CN206951162U - 三氯氢硅u型管流化床 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三氯氢硅U型管流化床，包括：上封头、筒体、下封头，筒体的上端连接上封头，筒体的下端连接下封头，上封头设有合成气体出口管，下封头设有氯化氢进口管、硅粉进口管，所述筒体分为上下两段，上段为扩大段，下段为反应段；扩大段设有导热油进出油夹套，形成导热油的进出油腔，反应段设有由若干根U形管组成的U型管换热装置，还包括气体分布装置，所述气体分布装置包括均匀开孔的布气板、穿设在布气板上的布气管、套设在布气管出口的风帽，硅粉进口管向上穿过布气板与反应段相通。本实用新型“比换热面”大，流化质量高，实现分布器不堵、不拆、不清，多次开车连用，产能得到大幅度提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种三氯氢硅流化床，尤其涉及一种三氯氢硅U型管流化床。
背景技术
三氯氢硅流化床是生产三氯氢硅的主要生产设备，氯化氢和硅粉在320℃的反应床内发生反应生成三氯氢硅，反应热通过床内的换热装置由导热油带走。由于多晶(单晶)硅、硅烷偶联剂、气相法白炭黑等生产的需要，上世纪七十年代初，洛阳单晶硅厂就从日本引进过一套很小的三氯氢硅流化床中试装置，但未经扩大。此后国内陆续出现了φ600的三氯氢硅流化床，但其工艺技术及床型结构都很落后，生产规模较小。直到2007～2008年间，国内才开始出现万吨级产能的三氯氢硅流化床装置，但其结构仍有待改进之处，如：床内换热采用“指型管”，气体分布采用“多孔板”，造成该种流化床“比换热面”低、流态化弱、活性低、生产强度低，且每次停车都要清理分布器。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种技术方案，可以提高流化床的换热能力，流化质量，实现分布器不堵、不拆、不清，多次开车连用，产能得到大幅度提高。
一种三氯氢硅U型管流化床，包括：
上封头、筒体、下封头，筒体的上端连接上封头，筒体的下端连接下封头，上封头设有合成气体出口管，下封头设有氯化氢进口管、硅粉进口管，所述筒体分为上下两段，上段为扩大段，下段为反应段；
所述扩大段设有进油夹套，进油夹套形成导热油的进油腔，进油腔设有与外部相连通的导热油进口，所述扩大段设有出油夹套，出油夹套形成导热油的出油腔，出油腔设有与外部相连通的导热油出口；
所述反应段设有U型管换热装置，所述U型管换热装置设在反应段的全段并延伸至扩大段，所述U型管换热装置由若干根U形管组成，U形管的进口端与进油腔相通，U形管的出口端与出油腔相通；
所述三氯氢硅U型管流化床还包括气体分布装置，所述气体分布装置包括布气板、布气管、与布气管一一对应的风帽，所述布气板的外缘上设有连接部，所述气体分布装置通过所述连接部设在下封头与筒体之间，所述布气板上开设若干布气孔，所述布气管穿过布气孔竖直地固定在所述布气板上，所述风帽套设在布气管的出口上，与所述布气管间留有环形出气间隙，硅粉进口管向上穿过布气板与反应段相通。
本实用新型采用U型管换热装置，U型管的“比换热面”远大于指型管，也就是说U型管流化床的生产能力远大于指型管流化床；U形管设在反应段全段并延伸至扩大段，增大了换热面积，提高了流化床的生产能力；扩大段进出油夹套的设置使U形管内导热油流量的均匀分配，有利于反应床温度均匀。
布风装置的设置可以使进风均匀分布，减少偏流，布气管出口上的风帽可以阻止未经流化的硅粉掉落进布气管，造成布气管堵塞，若布气管部分堵塞将使得进风偏流，布风不均匀。本实用新型采用的布风装置，停车时布气管无需清理，多次开车可以连续使用，提高了装置的运行效率；布风管与布风板固定可拆卸连接有利于布风管的维护及更换；风帽的设计还可使进气气流经风帽折返后环形吹出，避免了高速气流对U形管的冲刷，提高了其使用寿命。
