CN205138199U - 一种高纯锑生产竖式还原炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高纯锑生产竖式还原炉，包括自上而下依次垂直设置的进料管、进料口、还原管、气液分离出料口，其中进料管嵌入进料口中，进料管通入的气体为三氯化锑，进料口与还原管导通；还原管内置有还原盘管，还原管下方设有气液分离出料口；还原管两侧分别设置有还原加热炉上段与还原加热炉下段，还原加热炉上段的顶端靠近进料口处；还原加热炉下段与还原加热炉上段连接，其底部靠近还原管的下端部。本实用新型整体为竖式结构，采用两段加热方式。不仅可以大幅度增加了氢气和三氯化锑的反应效率，同时还能有效减少物料的损耗。即可以在保证连续生产的前提下提高生产效率、降低生产成本，具有较好的市场应用前景。

Description

一种高纯锑生产竖式还原炉

技术领域

本实用新型属于半导体材料制备技术领域，具体地是涉及一种高纯锑生产竖式还原炉。

背景技术

高纯及超高纯5N-7N锑是一种重要的半导体材料。锑作为一种半金属，其本身即可以作为元素半导体材料，又可以和其它元素化合成为化合物半导体材料，其中有InSbSb2S3Sb2Te3Sb2Se3Ga2Sb3等等。它们广泛应用于红外材料、光电材料、热电材料、光敏材料、太阳能材料等、半导体薄膜(应用于可见光发光二极管、电路发光器件、光波导光电池、红外探测和可调试红外光激、激光二极管等方面有广阔的应用领域)。可制作红外可见光、高亮度LED、激光二极管LD、光放大器、光(电)探测器、光伏电池、光(电)调制器、光阴极、光电集成电路、X(γ)射线探测器、滤波器、磁阻及霍尔元件、转移电器件、超高频滤波元件、转移电子器件。多年来高纯锑和超高纯锑的生产工艺主要是西门子法。该生产工艺是将工业级金属锑和氯气发生反应生成氯化锑。氯化锑再经过精馏提纯，得到高纯度氯化锑。高纯度的氯化锑再经过高温和氢气反应得到高纯锑。该生产工艺中主要生产设备之一是还原炉。还原炉的结构决定着高纯锑的生产效率，生产成本及产品的质量。

目前，在高纯锑生产中，还原工艺所采用的还原炉结构为卧式还原炉。该还原炉因结构的局限，其生产作业方式为间歇式作业。此种结构的还原炉存在以下缺点：1、生产无法连续进行，生产每进行一定周期，必须进行停炉，取产品的操作过程，使得生产无发连续进行。2、生产效率低，此种还原炉结构规格较小。由于结构的限制，导致设备的生产效率低。3、生产成本高，此种结构的还原炉的热效率低，并且氢气的反应效率低，氢气的损耗大；从而增加了电能损耗和氢气损耗，导致生产成本高。高纯锑还原技术工艺和还原炉结构，长期以来一直制约着高纯锑的生产工艺及技术的发展。

因此，本实用新型的实用新型人亟需构思一种新技术以改善其问题。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中的还原炉生产无法连续进行且生产效率低、生产成本高等问题，特别提供了一种高纯锑生产竖式还原炉。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种高纯锑生产竖式还原炉，包括自上而下依次垂直设置的进料管、进料口、还原管、气液分离出料口，其中所述进料管嵌入所述进料口中，所述进料管通入的气体为三氯化锑，所述进料口与所述还原管导通；所述还原管为石英还原管或氧化铝还原管，其内置有还原盘管，所述还原管下方设有所述气液分离出料口。

所述还原管两侧分别设置有还原加热炉上段与还原加热炉下段，所述还原加热炉上段的顶端靠近所述进料口处；所述还原加热炉下段与所述还原加热炉上段连接，其底部靠近所述还原管的下端部。

优选地，还包括一设置在所述还原加热炉下段的下方的进气口，所述进气口通过气体管道与所述进料口导通，所述气体管道自下而上贯穿所述还原管，所述进气口通入的气体为氢气。

优选地，所述加热管还原管为圆柱状，其端口直径在50-200毫米之间，整体长度在500-3000毫米之间。

优选地，还包括一用于将三氯化锑破碎为雾状的液体雾化装置，其设置在所述进料口底部靠近所述还原加热炉上段处。

优选地，还包括一与所述还原管导通的出气口，其设置在所述进气口的上方，靠近所述还原管底部的侧端面处。

优选地，还包括一产品装料管，其设置在所述气液分离出料口的下方。

优选地，在所述气液分离出料口的端部安装有一气液分离器。

优选地，所述液体雾化装置为雾化挡板，所述雾化挡板倾斜设置在所述进料口的底部。

优选地，所述出气口为斜式出气口，所述出气口的外端口处所在的水平高度高于其与所述还原管导通处的连接口所在的水平高度，并且所述出气口的口径大于所述进气口的口径。

优选地，所述气液分离出料口为滴液口，产品经滴液口滴入所述产品装料管中。

采用上述技术方案，本实用新型至少包括如下有益效果：

本实用新型所述的高纯锑生产竖式还原炉，整体为竖式结构，采用两段加热方式。不仅可以大幅度增加了氢气和三氯化锑的反应效率，同时还能有效减少物料的损耗。即可以在保证连续生产的前提下提高生产效率、降低生产成本，具有较好的市场应用前景。

