一种用于多晶硅生产中过滤器的置换方法及置换系统

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种用于多晶硅生产中过滤器的置换方法及置换系统。

背景技术

在多晶硅的生产过程中会产生含有二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅等多种氯硅烷的混合液。混合液中常混杂有硅粉、高沸物、硅胶、金属化合物等固相物，因此需要使用过滤器将固相物与混合液分离。过滤器长时间使用后，需要作业人员进入过滤器内部进行清理；但是过滤器内部会残留氯硅烷气体，容易导致作业人员中毒，并且容易引发着火、闪爆等事故。

目前通常采用向过滤器内通入常温氮气的方式，对过滤器内残留的氯硅烷气体进行置换。但是过滤器内可能会残留部分氯硅烷混合液，只通入常温氮气无法清除氯硅烷混合液；氯硅烷混合液在环境气温比较高时，与空气接触，将产生大量氯硅烷挥发性气体，从而对作业人员进入过滤器内工作造成安全隐患。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明提供一种用于多晶硅生产中过滤器的置换方法及置换系统。

本发明提供如下技术方案：

一种用于多晶硅生产中过滤器的置换方法，包括以下步骤：

S1：向过滤器内持续通入高温氮气，使所述过滤器内的混合液受热蒸发，并向收集罐内排放所述过滤器内的气体；

S2：待所述过滤器内的所述混合液蒸发，并且所述过滤器内的气体被所述高温氮气置换后，向所述过滤器内持续通入低温氮气；

S3：当所述过滤器内的温度降至室温时，停止向所述过滤器内通入所述低温氮气，并断开所述过滤器与所述收集罐的连接；所述过滤器对空泄压至常压。

在一种可能的实施方式中，所述步骤S1之前还包括，在所述过滤器远离所述收集罐的一侧连接加热器，所述加热器用于向所述过滤器内部提供所述高温氮气。

在一种可能的实施方式中，所述步骤S1还包括，待所述加热器出口处的压力大于所述过滤器内部的压力后，再将所述高温氮气通入所述过滤器内。

在一种可能的实施方式中，所述加热器将所述高温氮气的温度加热至65℃-80℃之间。

在一种可能的实施方式中，所述步骤S1还包括，控制所述过滤器内的升温速度为10℃/分钟，控制所述过滤器内的最高温度不超过80℃。

在一种可能的实施方式中，所述步骤S2还包括，逐渐减低通入所述过滤器内所述低温氮气的温度。

在一种可能的实施方式中，所述步骤S3之后还包括，向所述过滤器内持续通入常温氮气，以置换所述过滤器内的空气；待所述过滤器内的所述空气被所述常温氮气置换后，停止向所述过滤器内通入所述常温氮气，并将所述过滤器泄压至微正压。

第二方面，本发明还提供了一种置换系统，所述置换系统包括依次连接的氮气管网、加热器、过滤器及收集罐；所述氮气管网用于向所述加热器提供氮气；所述加热器用于加热所述氮气，以向所述过滤器内部持续通入高温氮气；所述过滤器用于过滤混合液中的固相物；所述收集罐用于储存所述混合液和混合气体。

在一种可能的实施方式中，所述加热器包括本体和加热元件；所述加热元件的一端设于所述本体内，所述加热元件用于加热所述本体内的所述氮气。

在一种可能的实施方式中，所述本体上分别设有第一进口和第一出口，所述过滤器上分别设有第二进口和第二出口；所述第一进口与所述氮气管网连接，所述第一出口与所述第二进口连接，所述第二出口与所述收集罐连接。

相比现有技术，本发明的有益效果：

本申请实施例提供的用于多晶硅生产中过滤器的置换方法，通过向过滤器内持续通入高温氮气，高温氮气能够使过滤器内的温度升高，进而使过滤器内残留的氯硅烷混合液蒸发成氯硅烷混合气体；并且高温氮气还能够促使氯硅烷混合气体流入收集罐内。待过滤器内的氯硅烷混合液彻底蒸发，并且过滤器内的氯硅烷混合气体被高温氮气完全置换后，再向过滤器内持续通入低温氮气，以对过滤器的内部进行降温。过滤器内的温度降至室温时，停止向过滤器内通入低温氮气，并断开过滤器与收集罐的连接；过滤器对空泄压至常压。本申请提供的用于多晶硅生产中过滤器的置换方法能够有效去除过滤器内部残留的氯硅烷混合液以及氯硅烷混合气体，从而降低作业人员进入过滤器内部工作时的风险。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明一实施例用于多晶硅生产中过滤器的置换方法的流程示意图；

