CN201793376U - 一种硅烷发生反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硅烷发生反应器，包括带有夹套的圆筒形的壳体，壳体直立设置，壳体上端设置有固体粉料进口管和气体出口，壳体下端设置有出料口，壳体内纵向设置有转轴，转轴穿出所述的壳体的上端与外部的电机连接，特点是转轴上水平设置有至少一个搅拌器，搅拌器下方纵向固定设置有4～10块挡板，优点是能提高反应效率和硅烷产量。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种硅烷发生反应器。
背景技术
硅烷是合成硅烷偶联剂的重要原料，也可用于制造硅油、聚硅烷和树脂等。目前，用于制备硅烷的硅烷发生反应器通常包括带夹套的圆筒形壳体，壳体内设置有搅拌桨，使用该硅烷发生反应器时，先在壳体内加入一定量的液氨（-30℃）作为反应介质，通过设置于壳体上的进料口将氯化铵和硅化镁的混合粉料送进壳体内，在搅拌桨的作用下，氯化铵和硅化镁反应生成硅烷，但现有的硅烷发生反应器存在以下不足：
1）由于氯化铵和硅化镁反应放热，反应过程中会汽化一部分液氨，氨气吸附混合粉料，附着在进料口管口内壁，导致进料不畅；
2）由于进料口离液面较远，固体粉料在从管口降落到液面的过程中会有部分固体粉料被反应生成的气体和蒸发出的氨气从气体出口带走，导致出口被一定程度地堵塞；
3）由于硅镁反应器的反应区和沉降区未分开，反应过程中使得固体产物和固体反应物都悬浮于液氨中，因此既不利于分离，也会降低反应速率；
4）硅镁反应器利用夹套中的冷媒带走部分反应热，由于夹套的传热能力有限，不能移走全部反应热，因此未移走的反应热将蒸发部分液氨，增加了后续回收液氨的负荷。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能提高反应效率和硅烷产量的硅烷发生反应器。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种硅烷发生反应器，包括带有夹套的圆筒形的壳体，所述的壳体直立设置，所述的壳体上端设置有固体粉料进口管和气体出口，所述的壳体下端设置有出料口，所述的壳体内纵向设置有转轴，所述的转轴穿出所述的壳体的上端与外部的电机连接，所述的转轴上水平设置有至少一个搅拌器，所述的搅拌器下方纵向固定设置有4～10块挡板。
所述的搅拌器沿转轴均匀排列，所述的搅拌器包括搅拌轴及固定在搅拌轴上的至少两片搅拌叶片，所述的搅拌叶片沿所述的搅拌轴径向均匀排列，所述的搅拌叶片上下层错开30～90°。
所述的挡板为弧形。
所述的固体粉料进口管在所述的壳体内设置有进口扩大管，所述的进口扩大管纵向开有至少一条缝隙，所述的缝隙的宽度为20～100mm。
所述的进口扩大管的下端与最上层的所述的搅拌叶片的上端之间的垂直距离为50～150mm。
所述的壳体上端为球形封头，所述的壳体下端为锥形封头。
所述的壳体的内壁固定设置有至少一根螺旋盘管，所述的螺旋盘管位于所述的壳体的内壁与所述的搅拌轴的外端之间。
所述的夹套分段设置。
所述的壳体与所述的电机之间设置有用于控制转轴转速的减速机。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
由于硅烷发生反应器，包括带有夹套的圆筒形的直立设置的壳体，壳体上端设置有固体粉料进口管和气体出口，下端设置有出料口，壳体内纵向设置有转轴，转轴穿出壳体的上端与外部的电机连接，转轴上水平设置有至少一个搅拌器，搅拌器下方纵向固定设置有4～10块挡板，搅拌器所在的区域为硅烷的反应区，挡板所在的区域为浆料的沉降区，由于设置了挡板，减少了沉降区内液体的对流作用，反应生成的固体物料会在沉降区内沉降而不被搅拌带到反应区内，有利于固体反应物和固体产物的分离，提高了反应速率和硅烷产量。
由于搅拌器沿转轴均匀排列，搅拌器包括搅拌轴及固定在搅拌轴上的至少两片搅拌叶片，搅拌叶片沿所述的搅拌轴径向均匀排列，搅拌叶片上下层错开30～90°，可以使液氨和固体粉料混合更充分，进一步提高了反应速率。
由于挡板为弧形，有利于减少挡板高温下热涨产生的与壳体内壁之间的应力，有助于吸收形变。
由于固体粉料进口管在所述的壳体内设置有进口扩大管，进口扩大管纵向开有至少一条缝隙，缝隙的宽度为20～100mm，因此氨气不会吸附混合粉料在入口管内积聚堵塞入口管，从而使进料顺畅。
由于进口扩大管的下端与最上层的搅拌叶片的上端之间的垂直距离为50～150mm，因此固体粉料在从管口降落到液面的距离较短，避免部分固体粉料被反应生成的气体和蒸发出的氨气从气体出口带走，防止气体出口堵塞。
