具有水平喷气孔和斜向上喷气孔氯化氢气体喷出构件制造技术

本实用新型专利技术涉及一种具有水平喷气孔和斜向上喷气孔的氯化氢气体喷出用构件，包括带螺纹的轴部(51)、和所述轴部（51）相接的具有和所述轴部（51）相同轴心线的头部（52）及和所述头部（52）相接的端帽部（53），其中所述头部（52）外径大于所述轴部（51）外径，所述端帽部（53）外径大于所述头部（52）的最大外径；所述轴部（51）中心设有轴向供气孔（54）、所述供气孔（54）延伸到所述头部（52）内，所述头部（52）上设有多个和所述供气孔（54）交叉相通的从头部外表面开口的喷气孔（55）和（56）；所述喷气孔（55）和（56）与向上的轴心线的夹角分别为90度和40～80度。本实用新型专利技术氯化氢气体喷出用构件，喷气效果好，不易被堵塞，使用寿命长；本实用新型专利技术装置合成三氯硅烷转换率高，生产效率高。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及化学合成装置，特别是一种具有水平喷气孔和斜向上喷气孔的氯化氢气体喷出用构件。
技术介绍
太阳能电池所使用的多晶硅主要是用三氯硅烷(SiHCl3_TCS)和氢为原料，将混合气体导入反应炉中与炽热的硅棒接触，在高温下，三氯硅烷的氢还原及热分解而使硅在上述硅棒表面析出而制得的。所以，三氯硅烷是制造多晶硅的重要原料。三氯硅烷主要是通过用金属硅粉与氯化氢气体在280°C 320°C按照下式发生反应而合成的Si + 3HC1——SiHCl3 + H2 + 50kcal工业生产的合成反应是在合成塔里进行的，图4是三氯硅烷合成塔的概略示意图，在合成塔里，工业级硅粉从合成塔上面投入，同时用气体导入机构将氯化氢气体从下部导入，从氯化氢气体喷出用构件喷出，形成向上的气流与金属硅粉接触而发生反应，反应生成的以三氯硅烷为主的气体从顶部取出。为了防止落下的金属硅粉堵塞喷气孔，在现有技术中，喷气孔和向上轴心线的夹角设计为90度或大于90度，如中国专利CN101417805A ； 中国专利CN201258255Y公示了一种新型的氯化氢与二氧化硅反应的三氯氢硅的合成炉， 其喷气孔的出口角度向下倾斜，这样有氯化氢气体与硅粉接触不良的问题，并且还会出现喷气孔堵塞现象。现有的设备在连续运行10天就有一些喷气孔被堵塞。氯化氢气体喷气孔用构件一当被堵塞，就要停炉更换检修，影响产量和产品质量。并且，这样的构件也不利于氯化氢气体与金属硅粉末充分接触反应。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术存在的氯化氢喷出用构件造成的氯化氢气体和金属硅粉末接触不良、喷出孔容易被堵塞的缺陷，提供一种具有水平喷气孔和斜向上喷气孔的氯化氢气体喷出用构件。本技术按照下述技术方案实现一种具有水平喷气孔和斜向上喷气孔的氯化氢气体喷出用构件，包括轴部、与所述轴部相接的的头部和与所述头部相接的端帽部；所述轴部外表有阳螺纹，中心设有和轴部相同轴心线的圆柱形供气孔，所述供气孔延伸到所述头部内；所述头部外径大于所述轴部外径；所述端帽部外径大于所述头部的最大外径。所述端帽部外径大于所述头部的最大外径3 6mm ；所述头部上设有多个和所述供气孔交叉相通从头部外表面开口的喷气孔，一部分的喷气孔与向上的轴心线的夹角为90度，另一部分的喷气孔与向上的轴心线的夹角为80度 40度；本技术可以任意选用不锈钢、氧化铝、氮化硅、氧化铝和氮化硅的混合陶瓷或铌钨合金制造；本技术被可装卸地安装在三氯硅烷合成塔的底板上，其中供气孔的下端与氯化氢气体缓冲室相连，头部的喷出孔在底板的上方，喷出的氯化氢气体进入合成塔内。本技术氯化氢气体喷出用构件，喷气效果好，不易被堵塞，使用寿命长。附图说明图la、lb分别是本技术的氯化氢气体喷出用构件的主视图和仰视图。图2是使用本技术氯化氢气体喷出用构件的三氯硅烷合成塔的概略说明图。图3是表示排列多个本技术的氯化氢喷出用构件的合成塔底板安装孔分布图。图4是本技术安装氯化氢气体喷出用构件状态说明图。附图标记说明10合成塔 11炉膛 12顶盖 13气体取出口 14金属硅粉末加料口 15载气管道 16底板 16A上法兰 16b下法兰 16c安装孔 16_1外环线 16-2内环线 17缓冲室 18供气管道 19金属硅粉加入口 20进料斗 30旋风分离器 31取出气体管道 50氯化氢气体喷出用构件 51轴部 52头部 53端帽部 M供气孔 55喷气孔(水平方向) 56喷气孔(与向上轴心线成80 40度角)。