附图说明

图1为本实用新型所述的高纯锑生产竖式还原炉的结构示意图。

其中：1.进料管，2.进料口,3.还原管,4.气液分离出料口，5.还原盘管，6.还原加热炉上段，7.还原加热炉下段，8.进气口，9.液体雾化装置，10.出气口，11.产品装料管。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，为符合本实用新型的一种高纯锑生产竖式还原炉，包括自上而下依次垂直设置的进料管1、进料口2、还原管3、气液分离出料口4，其中所述进料管1嵌入所述进料口2中，所述进料管1通入的气体为三氯化锑，所述进料口2与所述还原管3导通；所述还原管3为石英还原管或氧化铝还原管，其内置有还原盘管5，所述还原管3下方设有所述气液分离出料口4。

所述还原管3两侧分别设置有还原加热炉上段6与还原加热炉下段7，所述还原加热炉上段6的顶端靠近所述进料口2处；所述还原加热炉下段7与所述还原加热炉上段6连接，其底部靠近所述还原管3的下端部。在一优选实施方案中，所述还原加热炉下段7与所述还原加热炉上段6均为保温壳体，共同设置在所述还原管3两侧。由于保温壳体为现有技术中的常规技术手段，本领域技术人员应当知晓，故此处不再赘述。

优选地，还包括一设置在所述还原加热炉下段7的下方的进气口8，所述进气口8通过气体管道与所述进料口2导通，所述气体管道自下而上贯穿所述还原管3，所述进气口8通入的气体为氢气。氢气装置采用预加热安置，这大幅度增加了氢气和三氯化锑的反应效率，减少了氢气的损耗。

优选地，所述还原管3为圆柱状，其端口直径在50-200毫米之间，整体长度在500-3000毫米之间。还原炉中部的内管采用环式结构，增加了物料在还原炉中行程(3-6倍)，从而使得反应更加充分，减少物料损耗。

优选地，还包括一用于将三氯化锑破碎为雾状的液体雾化装置9，其设置在所述进料口2底部靠近所述还原加热炉上段6处。所述液体雾化装置9的主要目的在于将加入的三氯化锑原料，依靠重力作用，破碎为雾状，从而使得三氯化锑和氢气反应得更加完全，减少三氯化锑和氢气的损耗。

优选地，还包括一与所述还原管3导通的出气口10，其设置在所述进气口的上方，靠近所述还原管3底部的侧端面处。

优选地，还包括一产品装料管11，其设置在所述气液分离出料口4的下方。

优选地，在所述气液分离出料口4的端部安装有一气液分离器。

优选地，所述液体雾化装置9为雾化挡板，所述雾化挡板倾斜设置在所述进料口2的底部。

优选地，所述出气口10为斜式出气口10，所述出气口10的外端口处所在的水平高度高于其与所述还原管3导通处的连接口所在的水平高度，并且所述出气口10的口径大于所述进气口的口径。采用斜式出气口10，并加大出气口10外径，避免因还原长期运行导致的出气口10堵塞。

优选地，所述气液分离出料口4为滴液口，产品经滴液口滴入所述产品装料管11中。

本实施例的工作原理在于：整体为竖式结构，采用两段加热方式。还原加热炉上段6为蒸发段，主要起到蒸发三氯化锑为蒸气，使其和氢气完全混和的作用。通过液体雾化装置9以及对通入氢气的预加热处理，大幅度增加了氢气和三氯化锑的反应效率，减少了氢气的损耗。还原炉中部为内管加热，减少了还原管内部因温度梯度导致的还原反应不还完全所造成的产物料损耗。还原加热炉下段7为还原段、底部气液分离出料口4和出气口10，其采用斜式出气口10，并加大出气口10外径，避免因还原长期运行导致的出气口10堵塞。

采用本实施例所述的高纯锑生产竖式还原炉，可以大幅度增加了氢气和三氯化锑的反应效率，减少物料损耗。即可以在保证连续生产的前提下提高生产效率、降低生产成本，具有较好的市场应用前景。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：包括自上而下依次垂直设置的进料管、进料口、还原管、气液分离出料口，其中所述进料管嵌入所述进料口中，所述进料管通入的气体为三氯化锑，所述进料口与所述还原管导通；所述还原管为石英还原管或氧化铝还原管，其内置有还原盘管，所述还原管下方设有所述气液分离出料口；

所述还原管两侧分别设置有还原加热炉上段与还原加热炉下段，所述还原加热炉上段的顶端靠近所述进料口处；所述还原加热炉下段与所述还原加热炉上段连接，其底部靠近所述还原管的下端部。

2.如权利要求1所述的高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：还包括一设置在所述还原加热炉下段的下方的进气口，所述进气口通过气体管道与所述进料口导通，所述气体管道自下而上贯穿所述还原管，所述进气口通入的气体为氢气。

3.如权利要求2所述的高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：所述还原管为圆柱状，其端口直径在50-200毫米之间，整体长度在500-3000毫米之间。

4.如权利要求3所述的高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：还包括一用于将三氯化锑破碎为雾状的液体雾化装置，其设置在所述进料口底部靠近所述还原加热炉上段处。

5.如权利要求4所述的高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：还包括一与所述还原管导通的出气口，其设置在所述进气口的上方，靠近所述还原管底部的侧端面处。

6.如权利要求5所述的高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：还包括一产品装料管，其设置在所述气液分离出料口的下方。

7.如权利要求1-6任一所述的高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：在所述气液分离出料口的端部安装有一气液分离器。

8.如权利要求4所述的高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：所述液体雾化装置为雾化挡板，所述雾化挡板倾斜设置在所述进料口的底部。

9.如权利要求5所述的高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：所述出气口为斜式出气口，所述出气口的外端口处所在的水平高度高于其与所述还原管导通处的连接口所在的水平高度，并且所述出气口的口径大于所述进气口的口径。

10.如权利要求6所述的高纯锑生产竖式还原炉，其特征在于：所述气液分离出料口为滴液口，产品经滴液口滴入所述产品装料管中。