CN220376370U - 一种制备三氯氢硅的装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种制备三氯氢硅的装置，涉及多晶硅生产设备技术领域，主要目的是提供一种能够防止提高风帽的使用周期，从而提高硫化反应效果的一种制备三氯氢硅的装置。本实用新型的主要技术方案为：一种制备三氯氢硅的装置，包括：干燥部件，干燥塔连接于盐水冷却器，硫酸分离器连接于盐水冷却器；反应部件，气体分布板设置在反应器的底部，风帽设置在气体分布板上，反应器设置硅粉进料管线和氯化氢进口管线，硫酸分离器连接于氯化氢进口管线，冷却水部件伸入反应器内部；分离洗涤部件，旋风分离器分别连接于反应器的顶部和硅粉过滤器，洗涤塔连接于硅粉过滤器；冷却部件，冷却部件连接于洗涤塔。本实用新型主要用于制备三氯氢硅。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅生产设备技术领域，尤其涉及一种制备三氯氢硅的装置。
背景技术
三氯氢硅是制备多晶硅和有机硅的基本原料，现有技术采用氯化氢与硅粉在流化床反应器中进行流态化反应制备三氯氢硅，氯化氢与硅粉反应过程放出大量的热量，生产过程中需要将反应过程的热量移出，确保反应温度稳定。
气体分布盘及风帽是流化床反应器的核心部件，直接影响流化反应效果，现有技术中，气体分布盘上设置风帽，在三氯氢硅的生产过程中，由于原料硅粉中惰性成分在反应器内聚集，或者原料氯化氢中水分含量高及系统压力波动都会导致流化反应效果下降，使得硅粉在气体分布盘及风帽附近堆积、反应，从而造成具备高温、风帽烧坏的情况，严重影响三氯氢硅合成的长周期平稳运行。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例提供一种制备三氯氢硅的装置，主要目的是提供一种能够防止提高风帽的使用周期，从而提高硫化反应效果的一种制备三氯氢硅的装置。
为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
本实用新型实施例提供了一种制备三氯氢硅的装置，该装置包括：
干燥部件，所述干燥部件包括干燥塔、盐水冷却器和硫酸分离器，所述干燥塔连接于所述盐水冷却器，所述硫酸分离器连接于所述盐水冷却器；
反应部件，所述反应部件包括反应器、气体分布板、风帽和冷却水部件，所述气体分布板设置在所述反应器的底部，所述风帽设置在所述气体分布板上，所述反应器设置硅粉进料管线和氯化氢进口管线，所述硫酸分离器连接于所述氯化氢进口管线，所述冷却水部件伸入所述反应器内部；
分离洗涤部件，所述分离洗涤部件包括旋风分离器、硅粉过滤器和洗涤塔，所述旋风分离器分别连接于所述反应器的顶部和所述硅粉过滤器，所述洗涤塔连接于所述硅粉过滤器；
冷却部件，所述冷却部件连接于所述洗涤塔。
进一步的，所述冷却水部件包括冷却水罐体、冷却水泵、供水管道、回水管道和套管部件，所述套管部件设置在所述反应器内，所述供水管道的一端连接于所述冷却水罐体，另一端连接于所述套管部件的内部，所述冷却水泵设置在所述供水管道上，所述回水管道的一端连接于所述套管部件的外部，另一端连接于所述冷却水罐体。
进一步的，所述套管部件包括外管道和内管道，所述内管道设置在所述外管道的内部，所述内管道的一端与所述外管道相连通，所述供水管道连接于所述内管道的另一端，所述回水管道连接于所述外管道。
进一步的，所述冷却部件还包括补水管线和低压蒸汽管线，所述补水管线和所述低压蒸汽管线分别连接于所述冷却水罐体。
进一步的，所述旋风分离器的底部连接于所述反应器的顶部。
进一步的，所述反应部件还包括冷却介质管道，所述冷却介质管道穿过所述气体分布板。
进一步的，所述分离洗涤部件还包括硅粉收集罐，所述硅粉收集罐连接于所述硅粉过滤器的底部。
