CN201240855Y - 流化床反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种流化床反应器。包括下部的反应段和上部的扩大段，反应段的下部设有硅粉进料口，反应器上下两端分别设有上封头和下封头，下封头上设有原料气进口和排渣口，扩大段上设有合成气出口，其特征在于：所述反应器内部设有由设置在扩大段筒体内上端的导热油分配箱，与导热油分配箱连接且均匀分布的导热油指形套管束，以及对指形套管束进行弹性固定的箍管盘组成的换热结构；所述扩大段上设有测温口、反应段上设有测压口，导热油分配箱上设有指形管导热油入口，扩大段上方的上封头上设有指形管导热油出口；所述下封头下端形成锥体结构，下封头与锥体之间设有气体分布板；所述流化床床体外壁设有半管或夹套、半管或夹套导热油进口及出口。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工领域一种化学反应器，特别是一种流化床反应器。
背景技术
三氯氢硅是一种用途非常广泛的有机硅单体，主要用于生产半导体硅、单晶硅和多晶硅的原料，广泛用于国防、国民经济乃至人们日常生活的各个领域，三氯氢硅还是生产硅烷偶联剂和其他有机硅化合物的重要原料。国内现有生产三氯氢硅的装置采用小型流化床反应器，直径500mm以下，其结构大多为筒形，上部直径扩大部分是气固分离段，该段设有出料口，中部的直筒段是反应段，反应段外包加热器，上部设有硅粉进料口，底部连接下封头，下封头上开有氯化氢进气口。2008.02.20，中国专利局公开了一种名为“一种用于三氯氢硅生产的大型流化床反应器”的发明专利(公告号：CN101125654)，包括下部的反应段和上部的扩大段，反应段的下部设有硅粉进料口，反应器下部有检修封头，检修封头上设有氯化氢进气口和排渣口，扩大段上有合成气出口，检修封头与反应段之间设有氯化氢气体分布器，反应段与扩大段内设有导热油指形管，该导热油指形管从扩大段一直延伸到反应器底部，扩大段的顶部设有指形管检修法兰，法兰上有指形管导热油入口，扩大段上设有反应器半管夹套，反应器半管夹套的两端有盘管导热油进口和盘管导热油出口，在升温阶段采用导热油加热、在反应过程中采用导热油将反应热的移出，通过调节导热油的量可以控制反应温度，达到产品收率稳定的特点。但该反应器任然存在如下不足之处：床体筒体无检测口、下部锥体，换热结构指形管无对管束固定的管盘，不利于温度和压力的检测和控制，难于判断床内料层高度，流化状态下指形管容易发生摆动而产生大幅振动，设备容易发生故障而需要经常检修，突然停气情况下流化床内固体物料容易落入气体分布以下而堵塞分布板，不利于再次通气启动而造成停车。
发明内容
本实用新型为解决现有技术中的上述缺陷，提供一种流化床反应器。本实用新型针对上述现有技术的缺陷，提供一种易于实现自动控制、检修周期长，原料气体分布均因。流化质量高的流化床反应器，能有效实现反应器温度和压力的检测和控制，适时判断床内料层高度，防止硫化状态下指形管容易发生大幅振动和气体分布板堵塞，延长检修周期，降低生产成本的目的。
本实用新型包含的技术方案是通过如下内容得以实现的：
流化床反应器，包括下部的反应段和上部的扩大段，反应段的下部设有硅粉进料口，反应器上下两端分别设有上封头和下封头，下封头上设有原料气进口和排渣口，扩大段上设有合成气出口，其特征在于：所述反应器内部设有由设置在扩大段筒体内上端的导热油分配箱，与导热油分配箱连接且均匀分布的导热油指形套管束，以及对指形套管束进行弹性固定的箍管盘组成的换热结构；所述扩大段上设有测温口、反应段上设有测压口，导热油分配箱上设有指形管导热油入口，扩大段上方的上封头上设有指形管导热油出口；所述下封头下端形成锥体结构，下封头与锥体之间设有气体分布板；所述流化床床体外壁设有半管或夹套、半管或夹套导热油进口及出口。
所述导热油指形套管束由至少两根导热油指形套管构成，从扩大段一直延伸到反应段底部。
所述气体分布板为短管式气体分布板。
所述箍管盘分别设置在指形套管束上、中下段。
所述下封头与气体分布板之间、气体分布板与锥体之间、锥体与反应段之间、反应段与扩大段之间以及扩大段与导热油分配箱之间、导热油分配箱与上封头之间分别设有法兰。
本实用新型的有益效果表现在如下方面：采用短管式气体分布板，原料气分布均匀，改善了流化质量。同时该换热结构、指形套管与外部的连接管最少，使指形套管束能整体吊装，给安装和检修带来极大的方便，同时也大大改善了流化质量。合成气出口设置在导热油分配箱下部床的封头或侧面，既方便了与外管的连接，又不影响指形套管的拆卸，本实用新型结构科学、适于推广应用。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述制备三氯氢硅的流化床反应器包括下部的反应段和上部的扩大段，与床体扩大段上端连接的上封头、与床体反应段下端连接并设有原料气进口的下封头，环绕在床体外壁的半管，设置在床体内的换热结构，设置在床体内下部的短管式气体分布板，以及分布在床体上的合成气出口、检测口、排渣口、加料口以及导热油进口与出口，其中床体反应段和扩大段由上部筒体及下部锥体构成，换热结构由设置在扩大段筒体内上端的导热油分配箱，与导热油分配箱连接且均匀分布的下垂式悬挂指形套管束，以及对指形套管束进行弹性固定的箍管盘组组成。箍管盘为多个，分布在指形套管上、中、下各段，用于指形套管束的弹性固定。使其不能随意摆动，但允许每根指形套管在一定范围内进行小幅振动，能有效抑制固体物料在指形套管上的积聚，减少结焦。同时，由于多个箍管盘分别固定若干执行套管，使每个箍管盘具有较大的孔穴率，不会影响床体内物料流动，从而大大改善流花质量。导热油从导热油分配箱均匀流入每根指形套管夹套内，经换热后从指形套管中心孔汇入导热油分配箱，再流出流化床；短管式气体分布板的开孔短管长径比以及孔径通过计算，使其达到最佳效果，原料气体经短管整流后进入流化床反应器，可大大减少气体的湍流，气体分布更均匀，同事，在突然停气的情况下流化床的固体物料不会落入短管式气体分布板以下，可方便的再次通气启动，合成气出口设置在导热油分配箱下部筒体的侧面，方便指形套管的检修或更换。加料口和排渣口设置在锥体下端，合成三氯氢硅时加料口即硅粉加料口，导热油进口与出口包括指形套管导热油进口与出口和半管导热油进口与出口，前者分别设置在筒体上部侧面及上封头顶部，后者分别设置在筒体侧面，检测口一般包括多个测温口和侧压口，设置在筒体和锥体上，用于温度和压力的检测及控制。
