65- El separador de tipo ciclón multifactorial se utiliza en los proyectos de silicio polimérico para la recuperación y captura del polvo de silicio proveniente de los gases de escape de los reactores de tricloruro de silicio
Thread Content
Este mensaje fue editado por última vez por luoli519 el 2 de octubre de 2023, a las 15:05. En los últimos años, se han iniciado muchos proyectos relacionados con el silicio polimórfico en el país. Muchas empresas eligen la ruta del silicio triclorohidruro para producir silicio policlínico. Y muchas empresas se enfrentan al problema de que la tasa de recuperación del polvo de silicio es baja, mientras que su consumo supera los límites establecidos. De hecho, en la unidad de reacción para la síntesis de silicio triclorohidruro, el equipo de separación eficiente de gases y sólidos es el dispositivo clave que permite recuperar el polvo de silicio a partir de los gases de escape de la reacción, con el fin de reducir su consumo. El diseño de selección de este equipo está directamente relacionado con la tasa de captura y recuperación del polvo de silicio, así como con el consumo de dicho polvo. Respecto a los separadores eficientes de gas-sólido utilizados en proyectos similares, tanto a nivel nacional como internacional, en los últimos años: ¿cómo diseñar su estructura para garantizar un rendimiento óptimo? Por favor, discutámoslo todos juntos.
En los últimos años, en los proyectos de silicio polimórfico que utilizan la ruta del cloruro de silicio triclorado, tanto a nivel nacional como internacional, se han empleado reactores de lecho fluidizado para mejorar la eficiencia y la capacidad de producción. Sin embargo, en comparación con los reactores de lecho fijo tradicionales, los reactores de lecho fluidizado facilitan que el polvo de silicio se escape del reactor junto con los gases de escape. Por lo tanto, el separador gas-sólido para capturar y recuperar polvo de silicio de los gases de escape de la reacción se ha convertido en un punto de atención para los propietarios de las empresas y los responsables del proceso.
Muchos propietarios y diseñadores, tanto nacionales como internacionales, han adoptado una estructura integrada de reactor y separador gas-sólido, en la que se coloca una sección de torre en la parte superior de la zona de fase ligera del reactor. El área transversal de esta torre se calcula, según la experiencia, como 3 veces el área transversal de la zona de fase ligera del reactor, lo que permite un diseño sencillo. En la práctica, se observó que la eficiencia de captura de las partículas sólidas en los gases de escape es baja; esto aumenta la carga de trabajo en el sistema de lavado de los gases en la etapa posterior. Además, el costo del tratamiento posterior de las sustancias sólidas y líquidas no es bajo.
Los propietarios, los proveedores de los equipos necesarios para el proceso y los diseñadores también realizaron mejoras en la estructura que combina la torre simple con el reactor, utilizando separadores ciclónicos de tres etapas conectados en serie. El costo de los separadores ciclónicos de tercer nivel aumenta significativamente, pero la eficiencia general en la captura y recuperación del polvo de silicio tampoco alcanza el 90%.
En los últimos años, con la difusión de filtros resistentes a altas temperaturas como los fabricados en cerámica o con metales sinterizados, algunos propietarios y diseñadores optan por utilizar estos filtros en lugar de los separadores ciclónicos estándar de tres etapas. La ventaja es que la tasa de captura del polvo de silicio aumenta significativamente. La desventaja es que el polvo de silicio presente en el flujo de aire obstruye los filtros con demasiada rapidez, lo que obliga a realizar una regeneración frecuente. Por ello, es necesario contar con más equipos, además de programar sus operaciones y procesos de regeneración. Inversión alta y costos elevados de operación y mantenimiento.
En los últimos años, algunos proveedores extranjeros han utilizado separadores de tipo ciclón múltiple en las unidades de reacción de cloruro de silicio trihidrógeno, con el fin de capturar, recuperar y separar el polvo de silicio presente en los gases de escape. Estos separadores sirven para actualizar la tecnología, sustituyendo a los filtros y a los separadores de ciclón de tres etapas que se utilizaban anteriormente. La eficiencia en la captura, recuperación y separación del polvo de silicio ha aumentado significativamente, mientras que el costo ha disminuido. Los gases residuales tratados pueden ser enviados a los procesos posteriores de forma sencilla. Una línea de producción cuenta con un separador madre-hijo de ciclón multifactorial, que sustituye a los 3 ciclones convencionales y a varios filtros que se utilizaban anteriormente. Se necesita menos equipo, lo que reduce el espacio ocupado y las necesidades de tuberías. No es necesario contar con equipos de respaldo, ni reemplazar las piezas internas del equipo. Además, los costos de operación y mantenimiento son bajos.
La última edición de este post fue realizada por luoli519 el 25-12-2019 a las 15:23. Las empresas de diseño nacionales han comenzado a imitar este diseño de separador de tipo ciclón con múltiples factores. Aunque el nombre del dispositivo sigue siendo “filtro de gases de escape”, en realidad sus componentes internos ya no son filtros tradicionales que sirven para bloquear y separar los contaminantes. La imagen siguiente es un esquema del filtro de gases de escape de la unidad de reacción de tricloruro de silicio, en el marco de un proyecto de polisilicio encargado por un cliente a una empresa de ingeniería
La última edición de este mensaje fue realizada por luoli519 el 23-12-2016 a las 17:35. El propietario y el equipo de diseño buscaron una empresa en la región del Este de China para que fabricara y suministrara 8 equipos, uno para cada una de las 8 líneas de producción. No se sabe cómo se realizan los cálculos de diseño preciso para la separación dinámica. Después de operar durante un tiempo, el propietario informó que había acumulación de polvo de silicio en las vías de entrada de aire, lo que reducía la eficiencia de separación. El fabricante del equipo también recurrió a la empresa Novel para que realizara un diagnóstico y ofreciera soluciones.
La última edición de este mensaje fue realizada por luoli519 el 23-12-2016 a las 19:58. Los datos relacionados con las condiciones de operación del proyecto son los siguientes: 1. Nombre del medio: clorosilano, polvo de silicio, hidrógeno, cloruro de hidrógeno； 2. Flujo de gas: 3850 kg/h; 3. Densidad del gas: 2,868 kg/m³; 4. Viscosidad del medio: 0,027 mpa·s; 5. Masa molar del gas: 29,370; 6. Flujo de sólidos: 1 kg/h; 7. Densidad apilada de los sólidos: 1250 kg/m³; 8. Temperatura de operación: 450℃ ； 9. Presión de operación: 0,58 MPaG.
Requisitos técnicos: 1. Requisitos y eficiencia de separación: eliminación del 100% de las partículas de 10 μm en adelante； 2. Caída de presión máxima permitida: 0,03 MPaG; 3. Elasticidad de diseño: 25%-110%.
Respecto a las observaciones de los propietarios sobre la acumulación de polvo de silicio en las vías de entrada de aire de los separadores fabricados y suministrados por una fábrica en el este de China, todos pueden echar un vistazo a la estructura interna del separador proporcionada por el estudio de diseño. Se utiliza un componente interno de tipo de flujo reflectante, y esta elección de componente provoca la formación de acumulaciones de fase sólida en las zonas de baja velocidad de flujo. Como empresa especializada en tecnologías de separación dinámica, se debe informar a los propietarios y a los estudios de diseño sobre la elección de los componentes internos de separación de tipo axial con múltiples elementos de turbulencia, es decir, el modelo G54A.