由于壳体的内壁固定设置有至少一根螺旋盘管，螺旋盘管位于壳体内壁与最外端的搅拌叶片之间，在盘管内通入冷媒，大大增加了硅烷发生反应器的传热能力，使得反应热被更多的移走，有利于控制反应温度，减少为移走反应热而蒸发的液氨。
由于夹套分段设置，在夹套内通入冷媒，增加了冷媒的换热能力，提高了冷媒的利用效率。
壳体上端为球形封头，壳体下端为锥形封头，有利于气体的回收和固体浆料的收集。壳体与电机之间设置有用于控制转轴转速的减速机，有利于控制转轴的速度。
现有的硅镁反应器 1 m3 每年只能生产出约5.7t硅烷，而实用新型通过以上技术改进，1m3的反应器每年能生产出57.2t硅烷。
附图说明
图1为本实用新型硅镁发生反应器的结构图；
图2为本实用新型的搅拌器的结构图；
图3为图2的搅拌器的俯视图；
图4为本实用新型的挡板的结构图；
图5为本实用新型的盘管的结构图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图1所示，一种硅烷发生反应器，包括带有分段夹套2的圆筒形的壳体1，壳体1直立设置，球形封头的壳体1上端设置有固体粉料进口管3和气体出口4，锥形封头的壳体1下端设置有出料口5，壳体内纵向设置有转轴6，转轴6穿出壳体的上端依次与外部的减速机、电机连接，转轴6上水平设置有三个搅拌器7，搅拌器7下方纵向固定设置有8块挡板8。
如图2、图3所示，其中搅拌器7沿转轴6均匀排列，搅拌器7包括搅拌轴9及固定在搅拌轴9上的至少两片搅拌叶片10，搅拌叶片10沿搅拌轴9径向均匀排列，搅拌叶片10上下层错开30～90°。
如图4所示，其中挡板8为弧形，挡板8的一侧端与壳体1焊接固定，另一侧端与位于壳体1中央的空心管14焊接固定，共8块挡板均匀分布。
其中固体粉料进口管3在壳体1内设置有进口扩大管11，进口扩大管11纵向开有至少一条宽度为20～100mm缝隙12；进口扩大管11的下端与最上层的搅拌叶片10的上端之间的垂直距离为50～150mm。
如图5所示，其中壳体1的内壁固定设置有至少一根螺旋盘管13，螺旋盘管位于壳体1的内壁与搅拌轴9的外端之间。
Claims (9)
1.一种硅烷发生反应器，包括带有夹套的圆筒形的壳体，所述的壳体直立设置，所述的壳体上端设置有固体粉料进口管和气体出口，所述的壳体下端设置有出料口，所述的壳体内纵向设置有转轴，所述的转轴穿出所述的壳体的上端与外部的电机连接，其特征在于：所述的转轴上水平设置有至少一个搅拌器，所述的搅拌器下方纵向固定设置有4～10块挡板。
2.根据权利要求1所述的一种硅烷发生反应器，其特征在于：所述的搅拌器沿转轴均匀排列，所述的搅拌器包括搅拌轴及固定在搅拌轴上的至少两片搅拌叶片，所述的搅拌叶片沿所述的搅拌轴径向均匀排列，所述的搅拌叶片上下层错开30～90°。
3.根据权利要求1所述的一种硅烷发生反应器，其特征在于：所述的挡板为弧形。
4.根据权利要求1所述的一种硅烷发生反应器，其特征在于：所述的固体粉料进口管在所述的壳体内设置有进口扩大管，所述的进口扩大管纵向开有至少一条缝隙，所述的缝隙的宽度为20～100mm。
5.根据权利要求4所述的一种硅烷发生反应器，其特征在于：所述的进口扩大管的下端与最上层的所述的搅拌叶片的上端之间的垂直距离为50～150mm。
6.根据权利要求1所述的一种硅烷发生反应器，其特征在于：所述的壳体上端为球形封头，所述的壳体下端为锥形封头。
7.根据权利要求1所述的一种硅烷发生反应器，其特征在于：所述的壳体的内壁固定设置有至少一根螺旋盘管，所述的螺旋盘管位于所述的壳体的内壁与所述的搅拌轴的外端之间。
8.根据权利要求1所述的一种硅烷发生反应器，其特征在于：所述的夹套分段设置。
9.根据权利要求1所述的一种硅烷发生反应器，其特征在于：所述的壳体与所述的电机之间设置有用于控制转轴转速的减速机。
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| CN104549105A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 丹阳市助剂化工厂有限公司 | 环氧大豆油生产加工用高效反应器 |
| CN106672978A (zh) * | 2015-11-06 | 2017-05-17 | 岳阳高圭新材料有限公司 | 硅化镁联合法连续闭环生产硅烷和多晶硅的工艺 |
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| CN106672978A (zh) * | 2015-11-06 | 2017-05-17 | 岳阳高圭新材料有限公司 | 硅化镁联合法连续闭环生产硅烷和多晶硅的工艺 |
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