图2示出了本发明一实施例置换系统的示意图；

图3示出了本发明一实施例加热器的结构示意图；

图4示出了本发明一实施例过滤器的结构示意图。

主要元件符号说明：

100-氮气管网；200-加热器；210-本体；211-第一进口；212-第一出口；220-加热元件；300-过滤器；310-第二进口；320-第二出口；400-收集罐。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1至图2，本发明一实施方式提供一种用于多晶硅生产中过滤器的置换方法。所述用于多晶硅生产中过滤器的置换方法用于清除过滤器300内的氯硅烷混合液，以及氯硅烷混合气体。

所述用于多晶硅生产中过滤器的置换方法包括以下步骤：

S1：向过滤器300内持续通入高温氮气，使所述过滤器300内的混合液受热蒸发，并向收集罐400内排放所述过滤器300内的气体。

所述步骤S1之前还包括，将所述过滤器300内的所述氯硅烷混合液以及所述氯硅烷混合气体排入所述收集罐400内；待所述过滤器300排放完毕后，在所述过滤器300远离所述收集罐400的一侧连接加热器200；向所述加热器200内持续通入氮气，所述氮气在所述加热器200内被加热成所述高温氮气。

所述过滤器300用于过滤所述氯硅烷混合液中的固相物，所述过滤器300过滤完毕后，操作人员先将所述过滤器300内大量的所述氯硅烷混合液和氯硅烷混合气体排入所述收集罐400内；但是此时，所述过滤器300内部仍不可避免地残留有部分所述氯硅烷混合液和氯硅烷混合气体；所述用于多晶硅生产中过滤器的置换方法能够清除所述过滤器300内残留的所述氯硅烷混合液和氯硅烷混合气体。

所述氮气在所述加热器200内升至一定温度后，通入所述过滤器300中。

值得注意的是，待所述加热器200出口处的压力大于所述过滤器300内部的压力后，再将所述高温氮气通入所述过滤器300内；以防止所述过滤器300内的气体回流至所述加热器200内，避免所述加热器200受到损坏。

向所述过滤器300内持续通入所述高温氮气，能够提升所述过滤器300内的温度，使所述氯硅烷混合液受热蒸发成所述氯硅烷混合气体；持续向所述过滤器300内通入所述高温氮气还能促使所述过滤器300内的气体流动，以使所述过滤器300内的气体流入所述收集罐400内。

在一些实施例中，所述加热器200将所述高温氮气的温度加热至65℃-80℃之间；所述氯硅烷混合液中，四氯化硅的沸点最高，为57.6摄氏度，因此，将所述高温氮气加热至65℃-80℃既可以防止所述过滤器300内的零部件受到损坏，又足以使所述氯硅烷混合液完全蒸发。

所述步骤S1还包括，控制所述过滤器300内的升温速度为10℃/分钟。

在所述加热器200的功率固定时，操作人员通过控制进入所述加热器200内的氮气量，以此来控制所述过滤器300内的升温速度。

单位时间内，进入所述加热器200内的氮气量一定时，操作人员通过控制所述加热器200的加热功率，以此来控制所述过滤器300内的升温速度。

S2：待所述过滤器300内的所述氯硅烷混合液蒸发，并且所述过滤器300内的气体被所述高温氮气置换后，向所述过滤器300内持续通入低温氮气。

当所述过滤器300内的所述氯硅烷混合液被彻底蒸发成所述氯硅烷混合气体，并且所述过滤器300内所有的所述氯硅烷混合气体都被所述高温氮气置换后，所述加热器200停止加热其内部的氮气，以使所述加热器200向所述过滤器300内通入的氮气的温度逐渐减低。

所述加热器200向所述过滤器300通入的氮气的温度逐渐减低，可以逐渐减低所述过滤器300的内部温度，从而防止因温差过大而导致过滤器300的内壁开裂。

所述过滤器300与所述收集罐400之间通过管路连接；所述管路上设有取样口；操作人员可以将沾有氨水的棉球放置于取样口上，如果出现白色烟雾就说明所述过滤器300内仍然含有氯硅烷混合气体。

值得注意的是，本实施例中的所述低温氮气是指温度低于所述高温氮气的气体。

S3：当所述过滤器300内的温度降至室温时，停止向所述过滤器300内通入所述低温氮气，并断开所述过滤器300与所述收集罐400的连接；所述过滤器300对空泄压至常压。

所述步骤S3结束后，操作业人员进入所述过滤器300内，清理所述过滤器300内的固相物，并更换过滤网。

由于所述过滤腔内残留的所述氯硅烷混合液已被蒸发成所述氯硅烷混合气体，并且所述氯硅烷混合气体随所述高温氮气排入所述收集罐400内，因此，极大提高了作业人员工作时的安全性。

