專(zhuān)利名稱：一種四氯化硅回收利用的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種四氯化硅回收利用的裝置。
背景技術(shù)：
多晶硅是半導(dǎo)體工業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、太陽(yáng)能光伏電池產(chǎn)業(yè)最基礎(chǔ)的功能性材料。 近幾年隨著太陽(yáng)能的大規(guī)模開(kāi)發(fā)利用，多晶硅的用途越來(lái)越廣泛，用量也越來(lái)越大，我國(guó)多晶硅產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出幾何級(jí)數(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)。目前我國(guó)在建、已建多晶硅規(guī)模達(dá)9萬(wàn)噸/年，這些裝置主要采用改良西門(mén)子法技術(shù)。其反應(yīng)原理為三氯氫硅與氫氣在高溫條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成多晶硅、四氯化硅、氯化氫。采用該技術(shù)每生產(chǎn)1噸多晶硅將產(chǎn)生10-20噸的副產(chǎn)物四氯化硅。未經(jīng)處理回收的四氯化硅是一種具有強(qiáng)腐蝕性的有毒有害液體，對(duì)安全和環(huán)境危害很大。如何安全處理數(shù)量龐大的副產(chǎn)物四氯化硅已成為有機(jī)硅工業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，提供一種四氯化硅回收利用的裝置，該裝置可有效回收利用四氯化硅，且降低能耗。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種四氯化硅回收利用的裝置，所述四氯化硅回收利用的裝置為氣固流化床反應(yīng)器，所述氣固流化床反應(yīng)器包括流化床筒體；—個(gè)設(shè)置在流化床筒體底部的水蒸汽進(jìn)氣口 ；一個(gè)設(shè)置在所述水蒸汽進(jìn)氣口上部的水蒸汽氣體分布器；一個(gè)設(shè)置在所述水蒸汽氣體分布器上方100mm-500mm的四氯化硅氣體分布器，所述四氯化硅氣體分布器的進(jìn)氣管與流化床筒體的側(cè)壁相連；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體下側(cè)的四氯化硅氣體進(jìn)入口，所述四氯化硅氣體進(jìn)入口與四氯化硅氣體分布器相連；一個(gè)或一個(gè)以上設(shè)置在所述四氯化硅氣體分布器上方50mm-300mm的管式換熱管，所述管式換熱管的進(jìn)出口焊接在流化床筒體的側(cè)壁上；設(shè)置在流化床筒體側(cè)面上的換熱管進(jìn)水口和換熱管水蒸氣出口，所述的換熱管進(jìn)水口和換熱管水蒸氣出口與管式換熱管相連；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體上部的流化介質(zhì)進(jìn)料口，所述流化介質(zhì)進(jìn)料口與流化床筒體側(cè)壁相連接；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體的內(nèi)上部的旋風(fēng)分離器，所述旋風(fēng)分離器固定在流化床筒體上部的頂蓋上；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體上部的氣體出口，所述氣體出口與旋風(fēng)分離器相連；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體下部的二氧化硅粉體出料口，所述二氧化硅粉體出料口與流化床筒體的側(cè)壁連接所述水蒸汽氣體分布器為多孔板式分布器或風(fēng)帽式分布器；所述四氯化硅氣體分布器為噴氣口設(shè)置在下面的管式分布器。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果本實(shí)用新型采用氣固流化床反應(yīng)器，氣固兩相接觸效率高，氣固相間傳熱快，能夠及時(shí)將反應(yīng)熱量移出，且操作彈性大，四氯化硅處理量大。總之，本實(shí)用新型具有能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小、四氯化硅處理量大的特點(diǎn)。利用本實(shí)用新型裝置可將四氯化硅轉(zhuǎn)化為易處理的二氧化硅固體，并實(shí)現(xiàn)了氯化氫氣體回收利用。

