專利名稱：氣固分離收集裝置及反應(yīng)塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體與固體微粒子的分離收集裝置，尤其是涉及一種在氣相 反應(yīng)或氣液相反應(yīng)中，將在氣相或氣液相反應(yīng)中生成的固體微粒子從氣體中分離并收集的
直O(jiān)
背景技術(shù)：
氣固分離技術(shù)是在工業(yè)生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域中廣泛使用的一項(xiàng)技術(shù)，目前國內(nèi)外較成 熟使用的氣固分離技術(shù)主要有兩大類離心分離技術(shù)和濾材分離技術(shù)。但是，傳統(tǒng)的氣固分 離技術(shù)都存在一些缺陷，如濾材分離技術(shù)所采用的過濾器的孔容易被堵塞，必須定期維修 更換，其維修更換的工作量大必將影響分離器的正常工作，尤其是在高溫連續(xù)工作的化學(xué) 反應(yīng)塔中，例如，利用氣相、氣液相反應(yīng)制造高純度硅時，要求反應(yīng)過程在1000°C或1000°C 以上的極高溫下連續(xù)進(jìn)行，且處在化學(xué)腐蝕環(huán)境中，因此根本無法更換過濾器。而常規(guī)的氣 固離心分離器的壓力損失大，其分離效率受氣流速度的影響較大，分離效率一般較低。專利申請?zhí)枮?2216702. 1的中國專利“氣體微粒分離器”公開了一種分離器，它 包括筒體、進(jìn)氣管、出氣管等，該筒體上半段為直管，下半段為擴(kuò)經(jīng)管。由于該擴(kuò)經(jīng)管相對于 上半段的直管變化有限，使得進(jìn)入筒體的氣流速度下降不明顯，不利于氣流中微粒子的加 速沉積，有待作進(jìn)一步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供了一種氣固分離收集裝置。本實(shí)用新型提供的氣固分離收集裝置，包括外筒、內(nèi)筒、進(jìn)氣管、微粒子收集器，所 述進(jìn)氣管與所述外筒的側(cè)面相連，所述內(nèi)筒的兩端開口，該內(nèi)筒的第一端口穿過所述外筒 頂部與該外筒的外部相通，所述微粒子收集器與所述外筒底部相連接，尤其是所述外筒與 內(nèi)筒之間有中間筒，所述中間筒的頂部與所述外筒的頂部重合，所述中間筒的長度小于所 述外筒的長度。優(yōu)選地，所述外筒、內(nèi)筒和中間筒為三個同心圓筒。優(yōu)選地，所述內(nèi)筒在所述外筒內(nèi)的長度小于外筒，該內(nèi)筒從所述外筒的頂部向該 外筒底部方向延伸，所述內(nèi)筒的第二端口在所述外筒的底部部位。優(yōu)選地，所述中間筒的長度小于等于所述內(nèi)筒長度的一半。優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管與外筒連接端口處的口徑小于該進(jìn)氣管入氣端口處的口徑， 所述進(jìn)氣管與所述外筒連接采用切向式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型同時提供一種配置有本實(shí)用新型內(nèi)容包括優(yōu)選實(shí)施例所述的氣固分 離收集裝置的反應(yīng)塔，該反應(yīng)塔用于鋅和四氯化硅置換反應(yīng)生成微粒子硅和氯化鋅。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的氣固分離收集裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、分離 效率高等優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本實(shí)用新型的氣固分離收集裝置的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是沿圖IA-A線的剖面圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的氣固分離收集裝置包括外筒、內(nèi)筒、進(jìn)氣管、微粒子收集器，所述進(jìn) 氣管與所述外筒的側(cè)面相連，所述內(nèi)筒的兩端開口，該內(nèi)筒的第一端口穿過所述外筒頂部 與該外筒的外部相通，所述微粒子收集器與所述外筒底部相連接，尤其是所述外筒與內(nèi)筒 之間有中間筒，所述中間筒的頂部與所述外筒的頂部重合，所述中間筒的長度小于所述外 筒的長度。