143-羽叶分离器用于单晶硅炉保护气氩气回收专用除油雾粉尘分离器设计

       本篇主要针对单晶硅装置氩气保护气回收压缩机入口前置除油雾粉尘专有羽叶分离器设计进行探讨。

      对于单晶硅生产装置，其单晶硅过程中，往往使用氩气作为保护气。单晶硅项目，常常采用多台单晶硅炉并联设置，以并联方式提升生产能力和处理规模。而每一台处于并联设置的单晶硅炉，需要配置一台真空泵，用于酌情抽取炉内气体。所有从真空泵抽排的尾气，须经处理后汇集到总管，再做外排。

      以往，在单晶硅装置规模较小时，保护气的回收处理投资不少，运行维护费用也高，对保护气进行回收做法在经济上算不过去账，多数企业没有进行保护气回收。
      近年来，随着国内单晶硅需求及单晶硅装置规模不断增长，单晶硅炉体台数越来越多，需要的氩气保护量也增加显著，抽排的保护气数量十分可观。企业回收保护气用于循环利用，不仅在技术经济学上具备可行性，也会产生环保效益。于是，单晶硅规模化企业及其委托设计院纷纷委托NOVEL公司利用其羽叶分离技术设备为其氩气回收压缩机入口段设计专用分离器。

      查核真空泵抽排气组成，发现其主要成分是氩气，组分比例占到总量的95%-99%。氩气保护气流携带的其它重相携带质，还包括SiO2粉尘颗粒物、光伏级EVA相关组分、真空泵油以及其它相关添加剂等。并且，据业主反馈说，气流中携带的二氧化硅，以粉末状颗粒分散夹带在油雾中，与气体一起流动。

      与客户交流中得知，真空泵油较为粘稠，与SiO2粉尘颗粒物混合在一起后，真空泵油的粘稠性更大。并且，EVA这类乙烯醇类聚合物的粘度也大，流动性不好。业主提示，他们已经尝试过采用丝网和滤芯，很快就堵塞，压降上升明显，导致真空泵背压大幅上升，抽气不畅。不宜采用丝网、滤芯类分离内件。这样正是业主和设计院委托NOVEL公司利用其羽叶分离技术设备为其氩气回收压缩机入口段设计专用分离器的原因所在。

     下图是客户现场的压缩机组的配置照片：

      再分享一张保护气回收压缩机入口的原有丝网分离器现场照片：

      从现场照片不难看出，这个单晶硅项目的技术配置确实传统老旧，现场设备管理也有待提升

      客户提供的保护气回收压缩机入口分离器的工况信息如下：

1、工况温度：20-50℃；

2、工况压力：微正压；

3、工况流量：800-2000立方每小时；

4、气相组成：氩气95-99%，油含量约10-20g/m3，粉尘及其它含量不祥。

业主提出的技术要求：

1、99.9%分离脱除气流中的油、粉尘和其它重相携带质；

2、运行总压降:不超过2kPa；

3、连续运行周期3年；

4、技术类型：动力学分离技术及设备，最好采用羽叶分离器。

       NOVEL公司针对业主提供的工况数据，通过NOVEL精准动力学分离计算和组态设计系统平台进行其它动力学数据计算补充并完成的单晶硅炉保护气氩气回收压缩机入口专用羽叶分离器信息数据如下：

一、分离技术类型：G50型羽叶分离器；

二、分离器型号：NOVEL G50-24-72.5；

三、材质：SS304；

四、分离效率：100%分离脱除3.84微米及以上尺寸重相携带质；

五、运行总压降（自分离器入口至分离器出口）：0.262psi（~1.80kPa）；

六、操作弹性：15-130%；

七、连续运行周期：不小于5年。

      下图是NOVEL公司针对上述工况通过NOVEL精准动力学分离计算和组态设计系统平台完成的单晶硅炉保护气氩气回收压缩机入口专用羽叶分离器数图汇表：

      关于动力学分离技术及其内件设计，需要提醒大家如下：
      国内外有的厂家也开始模仿采用NOVEL公司的羽叶分离内件。但是，羽叶分离技术，是基于其精准动力学分离系统平台设计技术获得的设计结果和组态形式。必须根据不同温度和压力工况下的气相组成和平均分子量、比较压缩因子、气相粘度、气相密度、气相流量，以及液相密度、液相粘度、液相表面张力和上限液相流量等流体动力学参数，在其精准动力学分离系统平台设计技术获得的设计结果和组态形式。

      专业动力学分离技术公司的精准动力学分离计算设计系统平台，准确地讲，只对应一种动力学分离内件基本组态，即内件流道内部几何参数，如流道长度、流道包含的重复分离单元数量、每个分离单元的流道间距、分离单元长度、动量变换角度、动量变换次数、液相反射收集角度、次级流道液相存储空间尺寸、次级流道抗堵塞尺寸、次级流道抗二次旋流几何尺寸等等，均已经一一对应。相反，国内外非专业分离技术公司，只顾模仿内件组态外形，而对于流道宽度、流道长度、流道内部参数全然不顾，反正不少设计院和业主都与他们自己一样不懂动力学分离技术，只要外观模仿得相像，又为了节省材料降成本，低价中标，这样仿制的所谓动力学气液除沫分离器，能高效分离运行才怪？！

       有关羽叶分离器更多技术信息，请登录NOVEL公司分离技术专网进行了解。