一种高效节能冷氢化反应装置的制作方法

本实用新型涉及冷氢化技术领域，具体涉及一种高效节能冷氢化反应装置。

背景技术：

多晶硅是电子信息产业以及太阳能光伏发电的重要的基础材料，目前西门子法是生产多晶硅应用最为广泛的工艺方法，但其生产过程中会产生大量的副产物四氯化硅。冷氢化技术是用来解决这一问题，将四氯化硅转化为原料三氯氢硅或以四氯化硅为原料制备白炭黑的方式实现闭环生产与综合利用，来提高企业的经济效益并解决环保问题，通常冷氢化法采用流化床工艺，利用流化床流速高传热快的优点有效提供生产效率，但现有的流化床内气相分布流通不均匀，导致硅粉反应不充分，流化床连续反应能力较低，而且气相流动会带走较多细小质轻的硅粉原料，造成硅粉原料能源的消耗，也使旋风分离器承担较多的工作负载。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种高效节能冷氢化反应装置，通过优化气相均匀流通的结构，使流化床内反应更加高效完全，有效节约能源。

本实用新型提供如下技术方案:

一种高效节能冷氢化反应装置，包括筒体和旋风分离器，所述旋风分离器通过出料管与所述筒体连通，所述筒体的下端安装有下封头，所述下封头底部连通有进气管，所述筒体与所述下封头连接处安装有分布板，所述分布板主要由布气头和布气板组成，所述布气头上均匀分布有气孔，所述筒体内部中间段设有催化反应区，所述催化反应区内设有若干彼此交错平行设置的折流柱，所述筒体上设有连通所述催化反应区且位于所述折流柱底端的进料口，所述筒体上端安装有上封头，所述筒体与所述上封头连接处安装有金属膜过滤器，所述出料管设置在所述上封头顶部中心位置，所述上封头上设有四个间歇吹气的反冲管。

优选地，所述布气板包括设置在外部的安装环、设置在所述安装环中心位置的立柱、用于固定连接所述安装环和所述立柱环形分布的连接板以及填充设置在所述连接板之间的通气网孔。

优选地，所述连接板沿所述安装环的轴向长度为所述安装环轴向长度的0.5-0.75倍。

优选地，所述布气头为半球形。

优选地，所述旋风分离器分别连接有气相管和固相管。

优选地，所述反冲管周向分布连通所述上封头的内腔。

(1)本实用新型的有益效果为：通过设置的分布板使气相均匀进入筒体内，填充在连接板之间的通气网孔进行有效均流，再由半球形的布气头上均布的气孔进行二次均流，催化反应区内若干彼此交错平行设置的折流柱对参与反应后的气相进行分散导流，优化气相均匀流通的结构，使流化床内反应更加高效完全；金属膜过滤器对随气相流动未进行充分反应的细小质轻硅粉截留过滤，通过四个间歇吹气的反冲管对金属膜过滤器吹气，将截留的硅粉料吹离金属膜过滤器处，脱落回到催化反应区进行反应，避免硅粉原料能源的消耗，保持旋风分离器良好稳定的工作负载。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型筒体内催化反应区的示意图；

图3为本实用新型分布板的结构示意图。

图中标记：1-筒体；2-下封头；3-进气管；4-上封头；5-分布板；510-布气头；511-气孔；520-布气板；521-安装环；522-立柱；523-连接板；524-通气网孔；6-催化反应区；7-进料口；8-折流柱；9-金属膜过滤器；10-出料管；11-旋风分离器；12-气相管；13-固相管；14-反冲管。

具体实施方式

请参阅图1-图3，本实施例提供了一种高效节能冷氢化反应装置，包括筒体1和旋风分离器11，旋风分离器11通过出料管10与筒体1连通，筒体1的下端安装有下封头2，下封头2底部连通有进气管3，筒体1与下封头2连接处安装有分布板5，分布板5主要由布气头510和布气板520组成，布气头510为半球形，布气头510上均匀分布有气孔511，布气板520包括设置在外部的安装环521、设置在安装环521中心位置的立柱522、用于固定连接安装环521和立柱522环形分布的连接板523以及填充设置在连接板523之间的通气网孔524，为加强连接板523与安装环521和立柱522之间的连接稳定性，连接板523沿安装环521的轴向长度为安装环521轴向长度的0.5-0.75倍，筒体1内部中间段设有催化反应区6，催化反应区6内设有若干彼此交错平行设置的折流柱8，筒体1上设有连通催化反应区6且位于折流柱8底端的进料口7，筒体1上端安装有上封头4，筒体1与上封头4连接处安装有金属膜过滤器9，出料管10设置在上封头4顶部中心位置，上封头4上设有四个间歇吹气的反冲管14，反冲管14周向分布连通上封头4的内腔，旋风分离器11分别连接有气相管12和固相管13。

