硅料处理设备及硅料处理方法与流程

本发明涉及光伏，具体涉及一种硅料处理设备及硅料处理方法。

背景技术：

1、颗粒硅作为光伏行业新型料源，形状为圆形颗粒，粒径较小，意味着表面积要大于普通的块料，在生产、包装及运输过程中会产生较多纳米级别的粉尘，使用筛漏的方式，无法将其剔除，这使得在颗粒硅倾泻过程中会集中出现，主要集中在桶装料环节(将料源倒入石英筒内)和炉内多次加料(从石英筒内倾泻至单晶炉内)步序上，在桶装料环节时，硅粉起烟，会贴附在石英加料筒内壁，在多次加料时被继续带出，并且在石英筒泄料时，硅粉仍保持扬尘状，吸附在单晶炉喉口等部位，影响单晶成晶。

2、并且，颗粒硅因其制作工艺原因本身带有氢键，在遇到高温环境时，达到条件后会瞬间释放，并将硅液带起，形成氢跳现象，飞溅出的小颗粒会随着气流进入负压管道，对波纹管造成损伤，导致单晶炉漏气，严重的直接导致焖炉甚至更严重的事故。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供一种硅料处理设备，能够有效对硅料除粉除氢。

2、本发明还提供一种具有上述硅料处理设备的硅料处理方法。

3、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

4、根据本发明第一方面实施例的硅料处理设备，包括：

5、振动除尘机构，所述振动除尘机构用于对硅料进行振动除尘；

6、超声清洗机构，所述超声清洗机构位于所述振动除尘机构的下游以接收来自所述振动除尘机构的硅料并对其进行超声清洗；

7、除氢机构，所述除氢机构设置在所述超声清洗机构的下游，用于对超声清洗后的硅料进行加热除氢；

8、冷却机构，所述冷却机构设置在所述除氢机构的下游，用于对来自所述除氢机构的硅料进行冷却。

9、进一步地，所述振动除尘机构包括：

10、振动装置，所述振动装置用于使硅料产生振动以释放微尘；

11、吸风装置，所述吸风装置相对所述振动装置设置以吸除所述微尘。

12、进一步地，所述振动装置包括：

13、筛网，所述筛网用于接收待处理的硅料并进行筛分；

14、振动器，所述振动器连接所述筛网，用于带动所述筛网振动以使所述筛网上的硅料产生振动以释放微尘。

15、进一步地，所述吸风装置包括：

16、上吸风罩，所述上吸风罩对应设置在所述筛网的上方；

17、下吸风罩，所述下吸风罩对应设置在所述筛网的下方；

18、第一吸风管，所述第一吸风管一端对应设置于所述筛网的上方且连接所述上吸风罩；

19、第二吸风管，所述第二吸风管一端对应设置于所述筛网的下方且连接所述下吸风罩；

20、除尘吸风机，所述除尘吸风机通过第一吸风管连接所述上吸风罩，且通过第二吸风管连接所述下吸风罩，以吸除所述微尘。

21、进一步地，所述振动装置还包括：

22、进料部，所述进料部的一端用于接收硅料且另一端连接所述筛网以将所述硅料传输给所述筛网；

23、出料部，所述出料部的一端连接所述筛网且另一端形成为送料口，所述送料口用于将经过所述振动除尘机构处理后的硅料输送给所述超声清洗机构，

24、其中，所述进料部、所述筛网以及所述出料部均设置为从上游向下游向下倾斜。

25、进一步地，所述超声清洗机构包括：

26、清洗槽，所述清洗槽设置在所述出料部的下游，所述清洗槽的内部形成有容纳腔且所述清洗槽连接有进水管和排水管；

27、料箱，所述料箱设置在所述容纳腔内，所述料箱内架设有过滤网，所述料箱用于接收来自所述出料部的硅料；

28、超声振动装置，所述超声振动装置连接所述清洗槽以使所述过滤网发生振动的同时对所述过滤网上的硅料进行超声清洗。

29、进一步地，所述硅料处理设备还包括料箱移动机构，所述料箱移动机构包括：

30、支撑框架，所述支撑框架架设于所述清洗槽上方，所述支撑框架的顶面相对两侧设有相互平行的一对导轨；

31、水平平移模组，所述水平平移模组设于所述支撑框架顶端且沿着所述导轨能够直线平移；

32、竖直平移模组，所述竖直平移模组连接在所述水平平移模组底面，所述料箱连接所述竖直平移模组以随着所述竖直平移模组上下移动；

33、四根滑轨，四根所述滑轨的顶端连接在所述水平平移模组的底面，且四根所述滑轨分别位于所述料箱的四个角部，所述竖直平移模组分别连接四根所述滑轨以沿着所述滑轨上下移动；

