[实用新型]流化床反应器及四氯化硅氢化制备三氯氢硅的装置

说明书

技术领域

本实用新型属于四氯化硅氢化制备三氯氢硅装置领域，尤其涉及该装置中使用到的流化床反应器。

背景技术

近几年，在电子以及光伏产业的快速发展的带动下，世界范围内多晶硅产业得到了迅猛的发展。目前，生产多晶硅主要方法是西门子法，但是此方法会产生大量的副产物SiCl₄(四氯化硅)，如果处理不好的话，这将会给废物处理带来极大的挑战，甚至会影响整个行业的发展。

现阶段，如果能够找到合理可行的解决方案，实现多晶硅主要副产物SiCl₄的回收利用，并且转化为多晶硅的主要原料HSiCl₃，不但有效的降低多晶硅的生产成本，而且还能够较好的保护生态环境，实现产业的健康发展。

目前将SiCl₄氢化为HSiCl₃的方法分为两种：

A高温氢化即使SiCl₄/氢气在1250℃左右无催化剂的条件下形成HSiCl₃。

B低温氢化即SiCl₄/氢气/硅在500℃左右/2.5MPa有催化剂的条件下氢化成HSiCl3。

相比高温氢化法，低温氢化具有能耗低，转换效率高等特点。但是低温氢化所需要的高压条件对生产设备的要求较高。

其设备主要包括氢气、四氯化硅储存罐、硅粉及催化剂储存罐、流化床反应器、分离器、缓存罐、精馏分离塔等；流化床反应器底部设有气体入口，上部设有固体颗粒入口，顶部设出料口；然而现有流化床反应器中硅粉和催化剂先均匀混合或者做成颗粒状合金加入到流化床反应器中，对原料的粒度有较高要求，要求原料粒度在100～300微米范围内，以保证良好的流化状态及反应完全。反应不全易使颗粒堵塞管道。且该设备反应后催化剂会从出料口中出去然后在分离器中分离，为实现该反应的持续进行，应持续不断的将硅粉和催化剂混合或做成颗粒状合金后加入反应器中，硅反应后再收集催化剂重复利用，催化剂也易堵塞管道，并易造成反应不完全，给连续稳定生产带来很多不确定因素。总之就是加料操作过程复杂，管道易堵塞，不利于连续生产。

实用新型内容

本实用新型为解决上述提到加料操作过程复杂，管道易堵塞，不利于连续生产的技术问题，提供一种流化床反应器。

一种流化床反应器，包括反应器主体、固体加入口、位于反应器主体下部的气体入口及出料口；其中，在反应器主体内间隔设有3～20层多孔流化板；所述多孔流化板的孔径从上至下逐渐减小。

本实用新型同时提供了一种四氯化硅氢化制备三氯氢硅的装置。

一种四氯化硅氢化制备三氯氢硅的装置，包括硅料存储器、氢气储存罐、四氯化硅储存罐、流化床反应器、分离器、缓存罐、精馏分离塔及三氯氢硅存储罐；

所述硅料存储器提供反应硅料，所述氢气储存罐提供氢气、四氯化硅储存罐提供四氯化硅；

所述分离器对流化床反应器出来的产物进行分离；

缓存罐对分离器分离出来的三氯氢硅及四氯化硅混合液进行存储，精馏分离塔对三氯氢硅及四氯化硅进行分离；

三氯氢硅存储罐储存三氯氢硅。

采用本实用新型提供的流化床反应器及四氯化硅氢化制备三氯氢硅的装置，解决了一般流化床反应器加料难的问题，对添加的硅粉粒度无要求，可以大到分米毫米级，小到微米级；同时利用本发明制备SiHCl3，原料硅粉的活化与反应在反应器内部同时进行，减少了进入反应器前的活化步骤；且本发明每两层沸腾床之间可实现局部的流化态，整个装置可实现多层流化。提高了反应产率，同时也解决了加料控制、管路堵塞等问题，可实现长时间稳定生产。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中四氯化硅氢化制备三氯氢硅的装置框图；

图2是本实用新型具体实施方式中流化床反应器示意图；

图3是本实用新型流化床反应器中上层多孔流化板示意图；

图4是本实用新型流化床反应器中下层多孔流化板示意图；

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、图2所示，本例中提供的流化床反应器1，包括反应器主体10、固体加入口13、位于反应器主体下部的气体12入口及出料口14；其中，在反应器主体10内间隔设有3～20层多孔流化板11；所述多孔流化板11的孔径从上至下逐渐减小。