一種新型四氯化硅氯化爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型四氯化硅氯化爐，包括中間殼體、上封頭和下封頭，所上封頭和下封頭分別通過法蘭與中間殼體的頂部和底部固定連接形成爐體，所述上封頭上設(shè)有人孔裝置、測溫口Ⅰ和出氣口，所述下封頭上設(shè)有氯氣進口，下封頭內(nèi)設(shè)有氣體分布器，氣體分布器與氯氣進口連通；所述中間殼體包括上部擴大除塵段和下部反應段；所述下部反應段的上部設(shè)有進料口，下部設(shè)有測溫口Ⅱ和點火口；所述下部反應段的長徑比為4-6:1，所述爐體的內(nèi)表面內(nèi)襯有耐火保溫層。采用本實用新型的該氯化爐生產(chǎn)四氯化硅生產(chǎn)成本低，還克服了現(xiàn)有技術(shù)利用金屬硅生產(chǎn)四氯化硅生產(chǎn)成本高和散熱困難的技術(shù)問題，操作簡單，產(chǎn)量大，提高了四氯化硅的生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種新型四氯化硅氯化爐【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及硅化工領(lǐng)域，特別是涉及一種采用二氧化硅直接氯化生產(chǎn)四氯化硅的新型四氯化硅氯化爐。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上的四氯化娃主要是由三氯氫娃合成生產(chǎn)系統(tǒng)生產(chǎn)三氯氫娃時產(chǎn)生的副產(chǎn)物四氯化硅或多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生的四氯化硅經(jīng)精餾提純而得到的，沒有專門生產(chǎn)四氯化硅的生產(chǎn)裝置。
[0003]現(xiàn)在由于多晶硅市場不景氣，大部分停產(chǎn)，四氯化硅逐漸緊缺起來，價格不斷上漲，為滿足市場需求，急需一種生產(chǎn)成本低廉的四氯化硅生產(chǎn)工藝，即采用二氧化硅、石油焦、氯氣生產(chǎn)四氯化硅的新方法，作為該方法生產(chǎn)四氯化硅的核心設(shè)備之一四氯化硅氯化爐應運而生。
[0004]現(xiàn)有的四氯化硅在生產(chǎn)方法存在的缺點:金屬硅生產(chǎn)四氯化硅生產(chǎn)成本太高，導致投資成本大；而且整個生產(chǎn)系統(tǒng)散熱困難，導致產(chǎn)量較低。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述技術(shù)問題，提供了一種新型四氯化硅氯化爐。采用本實用新型的該氯化爐生產(chǎn)四氯化硅生產(chǎn)成本低，還克服了現(xiàn)有技術(shù)利用金屬硅生產(chǎn)四氯化硅生產(chǎn)成本高和散熱困難的技術(shù)問題，操作簡單，產(chǎn)量大，提高了四氯化硅的生產(chǎn)效率。
[0006]本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0007]一種新型四氯化硅氯化爐，包括中間殼體、上封頭和下封頭，所述上封頭和下封頭分別通過法蘭與中間殼體的頂部和底部固定連接形成爐體，其特征在于:所述上封頭上設(shè)有人孔裝置、測溫口 I和出氣口，所述下封頭上設(shè)有氯氣進口，下封頭內(nèi)設(shè)有氣體分布器，氣體分布器與氯氣進口連通；所述中間殼體包括上部擴大除塵段和下部反應段；所述下部反應段的上部設(shè)有進料口，下部設(shè)有測溫口 II和點火口 ；所述下部反應段的長徑比為4-6:1，所述爐體的內(nèi)表面內(nèi)襯有耐火保溫層。
[0008]所述耐火保溫層的厚度為300-800mm，耐火保溫層包括耐火輕質(zhì)澆灌層、保溫層和耐火重質(zhì)澆灌層，所述耐火輕質(zhì)澆灌層砌筑在爐體的內(nèi)表面上，保溫層砌筑在耐火輕質(zhì)澆灌層上，耐火重質(zhì)澆灌層砌筑在保溫層上。耐火輕質(zhì)澆灌層、保溫層和耐火重質(zhì)澆灌層形成堅硬致密耐磨的耐火保溫層，各層具有不同的材質(zhì)、性能和用途，使得耐火保溫層具有良好的保溫性能和耐沖刷性能。