进一步的，所述冷却部件包括水冷却器、气气换热器和氟利昂换热器，所述水冷却器的一端连接于洗涤塔，另一端连接于所述气气换热器的管程，所述氟利昂换热器连接于所述气气换热器的管程。
进一步的，所述冷却部件还包括气液分离罐和回流罐，所述气液分离罐的中部连接于所述氟利昂换热器，所述气液分离罐的顶部连接于所述气气换热器的壳程，所述气液分离罐底部连接于所述回流罐。
进一步的，所述冷却部件还包括回流管线和回流泵，所述回流管线的一端连接于所述回流罐，另一端连接于所述洗涤塔的上部，所述回流泵设置在所述回流管线上。
与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：
本实用新型实施例提供的技术方案中，干燥部件的作用是对氯化氢进行干燥处理，干燥部件包括干燥塔、盐水冷却器和硫酸分离器，干燥塔连接于盐水冷却器，硫酸分离器连接于盐水冷却器；反应部件的作用是提供流化反应的场所，反应部件包括反应器、气体分布板、风帽和冷却水部件，气体分布板设置在反应器的底部，风帽设置在气体分布板上，反应器设置硅粉进料管线和氯化氢进口管线，硫酸分离器连接于氯化氢进口管线，冷却水部件伸入反应器内部；分离洗涤部件的作用是对合成气进行分离和洗涤，分离洗涤部件包括旋风分离器、硅粉过滤器和洗涤塔，旋风分离器分别连接于反应器的顶部和硅粉过滤器，洗涤塔连接于硅粉过滤器；冷却部件的作用是对合成气进行冷却，冷却部件连接于洗涤塔，相对于现有技术，气体分布盘上设置风帽，在三氯氢硅的生产过程中，由于原料硅粉中惰性成分在反应器内聚集，或者原料氯化氢中水分含量高及系统压力波动都会导致流化反应效果下降，使得硅粉在气体分布盘及风帽附近堆积、反应，从而造成具备高温、风帽烧坏的情况，严重影响三氯氢硅合成的长周期平稳运行，本技术方案中，通过先将氯化氢进行干燥处理，降低氯化氢的水分，防止硅粉在气体分布盘和风帽附近堆积，然后输送到反应器中，冷却水部件对反应器内部进行换热降温，从而达到改善流化反应效果的作用，然后通过旋风分离器将硅粉分离，洗涤塔对合成气进行洗涤，进一步分离细小硅粉和金属氯化物，然后通过冷却部件进行冷却，从而达到提高生产质量和生产效率的技术效果。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的一种制备三氯氢硅的装置的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的一种反应部件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种制备三氯氢硅的装置，该装置包括：
干燥部件，干燥部件包括干燥塔11、盐水冷却器12和硫酸分离器13，干燥塔11连接于盐水冷却器12，硫酸分离器13连接于盐水冷却器12；
反应部件，反应部件包括反应器21、气体分布板、风帽和冷却水部件，气体分布板设置在反应器21的底部，风帽设置在气体分布板上，反应器21设置硅粉进料管线和氯化氢进口管线，硫酸分离器13连接于氯化氢进口管线，冷却水部件伸入反应器21内部；
分离洗涤部件，分离洗涤部件包括旋风分离器、硅粉过滤器和洗涤塔，旋风分离器分别连接于反应器21的顶部和硅粉过滤器，洗涤塔连接于硅粉过滤器；
冷却部件，冷却部件连接于洗涤塔。
本实用新型实施例提供的技术方案中，干燥部件的作用是对氯化氢进行干燥处理，干燥部件包括干燥塔11、盐水冷却器12和硫酸分离器13，干燥塔11连接于盐水冷却器12，硫酸分离器13连接于盐水冷却器12；反应部件的作用是提供流化反应的场所，反应部件包括反应器21、气体分布板、风帽和冷却水部件，气体分布板设置在反应器21的底部，风帽设置在气体分布板上，反应器21设置硅粉进料管线和氯化氢进口管线，硫酸分离器13连接于氯化氢进口管线，冷却水部件伸入反应器21内部；分离洗涤部件的作用是对合成气进行分离和