专利名称：一种用于四氯化硅水解的装置的制作方法
技术领域：
本发明属于化工领域，具体涉及一种用于四氯化硅水解的装置。
背景技术：
近几年，随着信息技术和太阳能产业带飞速发展，国内对多晶硅的需求增长迅猛。多晶硅企业在生产过程中副产大量的四氯化硅，四氯化硅如果不能被很好地利用，不仅会使资源造成浪费，而且对环境会造成严重的污染。国内企业主要采用气相法白炭黑生成工艺处理四氯化硅，将四氯化硅和一定量的氢气和氧气在1000-1200°C的高温水解炉进行反应。该方法对设备要求高，技术复杂，产量低。关于利用四氯化硅水解装置报道很少，并且主要存在以下几个问题:1)四氯化硅水解是一个快速反应，工业上的搅拌转速较低，很难实现均匀的混合；2)四氯化硅水解产生大量的氯化氢，腐蚀设备。因此，解决四氯化硅和水混合均匀这一问题就显的极其重要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加强物料混合、减缓腐蚀的用于四氯化硅水解的装置。
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为解决以上技术问题，本发明的技术方案是:该装置包括射流喷射器、水解反应釜和两个循环系统；所述射流喷射器与水解反应釜的料液进口连通，在射流喷射器上设有开口和四氯化硅进口；
所述水解反应釜的一侧下部设有釜液出口 ；所述的釜液出口通过管路和循环泵与射流喷射器的开口连通，形成第一个循环系统；所述循环泵连通进水管路；
所述水解反应釜的另一侧下部设有釜液出口，水解反应釜设有循环液进口 ；所述的釜液出口通过管路和循环泵与水解反应釜的循环液进口连通，形成另一个循环系统。本发明所述第一个循环系统的管路上设有釜液出口阀和流量计；所述另一个循环系统的管路上设有釜液出口阀和流量计。本发明所述的水解反应釜的上部为塔式反应器，内装有填料，顶部设有氯化氢出口和循环液进口；下部为釜式反应器，设有料液进口、釜液出口、釜液出口和底部的排液口。本发明所述水解反应釜的内衬为搪瓷材料，所述循环泵选用耐酸碱真空泵，所述射流喷射器选用耐腐隔膜泵。本发明在使用时，水通过循环泵进入第一个循环系统，利用水在管路中流动造成吸力将四氯化硅带到射流喷射器，与水进行混合，直接进入水解反应釜内的液面以下，釜液通过水解反应釜一侧的开口进入循环泵的进口，完成一次循环。水解反应釜内釜液也可以通过水解反应釜另一侧的出口进入另一个循环系统，从而构成两个循环系统，增强四氯化硅与水的混合程度，加速四氯化硅的水解；另一个循环系统的水从水解反应釜上部流下，流进填料，可以吸收反应过程中产生的汽化的四氯化硅，而氯化氢通过排气阀排出，反应产生的二氧化硅从水解反应釜的底阀排出。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是:由于本发明拥有两个循环系统，所述物料循环管路连通水解反应釜的底部和顶部，四氯化硅通过射流喷射器加入到循环体系中，所述循环管路中设有循环泵，所以，溶液在循环管路里不停的循环流动，增强了四氯化硅和水的混合程度，使得水解反应快速充分的进行，缩短反应时间，提高单台设备生产能力。本发明的水解反应釜的内衬采用搪瓷材料，且氯化氢可即时的从氯化氢出口排出，从而有效地减少了氯化氢对设备的腐蚀。
图1是本发明所用的装置的结构示意图。附图中:1-水进料阀；2-爸液出口阀；3a_循环泵；3b_循环泵；4-流量计；5-四氯化硅进料阀；6-开口 ；7-四氯化硅进口 ；8_射流喷射器；9_料液进口 ；10a-釜液出口 ；IOb-釜液出口 ； 11-排气阀；12-氯化氢出口 ； 13-循环液进口 ；14_喷头；15_填料；16_水解反应釜；17-排液口 ； 18-排液阀；19-釜液出口阀；20_流量计。
具体实施例方式
图1所示，本用于四氯化硅水解的装置包括射流喷射器8、水解反应釜16和两个循环系统。所述的水解反应釜16采用搪瓷反应釜，其上部为塔式反应器，内装有填料15，顶部设有氯化氢出口 12和循环液进口 13，氯化氢通过氯化氢出口 12排出，氯化氢出口 12设有排气阀11 ;下部为釜式反应器，设有料液进口 9、釜液出口 10a、釜液出口 IOb和底部的排液口 17 ;反应产生的二氧化硅从水解反应釜16底部的排液口 17排出，排液口 17设有排液阀18。所述射流喷射器8与水解反应釜16的料液进口 9连通，在射流喷射器8上设有开口 6和四氯化硅进口 7;所述射流喷射器8最好选用耐腐隔膜泵。所述的两个循环系统的管路连通水解反应釜16的底部和顶部，所述循环管路中设有循环泵3a和循环泵3b，所述循环泵最好选用耐酸碱真空泵。