[0009]所述上部擴大除塵段截面積是下部反應段截面積的4-8倍。
[0010]所述氣體分布器為耐火布氣罩，耐火布氣罩上設(shè)有均布的透氣孔。耐火布氣罩米用耐火材料澆注而成，耐火性能好；透氣孔便于氯氣通過，氯氣從氯氣進口進入到耐火布氣罩內(nèi)，再通過透氣孔散布在下封頭內(nèi)。[0011]所述下部反應段的長度為4-8m，內(nèi)空直徑為800-1000mm。
[0012]所述上部擴大除塵段與下部反應段的直徑比為2-4:1。
[0013]所述進料口傾斜設(shè)置在下部反應段的上部。
[0014]所述爐體為碳鋼爐體。
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點在于:
[0016]1、本實用新型采用耐火保溫層，在碳鋼爐體內(nèi)部施工，使的設(shè)備內(nèi)部使用溫度能在1000度左右，而外表殼體僅幾十度，用普通碳鋼制成的碳鋼爐體，使得氯化爐制作成本低。
[0017]2、本實用新型采用中間殼體包括上部擴大除塵段和下部反應段；反應段大大加長，氯化爐爐體較長，上部擴大除塵段較長。四氯化硅合成尾氣帶出的二氧化硅粉及石油焦較少，系統(tǒng)不易堵塞；本實用新型的單臺設(shè)備日生產(chǎn)能力在10 —15噸之間，正常產(chǎn)量在13噸以上，并且使用壽命較長。
[0018]3、本實用新型不需要外加電磁感應加熱器；通過原料配方，利用自身反應放熱，維持反應持續(xù)進行，改變外加電磁感應加熱器能耗高，可以有效降低生產(chǎn)成本。
[0019]4、本實用新型采用內(nèi)襯耐火材料的方式，起到保溫隔熱，密封耐沖刷等作用，使得外部殼體用普通鋼材質(zhì)就用長期安全穩(wěn)定生產(chǎn)。且根據(jù)各個部分的功能特點，采用不同的內(nèi)襯方式，不同的內(nèi)襯厚度，有效地降低設(shè)備制造難度和成本。
[0020]5、本實用新型采用下部反應段長徑比為4-6:1，且下部反應段上方的上部擴大除塵段又大又長，有利于延長反應時間，有利于反應生成四氯化硅氣體除塵；上部擴大除塵段與下部反應段直徑比為2-4:1，能有效地延長反應時間，氯氣與二氧化硅和石油焦接觸反應行程長，反應完全，合成氣中氯氣含量低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖
[0022]圖2為本實用新型下封頭結(jié)構(gòu)放大圖
[0023]圖3為本實用新型結(jié)構(gòu)俯視
[0024]圖4為本實用新型A-A剖視圖
[0025]圖中標記為:1、中間殼體，2、上封頭，3、下封頭，4、人孔裝置，5、測溫口 I，6、出氣口，7、氯氣進口，8、氣體分布器，9、進料口，10、測溫口 II，11、點火口，12、耐火保溫層，13、耐
火輕質(zhì)澆灌層，14、保溫層，15、耐火重質(zhì)澆灌層，16，壓力表安裝口。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行進一步的說明:
[0027]實施例1:
[0028]一種新型四氯化硅氯化爐，包括中間殼體1、上封頭2和下封頭3，所上封頭2和下封頭3分別通過法蘭與中間殼體I的頂部和底部固定連接形成爐體，所述上封頭2上設(shè)有人孔裝置4、測溫口 I 5和出氣口 6，所述下封頭3上設(shè)有氯氣進口 7，下封頭3內(nèi)設(shè)有氣體分布器8，氣體分布器8與氯氣進口 7連通；所述中間殼體I包括上部擴大除塵段和下部反應段；所述下部反應段的上部設(shè)有進料口 9，下部設(shè)有測溫口 II 10和點火口 11 ;所述下部反應段的長徑比為4:1，所述爐體的內(nèi)表面內(nèi)襯有耐火保溫層12。
