本申請涉及多晶硅冷氫化生產(chǎn)，特別是涉及一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、冷氫化工藝采用冷氫化流化床作為硅粉、四氯化硅和氫氣的反應(yīng)設(shè)備，將四氯化硅與氫氣混合形成混合氣體并進(jìn)行加熱，然后通入到冷氫化流化床中，利用氣相流動流體的作用，吹動冷氫化流化床內(nèi)的硅粉懸浮起來，使硅粉具有某些流體表觀特征（即硅粉流態(tài)化），然后在2.5mpa至3.5mpa、550℃至700℃的條件下反應(yīng)生成三氯氫硅，其中，冷氫化流化床內(nèi)的反應(yīng)溫度需要保持穩(wěn)定。

2、現(xiàn)有技術(shù)中主要采用間歇加料的方式，這是由于現(xiàn)有技術(shù)中粉體流量調(diào)節(jié)閥密封性較差，且加料系統(tǒng)需要3.0mpa的壓力，存在泄露問題導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中不能通過粉體流量調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)硅粉的連續(xù)進(jìn)料，只能采用密封性較高的蝶閥，而蝶閥僅能夠?qū)崿F(xiàn)開啟與關(guān)閉，并不能調(diào)節(jié)硅粉流量，導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中只能采用間歇加料的方式。

3、具體地，現(xiàn)有技術(shù)中的間歇式加料系統(tǒng)（參見圖1）主要包括硅粉倉10、冷氫化流化床20和蝶閥30，冷氫化流化床20內(nèi)需要保持3.0mpa、550℃的工作條件，在生產(chǎn)過程中，通過蝶閥30開關(guān)，將硅粉倉10內(nèi)的大量硅粉按一定比例間歇加入冷氫化流化床20，硅粉倉10內(nèi)的硅粉溫度較低，而冷氫化流化床20內(nèi)的溫度較高，間歇加入且冷的大量硅粉與冷氫化流化床20內(nèi)熱的反應(yīng)氣混合，二者之間存在溫差，導(dǎo)致冷氫化流化床20內(nèi)的溫度變化波動較大，也就是說，在將硅粉間歇加入到冷氫化流化床20內(nèi)時，冷氫化流化床20內(nèi)的溫度會下降，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度上升，硅粉隨著反應(yīng)被消耗，然后進(jìn)行下一次硅粉間歇加料，此時溫度又下降，如此循環(huán)生產(chǎn)，冷氫化流化床20內(nèi)的溫度高低變化波動，且硅粉按一定比例間歇加料會影響冷氫化流化床20的負(fù)荷，導(dǎo)致冷氫化流化床20的負(fù)荷也在高低變化波動。

4、冷氫化流化床20內(nèi)溫度和負(fù)荷的波動會嚴(yán)重影響反應(yīng)狀態(tài)，冷氫化流化床20內(nèi)易發(fā)生溝流或局部死床現(xiàn)象，也會導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢，轉(zhuǎn)化率、收率降低，進(jìn)而導(dǎo)致冷氫化流化床20的產(chǎn)量降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中，冷氫化流化床采用硅粉間歇加料的方式致使冷氫化流化床內(nèi)的溫度和負(fù)荷變化波動較大，導(dǎo)致冷氫化流化床內(nèi)易發(fā)生溝流或局部死床現(xiàn)象，也會導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢，轉(zhuǎn)化率、收率降低，進(jìn)而導(dǎo)致冷氫化流化床的產(chǎn)量降低的問題。本申請?zhí)峁┮环N冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，通過自主設(shè)計(jì)的密封給料器，在實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)可控的基礎(chǔ)上，克服現(xiàn)有技術(shù)中星型給料器、粉體流量調(diào)節(jié)閥等裝置的密封性問題，同時，利用補(bǔ)壓氫氣在氣動輸料器與冷氫化流化床之間形成的流通氣流將硅粉輸送至冷氫化流化床內(nèi)，使得本申請能夠?qū)崿F(xiàn)硅粉連續(xù)加料，保證溫度與負(fù)荷的穩(wěn)定，從而保證反應(yīng)狀態(tài)穩(wěn)定，能夠防止出現(xiàn)發(fā)生溝流或局部死床現(xiàn)象，還能夠避免因溫度與負(fù)荷的波動導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢，轉(zhuǎn)化率、收率降低的問題，保證冷氫化流化床產(chǎn)量穩(wěn)定輸出。