圖1是本實(shí)用新型四氯化硅回收利用的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中符號(hào)的說(shuō)明1、流化床筒體；2、水蒸汽進(jìn)氣口 ；3、水蒸汽氣體分布器；4、四氯化硅氣體分布器； 5、四氯化硅氣體進(jìn)入口 ；6、管式換熱管；7、換熱管進(jìn)水口 ；8、換熱管水蒸氣出口 ；9、流化介質(zhì)進(jìn)料口 ；10、旋風(fēng)分離器；11、氣體出口 ；12、二氧化硅粉體出料口。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖1對(duì)本實(shí)用新型裝置作進(jìn)一步的說(shuō)明如圖1，一種四氯化硅回收利用的裝置為氣固流化床反應(yīng)器，所述氣固流化床反應(yīng)器包括流化床筒體1 ；—個(gè)設(shè)置在流化床筒體1底部的水蒸汽進(jìn)氣口 2 ；一個(gè)設(shè)置在所述水蒸汽進(jìn)氣口 2上部的水蒸汽氣體分布器3 ；一個(gè)設(shè)置在所述水蒸汽氣體分布器3上方100mm-500mm的四氯化硅氣體分布器4， 所述四氯化硅氣體分布器4的進(jìn)氣管與流化床筒體1的側(cè)壁相連；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體1下側(cè)的四氯化硅氣體進(jìn)入口 5，所述四氯化硅氣體進(jìn)入口 5與四氯化硅氣體分布器4相連；一個(gè)或一個(gè)以上設(shè)置在所述四氯化硅氣體分布器4上方50mm-300mm的管式換熱管6，所述管式換熱管6的進(jìn)出口焊接在流化床筒體1的側(cè)壁上；設(shè)置在流化床筒體1側(cè)面上的換熱管進(jìn)水口 7和換熱管水蒸氣出口 8，所述的換熱管進(jìn)水口 7和換熱管水蒸氣出口 8與管式換熱管6相連；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體1上部的流化介質(zhì)進(jìn)料口 9，所述流化介質(zhì)進(jìn)料口 9與流化床筒體1的側(cè)壁相連接；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體1的內(nèi)上部的旋風(fēng)分離器10，所述旋風(fēng)分離器10固定在流化床筒體1上部的頂蓋上；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體1上部的氣體出口 11，所述氣體出口 11與旋風(fēng)分離器10 相連；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體1下部的二氧化硅粉體出料口 12，所述二氧化硅粉體出料口 12與流化床筒體1的側(cè)壁連接。所述水蒸汽氣體分布器3為多孔板式分布器或風(fēng)帽式分布器；所述四氯化硅氣體分布器4為噴氣口設(shè)置在下面的管式分布器。
具體實(shí)施方式
如下選擇二氧化硅粉體，由流化介質(zhì)進(jìn)料口 9加入氣固流化床反應(yīng)器中，作為初始的流化介質(zhì)。加入流化介質(zhì)的體積為流化床直筒部分的1/2。來(lái)自鍋爐或本實(shí)用新型中氣固流化床反應(yīng)器中管式換熱管6副產(chǎn)的水蒸汽，減壓經(jīng)流量計(jì)控制流量，使其符合進(jìn)料量和進(jìn)料比要求，然后通過(guò)氣固流化床反應(yīng)器底部的水蒸汽進(jìn)氣口 2，再經(jīng)水蒸汽氣體分布器3均勻分布地進(jìn)入氣固流化床反應(yīng)器。使氣固流化床反應(yīng)器內(nèi)的流化介質(zhì)達(dá)到流化狀態(tài)。來(lái)自四氯化硅儲(chǔ)罐的液體四氯化硅經(jīng)過(guò)泵加壓后，通過(guò)流量計(jì)控制其流量，使水蒸汽與四氯化硅符合進(jìn)料比，然后加熱蒸發(fā)，通過(guò)四氯化硅的四氯化硅氣體進(jìn)入口 5進(jìn)入四氯化硅氣體分布器4，分布均勻地進(jìn)入氣固流化床反應(yīng)器內(nèi)。水蒸汽與四氯化硅氣體在氣固流化床反應(yīng)器內(nèi)上下噴射混合，并在流化介質(zhì)作用下充分接觸，發(fā)生快速化學(xué)反應(yīng)，并放出大量的熱量。