率慢，在規(guī)則的時刻內(nèi)難以完結(jié)   進程，為確保氫氣吸附作用，只能降吸附塔的處理量，形成處理才能下降。經(jīng)過出產(chǎn)發(fā)現(xiàn)，復原尾氣吸附塔中氫氣夾藏氯硅烷的量較氫化尾氣高百分之六十，而對應吸附塔的處理才能較氫化尾氣下降百分之四十。

 

4活性炭吸附塔超負荷運轉(zhuǎn)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

 

當吸附柱長時間處于飽滿狀態(tài)下作業(yè)時，會使吸附柱的吸附才能下降，致使HCI對活性碳中的一些有害雜質(zhì)，如磷、硼、碳等元素分出，并經(jīng)過氫氣一起帶人復原出產(chǎn)體系中。一起經(jīng)過出產(chǎn)數(shù)據(jù)剖析證明，活性炭吸附塔的負荷較小，處理量在滿負荷的百分之八十以下時，氫氣處理量與多晶硅產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量是沒有相關(guān)性的；當活性炭吸附塔處理量過***，影響   作用時，氫氣處理量與多晶硅產(chǎn)品中的雜質(zhì)出現(xiàn)明顯相關(guān)性。進一步證明活性炭吸附塔有吸附氫氣中雜質(zhì)的才能，超負荷運轉(zhuǎn)直接影響多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量。

 

活性炭收購時，挑選適宜廠家及類型的活性炭，確保吸附功能；活性炭吸附塔在規(guī)劃階段，為確保   作用，應考慮恰當增***活性炭吸附塔換熱面積，提高熱介質(zhì)溫度；尾氣收回中，在吸收塔噴淋環(huán)節(jié)進量下降吸收液中的輕組分雜質(zhì)含量，較少吸附塔氯硅烷的帶人量；當復原尾氣中的氫氣處理氣量過***時，應添加吸附設備，防止影響多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量。