一种定量加料方法

技术领域

本申请涉及多晶硅加工领域，尤其是一种定量加料方法。

背景技术

多晶硅，是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅，电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。

目前多晶硅行业冷氢化反应器加料都是一个大料仓下利用送料氢根据反应器压力，床层压差、温度来进行加料，每次加料会造成反应器温度和压差波动，转化率波动，硅粉计量不准确，不易保证生产平稳。因此，针对上述问题提出一种定量加料方法。

发明内容

在本实施例中提供了一种定量加料方法用于解决现有技术中反应器温度和压差波动，转化率波动，硅粉计量不准确，不易保证生产平稳的问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种定量加料方法，所述定量加料方法包括如下步骤：

(1)组建流态化仓泵，以氢气作为加料系统的输送动力，干燥硅粉为输送物料进行气力输送，在流态化仓泵内部实现物料的移动；

(2)建立后反馈自动控制系统，将自动控制设备与加料系统连接，利用控制设备调节，输送仓泵内压力、气体速度的基本恒定，掌控固体浓度、固体输送能力的变化趋势；

(3)均衡反应器温度和压差，采用后反馈自动控制系统，建立固体输送定量性的控制方案，通过调整各个电磁阀以及气体阀门的开度，实现了固体输送能力固体浓度的均衡；

(4)进行定量加料，将物料定量送入加料系统内，利用加料系统平衡反应器温度和压差波动，降低转化率的波动，提高硅粉计量的准确性；

(5)计量准确、平稳生产，利用加料系统内部的计量机构进行辅助，保证计量的准确程度，保证对硅粉的平稳生产，提高对硅粉的输送效率。

进一步地，所述步骤(1)中的流态化仓泵采用气体动力源(1)、气体管道(2)、流化气管(5)和气力输送仓泵(13)、流化床(14)组成。

进一步地，所述步骤(1)中气体动力源(1)与气体管道(2)连接，气体管道(2)通过流化气管(5)与流化床(14)底部连接，流化床(14)上安装有气力输送仓泵(13)，且气体管道(2)顶部分别连接有背压气管(8)和推料气管(9)，所述背压气管(8)与气力输送仓泵顶部(13)连接，推料气管(9)与输送母管(17)连接。

进一步地，所述步骤(1)中气力输送仓泵(13)内部安装有固体出料口(15)，固体出料口(15)与输送母管(17)一端连接，输送母管(17)另一端与反应器(21)连接。

进一步地，所述步骤(2)中利用控制设备调节气体动力源(1)的输出功率，实现输送仓泵内压力、气体速度的调节和校准，降低仓泵内部的压力和速度与输送标准的差值，重复调节3-5次。

进一步地，所述步骤(3)中电磁阀以及气体阀门包括流化气管控制电磁阀(4)、背压气管控制电磁阀(7)、推料气管控制电磁阀(11)、进料口阀门(12)和固体出料口电磁阀(16)。

进一步地，所述步骤(4)中对输送前硅粉的重量进行称量，反复核对2-4次，进行后续的定量加料。

进一步地，所述步骤(4)中加料系统中的超声波测试平台(18)、静差传感器(19)和压差传感器(20)与数据采集/控制卡(23)、电子计算机(24)电性连接，可在硅粉输送时进行辅助监测。

进一步地，所述步骤(5)中的计量机构包括流化气流量计(3)、背压气流量计(6)和推料气流量计(10)，其中流化气流量计(3)安装在流化气管(5)上，背压气流量计(6)和推料气流量计(10)分别安装在背压气管(8)和推料气管(9)上。

进一步地，所述步骤(5)中利用加料系统中的称重传感器(22)可对进入反应器(21)内部的硅粉重量进行监测，便于核验输送中硅粉的重量差值，以保证硅粉的平稳输送和生产。