2、一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，包括冷氫化流化床、氣動輸料器、兩個密封硅粉倉和兩個密封給料器，所述密封硅粉倉連接有硅粉進(jìn)料管道和氫氣壓力為3.0mpa的氫氣管道，所述密封給料器包括葉輪轉(zhuǎn)子、磁力聯(lián)軸器a、磁力聯(lián)軸器b、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和密封殼體，所述密封殼體具有上下連通的流道、與所述流道連通的第一腔室、與所述流道密封的第二腔室，所述葉輪轉(zhuǎn)子設(shè)置于所述流道，所述磁力聯(lián)軸器a設(shè)置于所述第一腔室，且與所述葉輪轉(zhuǎn)子相連，所述磁力聯(lián)軸器b設(shè)置于所述第二腔室，且與所述磁力聯(lián)軸器a磁力耦合匹配，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)與所述磁力聯(lián)軸器b相連，所述密封硅粉倉底部的下料口與所述流道相連，所述流道與所述氣動輸料器的粉體入口相連，所述氣動輸料器的氣動進(jìn)口與所述氫氣管道相連，所述氣動輸料器的出口與所述冷氫化流化床的硅粉進(jìn)口相連。

3、本申請采用的技術(shù)方案能夠達(dá)到以下有益效果：

4、本申請實(shí)施例公開的一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)中，通過自主設(shè)計(jì)的密封給料器，在實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)可控的基礎(chǔ)上，克服現(xiàn)有技術(shù)中星型給料器、粉體流量調(diào)節(jié)閥等裝置的密封性問題，同時，利用補(bǔ)壓氫氣在氣動輸料器與冷氫化流化床之間形成的流通氣流將硅粉輸送至冷氫化流化床內(nèi)。本申請通過密封給料器和氣動輸料器代替現(xiàn)有技術(shù)中的蝶閥，且密封給料器的密封性非常好，且整個加料過程處于全密封狀態(tài)，能夠避免泄露問題，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中因泄露問題而不能通過星型給料器、粉體流量調(diào)節(jié)閥實(shí)現(xiàn)硅粉的連續(xù)進(jìn)料的問題，并且通過密封給料器能夠?qū)崿F(xiàn)輸送硅粉的流量調(diào)節(jié)，從而使得本申請能夠?qū)崿F(xiàn)硅粉連續(xù)加料，并根據(jù)冷氫化流化床內(nèi)的負(fù)荷需求調(diào)整硅粉流量，如此，實(shí)現(xiàn)冷氫化流化床的連續(xù)加料，避免冷氫化流化床間歇進(jìn)料而導(dǎo)致溫度和負(fù)荷波動，通過連續(xù)加料保證冷氫化流化床內(nèi)溫度與負(fù)荷的穩(wěn)定，從而保證冷氫化流化床內(nèi)的反應(yīng)狀態(tài)穩(wěn)定，能夠防止出現(xiàn)發(fā)生溝流或局部死床現(xiàn)象，還能夠避免因溫度與負(fù)荷的波動導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢，轉(zhuǎn)化率、收率降低的問題，從而避免因溫度與負(fù)荷的波動而影響冷氫化流化床的產(chǎn)量，避免冷氫化流化床的產(chǎn)量降低，保證冷氫化流化床產(chǎn)量穩(wěn)定輸出。