进一步地，所述U形管的每个进口端均向上穿过扩大段的侧壁与导热油的进油腔相通，每个出口端均向上穿过扩大段的侧壁与导热油的出油腔相通。
进一步地，所述U形管：φ＝20～57mm，1＜A≤3；其中φ为所述U形管的管径，A为所述U形管的中心距与其管径的比值。
U型管的排布，不但加大了流化床的换热面，还使得床内流化颗粒间动态属性更为接近，流化质量得以提高，提高了三氯氢硅生产的反应活性及生产能力，仅从提高反应活性方面考虑就可是的本装置比原装置生产能力提高约1.7倍。
进一步地，所述布气板为圆锥形，圆锥的尖端远离风帽。圆锥形布气板有利于收集未反应的物料。
进一步地，所述布气管为直管，所有布气管长度相等。所述布气管使流经布气管的风阻力相等，有利于进风均匀。
进一步地，所述布气管的长度为50～300mm。布气管太长增加进风阻力，300mm为本方案的上限，太短则起不到进风折流的作用。
进一步地，所述风帽由帽体和帽顶组成，帽顶呈弧形、伞形、平面形、锥形、半圆形或椭圆形。
进一步地，所述帽体为一圆筒。可使进气气流经风帽折返后环形吹出，避免了高速气流对U形管的冲刷，提高了其使用寿命。
进一步地，所述硅粉进口管设在下封头底部。设置在下封头底部中心的硅粉管可起到停车时回收未反应的原料或排渣的作用。
附图说明
图1为本实用新型的一种实施例的结构示意图。
图2为图1的A—A的剖视放大图。
具体实施方式
下面结合附图与本技术方案中的一个优选的实施例来作进一步的说明。
参照图1、图2，一种三氯氢硅U型管流化床，包括：
上封头100、筒体200、下封头300，筒体200的上端通过上封头法兰101连接上封头100，筒体200的下端通过下封头法兰301连接下封头300，法兰连接有利于拆卸；上封头100设有合成气体出口管102，下封头300设有氯化氢进口管302、硅粉进口管303；筒体200分为上下两段，上段为扩大段201，下段为反应段202，扩大段201呈梭型，反应段202呈直筒型；反应段202外壁上螺旋缠绕半管夹套203，半管夹套203内通入导热油起到保温作用。
扩大段201设有进油夹套204，进油夹套204形成导热油的进油腔206，导热油的进油腔206设有与外部相连通的导热油进口208，扩大段201设有出油夹套205，出油夹套205形成导热油的出油腔207，导热油的出油腔207设有与外部相连通的导热油出口209。
反应段202设有U型管换热装置400，U型管换热装置400设在反应段202的全段并延伸至扩大段201的出油夹套205的下端，U型管换热装置400通过U形管支架402固定在筒体200的侧壁上，U型管换热装置400由若干根U形管401组成，每根U形管401的进口端401-2向上延伸穿过扩大段201的侧壁并汇集在扩大段的侧壁上与导热油进油腔206相通，每根U形管401的出口端401-1向上延伸穿过扩大段201的侧壁与导热油出油腔207相通；
三氯氢硅U型管流化床还包括气体分布装置400，所述气体分布装置400包括一个尖端朝下的圆锥形的布孔板501、若干根布气管502、与布气管502一一对应的风帽503，布气板501的外缘上设有连接部501-1，气体分布装置400通过连接部501-1设在下封头300与筒体200之间，布气板501上开设若干布气孔，布气管502穿过布气孔用锁紧螺帽固定在布气板501上，风帽503点焊套设在在布气管502的出口上，硅粉进口管303向上穿过布气板501与反应段202连通。
在本实施例中，所述U形管401：φ＝25mm，A＝2.5；在其它实施例中所述U形管401直径在φ＝20～57mm中的任意一个，所述u形管401中间距与其管径的比值A为1＜A≤3中的任意一个。
