冷氢化流化床反应器气体分布板的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于化工设备技术领域，特别涉及一种多晶硅装置中冷氢化流化床反应器气体分布板。
【背景技术】
[0002]目前国内的多晶硅装置绝大多数采用改良西门子法工艺路线，生产中副产的大量四氯化硅通常采用“氢化”(冷氢化和热氢化)的方式转化为三氯氢硅，循环利用。“冷氢化”技术是将四氯化硅和硅粉、氢气在流化床反应器中反应生成三氯氢硅；与“热氢化”技术相比，具有四氯化硅转化率高、电耗低、生产成本低等优点。目前“冷氢化”技术目前已逐步替代“热氢化”技术，成为多晶硅生产的主流技术，普遍应用于技改及新建的多晶硅装置中。
[0003]冷氢化反应器是冷氢化装置的核心设备，反应器的气体分布器更是反应器的核心内件。国外引入的冷氢化技术，冷氢化反应器均为外商成套供货，价格高昂且大部分运行效果待验证。国产的冷氢化反应器还存在很多问题，如布气不均导致转化率较低、硅粉易堆积易烧结等问题。
[0004]目前国内多晶硅装置规模已跃至万吨级，冷氢化流化床反应器也面临着向大型化发展的严峻考验。流化床反应器直径越大，放大效应越容易出现，对气体分布板的气体分布能力及操作稳定性要求越高，同时还要更好地耐受重负荷及热应力。在反应器的大型化设计中，分布器的合理设计最为关键。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种能使气体分布均匀，而且防止硅粉堆积，从而提高设备处理能力，使流化效果明显改善的冷氢化流化床反应器气体分布板。
[0006]本实用新型的技术方案是这样实现的:冷氢化流化床反应器气体分布板，包括分布母板以及在所述分布母板上开设的若干分布通孔，其特征在于:所述分布母板采用凹形板结构，在所述分布母板上、各分布通孔处分别设置有风帽式喷嘴，所述风帽式喷嘴上部置于分布母板内侧，其下部置于分布母板外侧，在所述风帽式喷嘴下端部设置有进气口，在所述风帽式喷嘴上端部设置有出气孔。
[0007]本实用新型所述的冷氢化流化床反应器气体分布板，其所述风帽式喷嘴上端呈锥帽结构，所述出气孔设置在锥帽结构的下方且沿风帽式喷嘴的径向设置，所述风帽式喷嘴下端的进气口沿风帽式喷嘴的轴向设置。
[0008]本实用新型所述的冷氢化流化床反应器气体分布板，其靠近分布母板的出气孔沿风帽式喷嘴的径向向外延伸形成开孔短管。
[0009]本实用新型所述的冷氢化流化床反应器气体分布板，其所述分布母板上最外圈的风帽式喷嘴的出气孔开孔方向仅朝向床层内侧。
[0010]本实用新型所述的冷氢化流化床反应器气体分布板，其在所述风帽式喷嘴上设置有固定螺母，所述风帽式喷嘴通过固定螺母连接在分布母板的分布通孔处。
[0011]本实用新型能够更好地耐受大直径床层的重负荷及热应力，有效防止沟流的产生，明显改善大直径床层气体易短路、布气不均的问题，更好地克服反应器大型化之后的放大效应，提高反应效率，同时，更好地克服分布板易磨蚀、易堆积硅粉且易出现烧结等缺点。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的结构示意图。
[0013]图2是本实用新型中风帽式喷嘴的结构示意图。
[0014]图中标记:1为分布母板，2为分布通孔，3为风帽式喷嘴，4为进气口，5为出气孔，6为开孔短管，7为固定螺母。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
[0016]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0017]如图1所示，冷氢化流化床反应器气体分布板，包括分布母板1以及在所述分布母板1上开设的若干分布通孔2，所述分布母板1采用凹形板结构，在大直径流化床反应器中，凹形分布母板结构与平板相比，可以更好地耐受大直径床层的重负荷及热应力，使用寿命更长，稳定性更好，同时也可有效防止沟流的产生，使大直径床层气体易短路的情况得到明显改善；在所述分布母板1上、各分布通孔2处分别设置有风帽式喷嘴3，所述风帽式喷嘴的数量根据反应气体的适当流速来确定，开孔率为3%?20%，所述风帽式喷嘴3上部置于分布母板1内侧，其下部置于分布母板1外侧，在所述风帽式喷嘴3下端部设置有进气口4，在所述风帽式喷嘴3上端部设置有出气孔5，在所述风帽式喷嘴3上设置有固定螺母7，所述风帽式喷嘴3通过固定螺母7连接在分布母板1的分布通孔2处。
