一种硅烷流化床的制作方法

1.本实用新型属于流化床技术领域，具体涉及一种硅烷流化床。


背景技术：

2.流化床反应是一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应过程或液固相反应过程，流化床是用于实现上述反应过程的反应容器。
3.硅烷流化床法生产颗粒硅工艺是将含硅气体通入装有籽晶的流化床中，在高温高压下，含硅气体在流化床中热分解并沉积在籽晶上，进而在籽晶表面不断长大形成颗粒状的多晶硅产品。
4.现有硅烷流化床使用时，是从反应筒底部通入反应气体，反应筒内各处反应气体浓度相同，而反应筒筒壁由于温度高，会在筒壁上结硅，造成原料浪费和反应筒内有效体积减小，而反应筒内壁逐渐堆积的硅也会影响流化床的长周期运行。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种硅烷流化床， 反应原料主要集中于反应筒中部，反应筒筒壁上结硅速度慢，有利于减缓因结硅导致的反应筒有效体积减小，维持反应速率，确保流化床的长周期运行。
6.本实用新型提供了如下的技术方案：
7.一种硅烷流化床，包括反应筒以及安装于反应筒底部的气体分布器；
8.所述气体分布器包括盘体以及设于盘体上的若干圈内环孔和位于内环孔外侧的若干圈外环孔，所述内环孔的圈数大于外环孔的圈数，每圈内环孔所包含的气孔数量大于每圈外环孔所包括的气孔数量，所述内环孔的气孔孔径大于外环孔的气孔孔径。
9.进一步的，所述内环孔的圈数为5-8圈，所述外环孔的圈数为2-4圈。
10.进一步的，每圈内环孔包括14-20个气孔，每圈外环孔包括8-12个气孔。
11.进一步的，所述内环孔的气孔孔径为2-15mm，所述外环孔的气孔孔径为1-10mm。
12.进一步的，所述反应筒的顶部连接有上封头，所述上封头连接有尾气出口；
13.所述反应筒的底部连接有下封头，所述气体分布器设于反应筒与下封头之间，使下封头与气体分布器之间形成进气腔，所述下封头连接有第一原料进气口和第二原料进气口；
14.所述气体分布器中部连接有贯穿下封头的产品出口。
15.进一步的，所述反应筒的外部设有加热装置。
16.进一步的，所述反应筒的内壁设有内衬，所述反应筒的下部设为弧面结构；
17.所述气体分布器的盘体包括相连的内环盘体和外环盘体，所述内环盘体水平设于反应筒的下端开口处，所述外环盘体沿反应筒的弧面结构设置。
18.进一步的，所述外环盘体的最高处与内衬最低处的垂直间距为1-3m。
19.进一步的，所述外环盘体为倾斜弧面，所述外环盘体的倾斜角度为135-160
°
。
20.进一步的，所述外环盘体为阶梯式结构，各圈外环孔依次分布于各层阶梯上。
21.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
22.（1）本实用新型的气体分布器包括盘体以及设于盘体上的若干圈内环孔和位于内环孔外侧的若干圈外环孔，内环孔的圈数大于外环孔的圈数，每圈内环孔所包含的气孔数量大于每圈外环孔所包括的气孔数量；通过减少外环孔的圈数和每圈外环孔所包含的气孔数量，使反应原料主要集中在内环孔的上部区域，降低了反应筒筒壁处的原料浓度，从而降低反应筒筒壁上的结硅速度；
23.（2）本实用新型中气体分布器的内环孔的气孔孔径大于外环孔的气孔孔径，另外由于每圈外环孔所包括的气孔数量较少，使得外环孔处流速大，而较大流速的反应气体能够保证反应筒内足够高的区域内反应原料浓度低，从而降低反应筒筒壁上的结硅速度；
24.（3）本实用新型由于反应原料主要集中于反应筒中部，反应筒筒壁上结硅速度慢，有利于减缓因结硅导致的反应筒有效体积减小，维持反应速率，确保流化床的长周期运行。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例1中流化床的结构示意图；
26.图2是本实用新型实施例1中气体分布器的俯视结构示意图；
