一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器，包括：一反应器主体，所述反应器主体包括位于下部的气体分布段，所述气体分布段，检修封头，反应段以及扩大段内部相互连通；所述气体分布段包括一气体进入管道，一设置于气体进入管道内的气体分布器，以及一设置于气体进入管道上的四氯化硅进口和氯化氢进口，所述反应段包括一气体反应管道，一包覆气体反应管道的冷却水夹套，所述扩大段包括一气体合成管道，一设置于气体合成管道顶部的合成气出口；所述检修封头上连接一供料管道。本发明专利技术对流化床反应器进行了改进，进一步消除三氯氢硅生产过程中的安全隐患，提高氯化氢的一次转换率，三氯氢硅的生产率以及降低硅耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器
本专利技术属于多晶硅生产
，具体涉及一种用于生产三氯氢硅的流化床反应 器。
技术介绍
三氯氢硅是半导体硅、单晶硅、多晶硅生产过程中的重要原料，广泛运用于国防工 业以及人们日常生活的各个领域。 目前，国内现有的流化床反应器在结构上采用筒形结构，分为扩大段、反应段、底 部连接检修封头；反应器内加有指型冷却管，在控温方面采用导热油进入反应器内的指型 管进行温度控制。 这种流化床反应器生产能力低，反应器内的指型管存在被磨穿的安全隐患，反应 温度不容易控制，造成氯化氢一次转化率低，三氯氢硅收率不稳定。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器，对流化 床反应器进行了改进，进一步消除三氯氢硅生产过程中的安全隐患，提高氯化氢的一次转 换率，三氯氢硅的生产率以及降低硅耗。 为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下： -种用于生产三氯氢硅的流化床反应器，包括： -反应器主体，所述反应器主体包括位于下部的气体分布段，位于中部的反应段， 以及位于上部的扩大段，所述气体分布段与所述反应段之间通过一检修封头固定连接；所 述气体分布段，检修封头，反应段以及扩大段内部相互连通； 所述气体分布段包括一气体进入管道，一设置于气体进入管道内的气体分布器， 以及一设置于气体进入管道上的四氯化硅进口和氯化氢进口， 所述反应段包括一气体反应管道,一包覆气体反应管道的冷却水夹套，所述冷却 水夹套的下端设置有夹套冷却水进口，上端设置有夹套蒸汽出口， 所述扩大段包括一气体合成管道，一设置于气体合成管道顶部的合成气出口； 所述检修封头上连接一供料管道，所述供料管道作为氯化氢和硅粉的进口。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述供料管道一端深入检修封头内，且管口对准 气体分布器。 在本专利技术的一个优选实施例中，还包括一体化温度计，所述一体化温度计依次贯 穿反应器主体的扩大段，反应段后深入检修封头内。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述检修封头内设置有电加热器，并与设置于检 修封头上的温度计联动，一旦温度计测量到检修封头达到设定温度后，则关闭电加热器。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述检修封头呈锥形状，锥底与气体流通管道连 接，锥顶与气体反应管道连接。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述气体分布器上方还设置有风帽，以形成良好 的初始流化条件。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述气体反应管道的直径为1500mm。 在本专利技术的一个优选实施例中，所述气体合成管道的直径为5800mm。 通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是： 1、取消了流化床反应器内指型管冷却装置，降低了能耗和固定投资，消除了指型 管长期运行被磨穿的安全隐患，使控温操作更加简单可靠。 2、在反应器下端加了气体分布装置，使从底部进入反应器的氯化氢和四氯化硅可 以均匀分布，提高反应器内流化质量。 3、采用四氯化硅控温，四氯化硅进入流化床反应器，一方面可带走反应产生的热 量，另一方面可抑制副产物四氯化硅的产生，三氯氢硅的生产率以及降低硅耗。 4、对反应器主体的尺寸进行了放大，对扩大段和反应段的比例进行了调整，使合 成气中的细硅粉在扩大段可以进行很好的沉降，一方面提高了生产能力，另一方面降低了 后续除尘系统的压力。 5、实现了冷却水的循环再利用，降低了能耗。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术的结构示意图。 图2为三氯氢硅合成工艺简图。 图中数字和字母所表示的相应部件名称： 1、扩大段2、反应段3、检修封头4、气体分布器5、风帽6、气体分布段7、四氯 化硅进口 8、氯化氢进口 9、氯化氢、硅粉进口 10、温度计11、废渣卸料口 12、一体化温 度计13、合成气出口 14、冷却水夹套液位计15、夹套冷却水进口 16、夹套蒸汽出口 17、 冷却水夹套18、电加热器 【具体实施方式】 为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本专利技术。 