含有固體微粒子的氣體由進(jìn)氣管沿外筒內(nèi)壁的切線方向進(jìn)入外筒，在該外筒和 中間筒之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向下的外旋流，懸浮于外旋流中的固體微粒子在離心力的作用下被拋 向外筒的內(nèi)壁，并隨外旋流旋轉(zhuǎn)下行。所述外旋流在旋轉(zhuǎn)下行到達(dá)中間筒底部端口時，由于沒有了中間筒，外旋流的空 間突然變大，旋轉(zhuǎn)速度急劇變小，加速了氣體中固體微粒子的下落，固體微粒子經(jīng)過外筒底 部落入微粒子收集器，而被分離了固體微粒子的氣體下行到微粒子收集器之后折返，形成 旋轉(zhuǎn)上行的內(nèi)旋流，通過內(nèi)筒由出氣口排出。
以下結(jié)合附圖對該氣固分離收集裝置的結(jié)構(gòu)和具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說明。圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，所述氣固分離收集裝置包括外筒 101、內(nèi)筒102、中間筒103、進(jìn)氣管104、固體微粒子收集器105、內(nèi)筒的第一端口(出氣 口)106、內(nèi)筒的第二端口 107。所述外筒101、內(nèi)筒102和中間筒103為三個同心圓筒。所 述內(nèi)筒在所述外筒內(nèi)的長度小于外筒的長度，該內(nèi)筒從所述外筒的頂部向該外筒底部方向 延伸，所述內(nèi)筒的第二端口在所述外筒的底部部位。采用所述內(nèi)筒的第二端口直接延伸到 所述外筒的底部部位這樣的結(jié)構(gòu)特征有利于減少旋轉(zhuǎn)上行的內(nèi)旋流與旋轉(zhuǎn)下行的外旋流 的相互干擾、減少紊流，有利于旋流中固體微粒子的沉積。所述中間筒的頂部與所述外筒頂 部重合，所述中間筒從所述外筒的頂部向所述外筒的底部方向延伸，所述中間筒的長度小 于等于所述內(nèi)筒長度的一半，所述中間筒的這一結(jié)構(gòu)特征，可以使所述外旋流旋轉(zhuǎn)下行時 外旋流空間突然變大，旋轉(zhuǎn)速度急劇變小，加速氣體中固體微粒子的下落。圖2是沿圖IA-A線的剖面圖，201表示含有固體微粒子的氣體的進(jìn)入方向，所述 進(jìn)氣管在與外筒連接處附近該進(jìn)氣管的一側(cè)202逐漸收縮，即所述進(jìn)氣管與外筒連接端口 處203的口徑小于該進(jìn)氣管入氣端口處204的口徑，所述進(jìn)氣管與外筒連接采用切向式進(jìn) 氣結(jié)構(gòu)，使得含有固體微粒子的氣體由進(jìn)氣管沿外筒內(nèi)壁的切線方向進(jìn)入外筒，在該外筒 和中間筒之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向下的外旋流。下面進(jìn)一步說明使用上述氣固分離收集裝置將氣體與固體微粒子分離并收集的 過程在圖1中，含有固體微粒子的氣體由水平進(jìn)氣管104沿豎直配置的外筒101的內(nèi) 壁的切線方向進(jìn)入外筒101，在該外筒101和中間筒103之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向下的外旋流，懸浮 于外旋流中的固體微粒子在離心力的作用下被拋向該外筒的內(nèi)壁，并隨外旋流旋轉(zhuǎn)下行。所述外旋流在旋轉(zhuǎn)下行到達(dá)中間筒103底部端口時，由于沒有了中間筒103，外旋 流的空間突然變大，旋轉(zhuǎn)速度急劇變小，加速了氣體中固體微粒子的下落，固體微粒子經(jīng)過
4外筒底部落入微粒子收集器105，而被分離了固體微粒子的氣體下行到微粒子收集器之后 折返，形成旋轉(zhuǎn)上行的內(nèi)旋流，通過內(nèi)筒102由出氣口 106排出。一種配置有本實(shí)用新型內(nèi)容包括優(yōu)選實(shí)施例所述的氣固分離收集裝置的反應(yīng)塔， 該反應(yīng)塔用于鋅和四氯化硅置換反應(yīng)生成微粒子硅和氯化鋅。所述反應(yīng)塔主要由長1000 毫米左右、內(nèi)徑26毫米左右的水平反應(yīng)腔管和氣固分離收集裝置組成，該水平反應(yīng)腔管與 所述氣固分離收集裝置的進(jìn)氣管相連，在該水平反應(yīng)腔管之前供給1100°C的鋅氣體和液滴 狀態(tài)的四氯化硅，鋅與四氯化硅在水平反應(yīng)腔管中發(fā)生置換反應(yīng)生成微粒子硅和氣體氯化 鋅(Zn+SiCl4 — Si+ZnCl2)。所生成的微粒子硅和氣體氯化鋅通過氣固分離收集裝置的進(jìn) 氣管沿外筒內(nèi)壁的切線方向進(jìn)入外筒。