[实用新型]新型三氯氢硅合成反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于一种化工设备，具体地说属于四氯化硅合成三氯氢硅的反应器。

背景技术

三氯氢硅氢还原法是德国西门子(Siemens)公司于1954年发明的，又称西门子法，是广泛采用的高纯度多晶硅制备技术。

化学反应式：2SiHCl3+H2→Si+2HCl+SiCl4+H2

含高纯度三氯氢硅的物流和高纯度氢气在加热的高纯度多晶硅芯上发生还原反应，通过化学气相沉积，生成的新的高纯度多晶硅沉积在硅芯上。或将高纯度多晶硅粉末置于加热流化床中，通入高纯度三氯氢硅和高纯度氢气，让生成的新的多晶硅沉积在硅粉上，形成颗粒状高纯度多晶硅。

该反应除了生成高纯度多晶硅外，还生成副产物如四氯化硅和氯化氢等。因此，整个多晶硅生产过程中将有大量的尾气排出。例如，生产1吨多晶硅将有约10-20吨四氯化硅和约1-5吨氯化氢产生。因此，对副产物的处置是目前生产多晶硅的瓶颈。

目前，对西门子法的一些改进主要涉及四氯化硅的综合利用。CN2547719公开了一种四氯化硅氢化生产三氯氢硅的方法，其中四氯化硅、氢气和冶金硅在内胆电感发热体的沸腾床反应器中进行气固催化反应。从而解决了对西门子工艺的副产物四氯化硅的处理，为实施多晶硅的规模生产作出了贡献。但是，该工艺还没有考虑其它副产物的处理以及存在内胆电感发热体易被磨损、加热慢、温度难控制的缺点。

发明内容

为此，发明人对三氯氢硅合成反应器进行深入研究，获得了本实用新型。

本实用新型的新型三氯氢硅合成反应器由流化床反应器和中高频电感加热系统组成。其中流化床反应器主要由位于上部的反应器沉降段、位于中部的流化床反应段和位于下部的气体分布器、原料进气管组成。中高频电感加热系统主要由中高频控电柜、电感加热器和冷却器组成。电感加热器内部放置流化床反应段，并对其进行加热。

本实用新型具有以下优点：1、电感加热器内部放置合成反应器的流化床反应段，使电感加热器功率可以调节，温度控制更加平稳、加热速度更快；2、增加了反应器沉降段的高度，使未反应硅粉、催化剂充分沉降，提高了原料利用率；3、位于下部的气体分布器可使原料进气分布均匀，反应充分；4、增加了回收硅粉入口，使旋风收集器回收的硅粉重新返回反应段，继续参与反应。

附图说明及具体实施方式

附图为本实用新型的三氯氢硅合成反应器的结构简图，但并不因此限制本发明的保护权项。

附图说明：

①中高频控电柜，②电感加热器，③流化床反应段，④原料进气管，⑤气体分布器，⑥回收硅粉入口，⑦反应器沉降段，⑧合成物出气口，⑨原料硅粉入口。

实施例：

新型三氯氢硅合成反应器由流化床反应器和中高频电感加热系统组成。其中流化床反应器主要由位于上部的直径为600mm高度为1200mm反应器沉降段⑦、位于中部的直径为300mm高度为800mm流化床反应段③和位于下部的气体分布器⑤、原料进气管④组成。中高频电感加热系统主要由功率为150KW中频控电柜①、电感加热器②和冷却器组成。电感加热器②内部安装放置流化床反应段③，并对其进行加热。回收硅粉入口⑥和原料硅粉入口⑨位于反应器沉降段⑦下部，回收硅粉入口⑥使旋风收集器回收的硅粉重新返回反应段，继续参与反应。原料硅粉入口⑨是为了补充和添加原料硅粉。合成物出气口⑧与旋风收集器的入口连接。