通过本申请上述实施例，采用了组建流态化仓泵、建立后反馈自动控制系统和均衡反应器温度和压差等，解决了反应器温度和压差波动，转化率波动，硅粉计量不准确，不易保证生产平稳的问题，取得了稳定反应器的温度和压差波动，降低转化率波动，提高硅粉计量的准确性，建立了固体输送定量性的控制方案，通过调整各气体阀门的开度，实现了固体输送能力固体浓度的均衡性，大大扩展了固体输送稳定段范围的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请流程图；

图2为本申请加料系统整体结构示意图。

图中：1、气体动力源；2、气体管道；3、流化气流量计；4、流化气管控制电磁阀；5、流化气管；6、背压气流量计；7、背压气管控制电磁阀；8、背压气管；9、推料气管；10、推料气流量计；11、推料气管控制电磁阀；12、进料口阀门；13、气力输送仓泵；14、流化床；15、固体出料口；16、固体出料口电磁阀；17、输送母管；18、超声波测试平台；19、静差传感器；20、压差传感器；21、反应器；22、称重传感器；23、数据采集/控制卡；24、电子计算机。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例1

请参阅图1所示，一种定量加料方法，所述定量加料方法包括如下步骤：

(1)组建流态化仓泵，以氢气作为加料系统的输送动力，干燥硅粉为输送物料进行气力输送，在流态化仓泵内部实现物料的移动；

(2)建立后反馈自动控制系统，将自动控制设备与加料系统连接，利用控制设备调节，输送仓泵内压力、气体速度的基本恒定，掌控固体浓度、固体输送能力的变化趋势；

(3)均衡反应器温度和压差，采用后反馈自动控制系统，建立固体输送定量性的控制方案，通过调整各个电磁阀以及气体阀门的开度，实现了固体输送能力固体浓度的均衡；

(4)进行定量加料，将物料定量送入加料系统内，利用加料系统平衡反应器温度和压差波动，降低转化率的波动，提高硅粉计量的准确性；

(5)计量准确、平稳生产，利用加料系统内部的计量机构进行辅助，保证计量的准确程度，保证对硅粉的平稳生产，提高对硅粉的输送效率。

进一步地，所述步骤(1)中的流态化仓泵采用气体动力源(1)、气体管道(2)、流化气管(5)和气力输送仓泵(13)、流化床(14)组成。

进一步地，所述步骤(1)中气体动力源(1)与气体管道(2)连接，气体管道(2)通过流化气管(5)与流化床(14)底部连接，流化床(14)上安装有气力输送仓泵(13)，且气体管道(2)顶部分别连接有背压气管(8)和推料气管(9)，所述背压气管(8)与气力输送仓泵顶部(13)连接，推料气管(9)与输送母管(17)连接。

进一步地，所述步骤(1)中气力输送仓泵(13)内部安装有固体出料口(15)，固体出料口(15)与输送母管(17)一端连接，输送母管(17)另一端与反应器(21)连接。

进一步地，所述步骤(2)中利用控制设备调节气体动力源(1)的输出功率，实现输送仓泵内压力、气体速度的调节和校准，降低仓泵内部的压力和速度与输送标准的差值，重复调节3次。

进一步地，所述步骤(3)中电磁阀以及气体阀门包括流化气管控制电磁阀(4)、背压气管控制电磁阀(7)、推料气管控制电磁阀(11)、进料口阀门(12)和固体出料口电磁阀(16)。

进一步地，所述步骤(4)中对输送前硅粉的重量进行称量，反复核对2次，进行后续的定量加料。

进一步地，所述步骤(4)中加料系统中的超声波测试平台(18)、静差传感器(19)和压差传感器(20)与数据采集/控制卡(23)、电子计算机(24)电性连接，可在硅粉输送时进行辅助监测。

进一步地，所述步骤(5)中的计量机构包括流化气流量计(3)、背压气流量计(6)和推料气流量计(10)，其中流化气流量计(3)安装在流化气管(5)上，背压气流量计(6)和推料气流量计(10)分别安装在背压气管(8)和推料气管(9)上。