[0029]本實用新型中，所述耐火保溫層12的厚度為800mm，耐火保溫層12包括耐火輕質(zhì)澆灌層13、保溫層14和耐火重質(zhì)澆灌層15，所述耐火輕質(zhì)澆灌層13砌筑在爐體的內(nèi)表面上，保溫層14砌筑在耐火輕質(zhì)澆灌層13上，耐火重質(zhì)澆灌層14砌筑在保溫層14上。耐火輕質(zhì)澆灌層13、保溫層14和耐火重質(zhì)澆灌層15形成堅硬硬致密耐磨的耐火保溫層12，各層具有不同的材質(zhì)、性能和用途，使得耐火保溫層12具有良好的保溫性能和耐沖刷性能。
[0030]本實用新型中，所述上部擴大除塵段截面積是下部反應段截面積的4倍。
[0031]本實用新型中，所述氣體分布器8為耐火布氣罩,耐火布氣罩上設(shè)有均布的透氣孔。耐火布氣罩采用耐火材料澆注而成，耐火性能好；透氣孔便于氯氣通過，氯氣從氯氣進口 7進入到耐火布氣罩內(nèi)，再通過透氣孔散布在下封頭3內(nèi)。
[0032]本實用新型中，所述下部反應段的長度為4m，內(nèi)空直徑為800mm。
[0033]本實用新型中，所述上部擴大除塵段與下部反應段的直徑比為2:1。
[0034]本實用新型中，所述進料口 9傾斜設(shè)置在下部反應段的上部。
[0035]本實用新型中，所述爐體為碳鋼爐體。
[0036]本實用新型在使用時，在氯化爐內(nèi)氯氣與二氧化硅及石油焦的固體混合物在1000度左右反應生成四氯化硅氣體后經(jīng)擴大段進入下一級冷卻降溫、沉降除塵、旋風除塵及布袋除塵工序，除完塵的干凈氣體進入冷凝器即得到四氯化硅粗品。
[0037]實施例2:
[0038]一種新型四氯化硅氯化爐，包括中間殼體1、上封頭2和下封頭3，所上封頭2和下封頭3分別通過法蘭與中間殼體I的頂部和底部固定連接形成爐體，所述上封頭2上設(shè)有人孔裝置4、測溫口 I 5和出氣口 6，所述下封頭3上設(shè)有氯氣進口 7，下封頭3內(nèi)設(shè)有氣體分布器8，氣體分布器8與氯氣進口 7連通；所述中間殼體I包括上部擴大除塵段和下部反應段；所述下部反應段的上部設(shè)有進料口 9，下部設(shè)有測溫口 II 10和點火口 11 ;所述下部反應段的長徑比為5:1，所述爐體的內(nèi)表面內(nèi)襯有耐火保溫層12。
[0039]本實用新型中，所述耐火保溫層12的厚度為800mm，耐火保溫層12包括耐火輕質(zhì)澆灌層13、保溫層14和耐火重質(zhì)澆灌層15，所述耐火輕質(zhì)澆灌層13砌筑在爐體的內(nèi)表面上，保溫層14砌筑在耐火輕質(zhì)澆灌層13上，耐火重質(zhì)澆灌層14砌筑在保溫層14上。耐火輕質(zhì)澆灌層13、保溫層14和耐火重質(zhì)澆灌層15形成堅硬硬致密耐磨的耐火保溫層12，各層具有不同的材質(zhì)、性能和用途，使得耐火保溫層12具有良好的保溫性能和耐沖刷性能。
[0040]本實用新型中，所述上部擴大除塵段截面積是下部反應段截面積的6倍。
[0041]本實用新型中，所述氣體分布器8為耐火布氣罩,耐火布氣罩上設(shè)有均布的透氣孔。耐火布氣罩采用耐火材料澆注而成，耐火性能好；透氣孔便于氯氣通過，氯氣從氯氣進口 7進入到耐火布氣罩內(nèi)，再通過透氣孔散布在下封頭3內(nèi)。
[0042]本實用新型中，所述下部反應段的長度為6m，內(nèi)空直徑為900mm ;擴大除塵段長度為3m,直徑為3m。
[0043]本實用新型中，所述上部擴大除塵段與下部反應段的直徑比為3:1。
[0044]本實用新型中，所述進料口 9傾斜設(shè)置在下部反應段的上部。
[0045]本實用新型中，所述爐體為碳鋼爐體。
[0046]實施例3:[0047]一種新型四氯化硅氯化爐，包括中間殼體1、上封頭2和下封頭3，所上封頭2和下封頭3分別通過法蘭與中間殼體I的頂部和底部固定連接形成爐體，所述上封頭2上設(shè)有人孔裝置4、測溫口 I 5和出氣口 6，所述下封頭3上設(shè)有氯氣進口 7，下封頭3內(nèi)設(shè)有氣體分布器8，氣體分布器8與氯氣進口 7連通；所述中間殼體I包括上部擴大除塵段和下部反應段；所述下部反應段的上部設(shè)有進料口 9，下部設(shè)有測溫口 II 10和點火口 11 ;所述下部反應段的長徑比為6:1，所述爐體的內(nèi)表面內(nèi)襯有耐火保溫層12。