該外筒內(nèi)徑是36mm;該中間筒高度為350mm，外徑是 34mm ；該內(nèi)筒在外筒內(nèi)的高度為850mm，內(nèi)筒外徑16mm，內(nèi)徑12mm，所述外筒、內(nèi)筒和中間筒 是三個同心圓筒，所述進(jìn)氣管與所述外筒的側(cè)面相連。所述進(jìn)氣管在與外筒連接處附近該 進(jìn)氣管的一側(cè)逐漸收縮，即所述進(jìn)氣管與外筒連接端口處的口徑小于該進(jìn)氣管入氣端口處 的口徑，所述進(jìn)氣管與外筒連接采用切向式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，使得含有微粒子的氣體由所述進(jìn)氣 管沿所述外筒內(nèi)壁的切線方向進(jìn)入該外筒，所述外筒、中間筒上部封閉，不讓氣體跑掉，所 述內(nèi)筒的第一端口穿過所述外筒的頂端與外筒的外部連通。所述外筒底部下方的微粒子收 集器內(nèi)安裝有坩堝。雖然本實(shí)用新型以優(yōu)選實(shí)施例方式進(jìn)行了描述，但其并不是用來限定本實(shí)用新 型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和 修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種氣固分離收集裝置，包括外筒、內(nèi)筒、進(jìn)氣管、微粒子收集器，所述進(jìn)氣管與所述外筒的側(cè)面相連，所述內(nèi)筒的兩端開口，該內(nèi)筒的第一端口穿過所述外筒頂部與該外筒的外部相通，所述微粒子收集器與所述外筒底部相連接，其特征在于，所述外筒與內(nèi)筒之間有中間筒，所述中間筒的頂部與所述外筒的頂部重合，所述中間筒的長度小于所述外筒的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固分離收集裝置，其特征在于，所述外筒、內(nèi)筒和中間筒為 三個同心圓筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固分離收集裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒在所述外筒內(nèi)的 長度小于外筒，該內(nèi)筒從所述外筒的頂部向該外筒底部方向延伸，所述內(nèi)筒的第二端口在 所述外筒的底部部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固分離收集裝置，其特征在于，所述中間筒的長度小于等 于所述內(nèi)筒長度的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固分離收集裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣管與外筒連接端 口處的口徑小于該進(jìn)氣管入氣端口處的口徑，所述進(jìn)氣管與所述外筒連接采用切向式進(jìn)氣 結(jié)構(gòu)。
6.一種配置有權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的氣固分離收集裝置的反應(yīng)塔，該反應(yīng)塔用于 鋅和四氯化硅置換反應(yīng)生成微粒子硅和氯化鋅。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種氣固分離收集裝置，旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、分離效率高的氣固分離收集裝置。它包括外筒、內(nèi)筒、進(jìn)氣管、微粒子收集器，所述進(jìn)氣管與所述外筒的側(cè)面相連，所述內(nèi)筒的兩端開口，該內(nèi)筒的第一端口穿過所述外筒頂部與該外筒的外部相通，所述微粒子收集器與所述外筒底部相連接，尤其是所述外筒與內(nèi)筒之間有中間筒，所述中間筒的頂部與所述外筒的頂部重合，所述中間筒的長度小于所述外筒的長度。本實(shí)用新型同時提供一種配置有所述氣固分離收集裝置的反應(yīng)塔，該反應(yīng)塔用于鋅和四氯化硅置換反應(yīng)生成微粒子硅和氯化鋅。
文檔編號B01J10/00GK201676608SQ20102011860
公開日2010年12月22日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者姚尚龍, 島宗孝之, 島田達(dá)也 申請人:姚尚龍;島田達(dá)也;島宗孝之