一種具有斜向上噴氣孔的氯化氫氣體噴出用構件制造技術

本實用新型專利技術涉及一種三氯硅烷合成塔用的氯化氫氣體噴出用構件（50），包括帶螺紋的軸部(51)、和所述軸部（51）相接的具有和所述軸部（51）相同軸心線的頭部（52）及和所述頭部（52）相接的端帽部（53），其中所述頭部（52）外徑大于軸部（51）外徑，端帽部（53）外徑大于頭部的最大外徑；所述軸部（51）中心設有軸向供氣孔（54）、所述供氣（54）孔延伸到所述頭部（52）內，所述頭部（52）上設有多個和所述供氣孔（54）交叉相通的從頭部外表面開口的與向上的軸心線的夾角為80度～40度斜向上噴氣孔（56）。本實用新型專利技術氯化氫氣體噴出用構件，噴氣效果好，不易被堵塞，使用壽命長；本實用新型專利技術裝置方法合成三氯硅烷轉換率高，生產效率高。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及化學合成裝置，特別是一種具有斜向上噴氣孔的氯化氫氣體噴出用構件。
技術介紹
太陽能電池所使用的多晶硅主要是用三氯硅烷(SiHCl3_TCS)和氫為原料，將混合氣體導入反應爐中與熾熱的硅棒接觸，在高溫下，三氯硅烷的氫還原及熱分解而使硅在上述硅棒表面析出而制得的。所以，三氯硅烷是制造多晶硅的重要原料。三氯硅烷主要是通過用金屬硅粉與氯化氫氣體在280°C 320°C按照下式發生反應而合成的Si + 3HC1——SiHCl3 + H2 + 50kcal工業生產的合成反應是在合成塔里進行的，圖4是三氯硅烷合成塔的概略示意圖，在合成塔里，工業級硅粉從合成塔上面投入，同時用氣體導入機構將氯化氫氣體從下部導入，從氯化氫氣體噴出用構件噴出，形成向上的氣流與金屬硅粉接觸而發生反應，反應生成的以三氯硅烷為主的氣體從頂部取出。為了防止落下的金屬硅粉堵塞噴氣孔，在現有技術中，噴氣孔和向上軸心線的夾角設計為90度或大于90度，如中國專利CN101417805A ； 中國專利CN201258255Y公示了一種新型的氯化氫與二氧化硅反應的三氯氫硅的合成爐， 其噴氣孔的出口角度向下傾斜，這樣有氯化氫氣體與硅粉接觸不良的問題，并且還會出現噴氣孔被堵塞現象。現有的設備在連續運行10天就有一些噴氣孔被堵塞。氯化氫氣體噴氣孔用構件一當被堵塞，就要停爐更換檢修，影響產量和產品質量。并且，這樣的構件也不利于氯化氫氣體與金屬硅粉末充分接觸反應。
技術實現思路
本技術的目的是克服現有技術存在的氯化氫噴出用構件造成的氯化氫氣體和金屬硅粉末接觸不良、噴出孔容易被堵塞的缺陷，提供一種具有斜向上噴氣孔的氯化氫氣體噴出用構件。本技術按照下述技術方案實現一種具有斜向上噴氣孔的氯化氫氣體噴出用構件，包括軸部、與所述軸部相接的頭部和與所述頭部相接的端帽部；所述軸部外表有陽螺紋，中心設有和軸部相同軸心線的圓柱形供氣孔，所述供氣孔延伸到所述頭部內；所述頭部外徑大于所述軸部外徑；所述端帽部外徑大于所述頭部的最大外徑3飛mm ；所述頭部上設有多個與供氣孔交叉相通從頭部外表面開口的與向上的軸心線的夾角為80度 40度斜向上噴氣孔；所述的氯化氫氣體噴出用構件被可裝卸地安裝在三氯硅烷合成塔的底板上，其中供氣孔的下端與氯化氫氣體緩沖室相連，頭部的噴出孔在合成塔底板的上方，噴出的氯化氫氣體進入合成塔內。本技術噴氣效果好，不易被堵塞，使用壽命長。附圖說明圖la、lb、分別是本技術的氯化氫氣體噴出用構件的主視圖和仰視圖。圖2是使用本技術氯化氫氣體噴出用構件的三氯硅烷合成塔的概略說明圖。圖3是表示排列多個本技術的氯化氫噴出用構件的合成塔底板安裝孔分布圖。圖4是本技術安裝氯化氫氣體噴出用構件狀態說明圖。附圖標記說明附圖標記說明10合成塔 11爐膛 12頂蓋 13氣體取出口 14金屬硅粉末加料口 15載氣管道 16底板 16A上法蘭 16b下法蘭 16c安裝孔 16_1外環線 16-2內環線 17緩沖室 18供氣管道 19金屬硅粉加入口 20進料斗 30 旋風分離器 31取出氣體管道 50氯化氫氣體噴出用構件 51軸部 52頭部 53端帽部 M供氣孔 56噴氣孔(與向上軸心線成80 40度角)。