[发明专利]一种四氯化硅的回收利用方法及其装置有效

专利信息
申请号: 201010291025.3 申请日: 2010-09-26
公开(公告)号: CN101940898A 公开(公告)日: 2011-01-12
发明(设计)人: 胡永其;王建英;张向京;刘润静;赵风云;刘玉敏 申请(专利权)人: 河北科技大学
主分类号: B01J8/24 分类号: B01J8/24;C01B33/107
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 050018 *** 国省代码: 河北;13
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摘要:
搜索关键词: 一种 氯化 回收 利用 方法 及其 装置
【权利要求书】:

1.一种四氯化硅回收利用的装置,其特征是:

所述四氯化硅回收利用的装置为气固流化床反应器,所述气固流化床反应器包括:

流化床筒体(1);

一个设置在流化床筒体(1)底部的水蒸汽进气口(2);

一个设置在所述水蒸汽进气口(2)上部的水蒸汽气体分布器(3);

一个设置在所述水蒸汽气体分布器(3)上方100mm-500mm的四氯化硅气体分布器(4),所述四氯化硅气体分布器(4)的进气管与流化床筒体(1)的侧壁相连;

一个设置在流化床筒体(1)下侧的四氯化硅气体进入口(5),所述四氯化硅气体进入口(5)与四氯化硅气体分布器(4)相连;

一个或一个以上设置在所述四氯化硅气体分布器(4)上方50mm-300mm的管式换热管(6),所述管式换热管(6)的进出口焊接在流化床筒体(1)的侧壁上;

设置在流化床筒体(1)侧面上的换热管进水口(7)和换热管水蒸气出口(8),所述的换热管进水口(7)和换热管水蒸气出口(8)与管式换热管(6)相连;

一个设置在流化床筒体(1)上部的流化介质进料口(9),所述流化介质进料口(9)与流化床筒体(1)侧壁相连接;

一个设置在流化床筒体(1)的内上部的旋风分离器(10),所述旋风分离器(10)固定在流化床筒体(1)上部的顶盖上;

一个设置在流化床筒体(1)上部的气体出口(11),所述气体出口(11)与旋风分离器(10)相连;

一个设置在流化床筒体(1)下部的二氧化硅粉体出料口(12),所述二氧 化硅粉体出料口(12)与流化床筒体(1)的侧壁连接。

2.如权利要求1所述的四氯化硅回收利用的装置,其特征是所述水蒸汽气体分布器(3)为多孔板式分布器或风帽式分布器;所述四氯化硅气体分布器(4)为喷气口设置在下面的管式分布器。

3.一种使用权利要求1所述装置回收利用四氯化硅的方法,其特征是它包括如下步骤:

a.选择粒径为40~350μm的二氧化硅粉体,由流化介质进料口(9)加入气固流化床反应器中,作为初始的流化介质;

b.将来自锅炉的水蒸汽或本发明方法副产的水蒸汽,经减压、流量计,然后由底部的水蒸汽进气口(2)进入气固流化床反应器;

c.将来自四氯化硅储罐的液体四氯化硅,经泵加压、流量计控制和计量,再经换热器加热气化后,通过四氯化硅入口(5)和气体分布器(4)进入气固流化床反应器;

d.在气固流化床反应器内,气体四氯化硅和水蒸汽受到处于流化状态的二氧化硅粉体作用下,充分接触并发生水解反应,生成氯化氢气体和二氧化硅;

e.去离子水通过换热管进水口(7)进入管式换热管(6),通过间接换热将水解反应所放出的热量移出;

f.生成的氯化氢气体产物首先经过旋风分离器(10)将大部分固体颗粒分离,通过气体出口(11)离开流化床反应器,然后进行降温、除湿后续处理和回收利用;

g.气固流化床反应器中生成的二氧化硅粉体通过出料口(12)连续或间歇卸出,然后进行脱氯化氢处理,得到二氧化硅粉体产品。

4.如权利要求3所述的回收利用四氯化硅的方法,其特征是:

所述水蒸汽和气态四氯化硅的进料比例按摩尔比为2.0~5.0∶1.0。

5.如权利要求3所述的回收利用四氯化硅的方法,其特征是:

所述水解反应温度为150℃~500℃。 

6.如权利要求3所述的回收利用四氯化硅的方法,其特征是:

所述气固流化床反应器内的操作压力表压为0.03MPa~0.5Mpa,操作温度控制为150~500℃。

7.如权利要求3所述的回收利用四氯化硅的方法,其特征是:

所述四氯化硅气体和水蒸汽的混合物在气固流化床反应器中空塔气速为0.1m/s~1.0m/s,停留时间为0.1min~1.0min。 

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