专利名称：三氯氢硅生产中提高反应均匀程度的流化床反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工领域的一种设备，特别是一种三氯氢硅生产的大型流化床反 应器。三氯氢硅(HSiC13)是一种用途非常广泛的有机硅单体，主要用于生产半导体硅、 单晶硅和多晶硅，广泛应用于国防、国防经济乃至人们日常生活的各个领域。三氯氢硅还是 生产硅烷偶联剂和其他有机硅化合物的重要原料。近年来，我国对三氯氢硅的需求量越来 越大。国内现有的三氯氢硅生产装置一般采用小型流化床反应器。其结构大多为筒形， 上部直径扩大部分是气固相分离段，该段高有出料口，中部的直筒段是反应段，反应段外包 加热器，上部设有硅粉进料口，底部连接下封头，下封头上有氯化氢进气口。其存在的主要 缺点是硅粉量与氯化氢气体量不匹配，氯化氢气体分布不均勻，造成硅粉转化率低、氯化 氢利用率低。
实用新型内容为了解决上述的技术问题，本实用新型的目的在于，提供一种反应均勻的三氯氢 硅生产用大型流化床反应器。为了实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案本实用新型包括自上而下相 互连接的气固分离段、反应段和封头段，气固分离段上部设有合成气体出口和安全释放口， 反应段内设有加热装置，封头段上设有氯化氢进气口，反应段下部设有硅粉进料口，所述反 应段和封头段之间设有气体分布器，气体分布器上均设有气孔，各气孔上设有锥形气帽。进一步的，所述反应段下部设有硅粉进料口，反应段的高度和直径的比为2-10。进一步的，所述的加热装置为设置在反应段内的导热油换热管束，导热油换热管 束向筒体外延伸出和筒体外导热油连通的导热油进口和出口。进一步的，所述封头段下端设有排渣口。进一步的，所述的导热油管束途经反应段的全段。本实用新型的三氯氢硅大型流化床反应器，在现有的流化床反应器结构上进行了 大的改进，具有如下显著的效果气体分布器的设置，使氯化氢气体均勻进入反应段内，使 反应更加均勻。提高了氯化氢利用率以及硅粉的转化率。
图1是本实用新型的结构示意图。1-气固分离段、2-合成气体出口、3-反应段、4-导热油换热管束、5-导热油进口、 6-导热油出口、7-硅粉进料口、8_下封头、9-氯化氢进气口、10-排渣口、11-气体分布器、 12-锥形气帽、13-安全释放口。
具体实施方式
参见图1，本实用新型大型三氯氢硅合成流化床反应器为筒形结构，上部筒体直径 扩大段是气固分离段1，气固分离段1为倒圆台形，该段设有安全释放口 13和合成气体出口 2，出口 2向上有利于出料。反应段3底部连接下封头8，下封头8上开有氯化氢进气口 9。下封头8底部有排 渣口 10，氯化氢进气口 9上方设置有气体分布器11，气体分布器11上分布有气孔，为增加 分布效果，上述气体分布器11的气孔上装有锥形气帽12。为了更好的提高三氯氢硅的产量，本实用新型可在上述方案的基础上，进一步的 采取以下技术方案中部的直筒段是反应段3，反应段3的下部设有硅粉进料口 7，反应段3的高度和 直径的比为2-10。反应段3内设有导热油换热管束4，该导热油换热管束4从反应段3顶部一直延伸 到反应段3底部，导热油换热管束4与筒体外的导热油进口 5和出口 6连通；上述气固分离段1、反应段3、下封头8相互之间通过法兰连接，便于装卸和维修。上述的气体分布器11的气孔上装有锥形气帽12。反应段3、气固分离段1、下封 头8、气体分布器11为独立结构，部件相互之间通过法兰连接。气固分离段1的直径是 2000-3500mm。反应段3的直径是1000_2000mm。反应段3高度与反应段3直径的比值是 2-10。导热油换热管束4底端距离气体分布器11的气孔锥形气帽12距离为50-200mm。硅 粉进料口 7距反应段3底部距离是250-2500mm。导热油换热管束4上沿距离反应段3底部 距离为 3500-10000mm。采用上述大型三氯氢硅合成流化床反应器，有以下具体步骤，首先将金属级 硅粉加入到流化床内3500-10000mm高度，启动导热油加热模式，将流化床温度加热到 250-350°C，同时通入氯化氢气体，待硅粉与氯化氢气体开始反应后，启动导热油冷却模式 将反应热移出，通过调节导热油的量有效的控制反应温度。
权利要求三氯氢硅流化床反应器，包括自上而下相互连接的气固分离段、反应段和封头段，气固分离段上部设有合成气体出口和安全释放口，反应段内设有加热装置，封头段上设有氯化氢进气口，其特征在于，所述反应段和封头段之间设有气体分布器，气体分布器上均设有气孔，各气孔上设有锥形气帽。
2.根据权利要求1所述的三氯氢硅流化床反应器，其特征在于，所述反应段下部设有 硅粉进料口，反应段的高度和直径的比为2-10。
3.根据权利要求1所述的三氯氢硅流化床反应器，其特征在于，所述的加热装置为设 置在反应段内的导热油换热管束，导热油换热管束向筒体外延伸出和筒体外导热油连通的 导热油进口和出口。
4.根据权利要求1所述的三氯化氢流化床反应器，其特征在于，所述封头段下端设有 排渣口。
5.根据权利要求3所述的三氯氢硅流化床反应器，其特征在于，所述的导热油管束途 经反应段的全段。
专利摘要三氯氢硅生产中提高反应均匀程度的流化床反应器，涉及一种三氯氢硅生产的大型流化床反应器。包括自上而下相互连接的气固分离段、反应段和封头段，气固分离段上部设有合成气体出口和安全释放口，反应段内设有加热装置，封头段上设有氯化氢进气口，其特征在于，所述反应段和封头段之间设有气体分布器，气体分布器上均设有气孔，各气孔上设有锥形气帽。本实用新型的三氯氢硅大型流化床反应器，在现有的流化床反应器结构上进行了大的改进，具有如下显著的效果气体分布器的设置，使氯化氢气体均匀进入反应段内，使反应更加均匀。提高了氯化氢利用率以及硅粉的转化率。
文档编号B01J8/24GK201572633SQ20092025602
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月1日 优先权日2009年12月1日
发明者倪云达 申请人:倪云达