5、附圖說明

6、圖1為現(xiàn)有技術(shù)中間歇式加料系統(tǒng)的示意圖；

7、圖2為本申請實(shí)施例中公開的一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)的示意圖；

8、圖3為本申請實(shí)施例中公開的氣動輸料器的示意圖；

9、圖4為本申請實(shí)施例中公開的密封殼體的示意圖；

10、圖5為本申請實(shí)施例中公開的密封殼體的剖視示意圖；

11、圖6為本申請實(shí)施例中公開的密封硅粉倉和密封給料器的示意圖；

12、圖7為圖6的剖視示意圖；

13、圖8為圖7的局部放大示意圖。

技術(shù)特征：

1.一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，其特征在于，包括冷氫化流化床、氣動輸料器、兩個密封硅粉倉和兩個密封給料器，所述密封硅粉倉連接有硅粉進(jìn)料管道和氫氣壓力為3.0mpa的氫氣管道，所述密封給料器包括葉輪轉(zhuǎn)子、磁力聯(lián)軸器a、磁力聯(lián)軸器b、驅(qū)動機(jī)構(gòu)和密封殼體，所述密封殼體為一體成型件，所述密封殼體具有上下連通的流道、與所述流道連通的第一腔室、與所述流道密封的第二腔室，所述葉輪轉(zhuǎn)子設(shè)置于所述流道，所述磁力聯(lián)軸器a設(shè)置于所述第一腔室，且與所述葉輪轉(zhuǎn)子相連，所述磁力聯(lián)軸器b設(shè)置于所述第二腔室，且與所述磁力聯(lián)軸器a磁力耦合匹配，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)與所述磁力聯(lián)軸器b相連，所述密封硅粉倉底部的下料口與所述流道相連，所述流道與所述氣動輸料器的粉體入口相連，所述氣動輸料器的氣動進(jìn)口與所述氫氣管道相連，所述氣動輸料器的出口與所述冷氫化流化床的硅粉進(jìn)口相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，其特征在于，所述氣動輸料器包括匯總管道、與所述匯總管道相連的氣動管道和兩個粉體管道，所述氣動管道與所述匯總管道相對相連設(shè)置，兩個所述粉體管道設(shè)置于所述氣動管道兩側(cè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，其特征在于，所述粉體管道與所述氣動管道之間的夾角≤30°。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，其特征在于，所述粉體管道與所述匯總管道相連接處呈擴(kuò)口狀。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，其特征在于，每個所述密封硅粉倉的所述硅粉進(jìn)料管道和所述氫氣管道均設(shè)置有蝶閥。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，其特征在于，所述氣動輸料器的粉體入口、氣動進(jìn)口處均設(shè)置有蝶閥。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，其特征在于，所述氣動輸料器的出口與所述冷氫化流化床的硅粉進(jìn)口具有高度差，且在高度方向上，所述氣動輸料器的出口位于所述冷氫化流化床的硅粉進(jìn)口上方。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種冷氫化流化床用硅粉連續(xù)加料系統(tǒng)，葉輪轉(zhuǎn)子設(shè)置于流道，磁力聯(lián)軸器A設(shè)置于第一腔室，且與葉輪轉(zhuǎn)子相連，磁力聯(lián)軸器B設(shè)置于第二腔室，驅(qū)動機(jī)構(gòu)與磁力聯(lián)軸器B相連，密封硅粉倉底部的下料口與流道相連，流道與氣動輸料器的粉體入口相連，氣動輸料器的氣動進(jìn)口與氫氣管道相連，氣動輸料器的出口與冷氫化流化床的硅粉進(jìn)口相連。通過自主設(shè)計(jì)的密封給料器，在實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)可控的基礎(chǔ)上，克服現(xiàn)有技術(shù)中星型給料器、粉體流量調(diào)節(jié)閥等裝置的密封性問題，同時，利用補(bǔ)壓氫氣在氣動輸料器與冷氫化流化床之間形成的流通氣流將硅粉輸送至冷氫化流化床內(nèi)，使得本申請能夠?qū)崿F(xiàn)硅粉連續(xù)加料，保證溫度與負(fù)荷的穩(wěn)定。

技術(shù)研發(fā)人員：趙昌喜,張志強(qiáng),馬馳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧夏潤陽硅材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231107
技術(shù)公布日：2024/9/19