專(zhuān)利名稱(chēng)：一種合成反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及在多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)物再利用的裝置，特別是一種合成反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
多晶硅是電子信息產(chǎn)業(yè)、太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體工業(yè)最重要的基礎(chǔ)功能材料。 隨著全球化石能源的日益緊缺，以太陽(yáng)能為主的新能源產(chǎn)業(yè)獲得了良好的發(fā)展機(jī)遇，2005、 2006,2007與2008年分別增長(zhǎng)50%、41%、36%與99%。2010年，由于受金融危機(jī)的影響，光伏 產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)將減緩，預(yù)計(jì)仍將保持30%的增長(zhǎng)。全球80%以上的多晶硅都是用改良西門(mén)子法生產(chǎn)的，我國(guó)已建和在建的多晶硅項(xiàng) 目都是采用改良西門(mén)子工藝。西門(mén)子工藝生產(chǎn)多晶硅過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物一四 氯化硅，每生產(chǎn)1公斤多晶硅就要產(chǎn)生10 —15公斤四氯化硅。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國(guó)多晶 硅需求量為44800噸，國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)量估計(jì)會(huì)超過(guò)30000噸，將產(chǎn)生300000—450000噸的 四氯化硅，四氯化硅是一種有毒有害具有強(qiáng)腐蝕性的液體，若不加以綜合回收利用，對(duì)環(huán)境 和人體安全危害極大，四氯化硅的綜合利用已經(jīng)成為制約我國(guó)多晶硅可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)瓶 頸。目前，四氯化硅的綜合利用有兩個(gè)途徑一是通過(guò)熱氫化或冷氫化將四氯化硅轉(zhuǎn) 化為三氯氫硅加以回收利用，該工藝可以回收絕大部分四氯化硅，但仍有部分富含雜質(zhì)的 四氯化硅必須排放，每生產(chǎn)公斤多晶硅大約要排放2-3公斤這樣的四氯化硅。二是用四氯 化硅生產(chǎn)其他化工產(chǎn)品，如白炭黑、硅酸乙酯和有機(jī)硅產(chǎn)品等，但由于市場(chǎng)和成本問(wèn)題，也 無(wú)法消化如此巨量的四氯化硅。因此，尋求一種低能耗、低成本和市場(chǎng)前景廣闊的副產(chǎn)物再利用方法和研發(fā)一種 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高效的能工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)的裝置勢(shì)在必行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型專(zhuān)利的目的在于提供一種以多晶硅副產(chǎn)物為原料，采用不同相變儲(chǔ)能 材料制備不同溫度的系列定形相變儲(chǔ)能材料的裝置，使得四氯化硅水解、溶膠-凝膠反應(yīng) 和氯化氫的分離于一體一步完成。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型專(zhuān)利的技術(shù)方案如下一種合成反應(yīng)裝置，其特征在于包括連通的圓柱狀上筒體和倒圓錐狀下筒體，上 筒體中安裝設(shè)置有出風(fēng)口位于上筒體上部的上排氣管，下筒體底端連通設(shè)置有下排料管， 上筒體沿筒壁水平切線(xiàn)方向上設(shè)置有安裝有噴嘴的進(jìn)風(fēng)管；所述噴嘴設(shè)置有副產(chǎn)物進(jìn)氣 管、相變儲(chǔ)能材料水溶液或水乳液進(jìn)料管。所述噴嘴包括內(nèi)套管和外套管，內(nèi)套管套接在外套管內(nèi)部，副產(chǎn)物進(jìn)氣管與內(nèi)套 管連通，相變儲(chǔ)能材料水溶液或水乳液進(jìn)料管與外套管連通。所述內(nèi)套管的出口和外套管的出口在同一處。[0011]上排氣管的上端與離心風(fēng)機(jī)相連。