[实用新型]一种硅化镁的生产设备

说明书

技术领域

本实用新型是一种硅化镁，特别涉及一种硅化镁的生产设备。

背景技术

    硅烷（SiH₄），又称四氢化硅，是最重要的电子气体，也是生产多晶硅的原料气体，它对微电子、光伏、特种陶瓷、光电子、新材料等领域具有深刻的影响。目前，业界生产硅烷主要采用催化歧化三氯氢硅法（UCC工艺）、氢化锂还原三氯氢硅法、氢化铝钠(NaAlH₄ )还原四氟化硅法、催化歧化乙氧基硅烷和硅化镁法。与其他技术相对，硅化镁法因具有投资小、工艺简单、原料易得、无知识产权垄断等优点，而被国内生产厂商广泛采用。特别是近几年来随着光伏产业的兴起，国内外对高纯硅烷和多晶硅的需求日益增加，完善与发展硅化镁法成为国内诸多企业的攻关方向。硅化镁（化学式为Mg₂Si）作为硅化镁法最重要的原料和技术瓶颈之一，对硅化镁法的发展具有决定性的意义。开发高效、连续、安全和低耗的合成技术是硅化镁生产的重要发展方向。

传统硅化镁的合成方法是将硅粉与镁粉按比例混合，放入间歇式固定床中，在氩气、氢气气氛或真空下加热到500～650℃左右，使其发生反应合成硅化镁，化学反应式为：

2Mg + Si→ Mg₂Si + 77.4 kJ/mol         

由于在生成硅化镁的同时产生大量的热量，这使得采用固定床装置合成硅化镁时，遇到严重的物料过热问题，即物料反应放热引起局部高温，物料在高温下造成镁蒸发、结块、硅化镁分解、成分偏离等一系列问题。同时，固定床法通常是间隙式的生产方式，它包括装料、加热、保温、冷却和取料等多步分立过程，具有生产效率较低、危险性高、能耗大、产物结块严重等致命缺点。

相对间隙床工艺，连续反应工艺可较好控制反应进程及控制参与反应的物料量，不易引起过热。同时，连续反应工艺一般采用边反应边搅拌的方式，可以防止粉体结块，均匀物料和热量，利于合成高质量硅化镁。因此，连续反应工艺是规模化生产硅化镁的发展方向。

实用新型内容

   本实用新型主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种高效、连续、安全和低耗的合成技术，同时保证产品的质量的硅化镁的生产设备。

本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 

   一种硅化镁的生产设备，包括搅拌反应器，所述的搅拌反应器的上部连接二套加料机构，所述的搅拌反应器的下部连接冷却出料机构，所述的搅拌反应器、加料机构和冷却出料机构连通气体保护机构，所述的加料机构包括加料斗、手孔、加料粉体阀、螺旋加料器、调速电机和加料口，所述的加料斗的上部设有手孔，所述的加料斗的底部为加料粉体阀，所述的加料粉体阀的底端连接螺旋加料器，所述的螺旋加料器通过加料口与搅拌反应器上部相连通，所述的螺旋加料器通过调速电机相驱动；所述的搅拌反应器包括器体、减速机、搅拌轴、搅拌叶片、加热套、保温套和搅拌粉体阀，所述的器体中插接有搅拌轴，所述的搅拌轴上套有搅拌叶片，所述的搅拌轴的外端部设有减速机，所述的器体的中侧壁覆有加热套，所述的器体的下侧壁覆有保温套，所述的器体的底部连接有搅拌粉体阀，所述的搅拌粉体阀与冷却出料机构相连通；所述的冷却出料机构包括出料斗、水夹套和出料粉体阀，所述的出料斗的外侧壁套有水夹套，所述的出料斗的底部连接有出料粉体阀；所述的气体保护机构包括机械真空泵、氩气瓶、氮气瓶、氢气瓶、管道和控制器，所述的机械真空泵、氩气瓶、氮气瓶和氢气瓶分别与管道相连通并通过气体阀相控制，所述的管道分别与器体、加料斗和出料斗相连通并通过控制器相控制。

二个加料机构，一个加料机构中添加镁粉，另一个加料机构中添加硅粉，加料机构可严格控制所加的量，同时通过螺旋加料器，使粉末更加的均匀，在反应时取得更好的效果。

搅拌反应器，使硅粉和镁粉在保温的情况通过搅拌叶片的搅拌，达到充分混合，充分反应，可控性高，能做到及时的调整。

冷却出料机构，水夹套对出料斗进行降温，使出料斗内的硅化镁粉降温，降温后进行出料。

气体保护机构，使得硅粉和镁粉不受空气中杂质的污染，保证产品的质量和生产安全。

本实用新型与现有技术相比，具有的有益效果如下：

(1)与间歇式固定床合成法相比，本实用新型可现实加料、反应和收料等步骤的连续化生产，提高生产效率，降低能耗。