专利名称：气固分离收集装置及反应塔的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种气体与固体微粒子的分离收集装置，尤其是涉及一种在气相 反应或气液相反应中，将在气相或气液相反应中生成的固体微粒子从气体中分离并收集的
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背景技术：
气固分离技术是在工业生产的众多领域中广泛使用的一项技术，目前国内外较成 熟使用的气固分离技术主要有两大类离心分离技术和滤材分离技术。但是，传统的气固分 离技术都存在一些缺陷，如滤材分离技术所采用的过滤器的孔容易被堵塞，必须定期维修 更换，其维修更换的工作量大必将影响分离器的正常工作，尤其是在高温连续工作的化学 反应塔中，例如，利用气相、气液相反应制造高纯度硅时，要求反应过程在1000°C或1000°C 以上的极高温下连续进行，且处在化学腐蚀环境中，因此根本无法更换过滤器。而常规的气 固离心分离器的压力损失大，其分离效率受气流速度的影响较大，分离效率一般较低。专利申请号为02216702. 1的中国专利“气体微粒分离器”公开了一种分离器，它 包括筒体、进气管、出气管等，该筒体上半段为直管，下半段为扩经管。由于该扩经管相对于 上半段的直管变化有限，使得进入筒体的气流速度下降不明显，不利于气流中微粒子的加 速沉积，有待作进一步改进。
实用新型内容本实用新型克服了现有技术中的缺陷，提供了一种气固分离收集装置。本实用新型提供的气固分离收集装置，包括外筒、内筒、进气管、微粒子收集器，所 述进气管与所述外筒的侧面相连，所述内筒的两端开口，该内筒的第一端口穿过所述外筒 顶部与该外筒的外部相通，所述微粒子收集器与所述外筒底部相连接，尤其是所述外筒与 内筒之间有中间筒，所述中间筒的顶部与所述外筒的顶部重合，所述中间筒的长度小于所 述外筒的长度。优选地，所述外筒、内筒和中间筒为三个同心圆筒。优选地，所述内筒在所述外筒内的长度小于外筒，该内筒从所述外筒的顶部向该 外筒底部方向延伸，所述内筒的第二端口在所述外筒的底部部位。优选地，所述中间筒的长度小于等于所述内筒长度的一半。优选地，所述进气管与外筒连接端口处的口径小于该进气管入气端口处的口径， 所述进气管与所述外筒连接采用切向式进气结构。本实用新型同时提供一种配置有本实用新型内容包括优选实施例所述的气固分 离收集装置的反应塔，该反应塔用于锌和四氯化硅置换反应生成微粒子硅和氯化锌。与现有技术相比，本实用新型的气固分离收集装置具有结构简单、操作方便、分离 效率高等优点。
图1是本实用新型的气固分离收集装置的一种实施例结构示意图；图2是沿图IA-A线的剖面图。
具体实施方式
本实用新型的气固分离收集装置包括外筒、内筒、进气管、微粒子收集器，所述进 气管与所述外筒的侧面相连，所述内筒的两端开口，该内筒的第一端口穿过所述外筒顶部 与该外筒的外部相通，所述微粒子收集器与所述外筒底部相连接，尤其是所述外筒与内筒 之间有中间筒，所述中间筒的顶部与所述外筒的顶部重合，所述中间筒的长度小于所述外 筒的长度。含有固体微粒子的气体由进气管沿外筒内壁的切线方向进入外筒，在该外筒和 中间筒之间产生旋转向下的外旋流，悬浮于外旋流中的固体微粒子在离心力的作用下被抛 向外筒的内壁，并随外旋流旋转下行。所述外旋流在旋转下行到达中间筒底部端口时，由于没有了中间筒，外旋流的空 间突然变大，旋转速度急剧变小，加速了气体中固体微粒子的下落，固体微粒子经过外筒底 部落入微粒子收集器，而被分离了固体微粒子的气体下行到微粒子收集器之后折返，形成 旋转上行的内旋流，通过内筒由出气口排出。
以下结合附图对该气固分离收集装置的结构和具体实施方式
进行详细说明。图1是本实用新型的一种实施例结构示意图，所述气固分离收集装置包括外筒 101、内筒102、中间筒103、进气管104、固体微粒子收集器105、内筒的第一端口(出气 口)106、内筒的第二端口 107。所述外筒101、内筒102和中间筒103为三个同心圆筒。所 述内筒在所述外筒内的长度小于外筒的长度，该内筒从所述外筒的顶部向该外筒底部方向 延伸，所述内筒的第二端口在所述外筒的底部部位。采用所述内筒的第二端口直接延伸到 所述外筒的底部部位这样的结构特征有利于减少旋转上行的内旋流与旋转下行的外旋流 的相互干扰、减少紊流，有利于旋流中固体微粒子的沉积。所述中间筒的顶部与所述外筒顶 部重合，所述中间筒从所述外筒的顶部向所述外筒的底部方向延伸，所述中间筒的长度小 于等于所述内筒长度的一半，所述中间筒的这一结构特征，可以使所述外旋流旋转下行时 外旋流空间突然变大，旋转速度急剧变小，加速气体中固体微粒子的下落。