本实用新型工作原理如下，通过进料口7向催化反应区6内硅粉床层连续添加硅粉原料，配合催化反应区6内准备好的催化剂进行反应，由进气管3通入气相反应物质，分布板5使气相均匀进入筒体1内，填充在连接板523之间的通气网孔524进行有效均流，再由半球形的布气头510上均布的气孔511进行二次均流，催化反应区6内硅粉床层与流动的气相物质反应产生激烈运动和迅速混合，气相物质与硅粉迅速传热，催化反应区6内若干彼此交错平行设置的折流柱8对参与反应后的气相进行分散导流，从而使流化床内反应更加高效完全，金属膜过滤器9对随气相流动未进行充分反应的细小质轻硅粉截留过滤，通过四个间歇吹气的反冲管14对金属膜过滤器9吹气，将截留的硅粉料吹离金属膜过滤器9处，脱落回到催化反应区6进行反应，避免硅粉原料能源的消耗，旋风分离器11将经金属膜过滤器9过滤后的气相物质以及反应生成物进行气固分离，分别通入气相管12和固相管13。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

技术特征：

1.一种高效节能冷氢化反应装置，包括筒体(1)和旋风分离器(11)，所述旋风分离器(11)通过出料管(10)与所述筒体(1)连通，其特征在于：所述筒体(1)的下端安装有下封头(2)，所述下封头(2)底部连通有进气管(3)，所述筒体(1)与所述下封头(2)连接处安装有分布板(5)，所述分布板(5)主要由布气头(510)和布气板(520)组成，所述布气头(510)上均匀分布有气孔(511)，所述筒体(1)内部中间段设有催化反应区(6)，所述催化反应区(6)内设有若干彼此交错平行设置的折流柱(8)，所述筒体(1)上设有连通所述催化反应区(6)且位于所述折流柱(8)底端的进料口(7)，所述筒体(1)上端安装有上封头(4)，所述筒体(1)与所述上封头(4)连接处安装有金属膜过滤器(9)，所述出料管(10)设置在所述上封头(4)顶部中心位置，所述上封头(4)上设有四个间歇吹气的反冲管(14)。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能冷氢化反应装置，其特征在于：所述布气板(520)包括设置在外部的安装环(521)、设置在所述安装环(521)中心位置的立柱(522)、用于固定连接所述安装环(521)和所述立柱(522)环形分布的连接板(523)以及填充设置在所述连接板(523)之间的通气网孔(524)。

3.根据权利要求2所述的一种高效节能冷氢化反应装置，其特征在于：所述连接板(523)沿所述安装环(521)的轴向长度为所述安装环(521)轴向长度的0.5-0.75倍。

4.根据权利要求1所述的一种高效节能冷氢化反应装置，其特征在于：所述布气头(510)为半球形。

5.根据权利要求1所述的一种高效节能冷氢化反应装置，其特征在于：所述旋风分离器(11)分别连接有气相管(12)和固相管(13)。

6.根据权利要求1所述的一种高效节能冷氢化反应装置，其特征在于：所述反冲管(14)周向分布连通所述上封头(4)的内腔。

技术总结
本实用新型涉及一种高效节能冷氢化反应装置，包括筒体和旋风分离器，旋风分离器通过出料管与筒体连通，筒体的下端安装有下封头，下封头底部连通有进气管，筒体与下封头连接处安装有分布板，分布板主要由布气头和布气板组成，布气头上均匀分布有气孔，催化反应区内设有若干彼此交错平行设置的折流柱，筒体上设有连通催化反应区且位于折流柱底端的进料口，筒体上端安装有上封头，筒体与上封头连接处安装有金属膜过滤器，出料管设置在上封头顶部中心位置，上封头上设有四个间歇吹气的反冲管。本实用新型通过优化气相均匀流通的结构，使流化床内反应更加高效完全，有效节约能源。

技术研发人员：张小辉;吴厚金;张海峰;顾德杰;王峰
受保护的技术使用者：南京诚一工业技术有限公司
技术研发日：2020.11.17
技术公布日：2021.08.13