浅谈重晶石回转还原炉的设计

该文借鉴建材行业对回转窑的设计方法,以湖南省衡东县、衡南县化工厂生产的消耗定额和工艺参数出友,经计算确定了重晶石回转还原炉的主要参数和配套风机选型.投运后,回转还原炉炉体生产稳定,产量、质量均达到设计要求.     

重晶石回转还原炉的设计

近年来湖南化工设计院先后承担了衡南县化工厂年产1万吨碳酸钡技改工程、衡东县化工厂年产两万吨立德粉技改工程,现已投产,并取得较好的经济效益。重晶石回转还原炉是钡盐系列化工产品的关键设备,对生产能力控制起着决定作用。该院借鉴水泥工业设计对回转窑的计算方法,以产品的消耗定额和工艺参数为基础,将进炉原料量、燃料量拟为生料量、出炉炉渣,BaS渣拟为熟料量,计算出回转还原炉的衬砖内径、物料在回转还原炉内停留的时间,回转炉的长度。经计算上述两工程回转还原炉规     

重晶石回转焙烧炉的设计

介绍了重晶石回转焙烧炉的物料衡算方法，热量衡算模型及其计算方法。在此基础上，又介绍了设备尺寸的确定方法。     

粗钡回转窑余热利用及尾气除尘

1.概况我厂是全国最大的钡盐基地,也是最大的钡盐出口厂家。仅碳酸钡、硫酸钡和硝酸钡三种产品的生产能力达6万吨/年左右。生产这些产品的第一道工序是将粉碎后的重晶石和煤粉在回转窑内进行焙烧,变成粗钡(硫化钡)。我厂现有φ21×32米的粗钡回转窑4座,日处理重晶石300吨,生产过程中每座回     

一种新型多晶硅还原炉流动与传热的数值模拟

在传统多晶硅还原炉结构基础上,提出了一种内部流场为平推式流动的新型多晶硅还原炉,并采用计算流体力学方法研究了该还原炉内的速度场和温度场。流场模拟结果表明,新型多晶硅还原炉内混合气的流动基本上实现了平推式流动;温度场模拟结果发现,通过改变操作参数,采用平推式流动可实现炉内温度场的控制,解决了传统还原炉局部温度过高的问题,可避免硅粉的产生,长期保持还原炉内壁面的抛光效果,降低还原炉辐射电耗;计算结果表明,在相同的条件下,采用新型多晶硅还原炉的还原电耗较传统还原炉可降低8.5%。     

还原炉倒棒原因及改进措施研究

还原炉作为生产多晶硅的关键设备,生产多晶硅过程中常常出现倒棒现象,对还原炉产生严重损坏,重点针对硅棒沉积前期、中期、后期三个阶段倒棒的危害、原因进行分析,从还原炉喷嘴分布和大小、电极结构、石墨卡头结构、硅芯尺寸等方面进行改进,有利于降低还原炉硅棒倒棒率,提高生产效率,降低对还原炉设备的损坏.     

多晶硅还原炉能耗分析

多晶硅还原炉作为改良西门子法生产多晶硅的核心设备,其在生产过程中的能耗直接影响着多晶硅的生产成本,研究其在生产过程中的能耗去向是非常有意义和必要的。本文结合物料平衡和能量平衡,理论分析了不同炉型的多晶硅还原炉的能量去向,为制造更加节能的还原炉和工业生产过程中还原炉的选型提供了一些思路。     

多晶硅还原炉低电压启动转高电压启动设备结构改造

目前国内多晶硅生产中,还原炉多采用高电压击穿的方式启动,但国外多晶硅生产中多采用低电压击穿,一些进口还原炉采用了低电压启动的结构设计。现本文将以MSA还原炉为例,分析阐述满足低压启动还原炉改成高压启动条件,对炉体结构的改造方案。     

还原炉运行间隔时间对三氯氢硅总进料平稳性的影响

根据单台24对棒还原炉的SiHCl_3进料曲线,采用Matlab编程,分析了30台还原炉的运行间隔时间对SiHCl_3总进料量平稳性的影响,并计算出最合理的运行间隔时间为4 h,方法和结果可作为实际生产运行的参考和指导。     

多晶硅还原炉夹套式封头热-机械耦合场有限元分析

多晶硅还原炉是西门子法生产多晶硅的主要设备,由于进气管、出气管和电极座等部件都布置在封头处,导致封头温度分布不均匀,引起很大的温差应力,因此还原炉封头处存在很大的结构安全隐患。本文利用ANSYS,采用APDL语言,建立了某大型多晶硅还原炉夹套式封头1/4有限元模型。考虑到材料的非线性特性,对夹套式封头结构进行了仿真计算,给出了整体结构、上下花板和电极座温度分布云图,进而得出其应力分布变化规律,为多晶硅还原炉设计提供参考依据。     

多晶硅还原炉内流场及温度场的研究

多晶硅还原炉（CVD reactor）是西门子法生产多晶硅的主要设备。硅在多晶硅还原炉（CVD reactor）内的生长是一个复杂的过程,涉及动量、热量、质量传递以及化学反应,炉内流体流动分布是影响还原能耗的关键因素。在这项研究中主要考虑如何提高还原炉中流场和温度场的均匀性。提出了一种新的还原炉设计方案,与传统的多晶硅还原炉相比,在新的还原炉内加入了内罩,从而形成了一种不同的气体流动方式。在新的还原炉内,气体进口和气体出口被划分到不同的区域,气体从气体进口进入CVD reactor后向上流动同时参与气相沉积反应,反应后通过内罩的顶部,最后从气体出口流出。研究重点是内罩结构的设计,以期可以提高还原炉内部流场及温度的均匀性。通过计算流体力学研究,现在水平方向上温度梯度很小,同时有效地减小了回流区域面积。本研究提供了提高多晶硅还原炉内部流场及温度场均匀性的方法。     