图2是沿图IA-A线的剖面图，201表示含有固体微粒子的气体的进入方向，所述 进气管在与外筒连接处附近该进气管的一侧202逐渐收缩，即所述进气管与外筒连接端口 处203的口径小于该进气管入气端口处204的口径，所述进气管与外筒连接采用切向式进 气结构，使得含有固体微粒子的气体由进气管沿外筒内壁的切线方向进入外筒，在该外筒 和中间筒之间产生旋转向下的外旋流。下面进一步说明使用上述气固分离收集装置将气体与固体微粒子分离并收集的 过程在图1中，含有固体微粒子的气体由水平进气管104沿竖直配置的外筒101的内 壁的切线方向进入外筒101，在该外筒101和中间筒103之间产生旋转向下的外旋流，悬浮 于外旋流中的固体微粒子在离心力的作用下被抛向该外筒的内壁，并随外旋流旋转下行。所述外旋流在旋转下行到达中间筒103底部端口时，由于没有了中间筒103，外旋 流的空间突然变大，旋转速度急剧变小，加速了气体中固体微粒子的下落，固体微粒子经过
4外筒底部落入微粒子收集器105，而被分离了固体微粒子的气体下行到微粒子收集器之后 折返，形成旋转上行的内旋流，通过内筒102由出气口 106排出。一种配置有本实用新型内容包括优选实施例所述的气固分离收集装置的反应塔， 该反应塔用于锌和四氯化硅置换反应生成微粒子硅和氯化锌。所述反应塔主要由长1000 毫米左右、内径26毫米左右的水平反应腔管和气固分离收集装置组成，该水平反应腔管与 所述气固分离收集装置的进气管相连，在该水平反应腔管之前供给1100°C的锌气体和液滴 状态的四氯化硅，锌与四氯化硅在水平反应腔管中发生置换反应生成微粒子硅和气体氯化 锌(Zn+SiCl4 — Si+ZnCl2)。所生成的微粒子硅和气体氯化锌通过气固分离收集装置的进 气管沿外筒内壁的切线方向进入外筒。该外筒内径是36mm;该中间筒高度为350mm，外径是 34mm ；该内筒在外筒内的高度为850mm，内筒外径16mm，内径12mm，所述外筒、内筒和中间筒 是三个同心圆筒，所述进气管与所述外筒的侧面相连。所述进气管在与外筒连接处附近该 进气管的一侧逐渐收缩，即所述进气管与外筒连接端口处的口径小于该进气管入气端口处 的口径，所述进气管与外筒连接采用切向式进气结构，使得含有微粒子的气体由所述进气 管沿所述外筒内壁的切线方向进入该外筒，所述外筒、中间筒上部封闭，不让气体跑掉，所 述内筒的第一端口穿过所述外筒的顶端与外筒的外部连通。所述外筒底部下方的微粒子收 集器内安装有坩埚。虽然本实用新型以优选实施例方式进行了描述，但其并不是用来限定本实用新 型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和 修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
权利要求一种气固分离收集装置，包括外筒、内筒、进气管、微粒子收集器，所述进气管与所述外筒的侧面相连，所述内筒的两端开口，该内筒的第一端口穿过所述外筒顶部与该外筒的外部相通，所述微粒子收集器与所述外筒底部相连接，其特征在于，所述外筒与内筒之间有中间筒，所述中间筒的顶部与所述外筒的顶部重合，所述中间筒的长度小于所述外筒的长度。
2.根据权利要求1所述的气固分离收集装置，其特征在于，所述外筒、内筒和中间筒为 三个同心圆筒。
3.根据权利要求1所述的气固分离收集装置，其特征在于，所述内筒在所述外筒内的 长度小于外筒，该内筒从所述外筒的顶部向该外筒底部方向延伸，所述内筒的第二端口在 所述外筒的底部部位。
4.根据权利要求1所述的气固分离收集装置，其特征在于，所述中间筒的长度小于等 于所述内筒长度的一半。
5.根据权利要求1所述的气固分离收集装置，其特征在于，所述进气管与外筒连接端 口处的口径小于该进气管入气端口处的口径，所述进气管与所述外筒连接采用切向式进气 结构。
6.一种配置有权利要求1-5任一项所述的气固分离收集装置的反应塔，该反应塔用于 锌和四氯化硅置换反应生成微粒子硅和氯化锌。
专利摘要本实用新型公开了一种气固分离收集装置，旨在提供一种结构简单、操作方便、分离效率高的气固分离收集装置。它包括外筒、内筒、进气管、微粒子收集器，所述进气管与所述外筒的侧面相连，所述内筒的两端开口，该内筒的第一端口穿过所述外筒顶部与该外筒的外部相通，所述微粒子收集器与所述外筒底部相连接，尤其是所述外筒与内筒之间有中间筒，所述中间筒的顶部与所述外筒的顶部重合，所述中间筒的长度小于所述外筒的长度。本实用新型同时提供一种配置有所述气固分离收集装置的反应塔，该反应塔用于锌和四氯化硅置换反应生成微粒子硅和氯化锌。
文档编号B01J10/00GK201676608SQ20102011860
公开日2010年12月22日 申请日期2010年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者姚尚龙, 岛宗孝之, 岛田达也 申请人:姚尚龙;岛田达也;岛宗孝之