具體實施方式參照圖la，氯化氫氣體噴出用構件50包括軸部51、與所述軸部51相接的的頭部 52和與所述頭部52相接的端帽部53 ；其中軸部51中心設有和軸向平行的供氣孔M，從軸部51的下端開口，一直通入頭部52內部；所述頭部52外徑大于所述軸部51外徑，以便將其安置到合成塔的底板上；如圖lb，在頭部形成6個從供氣孔M向外輻射，在頭部外表面開口的斜向上噴氣孔56，其中噴氣孔56和向上軸心線成45度，從頭部52外表面開口 ；根據本技術，噴氣孔的數量至少為4個，優選為6個，更優選為8個；所述頭部52可以是圓柱體，為了便于與合成塔底板裝卸，在圓柱體的圓柱面形成兩個與軸線平行的平面，也可以是六方柱形或四方柱形，沒有特別的限制，只要便于用扳手之類的工具將其與合成塔底板裝卸；其中端帽部的外徑大于所述頭部的最大外徑，這里所述的最大外徑，如圓柱體的外徑，六方柱、四方柱的對角線長，為了防止落下的金屬硅粉末堵塞噴氣孔，一般端帽部外徑大于頭部最大外徑3 6 mm，小于3mm，效果欠佳，大于6mm，所占的空間較大，成本較高； 端帽部的邊沿厚度一般為1 2 mm ；對端帽部的頂面形狀沒有特別限制，可以是平面、圓錐面或球面，但是為了避免在頂部集沉金屬硅粉末，優選頂面為圓錐面或球面，其中圓錐面的錐高與錐底直徑之比優選為1:6 1:2 ；球面的高度與球底面直徑之比優選為1:4 1:2。本技術可以用不銹鋼、氧化鋁、氮化硅、氧化鋁和氮化硅混合陶瓷或鈮鎢合金制造。圖2是使用本技術的氯化氫氣體噴出用構件的三氯硅烷合成塔10的概略圖。 三氯硅烷合成塔包括圓筒狀爐膛11，頂蓋12，所述頂蓋12上設有將主要是三氯硅烷的反應生成物取走的氣體取出口 13，取出的氣體經管道31進入旋風分離器30進行分離，使未反應的硅粉回收再利用，氣體進行分離提純；金屬硅粉末從進料口 19加入到進料斗20，預熱后經載氣管道15經過金屬硅粉末加料口 14向所述合成塔爐膛11供給；在底部有底板16， 所述底板16下面是氯化氫氣體緩沖室17，氯化氫氣體從供氣管道18進入到所述氯化氫氣4體緩沖室17，多個氯化氫氣體噴出用構件50被安裝在底板16上面，底板16是由與上面的爐膛相接的法蘭16a和下面與緩沖室相接的法蘭16b固定，使得其所述噴出孔56在底板16 上面，所述氯化氫氣體供給孔M開口和所述的氯化氫氣體緩沖室17相連，氯化氫氣體從供氣孔M進入，從噴氣孔56噴入合成塔內。圖3是鉆有152個安裝氯化氫噴出用構件用安裝孔16C的合成塔底板16，所述的安裝孔16C是與氯化氫氣體噴出用構件50相配的陰螺紋孔，安裝孔16C呈格子狀均勻分布。根據本技術，在同一塊底板16上全部安裝具有相同或不同斜向上噴氣孔的氯化氫噴出用構件。圖4是氯化氫氣體噴出用構件50被固定在合成塔底板16上的狀態示意圖，底板 16上有安裝孔16C，用扳手或專業工具將氯化氫氣體構件50的軸部51安裝在合成塔底板 16上，使其有噴氣孔56的頭部52在底板13的上面的合成塔的爐膛11里，供氣孔M開口和緩沖室17相連；任選地在氯化氫氣體噴出用構件50的頭部52與底板16的上面之間設有墊片。實施例在合成三氯硅烷的實施例中，合成塔底板16上安裝著152個如圖1所示的各有8 個和向上軸心線成45度的斜向上噴氣孔的氯化氫噴出用構件。如圖2所示，運行時，將金屬硅粉末用加熱的載氣從進料斗20經過管道15從進料口 14送入合成塔爐膛11里，用加熱的載氣將氯化氫氣體從供氣管道18進入氣體緩沖室17，氯化氫氣體進入氯化氫氣體噴出用構件50的供氣孔M，從合成塔底板上面的噴氣孔56噴出，形成向上的氣流與金屬硅粉末接觸，使金屬硅粉末與氯化氫氣體在預定的溫度下反應，生成三氯硅烷氣體。生成的三氯硅烷氣體和未反應的金屬硅粉末從氣體取出口 13排出，用后續工序的旋風分離器和過濾器進行氣固分離，回收的金屬硅粉末再利用。三氯硅烷氣體被輸送到后續工序進行分離提純。 所述三氯硅烷的合成是連續進行的，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種氯化氫氣體噴出用構件，其特征在于所述氯化氫氣體噴出用構件包括軸部、與所述軸部相接的的頭部和與所述頭部相接的端帽部；其中所述軸部外表有螺紋，中心設有和軸部相同軸心線的圓柱形供氣孔，所述供氣孔延伸到所述頭部內；所述頭部外徑大于所述軸部外徑；所述端帽部外徑大于所述頭部最大外徑３－６ｍｍ；所述頭部上設有多個和所述供氣孔交叉相通從頭部外表面開口的與向上的軸心線的夾角為８０度～４０度斜向上噴氣孔。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳衛星，浦全富，李海軍，劉軍，徐立新，陳艷梅，陳國奇，潘倫桃，
申請(專利權)人：寧夏陽光硅業有限公司，
類型：實用新型
國別省市：64