卧式螺带干燥机用于多晶硅渣浆的干燥过程研究

刘佳　贾坤　潘琳

摘要：为了更好地为多晶硅的生产服务，我们对卧式螺带干燥机用于多晶硅渣浆的干燥过程进行研究，在分析研究卧式螺带干燥机结构特点以及多晶硅相关知识的基础上，对多晶硅渣浆的干燥过程进行探讨研究。

关键词：卧式螺带干燥机；多晶硅渣浆；干燥过程

多晶硅是电子产业和太阳能产业的基础性材料，是硅产业中非常重要的中间型产品，对我国的国民经济发展有着非常重要的作用。目前，我国的多晶硅产业发展较快，在国际上也占到了一定的优势；但是，随之而来的是众多的多晶硅生产技术问题、环境问题等，尤其是在多晶硅渣浆的处理上存在重大纰漏，对此本文对多晶硅渣浆的干燥过程进行着重研究。

1 多晶硅渣浆的处理方法概述

相关调查研究表明，目前我国对于多晶硅渣浆的处理方式多采用碱水解、干燥、萃取等方式进行处理。水解法是将其内部的液体部分压出，汽化后用酸溶液洗涤、盐溶液中和的处理方式，该法可实现废液的完全处理，但只能减少多晶硅渣浆的排放量且成本较高；干燥法是利用干燥机对其进行加热，回收氯硅烷的过程，该法可以有效的减轻固体物的危险性，但固体物的进一步处理存在难度；相比之下，萃取法减轻了多晶硅渣浆的后续处理程序，但是此法没有得到广发应用，因此其效果无法进一步评估。

2 多晶硅的干燥及其干燥设备

干燥是指利用热能将固体或液态材料中的液体蒸发掉，从而获得固体产品的过程。多晶硅的干燥分为三个基本环节：第一，使得材料中的水分受热变为气态并蒸发；第二，蒸发出的蒸汽经物体内部向介质移动；第三，水分在材料内部向外部转移。

干燥设备是指用于干燥相关材料的干燥机器。干燥设备因干燥材料的不同分类广泛，虽然其总体目的一致，但没有一个合理有效的分类方式，在具体的干燥过程中只能根据实际情况进行分析。在本次研究中，我们使用卧式螺带干燥机对多晶硅渣浆进行干燥。

3 卧式螺带干燥机对多晶硅渣浆的干燥流程

3.1 多晶硅渣浆的进料

在见习操作结束之后，利用搅拌器将储藏在储存罐内的多晶硅渣浆进行搅拌，本环节需要注意的是控制好进料量，并留取一定量的渣浆进行后续的测量需要。

3.2 多晶硅渣浆的干燥

启动卧式螺带干燥机，待机器正常工作后打开饱和蒸汽口，根据进料的质量设定卧式螺带干燥机的工作时间以及干燥过程中所需要达到的温度。

3.3 后续产物的处理和处理结果的分析

在干燥结束后，测量多晶硅渣的质量和密度，与理论计算结果进行比对分析，找出潜在的干燥过程中面临的问题。对残存的固体渣物质目前没有合理有效的处理方式，虽然其经过干燥后危险程度较高，但是它的后续处理也是一项亟待解决的重要问题。

3.4 多晶硅渣浆的干燥流程示意图

4 卧式螺带干燥机对多晶硅渣浆的干燥时需要注意的问题

4.1 干燥过程中的传热机制

在搅拌过程中，容器内的物料不断轴向运动，其传热面积不断增加，提高了传热的效率；在干燥机器工作过程中，多晶硅渣浆的粘稠度会随着液体成份的不断蒸发而不断加大，此时渣浆很容易附着在机器内壁上，降低了传热过程的进行，面对此项问题，我们可以采用双螺带的搅拌器对多晶硅渣浆进行搅拌。

4.2 干燥过程中的传热计算方法

假设干燥过程所需要的热量为Q1，干燥机器在特定时间内所能提供的热量为Q2，如果后者大于前者，才能保证干燥过程的顺利进行。如若时间是特定的，那么传热量的计算方法为：Q总=KA△tm，其中K表示传热系数，A表示传热面积，△tm表示平均温差。

4.3 多晶硅渣浆的处理方向

众所周知，我们处理多晶硅渣浆的最终目的是实现资源的合理利用和最终渣浆的安全性。我们对其进行干燥处理就是为了处理掉渣浆内部的氯硅烷，同时为进一步回收利用渣浆中的有效物质提供准备。

5 小结

通过本研究，我们对多晶硅以及干燥设备进行了深度的探讨，并就卧式螺带干燥机用于多晶硅渣浆的干燥过程进行了研究分析，提出了多晶硅渣浆干燥过程中仍需要改进和注意的几个问题，为多晶硅渣浆的进一步有效处理提供了必要的依据和技术支持。