[0018]如图2所示，所述风帽式喷嘴3上端呈锥帽结构，所述出气孔5设置在锥帽结构的下方且沿风帽式喷嘴3的径向设置，其中，靠近分布母板1的出气孔5沿风帽式喷嘴3的径向向外延伸形成开孔短管6，所述风帽式喷嘴3下端的进气口 4沿风帽式喷嘴3的轴向设置，所述风帽式喷嘴中带进气口的直管段利用限流小孔的合理分布，及直管段对气体停留时间的调整，实现对气体的初步整流及预分配，带侧向出气孔的锥帽分布效率高，气体喷出侧孔后在板面上形成的气垫利于消除死区，避免烧结并降低对分布板的磨蚀，锥帽间利于形成硅粉的小锥形床，改善了流化质量；所述分布母板1上最外圈的风帽式喷嘴3的出气孔5开孔方向仅朝向床层内侧，避免朝向反应器壁，以降低对反应器壁的冲击和磨蚀。
[0019]本实用新型在使用中，气体通过风帽式喷嘴进入反应器内部，与硅粉均匀混合并形成流态化状态，实现冷氢化反应的稳定进行。本实用新型的目的就是为了改善目前大多数冷氢化反应器的气体分布板布气不均、易磨蚀、易堆积硅粉且出现烧结等缺点，同时也能更好的克服反应器大型化之后的放大效应，改善气体分布效果，提高反应效率，延长操作周期。
[0020]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.冷氢化流化床反应器气体分布板，包括分布母板(1)以及在所述分布母板(1)上开设的若干分布通孔(2)，其特征在于:所述分布母板(1)采用凹形板结构，在所述分布母板(1)上、各分布通孔(2)处分别设置有风帽式喷嘴(3)，所述风帽式喷嘴(3)上部置于分布母板(1)内侧，其下部置于分布母板(1)外侧，在所述风帽式喷嘴(3)下端部设置有进气口(4)，在所述风帽式喷嘴(3)上端部设置有出气孔(5)。2.根据权利要求1所述的冷氢化流化床反应器气体分布板，其特征在于:所述风帽式喷嘴(3)上端呈锥帽结构，所述出气孔(5)设置在锥帽结构的下方且沿风帽式喷嘴(3)的径向设置，所述风帽式喷嘴(3)下端的进气口(4)沿风帽式喷嘴(3)的轴向设置。3.根据权利要求2所述的冷氢化流化床反应器气体分布板，其特征在于:靠近分布母板(1)的出气孔(5)沿风帽式喷嘴(3)的径向向外延伸形成开孔短管(6)。4.根据权利要求2所述的冷氢化流化床反应器气体分布板，其特征在于:所述分布母板(1)上最外圈的风帽式喷嘴(3)的出气孔(5)开孔方向仅朝向床层内侧。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的冷氢化流化床反应器气体分布板，其特征在于:在所述风帽式喷嘴(3)上设置有固定螺母(7)，所述风帽式喷嘴(3)通过固定螺母(7)连接在分布母板(1)的分布通孔(2)处。
【专利摘要】本实用新型公开了一种冷氢化流化床反应器气体分布板，包括分布母板以及在所述分布母板上开设的若干分布通孔，所述分布母板采用凹形板结构，在所述分布母板上、各分布通孔处分别设置有风帽式喷嘴，所述风帽式喷嘴上部置于分布母板内侧，其下部置于分布母板外侧，在所述风帽式喷嘴下端部设置有进气口，在所述风帽式喷嘴上端部设置有出气孔。本实用新型能够更好地耐受大直径床层的重负荷及热应力，有效防止沟流的产生，明显改善大直径床层气体易短路、布气不均的问题，更好地克服反应器大型化之后的放大效应，提高反应效率，同时，更好地克服分布板易磨蚀、易堆积硅粉且易出现烧结等缺点。
【IPC分类】C01B33/107
【公开号】CN204999622
【申请号】CN201520707208
【发明人】周齐领, 张晓辉
【申请人】中国成达工程有限公司
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月14日