四氯化硅阶梯加热气化装置的制作方法

本技术涉及多晶硅生产装备，特别涉及一种四氯化硅阶梯加热气化装置。

背景技术：

1、冷氢化工序是改良西门子法生产多晶硅的重要工序之一。通常的冷氢化工序是将四氯化硅气化，与氢气混合加热后，通入流化床与硅粉发生反应生成三氯氢硅的过程。冷氢化工序的反应温度为550℃，流化床内压力通常保持在30kg。一般而言，四氯化硅和氢气在进入流化床之前，先被加热至550℃。

2、中国发明专利cn112158848a公开了一种四氯化硅冷氢化系统，包括四氯化硅蒸发器；混合气过热器；气气换热器，气气换热器具有第一合成气进口和第一合成气出口；混合气加热器；和氢化反应器，氢化反应器包括：本体，本体具有反应腔、硅粉进口、第四混合气进口和第二合成气出口，第二合成气出口与第一合成气进口连通；气体分布器，气体分布器设在反应腔内，气体分布器位于第四混合气进口与硅粉进口之间，气体分布器具有多个气体分布孔；多个喷嘴，多个喷嘴一一对应地设在多个气体分布孔内，每个喷嘴的出口朝上。混合气加热器具体为电加热器。

3、然而，由上述发明专利的图1不难发现，在过热器与电加热器之间仅有一个换热器，本案申请人在实践中发现，四氯化硅与氢气的混合气体由过热器、换热器、电加热器逐步加热至550℃的过程中，在过热器与电加热器之间若仅设一个换热器，该换热器进气与出气的温度梯度较大，换热器由于长期热疲劳，频繁热裂。

技术实现思路

1、有鉴于此，针对上述不足，有必要提出一种四氯化硅阶梯加热气化装置。

2、一种四氯化硅阶梯加热气化装置，包括加热单元，所述加热单元包括换热器、过热器、电加热器，所述换热器为四个，所述换热器具有一个换热物料入口和一个换热物料出口，相邻两个换热器中，前一个换热器的换热物料出口与后一个换热器的换热物料入口连接，第一个换热器的换热物料入口与过热器的出口连接，第四个换热器的换热物料出口与电加热器的入口连接。

3、优选地，所述四氯化硅阶梯加热气化装置还包括气化单元，所述气化单元包括混合罐、第一再沸器，在混合罐的顶部设有第一液相入口，在混合罐的底部设有第一液相出口，在混合罐的侧部设有第一气相入口，在第一再沸器的底部设有第二液相入口，在第一再沸器的顶部设有第二气相出口，所述第二液相入口和第二气相出口均与第一再沸器的管程连通，所述第二气相出口与第一气相入口连接，在混合罐的上部设有第一气相出，所述第一气相出与过热器的入口连接。

4、优选地，在第一再沸器的侧部设有第二气相入口，所述第二气相入口与第一再沸器的管程连通。

5、优选地，所述第一气相入口靠近混合罐的侧部的中部设置。

6、优选地，所述气化单元还包括喷淋管，所述喷淋管内置于混合罐中，所述喷淋管的入口与第一液相入口连接。

7、优选地，所述气化单元还包括导流管，所述导流管内置于混合罐中，所述导流管的下端向下延伸至靠近混合罐的底部，所述导流管的上端与第一液相入口连接。

8、优选地，所述气化单元还包括填料，所述填料充装在混合罐内腔中。

9、优选地，所述四氯化硅阶梯加热气化装置还包括气化单元，所述气化单元包括第二再沸器，在第二再沸器的侧部靠上的位置设有第三液相入口、第三气相入口，在第二再沸器的顶部设有第三气相出口，第三气相入口用于通入氢气，所述第三气相出口与过热器的入口连接。

10、优选地，所述气化单元还包括高压泵，所述高压泵的出口与第一液相入口连接。

11、优选地，所述气化单元还包括高压泵，所述高压泵的出口与第三液相入口连接。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

13、试验表明，四氯化硅与氢气的混合气体被四个串联设计的换热器逐步加热，升温平稳，能有效防止换热器热疲劳而拉裂的情形发生。

技术特征：

1.一种四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：包括加热单元，所述加热单元包括换热器、过热器、电加热器，所述换热器为四个，所述换热器具有一个换热物料入口和一个换热物料出口，相邻两个换热器中，前一个换热器的换热物料出口与后一个换热器的换热物料入口连接，第一个换热器的换热物料入口与过热器的出口连接，第四个换热器的换热物料出口与电加热器的入口连接。

2.如权利要求1所述的四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：所述四氯化硅阶梯加热气化装置还包括气化单元，所述气化单元包括混合罐、第一再沸器，在混合罐的顶部设有第一液相入口，在混合罐的底部设有第一液相出口，在混合罐的侧部设有第一气相入口，在第一再沸器的底部设有第二液相入口，在第一再沸器的顶部设有第二气相出口，所述第二液相入口和第二气相出口均与第一再沸器的管程连通，所述第二气相出口与第一气相入口连接，在混合罐的上部设有第一气相出，所述第一气相出与过热器的入口连接。

3.如权利要求2所述的四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：在第一再沸器的侧部设有第二气相入口，所述第二气相入口与第一再沸器的管程连通。

4.如权利要求2所述的四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：所述第一气相入口靠近混合罐的侧部的中部设置。

5.如权利要求2所述的四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：所述气化单元还包括喷淋管，所述喷淋管内置于混合罐中，所述喷淋管的入口与第一液相入口连接。

6.如权利要求2所述的四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：所述气化单元还包括导流管，所述导流管内置于混合罐中，所述导流管的下端向下延伸至靠近混合罐的底部，所述导流管的上端与第一液相入口连接。

7.如权利要求2所述的四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：所述气化单元还包括填料，所述填料充装在混合罐内腔中。

8.如权利要求1所述的四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：所述四氯化硅阶梯加热气化装置还包括气化单元，所述气化单元包括第二再沸器，在第二再沸器的侧部靠上的位置设有第三液相入口、第三气相入口，在第二再沸器的顶部设有第三气相出口，第三气相入口用于通入氢气，所述第三气相出口与过热器的入口连接。

9.如权利要求2所述的四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：所述气化单元还包括高压泵，所述高压泵的出口与第一液相入口连接。

10.如权利要求8所述的四氯化硅阶梯加热气化装置，其特征在于：所述气化单元还包括高压泵，所述高压泵的出口与第三液相入口连接。

技术总结
一种四氯化硅阶梯加热气化装置，包括加热单元，所述加热单元包括换热器、过热器、电加热器，所述换热器为四个，所述换热器具有一个换热物料入口和一个换热物料出口，相邻两个换热器中，前一个换热器的换热物料出口与后一个换热器的换热物料入口连接，第一个换热器的换热物料入口与过热器的出口连接，第四个换热器的换热物料出口与电加热器的入口连接，试验表明，四氯化硅与氢气的混合气体被四个串联设计的换热器逐步加热，升温平稳，能有效防止换热器热疲劳而拉裂的情形发生。

技术研发人员：赵昌喜,请求不公布姓名,崔祥超,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：宁夏润阳硅材料科技有限公司
技术研发日：20230118
技术公布日：2024/1/12