齐；主体3是雾化反应器的反应空间，在法兰以下1/3?2/3Φ位置设置硅粉进料口 A两个，采用双口对称进料布局，把干燥后的硅粉利用氮气通过输料器以雾化状态喷入雾化反应器内，两股硅粉雾流迎头相撞，进一步分散混合，与氢氟酸喷雾喷头2喷出的氢氟酸雾充分接触、反应，脱除硅粉表面氧化膜，根据硅粉氧化程度调整氢氟酸喷出量，实现在脱除硅粉表面氧化膜的同时防止硅粉的二次氧化，中部设置测温孔F和测压孔G，用于观察和控制反应器内部的工作压力和工作温度；干燥器4在主体3下部，为锥体结构，底部是硅粉出料口 C，在锥体下部1/5高度位置设置干燥气体入口 D，干燥气体一般采用120°C以下的氮气；安装支座5与干燥器4加工为整体，采用Q235钢材制作，设置安装裙座和检修安装人孔K。其工作原理为:
[0020]干燥后的晶体硅切割硅粉氮气为喷吹载体，以雾化状态自硅粉喷入口 A喷入雾化反应器内，，两股硅粉雾化气流迎头相撞，进一步分散混合，与氢氟酸喷雾喷头2喷出的氢氟酸雾充分接触、反应，反应按照反应方程式Si02+4HF = SiF4+2H20进行；由于回收硅粉粒径< 3um、氧化膜厚度< 10nm，能够在1_5分钟内完成反应，脱除硅粉氧化膜，控制调整氢氟酸、原料硅粉喷出量，就可以实现在脱除硅粉表面氧化膜的同时防止硅粉的二次氧化；由于氢氟酸雾滴的扑集作用，反应后的硅粉颗粒发生团聚沉降，在雾化反应器干燥器4干燥气体的作用下，排出水分，使干燥好的硅粉出料口 C排出；反应产生的SiFjPH20与氮气一起从雾化反应器顶部的气体排出口 E排出。
[0021]实施例2:
[0022]如图1雾化反应器结构图、图3四口进料雾化反应器管口方位图所示:快速脱除晶体硅加工硅粉表面氧化膜的大中型生产装置一一四口进料雾化反应器:由椭圆封头1、氢氟酸雾化器2、主体3、干燥器4、安装支座5组成；其中椭圆封头1、主体3、干燥器4构成雾化反应器工作型腔，其工作压力彡1.6MPa、温度彡150°C，型腔高径比=3?10: 1，采用锅炉钢制作，内衬聚丙烯材料；雾化反应器设置相应的工艺操作与检测口:椭圆封头1顶部设置安装口 B和废气排出口 E ;氢氟酸雾化器2采用聚四氟乙烯纳米雾化喷头，自安装口 B插入，喷头高度与椭圆封头1法兰平齐；主体3是雾化反应器的反应空间，在法兰以下1/3?2/3Φ位置设置硅粉进料口 A四个，采用四口切线进料布局，把干燥后的硅粉利用氮气通过输料器以雾化状态喷入雾化反应器内，四股雾化硅粉气流相切形成旋流，充分混合，被氢氟酸雾化器2喷出的纳米氢氟酸雾滴包裹、反应，脱除硅粉表面氧化膜，调整控制氢氟酸、原料硅粉加入量，实现在脱除硅粉表面氧化膜的同时防止硅粉的二次氧化，中部设置测温孔F和测压孔G，用于观察和控制反应器内部的工作压力和工作温度；干燥器4在反应器主体3下部，配套安装法兰，干燥器为锥体结构，底部是硅粉出料口 C，在锥体下部1/5高度位置设置干燥气体入口 D，干燥气体一般采用120°C以下的氮气；安装支座5与干燥器4加工为整体，设置安装裙座和检修安装人孔K。其工作过程为:
[0023]干燥后的晶体硅切割硅粉以氮气为喷吹载体，以气流状态分别自4个硅粉喷入口A喷入雾化反应器内，四股硅粉气流相切形成旋流，充分混合，被氢氟酸雾化器2喷出的纳米氢氟酸雾滴包裹、发生反应，反应按照反应方程式Si02+4HF = SiF4+2H20进行；脱除硅粉表面氧化膜，调整控制氢氟酸、原料硅粉加入量，实现在脱除硅粉表面氧化膜的同时防止硅粉的二次氧化；由于回收娃粉粒径彡3um、氧化膜厚度彡10nm，能够2—5分钟内完成反应，脱除硅粉氧化膜，控制调整氢氟酸、原料硅粉流量，实现在脱除硅粉表面氧化膜的同时防止硅粉的二次氧化；由于氢氟酸雾滴的扑集作用，反应后的硅粉颗粒发生团聚沉降，在雾化反应器干燥器4干燥气体的作用下，排出水分，使干燥好的硅粉出料口 C排出；反应产生的SiF4^PH20与氮气一起从雾化反应器顶部的气体排出口 E排出。
【主权项】
1.一种快速脱除晶体硅加工废硅粉表面氧化膜的雾化反应器，其特征在于:雾化反应器由椭圆封头1、氢氟酸雾化器2、主体3、干燥器4、安装支座5组成；其中椭圆封头1、主体.3、干燥器4构成雾化反应器工作型腔，其工作压力彡1.6MPa、温度彡150°C，型腔高径比=.3?10: 1，采用锅炉钢制作，内衬耐氢氟酸腐蚀的聚丙烯或聚四氟乙烯材料；雾化反应器设置相应的工艺操作与检测口:椭圆封头1顶部设置安装口 B和废气排出口 E ;氢氟酸雾化器2采用聚四氟乙烯纳米雾化喷头，自安装口 B插入，喷头高度与椭圆封头1法兰平齐；主体3是雾化反应器的反应空间，在上法兰以下1/3?2/3Φ位置设置硅粉进料口 A，小型实验设备采用双口对称进料，大中型生产设备采用四口侧线进料布局，中部设置测温孔F和测压孔G，用于观察和控制反应器内部的工作压力和工作温度；干燥器4在反应器主体3下部，为锥体结构，底部是硅粉出料口 C，在锥体下部1/5高度位置设置干燥气体入口 D ;安装支座5与干燥器4加工为整体，采用Q235钢材制作，设置安装裙座和检修安装人孔K。
【专利摘要】一种快速脱除晶体硅加工废硅粉表面氧化膜的雾化反应器：由椭圆封头1、氢氟酸雾化器2、主体3、干燥器4、安装支座5组成；其中椭圆封头、主体、干燥器构成雾化反应器工作型腔，其工作压力≤1.6MPa、温度≤150℃，型腔高径比＝3～10:1，采用锅炉钢制作，内衬耐氢氟酸腐蚀的聚丙烯或聚四氟乙烯材料，氢氟酸雾化器2安装在其中；雾化反应器设置相应的工艺安装与检测口：椭圆封头顶部设置氢氟酸雾化器安装口B和废气排出口E；主体设置硅粉进料口A、测温孔F、测压孔G，干燥器为锥体结构，设置出料口C、干燥气体入口D；安装支座与干燥器加工为整体，采用Q235钢材制作，有安装裙座和安装检修人孔K。
【IPC分类】C01B33/037
【公开号】CN105384174
【申请号】CN201510609404
【发明人】尹弘毅, 宋勇涛, 尹克胜, 陆一平, 邹建平, 朱海飞
【申请人】尹克胜
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年9月14日