[0048]本實用新型中，所述耐火保溫層12的厚度為800mm，耐火保溫層12包括耐火輕質(zhì)澆灌層13、保溫層14和耐火重質(zhì)澆灌層15，所述耐火輕質(zhì)澆灌層13砌筑在爐體的內(nèi)表面上，保溫層14砌筑在耐火輕質(zhì)澆灌層13上，耐火重質(zhì)澆灌層14砌筑在保溫層14上。耐火輕質(zhì)澆灌層13、保溫層14和耐火重質(zhì)澆灌層15形成堅硬硬致密耐磨的耐火保溫層12，各層具有不同的材質(zhì)、性能和用途，使得耐火保溫層12具有良好的保溫性能和耐沖刷性能。
[0049]本實用新型中，所述上部擴大除塵段截面積是下部反應段截面積的8倍。
[0050]本實用新型中，所述氣體分布器8為耐火布氣罩,耐火布氣罩上設(shè)有均布的透氣孔。耐火布氣罩采用耐火材料澆注而成，耐火性能好；透氣孔便于氯氣通過，氯氣從氯氣進口 7進入到耐火布氣罩內(nèi)，再通過透氣孔散布在下封頭3內(nèi)。
[0051]本實用新型中，所述下部反應段的長度為Sm，內(nèi)空直徑為1000mm;所述擴大除塵段長度為4m，直徑為4m。
[0052]本實用新型中，所述上部擴大除塵段與下部反應段的直徑比為4:1。
[0053]本實用新型中，所述進料口 9傾斜設(shè)置在下部反應段的上部。
[0054]本實用新型中，所述爐體為碳鋼爐體。
【權(quán)利要求】
1.一種新型四氯化硅氯化爐，包括中間殼體(I)、上封頭(2)和下封頭(3)，所上封頭(2)和下封頭(3)分別通過法蘭與中間殼體的頂部和底部固定連接形成爐體，其特征在于:所述上封頭(2)上設(shè)有人孔裝置(4)、測溫口 I (5)和出氣口(6)，所述下封頭(3)上設(shè)有氯氣進口(7)，下封頭(3)內(nèi)設(shè)有氣體分布器(8)，氣體分布器(8)與氯氣進口(7)連通；所述中間殼體(I)包括上部擴大除塵段和下部反應段；所述下部反應段的上部設(shè)有進料口(9)，下部設(shè)有測溫口 II (10)和點火口(11);所述下部反應段的長徑比為4-6:1，所述爐體的內(nèi)表面內(nèi)襯有耐火保溫層(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型四氯化硅氯化爐，其特征在于:所述耐火保溫層(12)的厚度為300-800mm，耐火保溫層(12)包括耐火輕質(zhì)澆灌層(13)、保溫層(14)和耐火重質(zhì)澆灌層(15)，所述耐火輕質(zhì)澆灌層(13)砌筑在爐體的內(nèi)表面上，保溫層(14)砌筑在耐火輕質(zhì)澆灌層(13)上，耐火重質(zhì)澆灌層(15)砌筑在保溫層(14)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型四氯化硅氯化爐，其特征在于:所述上部擴大除塵段截面積是下部反應段截面積的4-8倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型四氯化硅氯化爐，其特征在于:所述氣體分布器(8)為耐火布氣罩，耐火布氣罩上設(shè)有均布的透氣孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種新型四氯化硅氯化爐，其特征在于:所述下部反應段的長度為4-8m，內(nèi)空直徑為800-1000mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型四氯化硅氯化爐，其特征在于:所述上部擴大除塵段與下部反應段的直徑比為2-4:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型四氯化硅氯化爐，其特征在于:所述進料口(9)傾斜設(shè)置在下部反應段的上部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型四氯化硅氯化爐，其特征在于:所述爐體為碳鋼爐體。
【文檔編號】C01B33/107GK203474474SQ201320484975
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】梁進 申請人:樂山永祥硅業(yè)有限公司