多晶硅还原炉倒棒原因分析

随着我国光伏产业和电子信息技术产业的快速发展,大量的多晶硅半导体材料被应用在太阳能电池和电子工业上。生产多晶硅的主要设备是大型节能还原炉,但是在生产过程中还原炉的倒棒致使设备损坏,备品备件大量被消耗以及产量质量的降低,能耗上升,生产成本提高。研究还原炉倒棒原因,通过改变进料喷嘴、优化工艺参数等来降低还原炉倒棒率就显得尤为重要。     

还原炉进料夹液对生产的影响及控制措施

分析了多晶硅还原炉进料夹液产生的原因及其对生产的影响。主输送管位置高于各还原炉进料管是产生进料夹液的主因,进料夹液易造成还原炉跳停、控制不稳定等故障,可通过降低主输送管的位置、输送管设置电伴热、还原炉进料管配置排液管等措施解决还原炉进料夹液的问题。     

超快激光在多晶硅还原炉的应用技术优化研究

针对电子级多晶硅还原炉底盘附着的残留物，研究超快激光技术在电子级多晶硅还原炉的应用。通过超快激光电子级多晶硅还原炉清洗设备结构，分析其清洗电子级多晶硅还原炉设备过程。选取试验材料、试剂和设备后，分别制备含有无定形硅粉、氯硅烷水解物、二氧化硅粉尘、甲基硅油油脂、多晶硅颗粒等污染物的基板作为还原炉污染样本；并以制备的还原炉污染样本为基础，设定初始条件和边界条件后，展开电子级多晶硅还原炉污染试件清洗试验。结果表明：污染物基本被去除；在不同清洗次数下，超快激光清洗时的重复频率和扫描速度越高，其清洗电子级多晶硅还原炉污染试件效果越好。     

12对棒还原炉模拟优化分析

12对棒还原炉是目前改良西门子法生产高品质电子级多晶硅的主要炉型,还原炉底盘、喷嘴结构形式、进料曲线是影响还原炉运行的主要因素,对产品产量、质量、电耗等指标影响较大。分析、总结12对棒还原炉的喷嘴布局、曲线以及还原炉内热场、温度场的分布情况,对12对棒的开炉稳定运行、产量提升、质量提升、电耗降低具有指导意义。     

多晶硅还原炉系统节能设计及能量回收分析

由于光伏新政的影响,多晶硅生产企业需要通过节能增效提升企业竞争力,本文简述了多晶硅生产的基本原理,并对多晶硅还原炉系统进行节能设计,根据实际运行经验,通过分析计算得出能量回收利用率。     

多晶硅还原炉硅棒直径检测及生长过程研究

还原炉是多晶硅生产的核心设备,在还原炉的运行控制中,硅棒直径是反应沉积效果的重要参数。笔者设计了一种硅棒直径检测方法,通过试用获得还原炉运行中硅棒直径检测数据,并综合各控制参数进行多晶硅棒生长过程的研究,其结论能够为还原炉运行优化提供参考依据。     

新型还原炉流场温度场的模拟研究

为适应太阳能产业的发展需求,提出了一种结构新型的多晶硅还原炉,新型还原炉在传统西门子还原炉的基础上进行了多处的改进：1）增设了外壁面高度刨光的热管;2）在炉膛内部中央出气口处增设了套筒;3）增加了3个内插进气口。并采用计算流体力学方法研究了该型还原炉内的速度场和温度场。速度场模拟结果发现增设的套筒结构起到了收集还原炉顶部气体的作用使气体更好的通过底盘的中央出气口散出;温度场模拟结果发现内插进气口促进了还原炉顶部气体的及时更新,高度刨光的热管表面成功反射硅棒所辐射的热量,降低了还原炉环境温度,有效的防止了粉末硅的生成更加,更加有利于硅棒的生长。     

影响化学气相沉积多晶硅致密料比例的因素

改良西门子法生产多晶硅还原工艺是高纯的三氯氢硅和氢气在还原炉内发生化学气相沉积反应,得到固态多晶硅,多晶硅根据表观质量,分为致密料、玉米料、珊瑚料。目前,国内多晶硅生产以大型还原炉为主,对成本控制具有明显优势,但存在的问题是多晶硅致密料比例较低。本文通过对还原炉反应温度控制、进料喷嘴布置、反应配比等因素的分析研究,得出了提高还原炉化学气相沉积多晶硅致密料比例的方法、思路。     

世界重晶石需求上升

重晶石的主要成分为硫酸钡，呈白色，有光泽。它的用户是石油工业和化学工业。石油工业比较发达的国家，重晶石产量的５０％以上用于石油和天然气工业的钻探工程。据统计，钻井每钻进３０ｍ就要消耗１ｔ重晶石粉，因此重晶石消耗量较大。在化学工业中，各种钡盐产量与重晶石原料消耗量之间有固定比例关系，重晶石消耗量也很大。目前，世界上重晶石生产的上升趋势还将继续下去，但增长的速度多半取决于石油和天然气工业的钻探工程规模。据有关资料显示，１９８９年世界重晶石产量为５５４万ｔ，１９９０年达到６３０万ｔ，增长了１４％。现在…