所述步骤S4之后还包括，向所述过滤器300内持续通入常温氮气，以置换所述过滤器300内的空气；待所述过滤器300内的所述空气被所述常温氮气置换后，停止向所述过滤器300内通入所述常温氮气，并将所述过滤器300泄压至微正压。

本实施例提供的用于多晶硅生产中过滤器的置换方法，通过向所述过滤器300内持续通入所述高温氮气，所述高温氮气能够使所述过滤器300内的温度升高，进而使所述过滤器300内残留的所述氯硅烷混合液蒸发成所述氯硅烷混合气体；并且所述高温氮气还能够促使所述氯硅烷混合气体流入所述收集罐400内。待所述过滤器300内的所述氯硅烷混合液彻底蒸发，并且所述过滤器300内的所述氯硅烷混合气体被所述高温氮气完全置换后，再向所述过滤器300内持续通入所述低温氮气，以对所述过滤器300的内部进行降温。所述过滤器300内的温度降至室温时，停止向过所述过滤器300内通入所述低温氮气，并断开过所述过滤器300与所述收集罐400的连接；所述过滤器300对空泄压至常压。本申请提供的用于多晶硅生产中过滤器的置换方法能够有效去除所述过滤器300内部残留的所述氯硅烷混合液以及所述氯硅烷混合气体，从而降低作业人员进入所述过滤器300内部工作时的风险。

实施例二

请参阅图1至图4，本发明一实施方式提供一种置换系统。

请参阅图2，所述置换系统包括依次连接的氮气管网100、加热器200、过滤器300及收集罐400。

所述氮气管网100用于向所述加热器200提供氮气；所述加热器200用于加热所述氮气，以向所述过滤器300内部持续通入高温氮气；所述过滤器300用于过滤氯硅烷混合液中的固相物；所述收集罐400用于储存所述氯硅烷混合液和混合气体。

结合图3所示，所述加热器200包括本体210和加热元件220；所述加热元件220的一端设于所述本体210内；所述加热元件220通电后能够加热所述本体210内的所述氮气。

所述本体210上分别开设有第一进口211和第一出口212，所述第一进口211与所述氮气管网100连接；所述第一出口212与所述过滤器300连接。

所述第一进口211上设有第一开关阀，所述第一出口212上设有第二开关阀。

请参阅图1和图4，所述过滤器300上分别开设有第二进口310和第二出口320；所述第二进口310与所述第一出口212连接，所述第二出口320与所述收集罐400连接。

所述第二进口310上设有第三开关阀，所述第二出口320上设有第四开关阀。

所述过滤器300用于过滤氯硅烷混合液中的固相物。待所述过滤器300过滤完毕后，断开所述过滤器300的电源，所述过滤器300内的所述滤氯硅烷混合液和所述滤氯硅烷混合气体通过所述第二出口320流动至所述收集罐400内，以使所述过滤器300内泄压。

所述过滤器300泄压完毕后，打开第一阀门至第四阀门；控制所述氮气管网100向所述加热器200内注入所述氮气，所述加热元件220加热所述本体210内的所述氮气，以使所述氮气升温成所述高温氮气，所述高温氮气依次通过所述第二阀门和所述第三阀门通入所述过滤器300内。

进入所述过滤器300内部的所述高温氮气能够提高所述过滤器300内的温度，进而使所述过滤器300内残留的所述氯硅烷混合液蒸发成所述氯硅烷混合气体；持续向所述过滤器300内通入所述高温氮气还能够使所述氯硅烷混合气体随所述高温氮气流动至所述收集罐400内。

待所述过滤器300内的所述氯硅烷混合液彻底蒸发，并且所述过滤器300内的所述氯硅烷混合气体被所述高温氮气彻底置换后，所述加热元件220停止加热所述本体210内的所述氮气，以向所述过滤器300内通入低温氮气。

值得注意的是，所述低温氮气的温度逐渐减低，以使所述过滤器300内的温度逐渐减低。

当所述过滤器300内的温度降至室温时，关闭第一阀门，并断开所述第二出口320与所述收集罐400的连接；使所述过滤器300对空泄压至常压。

所述过滤器300内部的压力降至常压时，作业人员进入所述过滤器300内部，对所述过滤器300的内部进行清洁。

所述过滤器300内部清洁完毕后，打开第一阀门，所述氮气管网100通过所述加热器200向所述过滤器300内通入常温氮气，以置换所述过滤器300内的空气；待所述过滤器300内的所述空气被所述常温氮气完全置换后，关闭第一阀门、第三阀门，所述过滤器300泄压至微正压时，关闭所述第四阀门。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。