碱洗反应装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种碱洗反应装置，旨在解决现有技术中碳化硅碱洗除杂所需时间长、危险性高且易造成环境危害的技术问题。它包括反应器和集气设备，反应器包括下部池体、设置于池体顶部的引气罩；在池体的内壁四周设有夹套，在夹套的一侧底部设有进水口、另一侧顶部设有出水口；在池体的上部设有喷淋管、与喷淋管相连通的碱液输送管，在喷淋管的底部均匀分布有喷淋孔；集气设备包括设置于反应器外部的抽气泵和储气罐，在引气罩的顶部设有与抽气泵的抽气口相连通的出气口，抽气泵的排气口与储气罐相连通。该装置消除了碱洗反应产生的大量热量和氢气带来的危害，能够缩短碱洗反应的时间，提高碳化硅碱洗提纯的效率。
【专利说明】碱洗反应装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及晶硅片切割刃料碳化硅回收处理【技术领域】，具体涉及一种碱洗反应装置。
【背景技术】
[0002]晶硅片切割刃料碳化硅回收过程中需要除去对碳化硅进行提纯处理，除去碳化硅中混有的杂质硅。通常采用碱洗反应除杂的方法，通过向碳化硅中加入氢氧化钠，碳化硅与氢氧化钠不发生化学反应，而硅可充分与氢氧化钠发生化学反应，从而达到去除硅杂质和对碳化硅提纯的目的。氢氧化钠和硅的反应为放热反应，化学反应发生时，加入到反应器中的氢氧化钠与硅粉发生剧烈反应，瞬时放出大量的热量并反应生成易燃易爆的氢气气体，现有碱洗反应器采用敞开式构造，热量和氢气直接溢散在空气中，容易发生高温烫伤以及爆燃事故，对操作工人身安全及环境造成影响。实际生产中，为避免反应短时间放出大量热量以及产生大量易燃易爆气体，通常采用分步加碱、减缓化学反应的方法，来降低反应速度，达到避免发生安全事故的目的，但这种方式大大延长了碱洗除杂的时间，从而降低了碳化硅除硅提纯的工作效率。
【发明内容】
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种反应效率高、安全环保的碱洗反应装置。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0005]设计一种碱洗反应装置，包括反应器和集气设备，所述反应器包括下部池体、设置于所述池体顶部的引气罩，所述引气罩与所述池体密封连接；在所述池体的一侧上部设有进料口、另一侧下部设有出料口，在所述进料口和出料口处分别设有进料阀和出料阀；
[0006]在所述池体的内壁四周设有夹套，在所述夹套的一侧底部设有进水口、另一侧顶部设有出水口 ；在所述池体的上部设有喷淋管、与所述喷淋管相连通的碱液输送管，在所述碱液输送管上设有进液阀，在所述喷淋管的底部均勻分布有喷淋孔；
[0007]所述集气设备包括设置于所述反应器外部的抽气泵和储气罐，在所述引气罩的顶部设有与所述抽气泵的抽气口相连通的出气口，所述抽气泵的排气口与所述储气罐相连通。
[0008]在上述技术方案中，反应器内壁设置夹套，在夹套内通有循环冷却水，在进行碱洗反应时产生的大量热量被夹套内的循环冷却水吸收，对反应器内的物料起到冷却作用。夹套内的冷却水采取下进上出的方式对反应器内的物料进行循环冷却。反应器池体上部设置的喷淋管用来向反应器内添加碱液，喷淋管底部的喷淋孔可以将碱液均匀喷出，使碱液与反应器内碳化硅物料均匀接触并产生反应。在反应器池体上方设置的引气罩，可避免碱洗过程中产生的氢气释放到空气中而产生危险，在抽气泵的作用下，氢气通过引气罩上的出气口被引流至外部的储气罐中。
[0009]优选的，在所述反应器中设置有搅拌器，所述搅拌器包括搅拌轴、安装于搅拌轴下端的搅拌叶片以及安装于搅拌轴上端的驱动电机。优选的，所述搅拌器为两个，分别设置于所述喷淋管的两侧。在搅拌器的搅拌作用下，反应器内的碳化硅物料与碱液快速混合均匀，使得碱洗反应更加完全和快速。
[0010]优选的，所述碱洗反应装置还包括水软化器，所述水软化器的出水口与所述反应器的进水口相连通。在冷却水通入夹套之前，先进行软化处理，降低水的硬度，可以避免夹套内产生水垢，从而影响夹套壁传热、影响对反应器的冷却效果。
[0011]优选的，所述喷淋孔的孔径为I?10mm。
[0012]优选的，所述夹套的材质为不锈钢。不锈钢材质的夹套有利于热量的传导，使得冷却效果更好。
[0013]本实用新型的有益效果在于:
[0014]1.采用密闭的反应器进行碱洗反应，能够避免碱洗过程中产生的大量热量和氢气直接排放到空气中而产生的危险，相比现有的敞开式的碱洗设备，具有更高的安全性；
[0015]2.在反应器内设置起到冷却循环作用的夹套，能够对反应器内的物料进行快速冷却降温，集气设备能够将碱洗反应产生的氢气收集起来，解决了碱洗反应产生的热量和氢气难以处理的问题；
[0016]3.通过冷却和集气，消除了瞬间反应产生的大量热量和氢气气体带来的危害，进而保证氢氧化钠与硅的反应可以持续不断的快速进行，大幅缩短了碱洗反应的时间，提高了碳化硅碱洗提纯反应的生产效率。
[0017]4.该装置结构简单、易于操作，并且具有安全、环保的特点，应用前景广阔。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型碱洗反应装置的结构示意图。
