專利名稱：三氯氫硅生產中提高反應均勻程度的流化床反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及化工領域的一種設備，特別是一種三氯氫硅生產的大型流化床反 應器。三氯氫硅(HSiC13)是一種用途非常廣泛的有機硅單體，主要用于生產半導體硅、 單晶硅和多晶硅，廣泛應用于國防、國防經濟乃至人們日常生活的各個領域。三氯氫硅還是 生產硅烷偶聯劑和其他有機硅化合物的重要原料。近年來，我國對三氯氫硅的需求量越來 越大。國內現有的三氯氫硅生產裝置一般采用小型流化床反應器。其結構大多為筒形， 上部直徑擴大部分是氣固相分離段，該段高有出料口，中部的直筒段是反應段，反應段外包 加熱器，上部設有硅粉進料口，底部連接下封頭，下封頭上有氯化氫進氣口。其存在的主要 缺點是硅粉量與氯化氫氣體量不匹配，氯化氫氣體分布不均勻，造成硅粉轉化率低、氯化 氫利用率低。
實用新型內容為了解決上述的技術問題，本實用新型的目的在于，提供一種反應均勻的三氯氫 硅生產用大型流化床反應器。為了實現上述目的，本實用新型采取如下技術方案本實用新型包括自上而下相 互連接的氣固分離段、反應段和封頭段，氣固分離段上部設有合成氣體出口和安全釋放口， 反應段內設有加熱裝置，封頭段上設有氯化氫進氣口，反應段下部設有硅粉進料口，所述反 應段和封頭段之間設有氣體分布器，氣體分布器上均設有氣孔，各氣孔上設有錐形氣帽。進一步的，所述反應段下部設有硅粉進料口，反應段的高度和直徑的比為2-10。進一步的，所述的加熱裝置為設置在反應段內的導熱油換熱管束，導熱油換熱管 束向筒體外延伸出和筒體外導熱油連通的導熱油進口和出口。進一步的，所述封頭段下端設有排渣口。進一步的，所述的導熱油管束途經反應段的全段。本實用新型的三氯氫硅大型流化床反應器，在現有的流化床反應器結構上進行了 大的改進，具有如下顯著的效果氣體分布器的設置，使氯化氫氣體均勻進入反應段內，使 反應更加均勻。提高了氯化氫利用率以及硅粉的轉化率。
圖1是本實用新型的結構示意圖。1-氣固分離段、2-合成氣體出口、3-反應段、4-導熱油換熱管束、5-導熱油進口、 6-導熱油出口、7-硅粉進料口、8_下封頭、9-氯化氫進氣口、10-排渣口、11-氣體分布器、 12-錐形氣帽、13-安全釋放口。
具體實施方式
參見圖1，本實用新型大型三氯氫硅合成流化床反應器為筒形結構，上部筒體直徑 擴大段是氣固分離段1，氣固分離段1為倒圓臺形，該段設有安全釋放口 13和合成氣體出口 2，出口 2向上有利于出料。反應段3底部連接下封頭8，下封頭8上開有氯化氫進氣口 9。下封頭8底部有排 渣口 10，氯化氫進氣口 9上方設置有氣體分布器11，氣體分布器11上分布有氣孔，為增加 分布效果，上述氣體分布器11的氣孔上裝有錐形氣帽12。為了更好的提高三氯氫硅的產量，本實用新型可在上述方案的基礎上，進一步的 采取以下技術方案中部的直筒段是反應段3，反應段3的下部設有硅粉進料口 7，反應段3的高度和 直徑的比為2-10。反應段3內設有導熱油換熱管束4，該導熱油換熱管束4從反應段3頂部一直延伸 到反應段3底部，導熱油換熱管束4與筒體外的導熱油進口 5和出口 6連通；上述氣固分離段1、反應段3、下封頭8相互之間通過法蘭連接，便于裝卸和維修。上述的氣體分布器11的氣孔上裝有錐形氣帽12。反應段3、氣固分離段1、下封 頭8、氣體分布器11為獨立結構，部件相互之間通過法蘭連接。氣固分離段1的直徑是 2000-3500mm。反應段3的直徑是1000_2000mm。反應段3高度與反應段3直徑的比值是 2-10。導熱油換熱管束4底端距離氣體分布器11的氣孔錐形氣帽12距離為50-200mm。硅 粉進料口 7距反應段3底部距離是250-2500mm。導熱油換熱管束4上沿距離反應段3底部 距離為 3500-10000mm。采用上述大型三氯氫硅合成流化床反應器，有以下具體步驟，首先將金屬級 硅粉加入到流化床內3500-10000mm高度，啟動導熱油加熱模式，將流化床溫度加熱到 250-350°C，同時通入氯化氫氣體，待硅粉與氯化氫氣體開始反應后，啟動導熱油冷卻模式 將反應熱移出，通過調節導熱油的量有效的控制反應溫度。
權利要求三氯氫硅流化床反應器，包括自上而下相互連接的氣固分離段、反應段和封頭段，氣固分離段上部設有合成氣體出口和安全釋放口，反應段內設有加熱裝置，封頭段上設有氯化氫進氣口，其特征在于，所述反應段和封頭段之間設有氣體分布器，氣體分布器上均設有氣孔，各氣孔上設有錐形氣帽。
2.根據權利要求1所述的三氯氫硅流化床反應器，其特征在于，所述反應段下部設有 硅粉進料口，反應段的高度和直徑的比為2-10。
3.根據權利要求1所述的三氯氫硅流化床反應器，其特征在于，所述的加熱裝置為設 置在反應段內的導熱油換熱管束，導熱油換熱管束向筒體外延伸出和筒體外導熱油連通的 導熱油進口和出口。
4.根據權利要求1所述的三氯化氫流化床反應器，其特征在于，所述封頭段下端設有 排渣口。
5.根據權利要求3所述的三氯氫硅流化床反應器，其特征在于，所述的導熱油管束途 經反應段的全段。
專利摘要三氯氫硅生產中提高反應均勻程度的流化床反應器，涉及一種三氯氫硅生產的大型流化床反應器。包括自上而下相互連接的氣固分離段、反應段和封頭段，氣固分離段上部設有合成氣體出口和安全釋放口，反應段內設有加熱裝置，封頭段上設有氯化氫進氣口，其特征在于，所述反應段和封頭段之間設有氣體分布器，氣體分布器上均設有氣孔，各氣孔上設有錐形氣帽。本實用新型的三氯氫硅大型流化床反應器，在現有的流化床反應器結構上進行了大的改進，具有如下顯著的效果氣體分布器的設置，使氯化氫氣體均勻進入反應段內，使反應更加均勻。提高了氯化氫利用率以及硅粉的轉化率。
文檔編號B01J8/24GK201572633SQ20092025602
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者倪云達 申請人:倪云達