一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器及其氣體分布器的製作方法

2023-05-14 02:16:51 2

專利名稱：一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器及其氣體分布器的製作方法
技術領域：
本發明涉及化工技術領域的一種流化床反應器，尤其涉及一種三氯氫矽生 產用流化床反應器及其專用的氣體分布器。
背景技術：
三氯氫矽(HSiCl3)是一種用途非常廣泛的有機矽單體，主要用於生產半導 體矽、單晶矽和多晶矽，廣泛用於國防、國民經濟乃至人們日常生活的各個領 域。三氯氫矽還是生產矽垸偶聯劑和其它有機矽化合物的重要原料。近年來， 我國對三氯氫矽的需求量越來越大。
國內現有的三氯氫矽生產裝置一般採用小型流化床反應器，直徑在50mm 以下。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，上部設有矽粉進料口，底部 連接下封頭，下封頭上有氯化氫進氣口。這種小型流化床反應器流化質量不好， 生產能力低。

發明內容
為了解決上述的技術問題，本發明的一個目的提供一種三氯氫矽生產用 流化床反應器的氣體分布器，提高了流化床反應器的流化質量。本發明另 外還提供了三氯氫矽生產用流化床反應器，增大了生產能力。 為了實現上述的第一個目的，本發明採取如下技術方案 一種用"？生產三氯氫矽的流化床反應器的氣體分布器，該分布器包括分 布板，分布板上分布設有若干個安裝通孔，安裝通孔內設有風帽，風帽內 設有軸嚮導氣孔，軸嚮導氣孔下端導通分布板的下部，軸嚮導氣孔的上端封閉，軸嚮導氣孔沿側壁周向設有若干個徑向出氣孔，徑向出氣孔與分布 板的上部相導通。
作為優選，上述的風帽由帽體和連接部構成，帽體凸出分布板設置，連 接部通過螺紋設置在安裝通孔內。作為再優選，所述的徑向出氣孔為6個， 均勻設置在帽體上。
作為優選，上述的軸嚮導氣孔的直徑為5 10mm，徑向出氣孔的直徑 為1 3mm。
作為優選，上述的分布板上安裝通孔之間的間距為40 60mm。 為了實現上述的第二個目的，本發明採用了以下的技術方案 一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器，該流化床反應器包括下部的反 應段和上部的擴大段，反應段的下部設有矽粉進料口，反應器下部有檢修 封頭，檢修封頭上設有氯化氫進氣口和排渣口，擴大段上部有合成氣出口， 反應段和擴大段內設有導熱油指形管，反應段下部與檢修封頭之間有氯化 氫氣體分布器；所述的氯化氫氣體分布器採用上述的任意一個技術方案所 述的氣體分布器。
作為優選，上述的反應段直徑為1500mm 3000mm，擴大段直徑為 3700mm 8000mm;擴大段與反應段的直徑比為2.5 2.8;反應段的高度 為2500mm 5000mm，擴大段的高度為4000mm 8000mm。
通過以上所述的改進，本發明的三氯化矽流化床反應器的結構更為簡
潔，流化質量更高，生產能力更大，可達10000噸/年 30000噸/年。