图1所示，本用于四氯化硅水解的装置中用于控制进水的水进料阀I的出口连接循环泵3a的进口，循环泵3a的出口连接流量计4的进口，流量计4的出口连接射流喷射器8的开口 6，四氯化硅通过四氯化硅进料阀5和四氯化硅进口 7进入射流喷射器8与水进行混合，通过料液进口 9进入水解反应釜16内的液面以下，釜液通过位于水解反应釜16—侧下部的釜液出口 IOa进入循环管道，即釜液通过依次连通釜液出口 10a、釜液出口阀2、循环泵3a、流量计4、喷射泵的开口 6的管路后进入水解反应釜16形成第一个循环系统。图1所示，本用于四氯化硅水解的装置的水解反应釜16另一侧下部的釜液出口IOb和循环泵3b之间设有釜液出口阀19，循环泵3b和循环液进口 13之间设有流量计20 ；这样，釜液通过依次连通釜液出口 10b、釜液出口阀19、循环泵3b、流量计20、循环液进口 13的管路后通过喷头14进入水解反应爸16形成另一个循环系统。本用于四氯化硅水解的装置的水解步骤为:打开水进料阀1，使水进入循环泵3a，通过循环泵3a和流量计4打到射流喷射器8，四氯化硅通过四氯化硅进料阀5和四氯化硅进口 7进入射流喷射器8中，与水进行混合，通过料液进口 9进入水解反应釜16内的液面以下；打开釜液出口阀2，使釜液从釜液出口 IOa流入循环泵3a，从而进入第一个循环系统。同时打开釜液出口阀19和循环泵3b，水解反应釜16内釜液从釜液出口 IOb流到循环泵3b、流量计20和喷嘴14，从而使釜液进入水解反应釜16形成另一个循环系统。反应过程中产生的汽化的四氯化硅通过填料15得到吸收，氯化氢通过排气阀11的氯化氢出口 12排出；反应产生的二氧化硅从水解反应釜16的排液阀18和排液口 17排出。
具体使用案例1:将45L水通过循环泵3a打到的循环系统，四氯化硅4.3L通过射流喷射器进入水解反应釜，反应温度为40°C，反应时间为lh，产品二氧化硅的收率为80%。
具体使用案例2:将45L水通过循环泵3a打到循环系统，四氯化硅4.3L通过射流喷射器进入水解反应釜，反应温度为45°C，反应时间为1.5h，产品二氧化硅的收率为85%。
具体使用案例3:将45L水通过循环泵3a打到循环系统，四氯化硅4.3L通过射流喷射器进入水解反应釜 ，反应温度为50°C，反应时间为2h，产品二氧化硅的收率为75%。
权利要求
1.一种用于四氯化硅水解的装置，其特征在于: 该装置包括射流喷射器(8 )、水解反应釜(16 )和两个循环系统；所述射流喷射器(8 )与水解反应釜(16)的料液进口(9)连通，在射流喷射器(8)上设有开口(6)和四氯化硅进口(7)； 所述水解反应釜(16)的一侧下部设有釜液出口(IOa);所述的釜液出口(IOa)通过管路和循环泵(3a)与射流喷射器(8)的开口(6)连通，形成第一个循环系统；所述循环泵(3a)连通进水管路； 所述水解反应釜(16)的另一侧下部设有釜液出口( 10b)，水解反应釜(16)设有循环液进口(13);所述的釜液出口(IOb)通过管路和循环泵(3b)与水解反应釜(16)的循环液进口( 13)连通，形成另一个循环系统。
2.根据权利要求1所述的一种用于四氯化硅水解的装置，其特征在于:所述第一个循环系统的管路上设有釜液出口阀(2)和流量计(4);所述另一个循环系统的管路上设有釜液出口阀(19)和流量计(20)。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于四氯化硅水解的装置，其特征在于:所述的水解反应釜(16)的上部为塔式反应器，内装有填料(15)，顶部设有氯化氢出口( 12)和循环液进口(13);下部为釜式反 应器，设有料液进口(9)、釜液出口(10a)、釜液出口(IOb)和底部的排液口(17)。
4.根据权利要求3所述的一种用于四氯化硅水解的装置，其特征在于:所述水解反应釜(16)的内衬为搪瓷材料，所述循环泵(3a、3b)选用耐酸碱真空泵，所述射流喷射器(8)选用耐腐隔膜泵。
全文摘要
本发明公开了一种用于四氯化硅水解的装置，其包括射流喷射器8、水解反应釜16和两个循环系统；所述射流喷射器8与水解反应釜16的料液进口9连通，在射流喷射器8上设有开口6和四氯化硅进口7；所述水解反应釜16的一侧下部设有釜液出口10a；所述的釜液出口10a通过管路和循环泵3a与射流喷射器8的开口6连通，形成第一个循环系统；所述循环泵3a连通进水管路；所述水解反应釜16的另一侧下部设有釜液出口10b，水解反应釜16设有循环液进口13；所述的釜液出口10b通过管路和循环泵3b与水解反应釜16的循环液进口13连通，形成另一个循环系统。本装置增强了四氯化硅和水的混合程度，使得水解反应快速充分的进行，缩短反应时间，提高单台设备生产能力。
文档编号C01B33/113GK103193235SQ20131011481
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月3日 优先权日2013年4月3日
发明者刘玉敏, 郝丛, 蒋子超, 武朋涛, 花秀艳, 张向京, 胡永其 申请人:河北科技大学