本发明专利技术一般涉及加热装置及使用该加热装置的方法。在一些实施例中，加热装置包含具有中空圆柱形加热腔的压力壳、设置于该中空圆柱形加热腔中的环状遮热板、及至少一设置于该环状遮热板的内部容积中的加热组件。在另一实施例中，一种制备三氯硅烷的方法，包括以下步骤：引导具备四氯化硅的反应物流至加热装置中、令电流通过加热组件以加热该反应物流、及引导加热的该反应物流至反应器中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及加热装置(heater)、系统及加热方法，特别是，涉及氢氯化反应(hydrochlorination)或氢化(hydrogenation)加热装置，且涉及加热系统中的流体(stream)及产生三氯娃烧(trichlorosilane)的过程。
技术介绍
三氯娃烧能通过根据下列反应方程式氢化四氯化娃(silicon tetrachloride)而产生:Si+2H2+3SiCl4 — 4HSiCl3 (I)反应方程式(I)通常于高压下完成，介于约250磅每平方吋表压(psig)至500磅每平方吋表压(psig)，且反应温度介于约500°C至约550°C的范围中。三氯硅烷也能通过根据下列反应方程式氢化硅而产生:3Hi+Si — HSiCl3+H2 (2) 反应方程式(2)通常于低压下完成，约50磅每平方吋表压(psig)，且反应温度介于约300°C至约350°C的范围中。
技术实现思路
本案能包括加热装置、系统、及加热一或多个反应物流(reactant stream)以产生例如二氣娃烧。本案一方面或多方面能指代为一加热装置，包括具有一中空圆柱形加热腔(cylindrical heating cavity)的一压力壳(pressure shell),配置于该中空圆柱形加热腔中的一环状遮热板(annular heat shield),及至少一配置于该环状遮热板的内部容积(interior volume)中的加热组件(heating element)。于有关于本案一个或多个方面的一些结构中，该至少一加热组件能具备一环形加热结构(annular heatingstructure)。该加热装置进一步能包括配置于该环形加热结构的一内部区域的一圆筒状间隔件。该环形加热结构可配置为具有一蛇形线结构(serpentine structure)。于其它切合于本案的一或多个其它方面的配置中，该至少一加热组件包括一碳/碳复合材料(carbon/carbon composite)。于其它配置中，该至少一加热组件能配置为具有一棒状结构(rod-shaped structure)。本案的一个或多个其它方面的配置中，该至少一加热组件能包括石墨(graphite)。因此，本案的一个或多个方面能包括令该至少一加热组件具备一碳/碳复合材料、一石墨、及一镍铬铁合金(nichrome)的一者。该至少一加热组件还能包括一碳化娃涂膜(silicon carbide coating)。本案的一个或多个其它方面的配置中，该环状遮热板设置为由该加热腔的内表面偏移(offset)，至少部分地定义出相邻于该内表面的一环形冷却区域(annular cooling zone)。该加热装置又能包括一入口(inlet),流体连接该中空圆柱形加热腔至一反应物源(reactant source),且包括一出口(outlet),流体连接该中空圆柱形加热腔至一反应器(reactor)。于某些实施例中，该反应器为一流化床反应器(fluidized bed reactor)。该反应物源,依据本案的相关配置,包括四氯化娃(silicontetrachloride)及甲烧(hydrogen)的至少一者。本案一方面或多方面可为制备三氯硅烷的方法。该方法能包括导入一包括四氯化娃的反应物流至一加热装置，该加热装置具有一围绕住一加热腔(heating chamber)的一压力壳(pressure shell)、一设置于该加热腔中的遮热板(heat shield)、及一设置在该遮热板的一内部容积(interior volume)的加热组件(heating element);令电流通过该加热组件以加热该反应物流至一目标反应物流温度(target reactant streamtemperature);以及引入该加热的反应物流至一反应器，该反应器具有将该四氯化硅的至少一部分转换为三氯娃烧的反应条件(reaction condition)。该目标反应物流温度通常介于约500°C至约625°C的范围中。该方法进一步能包括导入硅至该反应器。于本案一方面或多方面的相关实例中，该加热组件的一表面被该反应物流湿润。引入该反应物流至该加热装置，能包括引导该反应物流的第一部分穿过一 至少部分通过该遮热板的一中心容积(central volume)定义的环形加热区域(annular heating zone),及引导该反应物流的第二部分穿过一至少部分定义于该遮热板的一表面及该加热腔的一表面间的环形冷却区域(annular cooling zone)中的一者或多者。该方法,根据本案的一方面或多方面,还能包括监测该加热的反应物流的一温度；及调整通过该加热组件的该电流的一电压量或电流量的至少一者。本案一方面或多方面能为促进三氯娃烧的产量的方法。该方法包括连结一加热装置的一反应物入口(reactant inlet)至一四氯化娃源及一甲烧源的至少一者,该加热装置具有一围绕住一加热腔的一压力壳、一设置于该加热腔中的遮热板，及至少一设置在该遮热板的一内部容积中的加热组件；以及连结该加热装置的一反应物出口(reactantoutlet)至一氢氯化反应(hydrochlorination)或氢化(hydrogenation)反应器的一入口(inlet)。该方法更能包括连结该至少一加热组件到至少一电力源。该方法，根据本案的某些配置，还能包括引导四氯化硅及甲烷的至少一者至该加热装置，及建立一电流通过该至少一加热组件中的一者或多者。附图说明附图并未等比例绘示。于图式中，每一个相同或近似的组件绘示为具有类似的标号。为了清晰，并非每一个组件皆被标示于每一个图式中。于图式中:图1为本案的一加热装置的一侧视图的一示意图，其中，本案的一或多个方法能予以实施；图2为沿着图1的加热装置的切线2-2所视的剖面示意图，于其上，本案的一或多个实施例能予以实施；图3为具有一蛇形线结构的一加热组件的一透视图的一示意图，其能根据本案的一或多方面予以实行；图4为一蛇形线加热组件(serpentine heating element)的照片的复印，该蛇形线加热组件能根据本案的一或多个实施例由碳/碳复合材料予以制成；以及图5为根据本案的一或多个实施例的一加热装置沿着一电性连接端口所视的剖面示意图。具体实施例方式本案一方面或多方面能关于加热系统(heating system)或加热设备(heatingapparatus)或加热装置(heater)及使用方法以及促进加热运转(heating operation)用于化学程序。本案的其它方面能关于加热装置，具有至少一加热组件，该加热组件被该程序润湿，而该程序流动地被加热。本案的其它方面更有关于具有加压的加热腔(heatingchamber)的加热装置，包括表面被该流动地被加热的程序湿润的构造。本案的其它方面进一步能关于具有抗腐性(corrosion resistant)的湿润表面的加热装置。本案的其它方面更能关于加热装置，具有加热组件或围绕在该加热装置的一压力外壳(pressureenvelope)中的组件。根据本案的一方面或多方面，该加热装置能包括具备压力膜(pressure membranee)或压力壳本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·法伦布鲁克，B·黑兹尔坦，
申请(专利权)人：GTAT公司，
类型：
国别省市：
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