65- O separador de tipo ciclônico multifatorial é utilizado nos projetos de silício polimérico para a recuperação e coleta do pó de silício presente nos gases de escape dos reatores de tricloro-hidrogênio de silício
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Este tópico foi editado pela última vez por luoli519 em 2023-10-2 às 15:05. Nos últimos anos, foram iniciados vários projetos de silício polimórfico no país. Muitas empresas optam por utilizar o método do tricloro-silício-hidreto para produzir silício policlínico. Muitas empresas enfrentam o problema de uma baixa taxa de recuperação do pó de silício, além do consumo excessivo desse material. Na verdade, na unidade de reação de síntese de silício triclorohídrico, o equipamento de separação eficiente entre gás e sólidos é o dispositivo fundamental para capturar e recuperar o pó de silício dos gases de escape da reação, reduzindo assim o consumo desse material. O projeto de seleção do equipamento está diretamente relacionado à taxa de recuperação do pó de silício e ao consumo desse mesmo pó. Quanto aos separadores eficientes de gás e sólidos utilizados em projetos semelhantes, tanto no país quanto no exterior, nos últimos anos, como é possível projetar sua estrutura para garantir um desempenho excelente? Vamos discutir todos juntos.
Nos últimos anos, nos projetos de silício polimérico que utilizam o processo de triclorossilano, tanto no país quanto no exterior, são frequentemente empregados reatores de leito fluidizado para aumentar a eficiência e a capacidade de produção. No entanto, em comparação com os reatores de leito fixo tradicionais, os reatores de leito fluidizado permitem que o pó de silício escape do reator junto com os gases de escape. Portanto, o separador gasoso-sólido para a coleta e recuperação de pó de silício dos gases de escape da reação tornou-se um ponto de atenção para os proprietários das empresas e para os responsáveis pelo processo.
Muitos proprietários e projetistas, tanto no país quanto no exterior, já adotaram uma estrutura integrada de reator e separador gasoso-sólido, com um tanque instalado acima da região de fase leve do reator. A área de seção transversal desse tanque é, por experiência, 3 vezes maior que a área de seção transversal da região de fase leve do reator, o que torna a configuração simples. Na prática, verificou-se que a eficiência de captura da fase sólida nos gases de escape é baixa, o que aumenta a carga de trabalho no processo de lavagem dos gases na etapa seguinte. Além disso, o custo do tratamento posterior da fase sólida também é elevado.
Os proprietários, os fornecedores dos pacotes de processo e os projetistas também realizaram melhorias na estrutura que combina a torre simples com o reator, utilizando separadores ciclônicos de três estágios conectados em série. O custo do separador de ciclone de terceiro nível aumenta significativamente, mas a eficiência geral de captura e recuperação do pó de silício também fica abaixo de 90%.
Nos últimos anos, com a popularização de filtros resistentes a altas temperaturas, como os feitos de cerâmica e metais sinterizados, alguns proprietários e projetistas preferem usar esses filtros em vez dos separadores ciclônicos de padrão triplamente eficazes. A vantagem é que a taxa de captura do pó de silício aumenta significativamente. A desvantagem é que o pó de silício presente no fluxo de ar obstrui os filtros com muita rapidez, exigindo uma regeneração frequente. Isso faz com que seja necessário adicionar mais equipamentos, além de programar os processos de operação e regeneração. Investimento alto, custos de operação e manutenção elevados.
Nos últimos anos, foram desenvolvidos pacotes tecnológicos estrangeiros para a captura, recuperação e separação do pó de silício presente nos gases de escape da unidade de reação de triclorossilano, utilizando separadores de tipo ciclônico com vários fatores de separação. Esses dispositivos são utilizados para atualizar a tecnologia, substituindo os filtros e os separadores ciclônicos convencionais de três estágios. A eficiência de captura, recuperação e separação do pó de silício aumentou significativamente, enquanto o custo diminuiu. Os gases residuais após o tratamento podem ser encaminhados para processos subsequentes, o que é muito prático. Uma linha de produção possui um separador de tipo ciclônico multifatorial, que substitui os 3 separadores ciclônicos padrão e vários filtros existentes. Há menos equipamentos necessários, o que reduz o espaço ocupado e as necessidades de tubulações. Não é preciso ter equipamentos de reserva, nem trocar peças internas. Além disso, os custos de operação e manutenção são baixos.
Este tópico foi editado pela última vez por luoli519 em 2019-12-25, às 15:23. As empresas de design locais começaram a adotar o design desse separador de tipo ciclônico com vários fatores para a separação de componentes. Embora o nome do equipamento continue sendo “filtro de gases de escape”, na verdade, seu componente interno já não é mais um elemento de filtragem que serve para bloquear e separar os componentes. A figura abaixo é um esquema simplificado do filtro de gases de escape da unidade de reação de tricloreto de silício, em um projeto de polissilício, contratado por uma empresa de engenharia para um determinado cliente:
Este tópico foi editado pela última vez por luoli519 em 23/12/2016, às 17:35. O proprietário e o responsável pelo projeto procuraram uma empresa na região de Huadong para que fabricasse e fornecesse 8 equipamentos para eles, um para cada linha de produção. Não se sabe como são realizados os cálculos precisos para o projeto da separação dinâmica. Após algum tempo de operação, o proprietário informou que havia acúmulo de pó de silício nas vias de entrada de ar, o que reduziu a eficiência da separação. A fabricante do equipamento também procurou a Novel para que esta fizesse o diagnóstico e fornecesse soluções.
Este tópico foi editado pela última vez por luoli519 em 23/12/2016, às 19:58. Os dados relativos às condições de operação do projeto são os seguintes: 1. Nome do meio: clorosilano, pó de silício, hidrogênio, clorídrico de hidrogênio； 2. Vazão de gás: 3850 kg/h; 3. Densidade do gás: 2,868 kg/m³; 4. Viscosidade do meio: 0,027 mpa·s; 5. Massa molar do gás: 29,370; 6. Vazão de sólidos: 1 kg/h; 7. Densidade aparente dos sólidos: 1250 kg/m³; 8. Temperatura de operação: 450℃ ； 9. Pressão de operação: 0,58 MPaG.
Requisitos técnicos: 1. Requisitos e eficiência de separação: remoção de 100% de partículas com tamanho acima de 10μm； 2. Queda máxima de pressão permitida: 0,03 MPaG; 3. Elasticidade de projeto: 25%-110%.
Quanto aos comentários dos proprietários sobre a ocorrência de acúmulo de pó de silício nas vias de entrada de ar dos separadores fabricados e fornecidos por uma fábrica no leste da China, todos podem dar outra olhada na estrutura interna do separador apresentada pelo escritório de projetos. É utilizada uma estrutura interna do tipo de fluxo refletido, e essa escolha faz com que se forme um acúmulo de fase sólida nas áreas de baixa velocidade do fluxo. Como empresa especializada em tecnologias de separação dinâmica, é necessário informar os proprietários e os escritórios de projeto sobre a escolha do componente interno de separação de múltiplos fatores do tipo axial, ou seja, o modelo G54A.