洗涤，分离洗涤部件包括旋风分离器、硅粉过滤器和洗涤塔，旋风分离器分别连接于反应器21的顶部和硅粉过滤器，洗涤塔连接于硅粉过滤器；冷却部件的作用是对合成气进行冷却，冷却部件连接于洗涤塔，相对于现有技术，气体分布盘上设置风帽，在三氯氢硅的生产过程中，由于原料硅粉中惰性成分在反应器21内聚集，或者原料氯化氢中水分含量高及系统压力波动都会导致流化反应效果下降，使得硅粉在气体分布盘及风帽附近堆积、反应，从而造成具备高温、风帽烧坏的情况，严重影响三氯氢硅合成的长周期平稳运行，本技术方案中，通过先将氯化氢进行干燥处理，降低氯化氢的水分，防止硅粉在气体分布盘和风帽附近堆积，然后输送到反应器21中，冷却水部件对反应器21内部进行换热降温，从而达到改善流化反应效果的作用，然后通过旋风分离器将硅粉分离，洗涤塔对合成气进行洗涤，进一步分离细小硅粉和金属氯化物，然后通过冷却部件进行冷却，从而达到提高生产质量和生产效率的技术效果。
上述干燥部件的作用是对氯化氢进行干燥处理，干燥部件包括干燥塔11、盐水冷却器12和硫酸分离器13，干燥塔11连接于盐水冷却器12，硫酸分离器13连接于盐水冷却器12，干燥塔11的中部设置氯化氢进口管线109，干燥塔11的上部设置浓硫酸补液管线108，干燥塔11的下部设置稀硫酸采出管线107，硫酸循环泵106，设置在稀硫酸采出管线107上，用于排出稀硫酸，氯化氢自下而上与浓硫酸逆流接触，氯化氢中的水分被浓硫酸吸收，干燥塔11的顶部连接于盐水冷却器12，盐水冷却器12连接于硫酸分离器13，从干燥塔11排出的氯化氢依次经过盐水冷却器12和硫酸分离器13去除氯化氢中的硫酸，使得氯化氢中的水分降低至10PPm以下，可选的，为了提高干燥的效果，可以设置多个干燥塔11，多个干燥塔11串联；反应部件的作用是提供流化反应的场所，反应部件包括反应器21、气体分布板22、风帽23和冷却水部件，气体分布板22设置在反应器21的底部，风帽23设置在气体分布板22上，反应器21设置硅粉进料管线和氯化氢进口管线，硫酸分离器13连接于氯化氢进口管线，冷却水部件伸入反应器21内部，反应器21采用流化床反应器21，气体分布板22设置在反应器21的底部，风帽23设置在气体分布板22上，硅粉进料管线设置在分离器的上部侧面，氯化氢进口管线的一端连接于硫酸分离器13，另一端连接于反应器21，用于通入氯化氢，氯化氢进入反应器21后分别经过气体分布板22和风帽23并均匀后进入流化床层，与硅粉发生流化反应，同时放出大量的热量使得反应器21内的温度升高，流化床层的适宜的反应温度为320℃-360℃，为了维持流化床层内温度在320℃-360℃，将冷却水部件伸入到反应器21内部，具体的，冷却水部件包括冷却水罐体241、冷却水泵242、供水管道243、回水管道244和套管部件245，套管部件245设置在反应器21内，供水管道243的一端连接于冷却水罐体241，另一端连接于套管部件245的内部，冷却水泵242设置在供水管道243上，回水管道244的一端连接于套管部件245的外部，另一端连接于冷却水罐体241，冷却水罐体241内装载冷却水，冷却部件还包括补水管线246和低压蒸汽管线247，补水管线246和低压蒸汽管线247分别连接于冷却水罐体241，补水管线246连接于冷却水罐体241，用于向冷却水罐体241输送脱盐水，冷却水罐体241通过减压闪蒸副产低压蒸汽，然后通过低压蒸汽管线247输送到其他设备使用，节约了能源，供水管道243的一端连接于冷却水罐体241，另一端连接于套管部件245的内部，冷却水泵242设置在供水管道243上，回水管道244的一端连接于套管部件245的外部，另一端连接于冷却水罐体241，冷却水从供水管道243进入套管部件245，然后进行换热，然后从套管部件245和回水管道244回到冷却水罐体241，具体的，套管部件245包括外管道2