本實(shí)用新型的有益效果如下本實(shí)用新型可以以多晶硅副產(chǎn)物為原料，采用不同相變儲(chǔ)能材料制備不同溫度的 系列定形相變儲(chǔ)能材料的裝置，可以使四氯化硅水解、溶膠-凝膠反應(yīng)和氯化氫的分離于 一體一步完成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可規(guī)模化連續(xù)生產(chǎn)；可以使四氯化硅與相變儲(chǔ)能材料水溶液或水 乳液充分混合，并發(fā)生水解和溶膠-凝膠反應(yīng)，生成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的二氧化硅凝膠，從反應(yīng) 器底部排出后，經(jīng)干燥脫水和脫氯化氫，制備得到定形相變儲(chǔ)能材料；反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫氣 體在倒圓椎下筒體的反射作用下，螺旋向上，從反應(yīng)裝置頂部排出，實(shí)現(xiàn)分離；本實(shí)用新型 工藝流程短，設(shè)備簡(jiǎn)單、而且效率高、易于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖其中，附圖標(biāo)記為1上筒體，2下筒體，3上排氣管，4下排料管，5噴嘴，6副產(chǎn)物進(jìn) 氣管，7進(jìn)料管，8內(nèi)套管，9外套管。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括連通的圓柱狀上筒體1和倒圓錐狀下筒體2，上筒體 1中安裝設(shè)置有出風(fēng)口位于上筒體1上部的上排氣管3，下筒體2底端連通設(shè)置有下排料管 4，上筒體1沿筒壁水平切線(xiàn)方向上設(shè)置有安裝有噴嘴5的進(jìn)風(fēng)管；所述噴嘴5設(shè)置有副產(chǎn) 物進(jìn)氣管6、相變儲(chǔ)能材料水溶液或水乳液進(jìn)料管7。所述噴嘴5包括內(nèi)套管8和外套管9，內(nèi)套管8套接在外套管9內(nèi)部，副產(chǎn)物進(jìn)氣 管6與內(nèi)套管8連通，相變儲(chǔ)能材料水溶液或水乳液進(jìn)料管7與外套管9連通。所述內(nèi)套管8的出口和外套管9的出口在同一處。上排氣管3的上端與離心風(fēng)機(jī)相連，在離心風(fēng)機(jī)的抽排下，在合成反應(yīng)器內(nèi)形成 負(fù)壓，副產(chǎn)物氣體和相變儲(chǔ)能材料水溶液或水乳液分別從噴嘴5的內(nèi)套管8和外套管9被 吸入，在噴嘴5出口處混合，副產(chǎn)物的四氯化硅與相變儲(chǔ)能材料水溶液或水乳液中的水發(fā) 生水解反應(yīng)后，繼續(xù)發(fā)生溶膠凝膠反應(yīng)，生成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的二氧化硅凝膠和氯化氫氣體， 由于是切向進(jìn)入，包覆有相變儲(chǔ)能材料的二氧化硅凝膠沿反應(yīng)器內(nèi)壁做螺旋運(yùn)動(dòng)，從反應(yīng) 器下排料管4排除，氯化氫氣體沿反應(yīng)器內(nèi)壁外層做螺旋運(yùn)動(dòng)，在倒圓錐下筒體2的作用 下，形成上旋氣流從反應(yīng)器上排氣管3排除。
權(quán)利要求1.一種合成反應(yīng)裝置，其特征在于包括連通的圓柱狀上筒體(1)和倒圓錐狀下筒體 (2)，上筒體(1)中安裝設(shè)置有出風(fēng)口位于上筒體(1)上部的上排氣管(3)，下筒體(2)底端 連通設(shè)置有下排料管(4)，上筒體(1)沿筒壁水平切線(xiàn)方向上設(shè)置有安裝有噴嘴(5 )的進(jìn)風(fēng) 管；所述噴嘴(5)設(shè)置有副產(chǎn)物進(jìn)氣管(6)、相變儲(chǔ)能材料水溶液或水乳液進(jìn)料管(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成反應(yīng)裝置，其特征在于所述噴嘴(5)包括內(nèi)套管 (8)和外套管(9)，內(nèi)套管(8)套接在外套管(9)內(nèi)部，副產(chǎn)物進(jìn)氣管(6)與內(nèi)套管(8)連通， 相變儲(chǔ)能材料水溶液或水乳液進(jìn)料管(7)與外套管(9)連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種合成反應(yīng)裝置，其特征在于所述內(nèi)套管(8)的出口和外 套管(9)的出口在同一處。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種合成反應(yīng)裝置，其特征在于上排氣管(3)的上端與離心 風(fēng)機(jī)相連。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種合成反應(yīng)裝置，其特征在于包括連通的圓柱狀上筒體和倒圓錐狀下筒體，上筒體中安裝設(shè)置有出風(fēng)口位于上筒體上部的上排氣管，下筒體底端連通設(shè)置有下排料管，上筒體沿筒壁水平切線(xiàn)方向上設(shè)置有安裝有噴嘴的進(jìn)風(fēng)管；所述噴嘴設(shè)置有副產(chǎn)物進(jìn)氣管、相變儲(chǔ)能材料水溶液或水乳液進(jìn)料管；該裝置利用氣流在容器內(nèi)沿反應(yīng)器內(nèi)壁做高速螺旋運(yùn)動(dòng)的原理，集四氯化硅水解、溶膠-凝膠反應(yīng)和氯化氫的分離于一體一步完成。
文檔編號(hào)C01B33/12GK201864578SQ20102058328
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者馮德志, 田世富, 趙乘壽, 陳俊敏 申請(qǐng)人:四川永祥股份有限公司, 西南交通大學(xué)