本实用新型流化床反应器的工作过程是，原料气从原料气进口进入，通过短管式气体分布板整流后进入流化床反应器内，与从加料口进入的固体物料反应，生产的产物由合成气出口导出，反应结束后，流化床反应器内残渣由排渣口排除，流化床反应器内的温度和压力分别有测温口和测压口检测及控制，床体外壁上的半管和床体内的指形套管通过导热油的循环，移走反应放出的热量。
本实用新型流化床反应器的优点在于采用短管式气体分布板，原料气分布均匀，改善了流化质量。同事该换热结构、指形套管与外部的连接管最少，使指形套管束能整体吊装，给安装和检修带来极大的方便，同时也大大改善了流化质量。合成气出口设置在导热油分配箱下部床的封头或侧面，既方便了与外管的连接，又不影响指形套管的拆卸，本实用新型专用于生产三氯氢硅。
当然，本实用新型不限于上述方式，在本实用新型的构思范围内，本领域的普通技术人员还可对上述实施例做一些显而易见的改变，这些改变均应落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1、一种流化床反应器，包括下部的反应段(1)和上部的扩大段(2)，反应段(1)的下部设有硅粉进料口(13)，反应器上下两端分别设有上封头(4)和下封头(6)，下封头(6)上设有原料气进口(5)和排渣口(12)，扩大段(2)上设有合成气出口(9)，其特征在于：所述反应器内部设有由设置在扩大段(2)筒体内上端的导热油分配箱(18)，与导热油分配箱(18)连接且均匀分布的导热油指形套管束(19)，以及对导热油指形套管束(19)进行弹性固定的箍管盘(20)组成的换热结构；所述扩大段(2)上设有测温口(10)、反应段(1)上设有测压口(11)，导热油分配箱(18)上设有指形套管导热油进口(16)，扩大段(2)上方的上封头(4)上设有指形套管导热油出口(17)；所述下封头(6)下端连接一段锥体(3)，下封头(6)与锥体(3)之间设有气体分布板(8)；所述流化床床体外壁设有半管或夹套(7)、半管或夹套导热油进口(14)及半管或夹套导热油出口(15)。
2、根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于：所述导热油指形套管束(19)由至少两根导热油指形套管构成，从扩大段(2)顶部一直延伸到反应段(1)底部。
3、根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于：所述气体分布板(8)为短管式气体分布板。
4、根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于：所述箍管盘(20)分别设置在导热油指形套管束(19)的上、中、下段。
5、根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于：所述下封头(6)与气体分布板(8)之间、气体分布板(8)与锥体(3)之间、锥体(3)与反应段(1)之间、反应段(1)与扩大段(2)之间以及扩大段(2)与导热油分配箱(18)之间、导热油分配箱(18)与上封头(4)之间分别设有法兰。
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2008
- 2008-05-30 CN CNU2008200635851U patent/CN201240855Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CHINA BLUESTAR CHENGRAND RESEARCH INSTITUTE OF CHE Free format text: FORMER OWNER: ZHONGLAN CHENGUANG CHEMICAL INSTITUTE CO., LTD. Effective date: 20111128 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20111128 Address after: 610041, No. four, 30 South Renmin Road, Chengdu, Sichuan, Wuhou District Patentee after: China Bluestar Chengrand Research Institute of Chemical Industry Co., Ltd. Address before: 610041, No. four, 30 South Renmin Road, Chengdu, Sichuan, Wuhou District Patentee before: Zhonglan Chenguang Chemical Institute Co., Ltd. |
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Granted publication date: 20090520 |