JP2014522354A - クロロシランの転化のための反応容器における、放射筒を備えたバーナーの使用 - Google Patents

クロロシランの転化のための反応容器における、放射筒を備えたバーナーの使用 Download PDF

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Abstract

本発明の主題は、クロロシランの転化のための反応容器の加熱のための特定のバーナーの構造（ここで、該バーナーは放射筒を備えており、かつ、当該放射筒は、火炎と燃焼器ライナーを気密に包囲しており、これにより、燃焼用空気も、ガス状の燃料及び／又は液状の燃料も、排出ガスも、反応炉の空間の中へ到達することができない）の使用である。その利点は、反応炉の本来の内部空間からの排気ガスの完全な分離であり、このことは、排気ガスの湿分とクロロシランの間の危機的な相互作用を、クロロシランを収容している構造物の破損の場合に、不可能にする。このことは、他方で、反応炉の加熱のためのガス状の燃料又は液状の燃料の使用を可能にする。直接的な火炎接触による熱の過度の局所的な入力が防止され、熱の入力は均一的である。

Description

本発明は、クロロシランの転化のための反応容器の加熱のための、放射筒を備えたバーナーの使用に関係する。
技術の水準は、加熱可能な化学的な反応容器、例えば管状反応容器を認識しており、それらの反応容器は、電気的に、又は、液状の燃料若しくはガス状の燃料を用いてバーナーを介して、加熱可能である。その場合、バーナーは、反応容器の空間の中へと直接的に影響を及ぼし、この反応容器内に、反応の化学的な物質の収容のための備品、例えば管状構造物が収納されている。加熱により、必要な高い反応温度が得られ、かつ／又は、プロセスの吸熱性に起因した熱損失が無効にされる。
上述したような化学的な反応容器の中で転化される物質は、一般的に、金属又はその他の原材料で構成された構造物の中へと導入される。高腐食性の物質の場合、セラミックの原材料もまた使用することが可能である。
前述の、上記の化学的な物質を収容している、金属又はその他の原材料で構成された構造物の故障の場合、それらの化学的な物質は燃焼ガスと接触し、これにより、望ましくない、部分的な発熱的な反応を生じる可能性がある。
したがって、熱入力と同時に媒体分離が与えられる反応炉の加熱についてのコンセプトへのニーズがある。これらの課題は、燃焼ガスをバーナー燃焼室の内側に接触させずに、バーナーと、燃焼器ライナーと、放射筒との組合せによって解決される。
上記発明の主題は、それゆえに、クロロシランの転化のための反応容器の加熱のためのバーナー（ここで、該バーナーは放射筒を備えており、かつ、当該放射筒は、火炎と燃焼器ライナーを気密に包囲しており、それにより、燃焼用空気と、ガス状の燃料及び／又は液状の燃料と、排出ガスが、反応炉の空間へと到達することができない）の使用である。
上記発明の技術的範囲において、記述されたバーナーの構造物は「放射筒を備えたバーナー」と称される。
図１は、概略図での、上記発明にしたがって使用される、放射筒を備えたバーナーのある好ましい実施の形態を示す図である。
上記発明にしたがった、放射筒を備えたバーナーの使用は、特には、反応炉の中でのクロロシランを用いた反応（例えば、クロロシランの水素化）の際に、仮に、反応媒体が、上記の収容構造物の欠損部を通って炉空間の中へと漏出する場合において、排出ガスの反応ガスとの接触が絶対に回避されなければならないときに、クロロシランの信頼性の高い転化を可能にするという利点を有する。さもなければ、排出ガスの湿分のクロロシランとの接触の場合、望ましくない激しい発熱的な反応が生じることになろう。
放射筒を備えたバーナーの別の利点は、前述の欠点を取り入れることなしに、該放射筒を備えたバーナーによって可能となる、電気に対する比較で安価なエネルギー源を用いた、クロロシランの転化のための反応炉の経済的な加熱である。
また、上記発明にしたがった使用の利点は、反応熱が、熱放射の形態で、反応炉の中へと、ひいては反応媒体へと、十分に導入されることである。それにより、バーナーの火炎との直接的な接触の回避を介して、反応炉の内部構造の局所的な過熱が起こらない。そのうえ、その加熱はきわめて均一的である。
上記発明にしたがって使用される放射筒を備えたバーナーの反応炉の内側での配置は、そのとき、任意であり、かつ、一箇所でもよいし又は複数箇所でもよいし、上から掛けられていてもよいし、底部から頭部上方へと立っていてもよいし、又は、バーナー燃焼室の側面から内側に突き出ていてもよい。
上記発明にしたがった使用は、クロロシランを用いて反応を行う場合（特に、四塩化ケイ素からトリクロロシランと塩化水素へと水素を用いて水素化を行う場合）に、特に有利である。このとき、反応温度は１１００℃までの値に達し、かつ、圧力は５０バールまでの値に達する可能性があり、ここで、該反応は、触媒存在下で行われてもよいし、触媒不存在下で行われてもよい。
１ 化学的な反応体の運搬のための構造物
２ 燃焼器ライナー
３ 放射筒
４ 反応炉
５ 隔壁
６ バーナー
７ 燃焼用空気
８ 燃料
９ 排出ガス
Figure 2014522354

Claims (1)

  1. クロロシランの転化のための反応容器の加熱のためのバーナーの使用であって、
    前記バーナーが、放射筒を備えており、かつ、
    前記放射筒が、火炎と燃焼器ライナーとを気密に包囲しており、これにより、燃焼用空気と、ガス状の燃料及び／又は液状の燃料と、排出ガスとが、反応炉の空間の中へと到達することができない、
    使用。
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Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5664216A (en) * 1979-10-29 1981-06-01 Kawasaki Steel Corp Combustion control of radiant tube burner
JPH02259322A (ja) * 1988-12-28 1990-10-22 Toshiba Ceramics Co Ltd ラジアントチューブ
US6423279B1 (en) * 2000-10-16 2002-07-23 Harvest Energy Technology, Inc. Compact endothermic catalytic reaction apparatus
US6773256B2 (en) * 2002-02-05 2004-08-10 Air Products And Chemicals, Inc. Ultra low NOx burner for process heating
JP5435188B2 (ja) * 2006-11-14 2014-03-05 三菱マテリアル株式会社 多結晶シリコンの製造方法および多結晶シリコン製造設備
CN101495408A (zh) * 2006-11-14 2009-07-29 三菱麻铁里亚尔株式会社 多晶硅的制备方法及多晶硅的制备设备
JP5316290B2 (ja) * 2008-08-05 2013-10-16 三菱マテリアル株式会社 トリクロロシラン製造装置及び製造方法
DE102008041974A1 (de) * 2008-09-10 2010-03-11 Evonik Degussa Gmbh Vorrichtung, deren Verwendung und ein Verfahren zur energieautarken Hydrierung von Chlorsilanen
JP5412447B2 (ja) * 2009-01-30 2014-02-12 電気化学工業株式会社 炭素含有材料からなる反応容器を備える反応装置、その反応装置の腐食防止方法およびその反応装置を用いたクロロシラン類の生産方法
DE102010007916B4 (de) * 2010-02-12 2013-11-28 Centrotherm Sitec Gmbh Verfahren zur Hydrierung von Chlorsilanen und Verwendung eines Konverters zur Durchführung des Verfahrens
US20110300050A1 (en) * 2010-06-08 2011-12-08 Memc Electronic Materials, Inc. Trichlorosilane Vaporization System

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