在本实施例中，布气管502为一直管，所有布气管长为100mm。在其它的实施例中，布气管的长度也可为50～300mm段中的任意一个。
在本实施例中，风帽包括帽体503-2和帽顶503-1，帽体503-2为一圆筒，帽顶503-1呈锥形。在其它的实施例中，帽顶也可为呈帽顶呈弧形、伞形、平面形、锥形、半圆形或椭圆形。
在本施例中，硅粉进口管303设在下封头300的底部，向上穿过布气板501在U形管换热装置400之下与反应段202相通。
Claims (9)
1.三氯氢硅U型管流化床，其特征在于，包括：
上封头、筒体、下封头，筒体的上端连接上封头，筒体的下端连接下封头，上封头设有合成气体出口管，下封头设有氯化氢进口管、硅粉进口管，所述筒体分为上下两段，上段为扩大段，下段为反应段；
所述扩大段设有进油夹套，进油夹套形成导热油的进油腔，进油腔设有与外部相连通的导热油进口，所述扩大段设有出油夹套，出油夹套形成导热油的出油腔，出油腔设有与外部相连通的导热油出口；
所述反应段设有U型管换热装置，所述U型管换热装置设在反应段的全段并延伸至扩大段，所述U型管换热装置由若干根U形管组成，U形管的进口端与进油腔相通，U形管的出口端与出油腔相通；
所述三氯氢硅U型管流化床还包括气体分布装置，所述气体分布装置包括布气板、布气管、与布气管一一对应的风帽，所述布气板的外缘上设有连接部，所述气体分布装置通过所述连接部设在下封头与筒体之间，所述布气板上开设若干布气孔，所述布气管穿过布气孔竖直地固定在所述布气板上，所述风帽套设在布气管的出口上，与所述布气管间留有环形出气间隙，硅粉进口管向上穿过布气板与反应段相通。
2.根据权利要求1所述的三氯氢硅U型管流化床，其特征在于，所述U形管的每个进口端均向上穿过扩大段的侧壁与导热油的进油腔相通，每个出口端均向上穿过扩大段的侧壁与导热油的出油腔相通。
3.根据权利要求2所述的三氯氢硅U型管流化床，其特征在于，所述U形管：φ＝20～57mm，1＜A≤3；其中φ为所述U形管的管径，A为所述U形管的中心距与其管径的比值。
4.根据权利要求1所述的三氯氢硅U型管流化床，其特征在于，所述布气板为圆锥形，圆锥的尖端远离风帽。
5.根据权利要求1所述的三氯氢硅U型管流化床，其特征在于，所述布气管为直管，所有布气管长度相等。
6.根据权利要求5所述的三氯氢硅U型管流化床，其特征在于，所述布气管的长度为50～300mm。
7.根据权利要求1所述的三氯氢硅U型管流化床，其特征在于，所述风帽由帽体和帽顶组成，帽顶呈弧形、伞形、平面形、锥形、半圆形或椭圆形。
8.根据权利要求7所述的三氯氢硅U型管流化床，其特征在于，所述帽体为一圆筒。
9.根据权利要求1～8任意一种所述的三氯氢硅U型管流化床，其特征在于，所述硅粉进口管设在下封头底部中心，向上延伸穿过布气板与反应段相通。
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| CN201720875044.8U CN206951162U (zh) | 2017-07-19 | 2017-07-19 | 三氯氢硅u型管流化床 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN113663608A (zh) * | 2021-10-25 | 2021-11-19 | 苏州锦艺新材料科技有限公司 | 一种白炭黑表面改性用装置 |
| CN114832730A (zh) * | 2022-05-06 | 2022-08-02 | 聊城市鲁西化工工程设计有限责任公司 | 一种流化床反应装置及合成有机氯硅烷单体的方法 |
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