451和内管道2452，内管道2452设置在外管道2451的内部，内管道2452的一端与外管道2451相连通，供水管道243连接于内管道2452的另一端，回水管道244连接于外管道2451，冷却水从供水管道243进入内管道2452，然后从内管道2452的一端进入外管道2451，然后从外管道2451排出进入回流管道和冷却水罐体241，从而达到降低反应器21内部的温度的技术效果，套管部件245的数量为多个，多个套管部件245相互并联，从而增加了换热的面积；分离洗涤部件的作用是对合成气进行分离和洗涤，分离洗涤部件包括旋风分离器31、硅粉过滤器32和洗涤塔33，旋风分离器31分别连接于反应器21的顶部和硅粉过滤器32，洗涤塔33连接于硅粉过滤器32，旋风分离器31将硅粉分离，然后输送到硅粉过滤器32，洗涤塔33对合成气进行洗涤，合成气进入洗涤塔33下部，与来自塔顶的氯硅烷逆流接触，合成气中残余的细小硅粉及金属氯化物被分离下来在塔釜富集，并通过洗涤塔33排残系统，然后将合成气输送到冷却部件中，冷却部件的作用是对合成气进行冷却，冷却部件连接于洗涤塔33，冷却部件通过逐级冷却，将冷却后的氯硅烷液体输送到产品管线中，从而达到提高生产质量和生产效率的技术效果。
进一步的，旋风分离器31的底部连接于反应器21的顶部。本实施例中，进一步限定了旋风分离器31，旋风分离器31的底部连接于反应器21的顶部，旋风分离器31分离除去粒径大于10微米的硅粉颗粒，分离下来的硅粉重新回到反应器21中继续反应，从而达到节约硅粉的技术效果。
进一步的，反应部件还包括冷却介质管道25，冷却介质管道25穿过气体分布板22。本实施例中，进一步限定了反应部件，冷却介质管道25设置在气体分布板22内部，然后向冷却介质管道25通入冷却介质，能够降低气体分布板22内的温度，从而达到控制气体分布板22和风帽23的温度的技术效果。
进一步的，分离洗涤部件还包括硅粉收集罐34，硅粉收集罐34连接于硅粉过滤器32的底部。本实施例中，进一步限定了分离洗涤部件，硅粉收集罐34设置在硅粉过滤器32的下部，硅粉过滤器32除去合成气中硅粉颗粒大于5微米的硅粉颗粒，分离下来小颗粒硅粉收集在硅粉收集罐34中，从而达到收集硅粉残渣的技术效果。
进一步的，冷却部件包括水冷却器41、气气换热器42和氟利昂换热器43，水冷却器41的一端连接于洗涤塔33，另一端连接于气气换热器42的管程，氟利昂换热器43连接于气气换热器42的管程。本实施例中，进一步限定了冷却部件，合成气从洗涤塔33排出后依次进入水冷却器41、气气换热器42和氟利昂换热器43进行换热降温，可选的，增加冷却部件还包括气液分离罐44和回流罐45，气液分离罐44的中部连接于氟利昂换热器43，气液分离罐44的顶部连接于气气换热器42的壳程，气液分离罐44底部连接于回流罐45，换热后的合成气进入企业分离罐中，分离出的气体回到气气换热器42中进行换热，然后输送到尾气回收车间，分离出的液体进入回流罐45中，具体的，冷却部件还包括回流管线46和回流泵47，回流管线46的一端连接于回流罐45，另一端连接于洗涤塔33的上部，所述回流泵47设置在所述回流管线46上，一部分氯硅烷液体通过回流管线46进入洗涤塔33中参与洗涤，一部分输送到成品车间，从而达到冷却并形成氯硅烷液体的技术效果。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，包括：
干燥部件，所述干燥部件包括干燥塔、盐水冷却器和硫酸分离器，所述干燥塔连接于所述盐水冷却器，所述硫酸分离器连接于所述盐水冷却器；
反应部件，所述反应部件包括反应器、气体分布板、风帽和冷却水部件，所述气体分布板设置在所述反应器的底部，所述风帽设置在所述气体分布板上，所述反应器设置硅粉进料管线和氯化氢进口管线，所述硫酸分离器连接于所述氯化氢进口管线，所述冷却水部件伸入所述反应器内部；