进一步地，所述步骤(5)中利用加料系统中的称重传感器(22)可对进入反应器(21)内部的硅粉重量进行监测，便于核验输送中硅粉的重量差值，以保证硅粉的平稳输送和生产。

上述方法适用于处理输送硅粉重量较少、输送时间较短的定量加料方法。

实施例2

请参阅图1所示，一种定量加料方法，所述定量加料方法包括如下步骤：

(1)组建流态化仓泵，以氢气作为加料系统的输送动力，干燥硅粉为输送物料进行气力输送，在流态化仓泵内部实现物料的移动；

(2)建立后反馈自动控制系统，将自动控制设备与加料系统连接，利用控制设备调节，输送仓泵内压力、气体速度的基本恒定，掌控固体浓度、固体输送能力的变化趋势；

(3)均衡反应器温度和压差，采用后反馈自动控制系统，建立固体输送定量性的控制方案，通过调整各个电磁阀以及气体阀门的开度，实现了固体输送能力固体浓度的均衡；

(4)进行定量加料，将物料定量送入加料系统内，利用加料系统平衡反应器温度和压差波动，降低转化率的波动，提高硅粉计量的准确性；

(5)计量准确、平稳生产，利用加料系统内部的计量机构进行辅助，保证计量的准确程度，保证对硅粉的平稳生产，提高对硅粉的输送效率。

进一步地，所述步骤(1)中的流态化仓泵采用气体动力源(1)、气体管道(2)、流化气管(5)和气力输送仓泵(13)、流化床(14)组成。

进一步地，所述步骤(1)中气体动力源(1)与气体管道(2)连接，气体管道(2)通过流化气管(5)与流化床(14)底部连接，流化床(14)上安装有气力输送仓泵(13)，且气体管道(2)顶部分别连接有背压气管(8)和推料气管(9)，所述背压气管(8)与气力输送仓泵顶部(13)连接，推料气管(9)与输送母管(17)连接。

进一步地，所述步骤(1)中气力输送仓泵(13)内部安装有固体出料口(15)，固体出料口(15)与输送母管(17)一端连接，输送母管(17)另一端与反应器(21)连接。

进一步地，所述步骤(2)中利用控制设备调节气体动力源(1)的输出功率，实现输送仓泵内压力、气体速度的调节和校准，降低仓泵内部的压力和速度与输送标准的差值，重复调节5次。

进一步地，所述步骤(3)中电磁阀以及气体阀门包括流化气管控制电磁阀(4)、背压气管控制电磁阀(7)、推料气管控制电磁阀(11)、进料口阀门(12)和固体出料口电磁阀(16)。

进一步地，所述步骤(4)中对输送前硅粉的重量进行称量，反复核对4次，进行后续的定量加料。

进一步地，所述步骤(4)中加料系统中的超声波测试平台(18)、静差传感器(19)和压差传感器(20)与数据采集/控制卡(23)、电子计算机(24)电性连接，可在硅粉输送时进行辅助监测。

进一步地，所述步骤(5)中的计量机构包括流化气流量计(3)、背压气流量计(6)和推料气流量计(10)，其中流化气流量计(3)安装在流化气管(5)上，背压气流量计(6)和推料气流量计(10)分别安装在背压气管(8)和推料气管(9)上。

进一步地，所述步骤(5)中利用加料系统中的称重传感器(22)可对进入反应器(21)内部的硅粉重量进行监测，便于核验输送中硅粉的重量差值，以保证硅粉的平稳输送和生产。

上述方法适用于处理输送硅粉重量较多、输送时间较长的定量加料方法。

本申请的有益之处在于：

通过加料系统进行定量加料，稳定反应器的温度和压差波动，降低转化率波动，提高硅粉计量的准确性，建立了固体输送定量性的控制方案，通过调整各气体阀门的开度，实现了固体输送能力固体浓度的均衡性，大大扩展了固体输送稳定段范围。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。