圖1是本發明用於生產三氯氫矽的流化床反應器的結構示意圖。 圖2是本發明氣體分布器的結構示意圖。圖3是圖1中A部放大圖。
圖4是本發明風帽的結構示意圖。 圖5是圖4中A-A剖視圖。
具體實施例方式
以下通過實施例對本發明進行更具體的說明，但本發明並不限於所述的 實施例。
如圖1所示的一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器，該流化床反應器 包括下部的反應段1和上部的擴大段2，反應段1直徑為1500mm 3000mm，擴大段2直徑為3700mm 8000mm;擴大段2與反應段1的直 徑比為2.5 2.8;反應段1的高度為2500mm 5000mm，擴大段2的高度 為4000mm 8000mm。反應段1的下部設有矽粉進料口 7，反應器下部有 檢修封頭4，檢修封頭4上設有氯化氫進氣口 6和排渣口 ，擴大段2上部 有合成氣出口 8，反應段1和擴大段2內設有導熱油指形管，反應段1下 部與檢修封頭4之間有氯化氫氣體分布器3。
如圖2、圖3所示氣體分布器3包括分布板5，分布板5上均勻分布設 有若干個安裝通孔9，安裝通孔9之間的間距為50mm，安裝通孔9內設有 風帽IO。如圖4所示，風帽10由帽體11和連接部12構成，帽體ll凸出 分布板5設置，連接部12通過螺紋設置在安裝通孔9內。風帽10內設有 軸嚮導氣孔13，軸嚮導氣孔13的直徑為7mm，軸嚮導氣孔13下端導通分 布板5的下部，軸嚮導氣孔13的上端封閉。如圖5所示，軸嚮導氣孔13 沿側壁周向設有6個徑向出氣孔14，徑向出氣孔14的直徑為2mm，徑向 出氣孔14均勻設置在上帽體11並與分布板5的上部相導通。
將經乾燥後的矽粉由氯化氫氣體壓入流化床反應器，從流化床反應器底部通入經加熱的過量'氯化氫氣體使反應器內矽粉達到流化狀態，氯化氫和 矽粉反應生成三氯氫矽及副產物，該混合氣體經除塵、冷卻、冷凝後，得 到三氯氫矽粗品。粗品通過精餾分離後，得到三氯化矽成品及副產品四氯 化矽。未被冷凝下來的不凝氣體送入尾氣回收系統處理。
採用本發明的流化床反應器，通過以上所述工藝流程生產三氯氫矽，使 三氯氫矽生產技術在以下幾個方面有了提高
1、 取消了反應段1的半管夾套，使流化床反應器的結構更為簡潔，同 時也使操作更為簡便。
2、 對反應段1下部與檢修封頭之間有氯化氫氣體分布器進行了改進， 使氯化氫氣體在反應器內分布更均勻，提高了流化質量。
3、 對反應器的尺寸進行了放大，並對反應段1與擴大段2的比例進行 了調整，大幅度提高了生產能力。
權利要求
1. 一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器的氣體分布器，該分布器包括分布板(5)，其特徵在於分布板(5)上分布設有若干個安裝通孔(9)，安裝通孔(9)內設有風帽(10)，風帽(10)內設有軸嚮導氣孔(13)，軸嚮導氣孔(13)下端導通分布板(5)的下部，軸嚮導氣孔(13)的上端封閉，軸嚮導氣孔(13)沿側壁周向設有若干個徑向出氣孔(14)，徑向出氣孔(14)與分布板(5)的上部相導通。
2. 根據權利要求1所述的一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器的氣體 分布器，其特徵在於風帽(10)由帽體(11)和連接部(12)構成， 帽體(11)凸出分布板(5)設置，連接部(12)通過螺紋設置在安裝 通孔(9)內。
3. 根據權利要求1或2所述的一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器的氣 體分布器，其特徵在於所述的徑向出氣孔(14)為6個，均勻設置在 帽體(11)上。
4. 根據權利要求1或2所述的一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器的氣 體分布器，其特徵在於軸嚮導氣孔(13)的直徑為5 10mm，徑向 出氣孔(14)的直徑為1 3mm。
5. 根據權利要求4所述的一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器的氣體 分布器，其特徵在於分布板(5)上安裝通孔(9)之間的間距為40 60mm。
6. —種用於生產三氯氫矽的流化床反應器，該流化床反應器包括下部的反 應段(1)和上部的擴大段(2)，反應段(l)的下部設有矽粉進料口 (7)， 反應器下部有檢修封頭(4)，檢修封頭(4)上設有氯化氫進氣口 (6) 和排渣口，擴大段(2)上部有合成氣出口 (8)，反應段(1)和擴大段(2)內設有導熱油指形管，反應段(1)下部與檢修封頭(4)之間有氯化氫氣體分布器(3);其特徵在於所述的氯化氫氣體分布器(3) 採用權利要求1或2所述的氣體分布器。
7.根據權利要求6所述的一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器，其特徵 在於反應段(1)直徑為1500mm 3000mm，擴大段(2)直徑為3700mm 8000mm;擴大段(2)與反應段(1)的直徑比為2.5 2.8;反應段(1)的 高度為2500mm 5000mm，擴大段(2)的高度為4000mm 8000mm。
全文摘要
本發明涉及化工技術領域的一種流化床反應器，尤其涉及一種三氯氫矽生產用流化床反應器及其專用的氣體分布器。一種用於生產三氯氫矽的流化床反應器的氣體分布器，該分布器包括分布板，分布板上分布設有若干個安裝通孔，安裝通孔內設有風帽，風帽內設有軸嚮導氣孔，軸嚮導氣孔下端導通分布板的下部，軸嚮導氣孔的上端封閉，軸嚮導氣孔沿側壁周向設有若干個徑向出氣孔，徑向出氣孔與分布板的上部相導通。本發明還公開使用上述的氣體分布器的流化床反應器。通過以上所述的改進，本發明的三氯化矽流化床反應器的結構更為簡潔，流化質量更高，生產能力更大，可達10000噸/年～30000噸/年。
文檔編號C01B33/00GK101486466SQ20091009634
公開日2009年7月22日 申請日期2009年2月23日 優先權日2009年2月23日
發明者周桂仙, 徐慧芬, 李文寧, 汪建陽, 邱賢輝 申請人:浙江富士特矽材料有限公司