分离洗涤部件，所述分离洗涤部件包括旋风分离器、硅粉过滤器和洗涤塔，所述旋风分离器分别连接于所述反应器的顶部和所述硅粉过滤器，所述洗涤塔连接于所述硅粉过滤器；
冷却部件，所述冷却部件连接于所述洗涤塔。
2.根据权利要求1所述的一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，
所述冷却水部件包括冷却水罐体、冷却水泵、供水管道、回水管道和套管部件，所述套管部件设置在所述反应器内，所述供水管道的一端连接于所述冷却水罐体，另一端连接于所述套管部件的内部，所述冷却水泵设置在所述供水管道上，所述回水管道的一端连接于所述套管部件的外部，另一端连接于所述冷却水罐体。
3.根据权利要求2所述的一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，
所述套管部件包括外管道和内管道，所述内管道设置在所述外管道的内部，所述内管道的一端与所述外管道相连通，所述供水管道连接于所述内管道的另一端，所述回水管道连接于所述外管道。
4.根据权利要求2所述的一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，
所述冷却部件还包括补水管线和低压蒸汽管线，所述补水管线和所述低压蒸汽管线分别连接于所述冷却水罐体。
5.根据权利要求2所述的一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，
所述旋风分离器的底部连接于所述反应器的顶部。
6.根据权利要求1至5任一项所述的一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，
所述反应部件还包括冷却介质管道，所述冷却介质管道穿过所述气体分布板。
7.根据权利要求1至5任一项所述的一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，
所述分离洗涤部件还包括硅粉收集罐，所述硅粉收集罐连接于所述硅粉过滤器的底部。
8.根据权利要求6所述的一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，
所述冷却部件包括水冷却器、气气换热器和氟利昂换热器，所述水冷却器的一端连接于洗涤塔，另一端连接于所述气气换热器的管程，所述氟利昂换热器连接于所述气气换热器的管程。
9.根据权利要求8所述的一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，
所述冷却部件还包括气液分离罐和回流罐，所述气液分离罐的中部连接于所述氟利昂换热器，所述气液分离罐的顶部连接于所述气气换热器的壳程，所述气液分离罐底部连接于所述回流罐。
10.根据权利要求9所述的一种制备三氯氢硅的装置，其特征在于，
所述冷却部件还包括回流管线和回流泵，所述回流管线的一端连接于所述回流罐，另一端连接于所述洗涤塔的上部，所述回流泵设置在所述回流管线上。
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| CN202321990347.6U CN220376370U (zh) | 2023-07-27 | 2023-07-27 | 一种制备三氯氢硅的装置 |
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2023
- 2023-07-27 CN CN202321990347.6U patent/CN220376370U/zh active Active
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