[0019]图2为图1中池体的俯视结构示意图。
[0020]其中，I为池体；2为引气罩；3为进料口 ；4为出料口 ；5为进料阀；6为出料阀；7为夹套；8为进水口 ；9为出水口 ；10为喷淋管；11为碱液输送管；12为进液阀；13为搅拌器；14为抽气泵；15为储气罐；16为水软化器。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图和实施例来说明本实用新型的【具体实施方式】，但下列实施例只是用来详细说明本实用新型的实施方式，并不以任何方式限制本实用新型的范围。
[0022]实施例1:一种碱洗反应装置，包括反应器和集气设备，反应器包括下部池体1、设置于池体顶部的引气罩2，引气罩2与池体I密封连接。在池体I的一侧上部设有进料口 3、另一侧下部设有出料口 4，在进料口 3和出料口 4处分别设有进料阀5和出料阀6。在池体I的内壁四周设有夹套7，夹套7的材质为不锈钢，在夹套7的一侧底部设有进水口 8、另一侧顶部设有出水口 9。在池体的上部设有喷淋管10、与喷淋管10相连通的碱液输送管11，在碱液输送管11上设有进液阀12，在喷淋管10的底部均匀分布有喷淋孔，喷淋孔的孔径为5_。集气设备包括设置于反应器外部的抽气泵14和储气罐15，在引气罩2的顶部设有与抽气泵14的抽气口相连通的出气口，抽气泵的排气口与储气罐相连通。
[0023]实施例2:—种碱洗反应装置，与实施例1的不同之处在于，在反应器中设置有搅拌器13，搅拌器13包括搅拌轴、安装于搅拌轴下端的搅拌叶片以及安装于搅拌轴上端的驱动电机，该搅拌器为两个，分别设置于喷淋管的两侧。喷淋孔的孔径为8_。
[0024]实施例3:—种碱洗反应装置，与实施例2的不同之处在于，该碱洗反应装置还包括水软化器16，水软化器16的出水口与反应器的进水口相连通。
[0025]在以上实施例中所涉及的仪器设备如无特别说明，均为常规仪器设备。
[0026]本实用新型碱洗反应装置的具体工作方式为:将待处理的碳化硅物料由进料口 3加入到反应器的池体I内，向夹套7内通入循环冷却水，循环冷却水在通入夹套之前先通过水软化器16进行软化处理，可以降低水的硬度，避免在夹套内产生水垢。打开进液阀12，碱液由碱液输送管11进入喷淋管10中，再由喷淋管10底部的喷淋孔喷出，与池体I内的碳化硅物料均匀接触并发生反应。在碱洗反应过程中，产生的热量被夹套7内的循环冷却水吸收，使反应器内部的温度不会过高，循环冷却水采用下进上出的方式进出夹套。由于引气罩2与池体I密封连接，碱洗反应产生的氢气气体不会从反应器内泄漏出去，而是在抽气泵14的作用下从引气罩2上的出气口排出，被收集到储气罐15中，避免了氢气泄漏到空气中产生爆炸的危险。搅拌器13的设置，可以对反应器内的物料和碱液进行搅拌混合，使物料和碱液更加充分、均匀接触并发生反应，使碱洗反应更加完全、快速。碱洗反应完毕后，碳化硅物料由出料口 4排出，进料阀5、出料阀6用于控制物料进出的速度和流量。
[0027]上面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式做了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下进行变更或改变。
【权利要求】
1.一种碱洗反应装置，其特征在于，包括反应器和集气设备，所述反应器包括下部池体、设置于所述池体顶部的引气罩，所述引气罩与所述池体密封连接；在所述池体的一侧上部设有进料口、另一侧下部设有出料口，在所述进料口和出料口处分别设有进料阀和出料阀； 在所述池体的内壁四周设有夹套，在所述夹套的一侧底部设有进水口、另一侧顶部设有出水口 ；在所述池体的上部设有喷淋管、与所述喷淋管相连通的碱液输送管，在所述碱液输送管上设有进液阀，在所述喷淋管的底部均勻分布有喷淋孔； 所述集气设备包括设置于所述反应器外部的抽气泵和储气罐，在所述引气罩的顶部设有与所述抽气泵的抽气口相连通的出气口，所述抽气泵的排气口与所述储气罐相连通。
2.根据权利要求1所述的碱洗反应装置，其特征在于，在所述反应器中设置有搅拌器，所述搅拌器包括搅拌轴、安装于搅拌轴下端的搅拌叶片以及安装于搅拌轴上端的驱动电机。
3.根据权利要求2所述的碱洗反应装置，其特征在于，所述搅拌器为两个，分别设置于所述喷淋管的两侧。
4.根据权利要求1所述的碱洗反应装置，其特征在于，所述碱洗反应装置还包括水软化器，所述水软化器的出水口与所述反应器的进水口相连通。
5.根据权利要求1所述的碱洗反应装置，其特征在于，所述喷淋孔的孔径为I?10_。
6.根据权利要求1所述的碱洗反应装置，其特征在于，所述夹套的材质为不锈钢。
【文档编号】C01B31/36GK204198428SQ201420507654
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年9月4日 优先权日:2014年9月4日
【发明者】田涛, 张海峰, 李森, 刘国俊, 裴占立 申请人:开封万盛新材料有限公司