27.图3是本实用新型实施例1中气体分布器的主视结构示意图；
28.图4是本实用新型实施例2中流化床的结构示意图；
29.图5是本实用新型实施例2中气体分布器的主视结构示意图；
30.图6是本实用新型实施例3中气体分布器的主视结构示意图；
31.图中标记为：1、第一原料气进气口；2、第二原料气进气口；3、尾气出口；4、产品出口；5、气体分布器；501、盘体；502、内环孔；503、外环孔；504、内环盘体；505、外环盘体；6、进气腔；7、加热装置；8、内衬；9、反应筒；10、上封头；11、下封头。
具体实施方式
32.下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
33.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图中所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.实施例1
35.如图1所示，本实施例提供一种硅烷流化床，包括反应筒9以及安装于反应筒9底部的气体分布器5。
36.如图1所示，反应筒9的顶部连接有上封头10，上封头10连接有尾气出口3；反应筒9的底部连接有下封头11，气体分布器5设于反应筒9与下封头11之间，使下封头11与气体分布器5之间形成进气腔6，下封头11连接有第一原料进气口1和第二原料进气口2；气体分布器5中部连接有贯穿下封头11的产品出口4。反应筒9的外部设有加热装置7。
37.如图1-图3所示，气体分布器5包括盘体501以及设于盘体501上的若干圈内环孔502和位于内环孔502外侧的若干圈外环孔503，内环孔502的圈数大于外环孔503的圈数，每圈内环孔502所包含的气孔数量大于每圈外环孔503所包括的气孔数量，内环孔502的气孔孔径大于外环孔503的气孔孔径。
38.具体的，如图1-图3所示，内环孔502的圈数为5-8圈，本实施例为6圈；外环孔503的圈数为2-4圈，本实施例为2圈。每圈内环孔502包括14-20个气孔，本实施例为16个气孔；每圈外环孔503包括8-12个气孔，本实施例为16个气孔。内环孔502的气孔孔径为2-15mm，外环孔503的气孔孔径为1-10mm。
39.本实用新型的工作原理为：
40.从第一原料进气口1通入第一原料，从第二原料进气口2通入第二原料，原料在进气腔6处混合，然后通过气体分布器5进入反应筒9中；由于内环孔502的圈数大于外环孔503的圈数，每圈内环孔502所包含的气孔数量大于每圈外环孔503所包括的气孔数量，使反应原料主要集中在内环孔502的上部区域，降低了反应筒9筒壁处的原料浓度，从而降低了反应筒9筒壁上的结硅速度；反应产生的废气从尾气出口3抽出，反应产物自产品出口4取出。
41.实施例2
42.如图4和图5所示，本实施例提供一种硅烷流化床，与实施例1的不同之处在于，外环孔503的圈数为3圈，进一步延缓了反应筒9筒壁处结硅速度。此外，反应筒9的内壁设有内衬8，反应筒的9下部设为弧面结构；气体分布器5的盘体包括相连的内环盘体504和外环盘体505，内环盘体504水平设于反应筒9的下端开口处，外环盘体505沿反应筒9的弧面结构设置。外环盘体505的最高处与内衬8最低处的垂直间距为1-3m。外环盘体505为倾斜弧面，外环盘体505的倾斜角度为135-160
°
，外环孔503分布于外环盘体505上。倾斜设置的外环盘体505增加了外环孔503的气孔高度，有利于进一步降低反应筒9筒壁处的反应原料浓度，延缓反应筒9筒壁处的结硅速度。
43.实施例3
44.如图6所示，本实施例提供一种硅烷流化床，与实施例2的不同之处在于，外环盘体505为阶梯式结构，各圈外环孔503依次分布于各层阶梯上。
45.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。