具体实施方式参照图la、lb，氯化氢气体喷出用构件50包括轴部51、与所述轴部51相接的的头部52和与所述头部52相接的端帽部53 ；其中轴部中心设有和轴向平行的供气孔M，从轴部51的下端开口，一直通入头部52内部；所述头部52外径大于所述轴部51外径，以便将其安置到合成塔的底板上；同一个氯化氢气体喷出用构件50的喷气孔可以是任意几种不同角度的喷气孔的组合，如图lb，在头部形成8个从供气孔M向外辐射，在头部外表面开口的喷气孔阳和56，其中喷气孔55是与向上轴心线成90度从头部52外表面开口 ；和所述喷气孔55交错排列的喷气孔56和向上轴心线成40度，从头部52外表面开口 ；开口的高度以喷出的气体不会受端帽部的阻挡为宜；根据本技术，喷气孔的数量至少为4个，优选为6个，更优选为8个；所述头部52可以是圆柱体，为了便于与合成塔底板装卸，在圆柱体的圆柱面形成两个与轴线平行的平面，也可以是六方柱形或四方柱形，没有特别的限制， 只要便于用扳手之类的工具将其与合成塔底板装卸；其中端帽部的外径大于所述头部的最大外径，这里所述的最大外径，如圆柱体的外径，六方柱、四方柱的对角线长，为了防止落下的金属硅粉末堵塞喷气孔，一般端帽部外径大于头部最大外径3 6 mm，小于3mm，效果欠佳，大于6mm，所占的空间较大，成本较高；端帽部的边沿厚度一般为1 2 mm ；对端帽部的顶面形状没有特别限制，可以是平面、圆锥面或球面，但是为了避免在顶部集沉金属硅粉末，优选顶面为圆锥面或球面，其中圆锥面的锥高与锥底直径之比为1:6 1:2 ；球面的高度与球底面直径之比为1:4 1:2。本技术可以任意选用不锈钢、氧化铝、氮化硅、氧化铝和氮化硅混合陶瓷或铌钨合金制造。图2是使用本技术的氯化氢气体喷出用构件的三氯硅烷合成塔10的概略图。 三氯硅烷合成塔10包括圆筒状炉膛11，顶盖12，所述顶盖12上设有将主要是三氯硅烷的反应生成物取走的气体取出口 13，取出的气体经管道31进入旋风分离器30进行分离，使未反应的硅粉回收再利用，气体在后续工序进行分离提纯；金属硅粉末从进料口 19加入到进料斗20，预热后经载气管道15经过金属硅粉末加料口 14向所述合成塔炉膛11供给；在底部有底板16，所述底板16下面是氯化氢气体缓冲室17，氯化氢气体从供气管道18进入到所述氯化氢气体缓冲室17，多个氯化氢气体喷出用构件50被安装在底板16上面，底板 16是由与上面的炉膛相接的法兰16a和下面与缓冲室相接的法兰16b固定，使得其所述喷出孔55和56在底板16上面，所述氯化氢气体供给孔M开口和所述的氯化氢气体缓冲室 17相连，氯化氢气体从供气孔M进入，从喷气孔55和56喷入合成塔内。图3是钻有152个安装氯化氢喷出用构件用安装孔16C的合成塔底板16，所述的安装孔16C有与氯化氢气体喷出用构件50相配的阴螺纹孔，安装孔16C呈格子状均勻分布。根据本技术，在同一块底板16上安装本技术的具有水平喷出孔和相同或不同形式的斜向上喷出孔的氯化氢喷出用构件。图4是氯化氢气体喷出用构件50被固定在合成塔底板16上的状态示意图，底板 16上有安装孔16C，用扳手或专业工具将氯化氢气体构件50的轴部51安装在合成塔底板 16上，使其有喷气孔55和56的头部52在底板16的上面的合成塔的炉膛11里，供气孔M 的开口和缓冲室17相连；任选地在氯化氢气体喷出用构件50的头部52与底板16的上面之间设有垫片。实施例在合成三氯硅烷的实施例中，合成塔底板16上安装着有不同角度喷气孔的氯化氢喷出用构件，如图la、Ib所示的各有4个和向上轴心线成90度水平喷气孔和40度的斜向上喷气孔的氯化氢喷出用构件被安装在本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种氯化氢气体喷出用构件，其特征在于所述氯化氢气体喷出用构件包括轴部、与所述轴部相接的的头部和与所述头部相接的端帽部；其中所述轴部外表有螺纹，中心设有和轴部相同轴心线的圆柱形供气孔，所述供气孔延伸到所述头部内；所述头部外径大于所述轴部外径；所述端帽部外径大于所述头部最大外径３－６ｍｍ；所述头部上设有多个和所述供气孔交叉相通从头部外表面开口的与向上的轴心线的夹角为８０度～４０度斜向上喷气孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴卫星，浦全富，李海军，张春林，徐立新，刘军，陈艳梅，陈国奇，潘伦桃，
申请(专利权)人：宁夏阳光硅业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：64