反應(yīng)的產(chǎn)物為二氧化硅固體顆粒和氯化氫氣體。處于流化狀態(tài)的氣固混合物與管式換熱管6內(nèi)的高壓水進(jìn)行換熱，將反應(yīng)熱及時(shí)移出，保證氣固流化床反應(yīng)器的操作溫度控制在150 500°C范圍內(nèi)，氣體混合物在氣固流化床反應(yīng)器中的停留時(shí)間為0. Imin 1. Omin。生成的氯化氫氣體首先經(jīng)過(guò)氣固流化床反應(yīng)器內(nèi)的旋風(fēng)分離器10將大部分固體顆粒分離下來(lái)后，經(jīng)過(guò)氣體出口 11進(jìn)入除塵器，將隨氣體產(chǎn)物帶出的細(xì)小二氧化硅顆粒進(jìn)一步捕集分離，然后進(jìn)入后續(xù)工序回收利用；反應(yīng)生成的二氧化硅粉體通過(guò)二氧化硅粉體出料口 12連續(xù)或間歇卸出，經(jīng)后續(xù)的處理得到二氧化硅粉體產(chǎn)品。
權(quán)利要求1.一種四氯化硅回收利用的裝置，其特征是所述四氯化硅回收利用的裝置為氣固流化床反應(yīng)器，所述氣固流化床反應(yīng)器包括 流化床筒體(1)；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體(1)底部的水蒸汽進(jìn)氣口(2)； 一個(gè)設(shè)置在所述水蒸汽進(jìn)氣口( 上部的水蒸汽氣體分布器(3)； 一個(gè)設(shè)置在所述水蒸汽氣體分布器( 上方100mm-500mm的四氯化硅氣體分布器(4)， 所述四氯化硅氣體分布器的進(jìn)氣管與流化床筒體(1)的側(cè)壁相連；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體(1)下側(cè)的四氯化硅氣體進(jìn)入口(5)，所述四氯化硅氣體進(jìn)入口(5)與四氯化硅氣體分布器(4)相連；一個(gè)或一個(gè)以上設(shè)置在所述四氯化硅氣體分布器(4)上方50mm-300mm的管式換熱管 (6)，所述管式換熱管(6)的進(jìn)出口焊接在流化床筒體(1)的側(cè)壁上；設(shè)置在流化床筒體(1)側(cè)面上的換熱管進(jìn)水口(7)和換熱管水蒸氣出口(8)，所述的換熱管進(jìn)水口(7)和換熱管水蒸氣出口(8)與管式換熱管(6)相連；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體(1)上部的流化介質(zhì)進(jìn)料口(9)，所述流化介質(zhì)進(jìn)料口(9)與流化床筒體(1)側(cè)壁相連接；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體(1)的內(nèi)上部的旋風(fēng)分離器(10)，所述旋風(fēng)分離器(10)固定在流化床筒體(1)上部的頂蓋上；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體(1)上部的氣體出口(11)，所述氣體出口(11)與旋風(fēng)分離器 (10)相連；一個(gè)設(shè)置在流化床筒體(1)下部的二氧化硅粉體出料口(12)，所述二氧化硅粉體出料口(12)與流化床筒體(1)的側(cè)壁連接。
2.如權(quán)利要求1所述的四氯化硅回收利用的裝置，其特征是所述水蒸汽氣體分布器 (3)為多孔板式分布器或風(fēng)帽式分布器；所述四氯化硅氣體分布器(4)為噴氣口設(shè)置在下面的管式分布器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種四氯化硅回收利用的裝置，該裝置為氣固流化床反應(yīng)器，它包括流化床筒體、水蒸汽進(jìn)氣口、水蒸汽氣體分布器、四氯化硅氣體分布器、四氯化硅氣體進(jìn)入口、管式換熱管、換熱管進(jìn)水口、換熱管水蒸氣出口、流化介質(zhì)進(jìn)料口、旋風(fēng)分離器、氣體出口、二氧化硅粉體出料口。本實(shí)用新型裝置具有能耗低、設(shè)備簡(jiǎn)單、投資小、四氯化硅處理量大的特點(diǎn)。利用本實(shí)用新型裝置可將四氯化硅轉(zhuǎn)化為易處理的二氧化硅固體，并實(shí)現(xiàn)氯化氫氣體的回收利用，從而有效地回收利用四氯化硅。
文檔編號(hào)C01B33/107GK201952241SQ20112010491
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者朱江玲 申請(qǐng)人:河北科技大學(xué)