[实用新型]三氯氢硅合成炉的冷却装置

说明书

所属技术领域：

本实用新型涉及一种三氯氢硅生产（包括四氯化硅氢化生产三氯氢硅）过程中设备冷却的装置，特别是三氯氢硅合成炉的冷却装置。

背景技术：

目前，三氯氢硅生产（包括四氯化硅氢化生产三氯氢硅）化学反应如下：             Si+3HCl= SiHCl₃+H₂；Si+4HCl= SiCl₄+2H₂；氢化3SiCl₄+2H₂+ Si= 4SiHCl₃。主要装置合成炉，其冷却装置为内外套管结构。一种冷却方法是：热水从套管中的内管进到管的底部（套管外部为反应放热区），在底部汽化带走热量，从内管外管之间的间隙排出；另一种冷却方式为：低温导热油从内管进入底部受热，高温油从内外管间隙排出、冷却、循环，壳体外部也导热冷却。这两种方法及装置，由于都是通过内管直接传热，存在共同的缺点：1.由于磨损、腐蚀及反应产生氢气而造成的氢脆，冲击管子，很容易损坏内管；管子一旦损坏，使得水（或导热油）进入物料系统，水与SiHCl₃、SiCl₄剧烈反应，造成后工序设备的堵塞、损坏，甚至发生爆炸，导热油进入物料，很难清理分离。2.由于此种设计的局限性，造成冷却管的排布不均，进水（或油）的量不均，在反应区造成温度偏差大，反应不理想。

实用新型内容：

本实用新型目的是提供一种三氯氢硅合成炉的冷却装置，通过热管间接传热，防止管子损坏发生事故，提高反应效果，解决背景技术中存在的上述问题。

本实用新型的技术方案是：

三氯氢硅合成炉的冷却装置包含热管、蒸发室，热管的吸热端置于合成炉的反应区内，热管的放热端设置在蒸发室内，蒸发室内通入液体介质，热管的放热端和吸热端之间隔开。

热管的数量是任意的，根据合成炉的参数设定，若干热管在合成炉反应区的截面上均匀布置，每根热管之间的距离均等，可以降低反应温度，抑制副产品Sicl4的生成，提高产品收率。

本实用新型设有管板，管板上根据热管的数量设置若干个均匀布置的孔，热管穿过管板上的孔进行设置，管板将热管的放热端和吸热端之间彻底隔开，又保证了热管均匀布置。

热管的吸热端设置在反应区内、离底部1-3米的位置；蒸发室设置在合成炉的顶部。

所说的液体介质可以是水或油，如果用水作液体介质，蒸发室为密闭容器，并设有水进口和蒸汽出口，同时产生带压蒸汽，供企业生产生活使用。

三氯氢硅合成炉的冷却方法包含如下步骤：采用热管间接传热，热管的吸热端置于合成炉的反应区内，热管的放热端置于反应区外的液体介质中，反应区的热量通过热管导出，然后再通过液体介质散热，液体介质与反应区完全隔开。一组热管的吸热端设置在反应区内、离底部1-3米的位置，热管的放热端设置在蒸发室内，蒸发室内通入液体介质，热管的放热端和吸热端之间用管板完全隔开。

随着设备大型化的要求，散热不均的问题越来越突出，而本实用新型从散热角度，设备的尺寸可以无限放大。

本实用新型的有益效果：由于采用热管在中间传递热量，液体介质与反应区完全隔开，从根本上杜绝了管子一旦损坏，液体介质进入反应区内造成事故，即使某根热管损坏，也仅仅是该根热管内很少的介质进入反应区，不会产生影响和事故；本实用新型可以降低反应温度，抑制副产品SiCl₄的生成，提高产品收率。

本实用新型同时可产生带压蒸汽，按产量为15t/d的合成炉计算，每天产生0.25Mpa低压蒸汽的量为12t，节能降耗。

附图说明：

附图为本实用新型实施例结构示意图；

图中：合成炉1、热管2、吸热端3、放热端4、反应区5、蒸发室6、管板7、蒸汽出口8、进水口9。

具体实施方式：

以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

在实施例中， 三氯氢硅合成炉的冷却装置包含热管2、蒸发室6，热管的吸热端3置于合成炉的反应区内，热管的放热端4设置在蒸发室内，蒸发室内通入液体介质，热管的放热端和吸热端之间隔开。热管的数量是任意的，根据合成炉的参数设定，若干热管在合成炉反应区的截面上均匀布置，每根热管之间的距离均等，可以降低反应温度，抑制副产品Sicl₄的生成，提高产品收率。三氯氢硅合成炉的冷却方法包含如下步骤：采用热管2间接传热，热管的吸热端3设置在反应区5内、离底部两米的位置，热管的放热端4设置在蒸发室6内，蒸发室内通入液体介质，热管的放热端和吸热端之间用管板7完全隔开。管板7上根据热管的数量设置若干个均匀布置的孔，热管穿过管板上的孔进行设置，管板将热管的放热端和吸热端之间彻底隔开，又保证了热管均匀布置。所说的液体介质是水，蒸发室设置在合成炉1的顶部，蒸发室为密闭容器，并设有蒸汽出口8和进水口9，同时产生带压蒸汽，供企业生产生活使用，节能降耗。