65- جهاز الفصل الأم والطفل الدوامي متعدد العوامل يُستخدم في مشاريع السيليكون المتعدد البلورات لاسترجاع مسحوق السيليكون من الغازات الخارجة من مفاعلات رباعي كلوريد السيليكون
Thread Content
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2 أكتوبر 2023 الساعة 15:05، حيث تم إطلاق العديد من مشاريع السيليكون البلوري في البلاد في السنوات الأخيرة. تختار العديد من الشركات استخدام طريقة ثلاثي كلوروهيدروسيليكون لإنتاج السيليكون المتعدد البلورات. وتواجه العديد من الشركات مشكلة انخفاض معدل استرداد مسحوق السيليكون، بالإضافة إلى تجاوز الاستهلاك المسموح به له. في الواقع، في وحدة تفاعل تصنيع ثلاثي كلوريد السيليكون، يُعتبر جهاز الفصل الفعال بين الغازات والمواد الصلبة هو الجهاز الأساسي الذي يساعد على استخلاص مسحوق السيليكون من غازات المخرجات الناتجة عن التفاعل، وبالتالي تقليل استهلاك مسحوق السيليكون. يؤثر تصميم اختيار هذه الأجهزة بشكل مباشر على معدل استرداد مسحوق السيليكون ومستوى استهلاكه. بخصوص أجهزة الفصل الفعالة بين الغاز والصلب التي تم استخدامها في المشاريع المماثلة محليًا ودوليًا في السنوات الأخيرة، كيف يمكن تصميم هيكلها لضمان أداء ممتاز؟ لنناقش ذلك معًا.
في السنوات الأخيرة، استخدمت المشاريع المتعلقة بالسيليكون المتعدد البلورات في الداخل والخارج مسار ثلاثي كلوريد السيليكون، حيث تم استخدام مفاعلات السرير السائل لزيادة كفاءة الإنتاج والطاقة الإنتاجية. لكن، مقارنةً بالمفاعلات ذات السرير الثابت التقليدية، فإن المفاعلات ذات السرير المتدفق تسمح بشكل أسهل بهروب مسحوق السيليكون مع الغازات الناتجة عن التفاعل خارج المفاعل. لذلك، أصبح جهاز الفصل بين الغازات والمواد الصلبة الذي يُستخدم لاستخلاص مسحوق السيليكون من غازات التفاعل، موضوع اهتمام أصحاب الشركات ومطوري عمليات الإنتاج.
لقد استخدم العديد من المالكين والمصممين، سواء في الداخل أو الخارج، تركيبة متكاملة تجمع بين المفاعل وجهاز فصل الغاز عن الصلب، حيث يتم تركيب قسم من البرج فوق منطقة الطور الخفيف في المفاعل. ويتم تحديد مساحة مقطع البرج بناءً على التجربة، بحيث تكون ثلاثة أضعاف مساحة مقطع منطقة الطور الخفيف في المفاعل، وهو ترتيب بسيط. أظهر التشغيل الفعلي أن كفاءة التقاط المرحلة الصلبة في الغازات العادمة منخفضة، مما يزيد من عبء تشغيل غسيل الطور الغازي في المرحلة اللاحقة، كما أن تكلفة المعالجة اللاحقة للمرحلتين الصلبة والسائلة ليست منخفضة.
قام المالك ومزود حزمة التكنولوجيا والجهة المصممة أيضًا بتحسين هيكل البرج والمفاعل المدمج، واعتمدوا استخدام ثلاثة فواصل دوامية قياسية متسلسلة. تزداد تكلفة مفصول الدوامات من المستوى الثالث بشكل ملحوظ، لكن الكفاءة الإجمالية لالتقاط واسترداد مسحوق السيليكون لا تتجاوز 90%.
في السنوات الأخيرة، مع انتشار فلاتر الترشيح المقاومة لدرجات الحرارة العالية مثل الخزف وفلاتر الترشيح المصنوعة من المعادن الملبدة، بدأ بعض أصحاب المشاريع والمصممين في استخدام هذه الفلاتر بدلاً من أجهزة الفصل بالدوامات ذات المعايير الثلاثية. الميزة هي أن معدل امتصاص مسحوق السيليكون يزداد بشكل ملحوظ. العيب هو أن مسحوق السيليكون الموجود في تيار الهواء يتسبب في انسداد فلاتر التصفية بسرعة كبيرة، مما يستلزم إعادة تشغيل الفلاتر بشكل متكرر، وبالتالي الحاجة إلى زيادة عدد الأجهزة، بالإضافة إلى الحاجة إلى برمجة عمليات التشغيل وإعادة التشغيل. الاستثمارات كبيرة، وتكاليف التشغيل والصيانة مرتفعة.