34、驱动部，所述驱动部连接所述水平平移模组和所述竖直平移模组以控制所述水平平移模组和所述竖直平移模组移动。

35、进一步地，所述料箱的靠近所述除氢机构一侧的下端设有出料口，所述超声清洗机构还包括：

36、两根第一吊索，两根所述第一吊索的上端连接所述竖直平移模组且下端连接所述过滤网的靠近所述除尘吸风机构一侧；

37、两根第二吊索，两根所述第二吊索的上端连接所述竖直平移模组且下端连接所述过滤网的靠近所述除氢机构一侧，

38、通过所述驱动部控制提拉两根所述第一吊索的同时下放两根第二吊索，能够使得过滤网倾斜并靠近所述除氢机构一侧对应的所述出料口以使得所述硅料从所述出料口输出。

39、进一步地，所述硅料处理设备还包括：

40、热风机，所述热风机在所述支撑框架内相对所述料箱设置，以对所述过滤网吹热风。

41、进一步地，所述除氢机构包括：

42、第一支撑座和第二支撑座，所述第一支撑座和第二支撑座相对设置；

43、加热箱，所述加热箱第一端设置在所述第一支撑座且第二端设置在第二支撑座上，所述加热箱的靠近第一端处设有加料口且靠近第二端处设有可打开/闭合的放料口，其中，所述加热箱的第一端的高度高于所述第二端的高度，所述加热箱内形成有空腔，所述加热箱的侧壁上还形成有出气口；

44、一根或多根加热管，所述加热管设置在所述加热箱的空腔内以对所述加热箱内的硅料进行加热；

45、第一接料管，所述第一接料管一端连接所述加料口且另一端可伸缩，所述第一接料管伸出时连接所述料箱的出料口以接收来自所述料箱的硅料；

46、第一位移气缸，所述第一位移气缸一端连接所述第一支撑座且另一端连接所述第一接料管的自由端以驱动所述第一接料管伸缩；

47、承载器，所述承载器位于加热箱的空腔内且两端分别可旋转地架设在所述第一支撑座和第二支撑座上；

48、旋转电机，所述旋转电机设置在所述第一支撑座上且连接所述承载器的旋转轴以驱动所述承载器旋转；

49、第二位移气缸，所述第二位移气缸设于所述第二支撑座上且其输出端连接有封板，所述封板在所述第二位移气缸的驱动下移动以打开/闭合所述放料口。

50、进一步地，所述冷却机构包括：

51、第二接料管，所述第二接料管的一端连接所述放料口；

52、冷却箱，所述冷却箱连接在所述第二接料管的另一端以进料，所述冷却箱上设有可打开/关闭的排放口；

53、转盘，所述转盘设于所述冷却腔内且所述转盘上设有搅拌叶片用于搅拌加速冷却。

54、进一步地，所述冷却箱上形成有液氩进气口以及排气口，所述加热箱上形成有入气口，且所述冷却箱的排气口连接所述加热箱的入气口。

55、进一步地，还包括称重装置，所述称重装置设于所述排放口下方以承接出料且所述称重装置上设有信号发送装置以控制所述排放口的开启/关闭。

56、根据本发明第二方面实施例的硅料处理方法，采用上述第一方面任一实施例所述的硅料处理设备，包括以下步骤：

57、步骤s1，将硅料加入振动除尘机构并对所述硅料进行振动除尘；

58、步骤s2，将振动除尘后的硅料导入超声清洗机构，并对所述硅料进行超声清洗；

59、步骤s3，在超声清洗预定时间之后，将所述硅料导入除氢机构对所述硅料加热以除氢，加热温度为900-1100℃；

60、步骤s4，将经过加热处理的所述硅料导入冷却机构进行冷却，得到处理后的硅料。

61、进一步地，在对所述硅料进行振动除尘的同时进行负压吸风以去除产生的微尘。

62、进一步地，在进行超声清洗的同时进行振动，且对超声清洗后的硅料进行沥水并热风烘干后导入所述除氢机构。

63、进一步地，向所述冷却机构中引入液氩以对硅料进行冷却，并将热交换后的氩气导入所述除氢机构以进行惰性气体气氛保护。

64、本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果之一：

65、根据本发明实施例的硅料处理设备，通过设置振动除尘机构，能够使硅料与表面粘附的粉尘和杂质发生相对运动而脱落；此后，通过位于振动除尘机构下游的超声清洗机构接收来自振动除尘机构的硅料并对其进行超声清洗，超声清洗机构通过超声波传播的方式，使液体中产生大量微小的气泡，气泡破裂后产生的震荡波和微射流击打硅料表面进一步去除强附着的粉尘和杂质，同时也可以深入毛细孔清洗硅料内部；经过上述两步振动除尘和超声清洗，能够显著除去硅料上吸附的粉尘和杂质。接下来，位于超声清洗机构下游的除氢机构，通过对超声清洗之后的硅料进行除氢，使硅料上的氢键断裂达到去氢效果。最后，通过将冷却机构设置在除氢机构的下游，对来自除氢机构的硅料进行冷却，能够避免硅料的进一步氧化，并方便后续操作和存储。根据本发明的硅料处理设备依次进行上述硅料处理，能够有效解决硅料粉尘无法筛出，去除以及硅料高温氢跳的问题。