参照图1，一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器，包括： -反应器主体，所述反应器主体包括位于下部的气体分布段6,位于中部的反应段 2,以及位于上部的扩大段1，所述气体分布段6与所述反应段2之间通过一检修封头3固定 连接；所述气体分布段6,检修封头3,反应段2以及扩大段1内部相互连通； 所述气体分布段6包括一气体进入管道，一设置于气体进入管道内的气体分布器 4,该气体分布器4用以将底部氯化氢与四氯化硅均匀分布进入反应器，以及一设置于气体 进入管道上的四氯化硅进口 7和氯化氢进口 8,气体分布器4上方还设置有风帽5,以形成 良好的初始流化条件； 所述反应段2包括一气体反应管道,一包覆气体反应管道的冷却水夹套17,所述 冷却水夹套17的下端设置有夹套冷却水进口 15,上端设置有夹套蒸汽出口 16 ;还设置有冷 却水夹套液位计14,用于观看进入冷却水夹套内的水位； 所述扩大段1包括一气体合成管道，一设置于气体合成管道顶部的合成气出口 13 ； 所述检修封头3上连接一供料管道9和废渣卸料口 11，所述供料管道9作为氯化 氢和娃粉的进口；供料管道9 一端深入检修封头3内，且管口对准气体分布器； 检修封头3内设置有电加热器18,升温阶段采用电加热器进行加热；并与设置于 检修封头上的温度计10联动，一旦温度计10测量到检修封头3达到设定温度后，则关闭 电加热器18 ;检修封头3整体呈锥形状，锥底与气体流通管道连接，锥顶与气体反应管道连 接； 还包括一体化温度计12,所述一体化温度计12依次贯穿反应器主体的扩大段1， 反应段2后深入检修封头3内。 根据需要，对反应器主体的尺寸进行了放大，对扩大段和反应段的比例进行了调 整，使合成气中的细硅粉在扩大段可以进行很好的沉降，一方面提高了生产能力，另一方面 降低了后续除尘系统的压力；具体如下：气体反应管道的直径为1500mm ;气体合成管道的 直径为5800mm。 参照图2,硅粉经烘粉系统以及硅粉干燥系统干燥后，用氮气将干燥好的硅粉以气 流方式送入流化床反应器，开启流化床反应器检修封头上的电加热器进行加热，由检修封 头上的温度计进行测温，当温度达到280°C时，从供料管道内通入无水氯化氢，无水氯化氢 与硅粉进行反应，反应开始后关闭检修封头上的电加热器，反应温度由反应器内的一体化 温度计进行测量显示。 从底部再通入四氯化硅，四氯化硅经加热后与氯化氢从气体分布段均匀进入反应 器主体，四氯化硅一方面带走反应产生的热量，抑制反应过程中副产物四氯化硅的产生，硅 粉与氯化氢的反应实在流化质量；另一方面提高硅粉与氯化氢流化质量，提高氯化氢一次 转换率与三氯氢硅收率，降低了硅耗。 同时控制冷却水夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于，包括：一反应器主体，所述反应器主体包括位于下部的气体分布段，位于中部的反应段，以及位于上部的扩大段，所述气体分布段与所述反应段之间通过一检修封头固定连接；所述气体分布段，检修封头，反应段以及扩大段内部相互连通；所述气体分布段包括一气体进入管道，一设置于气体进入管道内的气体分布器，以及一设置于气体进入管道上的四氯化硅进口和氯化氢进口，所述反应段包括一气体反应管道，一包覆气体反应管道的冷却水夹套，所述冷却水夹套的下端设置有夹套冷却水进口，上端设置有夹套蒸汽出口，所述扩大段包括一气体合成管道，一设置于气体合成管道顶部的合成气出口；所述检修封头上连接一供料管道，所述供料管道作为氯化氢和硅粉的进口。

【技术特征摘要】
1. 一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于，包括： 一反应器主体，所述反应器主体包括位于下部的气体分布段，位于中部的反应段，以及 位于上部的扩大段，所述气体分布段与所述反应段之间通过一检修封头固定连接；所述气 体分布段，检修封头，反应段以及扩大段内部相互连通； 所述气体分布段包括一气体进入管道，一设置于气体进入管道内的气体分布器，以及 一设置于气体进入管道上的四氯化硅进口和氯化氢进口， 所述反应段包括一气体反应管道，一包覆气体反应管道的冷却水夹套，所述冷却水夹 套的下端设置有夹套冷却水进口，上端设置有夹套蒸汽出口， 所述扩大段包括一气体合成管道，一设置于气体合成管道顶部的合成气出口； 所述检修封头上连接一供料管道，所述供料管道作为氯化氢和硅粉的进口。2. 根据权利要求1所述的一种用于生产三氯氢硅的流化床反应器，其特征在于，所述 供料管道一端深入检修封头内，且管口对准气体分布器。3. 根据权利要求1所述的一种用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张虎，陈自力，秦西鸣，徐岩，吕昌彦，宋安宁，
申请(专利权)人：陕西天宏硅材料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61