في السنوات الأخيرة، استخدمت بعض الشركات الأجنبية مجموعات تقنية في وحدات تفاعل ثلاثي كلوريد السيليكون، لاستخلاص وفصل مسحوق السيليكون الموجود في الغازات الناتجة عن التفاعل. وقد تم استخدام أجهزة فصل دوارة متعددة العوامل في هذه الأجهزة، وذلك لتحسين الأداء التقني، بدلاً من استخدام المرشحات وأجهزة الفصل الدوارة التقليدية ذات الثلاث مراحل. تحسنت كفاءة التقاط واسترجاع وفصل مسحوق السيليكون بشكل كبير، بينما انخفضت التكلفة. كما أن الغازات الناتجة عن المعالجة يمكن توجيهها إلى المراحل التالية للمعالجة، مما يجعل الأمر أكثر سهولة. خط إنتاج واحد مزود بجهاز فصل دوّار متعدد العوامل من النوع الأم والطفل، يحل محل 3 أجهزة فصل دوّارة قياسية وأجهزة تصفية متعددة سابقاً؛ حيث يقل عدد المعدات المطلوبة، ويقل استهلاك المساحة والتوصيلات الأنبوبية، ولا حاجة لوجود آلات احتياطية أو استبدال الأجزاء الداخلية، كما أن تكاليف التشغيل والصيانة منخفضة.
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 25-12-2019 الساعة 15:23. بدأت الشركات المحلية المتخصصة في التصميم في تقليد تصميم هذا الجهاز ذو الفصل المتعدد العوامل، وعلى الرغم من أن اسم الجهاز لا يزال “مرشح الغازات الناتجة عن الاحتراق”， إلا أن المكونات الداخلية للجهاز لم تعد من نوع المرشحات التقليدية التي تعمل على حجب وفصل المواد. الشكل أدناه هو رسم تخطيطي لمرشح الغازات الخارجة من وحدة تفاعل ثلاثي كلوريد السيليسان في مشروع البولي سيليكون التابع لأحد الملاك، والذي تعاقدت على تنفيذه شركة هندسية بشكل شامل:
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2016-12-23 الساعة 17:35، حيث قام المالك والجهة المصممة بالبحث عن شركة في منطقة شرق الصين لتصنيع 8 أجهزة لهم، وجهاز واحد لكل خط إنتاج من أصل 8 خطوط. لا يُعرف كيفية إجراء الحسابات الدقيقة لتصميم الفصل الديناميكي. بعد التشغيل لفترة من الوقت، أفاد المالك بوجود تراكم لمسحوق السيليكون في مسار تدفق الهواء، مما أدى إلى انخفاض كفاءة الفصل. وقد لجأ مصنعو المعدات أيضًا إلى شركة Novel لتقديم التشخيص والحلول لهم.
تم تعديل هذا المنشور آخر مرة بواسطة luoli519 في تاريخ 2016-12-23 الساعة 19:58. بيانات حالة تشغيل المشروع كالتالي: 1. اسم المادة: كلوروسيلان، مسحوق السيليكون، الهيدروجين، كلوريد الهيدروجين； 2. معدل تدفق الغاز: 3850 كجم/ساعة؛
3. كثافة الغاز: 2.868 كجم/م³؛
4. لزوجة الوسط: 0.027 ميجا باسكال·ثانية؛
5. الكتلة المولية للغاز: 29.370؛
6. معدل تدفق المواد الصلبة: 1 كجم/ساعة؛
7. الكثافة الظاهرية للمواد الصلبة: 1250 كجم/م³؛
8. درجة الحرارة أثناء التشغيل: 450℃ ； 9. ضغط التشغيل: 0.58 ميجا باسكال جوي.
3. كثافة الغاز: 2.868 كجم/م³؛
4. لزوجة الوسط: 0.027 ميجا باسكال·ثانية؛
5. الكتلة المولية للغاز: 29.370؛
6. معدل تدفق المواد الصلبة: 1 كجم/ساعة؛
7. الكثافة الظاهرية للمواد الصلبة: 1250 كجم/م³؛
8. درجة الحرارة أثناء التشغيل: 450℃ ； 9. ضغط التشغيل: 0.58 ميجا باسكال جوي.
المتطلبات الفنية هي: 1. متطلبات الفصل والكفاءة: إزالة بنسبة 100% للجسيمات التي حجمها 10 ميكرومتر فأكثر； 2. الانخفاض الأقصى المسموح به في الضغط: 0.03 ميجا باسكال؛ 3. المرونة التصميمية: 25% - 110%.
بخصوص ملاحظات المالكين بشأن تراكم مسحوق السيليكون في مجرى الهواء الداخلي لأجهزة الفصل التي ينتجها ويوردها أحد المصانع في شرق الصين، يمكن للجميع مراجعة تصميم المكونات الداخلية لأجهزة الفصل الذي قدمته مؤسسة التصميم؛ فهي تستخدم مكونات داخلية من نوع التدفق الانعكاسي، واختيار هذا النوع من المكونات يؤدي إلى تراكم المواد الصلبة في المناطق ذات سرعة التدفق المنخفضة. بصفتنا شركة متخصصة في تقنيات الفصل الديناميكي، يجب علينا إبلاغ المالكين ومكاتب التصميم بضرورة اختيار قطع الفصل الداخلية من نوع التوربينات ذات المحور الدوار المتعددة العوامل، أي النوع G54A.