三氯硅烷合成装置的制作方法

本实用新型属于三氯硅烷生产技术领域，具体涉及一种三氯硅烷合成装置。

背景技术：

三氯硅烷用于有机硅烷和烷基、芳基以及有机官能团氯硅烷的合成，是有机硅烷偶联剂中最基本的单体，也是生产半导体硅、单晶硅的原料，随着有机硅烷偶联剂工业的发展而出现供不应求，生产量越来越大。

其制作过程是硅粉经干燥后加入氯化沸腾炉，与通入炉中的干燥氯化氢气体在340℃进行反应。生成的粗三氯氢硅经湿法除尘器、列管冷凝器去蒸馏塔分离四氯化硅，由蒸馏塔出来的三氯氢硅气体经冷凝，制得三氯氢硅成品。

在制作过程中，需要硅粉和氯化氢气体的充分混合，进而实现充分反应，由于整个过程需要密闭性腔，现有技术中无法使得硅粉和氯化氢气体进行充分混合，从而导致原料的浪费和其他成分的产生，影响质量。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种三氯硅烷合成装置，其结构设计合理，能够实现气和硅粉的充分混合，同时能够实现自循环作用，进一步的提高反应段的扰动混合效果。

为达到上述目的，所采取的技术方案是：

一种三氯硅烷合成装置，包括：进气壳体，所述进气壳体的侧壁上设置有进气管，进气壳体的底部设置有排放口；混合壳体，其内部设置有内套管，所述内套管的中部较两端细，在所述内套管的中部设置有第一循环口；反应壳体，所述反应壳体上设置有加料管，所述加料管的内端部延伸至所述反应壳体的中部；和分离壳体，所述分离壳体顶部设置有出气口，所述分离壳体包括位于上部的呈圆柱形的沉降腔和位于下部的呈锥形的膨胀腔；在所述膨胀腔的侧壁上设置有第二循环口，所述第一循环口和第二循环口连通。

根据本实用新型三氯硅烷合成装置，优选地，所述第一循环口和所述第二循环口之间并排设置有第一分支管路和第二分支管路，在第一分支管路上设置有循环泵，在第一分支管路和第二分支管路上均设置有控制阀。

根据本实用新型三氯硅烷合成装置，优选地，所述内套管上设置有至少3个第一循环口，所述膨胀腔的侧壁上设置有与第一循环口数量相当的第二循环口。

根据本实用新型三氯硅烷合成装置，优选地，所述加料管的内端部设置有锥形罩，在所述锥形罩的下端设置有打散网，在所述加料管的外端部设置有螺旋给料机。

根据本实用新型三氯硅烷合成装置，优选地，所述内套管呈单叶双曲面结构。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

本实用新型结构设计合理，其通过单叶双曲面结构的内套管的设计，能够实现气和硅粉的充分混合，并且结合循环泵的设置能够实现强制循环，在此过程中，实现了硅粉和气流的无定向作用，大大提高了产品的反应效率，进一步的提高反应段的扰动混合效果，使得整个设备的生产效率更高，能够避免原料的浪费，提高整个腔体内的动态运行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为根据本实用新型实施例的三氯硅烷合成装置的结构示意图。

图中序号：

100为进气壳体、101为进气管、102为排放口；

200为混合壳体、201为内套管、202为第一循环口；

300为反应壳体、301为加料管、302为锥形罩、303为螺旋给料机；

400为分离壳体、401为出气口、402为沉降腔、403为膨胀腔、404为第二循环口；

501为第一分支管路、502为第二分支管路、503为控制阀、504为循环泵。

具体实施方式

为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，本实用新型一种三氯硅烷合成装置，包括进气壳体100、混合壳体200、反应壳体300和分离壳体400，所述进气壳体100的侧壁上设置有进气管101，进气壳体100的底部设置有排放口102；混合壳体200内部设置有内套管201，所述内套管201的中部较两端细，在所述内套管201的中部设置有第一循环口202；所述反应壳体300上设置有加料管301，所述加料管301的内端部延伸至所述反应壳体300的中部；所述分离壳体400顶部设置有出气口401，所述分离壳体400包括位于上部的呈圆柱形的沉降腔402和位于下部的呈锥形的膨胀腔403；在所述膨胀腔403的侧壁上设置有第二循环口404，所述第一循环口202和第二循环口404连通。

所述第一循环口202和所述第二循环口404之间并排设置有第一分支管路501和第二分支管路502，在第一分支管路501上设置有循环泵504，在第一分支管路和第二分支管路上均设置有控制阀503，本实施例采用两种形式并列，其可以在不同的时间段进行强制循环和文丘里效应的自循环，从而满足不同的阶段对混合作用的强弱的不同需求。

所述内套管上设置有至少3个第一循环口202，所述膨胀腔的侧壁上设置有与第一循环口数量相当的第二循环口404。

所述加料管的内端部设置有锥形罩302，在所述锥形罩的下端设置有打散网，在所述加料管的外端部设置有螺旋给料机303，其还可以为其他类型的给料设备，需要保障整体的密封性，并保持硅粉的干燥，打散网为网格状的金属网即可，其用于防止硅粉结块，从而便于实现硅粉均匀下落，并与气流进行反冲混合接触。

所述内套管呈单叶双曲面结构，从而使得内套管形成文丘里效应，实现自吸，进而实现自动内循环的作用。

本申请中氯化氢气体通过进气管吹入，硅粉通过加料管加入，反应初期，为了保障其混合的均匀性，通过启动循环泵，从而实现强制自循环，并加速气流的流动使得整个腔体内的硅粉呈现气溶胶的状态，反应进行稳定后，通过自吸作用，实现气流的微循环，从而能够加快沉降腔的沉降，便于气体和粉尘的快速分离，提高生产效率。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

上文中参照优选的实施例详细描述了本实用新型的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本实用新型理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本实用新型提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围由所附的权利要求确定。