[发明专利]氢化炉和制备三氯氢硅的方法

权利要求书

1.一种氢化炉，用于将四氯化硅和氢气转化为三氯氢硅，其特征在于，包括：

炉体（1）；

设置在所述炉体（1）内腔中的至少一个反应盘管（2），且所述反应盘管（2）的进气口（3）和出气口（4）均位于所述炉体（1）的外侧；

与所述内腔连通以允许火焰喷入所述反应盘管（2）内圈空间中的火焰通道（5）。

2.根据权利要求1所述的氢化炉，其特征在于，设置在所述反应炉体（1）内的所述反应盘管（2）为半径不同的多个，且多个所述反应盘管（2）同轴线设置在所述内腔中。

3.根据权利要求1所述的氢化炉，其特征在于，所述反应盘管（2）的材料为难熔金属、难熔金属合金或高温合金钢。

4.根据权利要求1所述的氢化炉，其特征在于，还包括设置在所述炉体（1）内壁上的隔热层（6），且所述隔热层（6）包括浇注衬里和耐高温隔热材料。

5.根据权利要求4所述的氢化炉，其特征在于，所述耐高温隔热材料为纳米超级反射绝热材料或陶瓷材料。

6.根据权利要求1所述的氢化炉，其特征在于，所述火焰通道（5）的外接端设置有天然气进口（7）、自动点火装置（8）、火焰探测器和温度传感器，且所述外接端为所述火焰通道（5）远离所述炉体（1）的一端。

7.根据权利要求1所述的氢化炉，其特征在于，还包括设置在所述炉体（1）上的废气出口（9）、防爆孔（10）、吊耳（11）和支架（12）。

8.根据权利要求7所述的氢化炉，其特征在于，所述炉体（1）靠近所述废气出口（9）的端面为可拆卸端面。

9.一种制备三氯氢硅的方法，其特征在于，在该方法中使用了上述权利要求1-8中任意一项所述的氢化炉，包括以下步骤：

1）向所述内腔和所述反应盘管（2）中充入氮气以排除杂质气体，设定所述反应盘管（2）中的压力为0.1MPa-1.5MPa；

2）杂质气体排除完成后，向所述内腔中通入压缩空气以置换氮气，保持所述内腔中的压力为200Pa-400Pa，并通过所述火焰通道（5）向所述内腔中喷入火焰，使所述内腔中的温度维持在100℃-500℃；

3）向所述反应盘管（2）中以10m³/hr-500m³/hr的流量充入氢气以置换其中的氮气；

4）所述反应盘管（2）中的气体置换完成后，通过调节火焰的强度使所述内腔中的温度由100℃-300℃升至300℃-1000℃，或由300℃-500℃升至500℃-1000℃；

5）调整氢气流量至10Nm³/hr-500Nm³/hr，四氯化硅流量至50kg/hr-1000kg/hr并使其摩尔比在1∶1-10:1范围内的混合气体进入所述反应盘管（2）中；

6）将进入所述反应盘管（2）中的四氯化硅和氢气的混合气体的流量逐步升至1t/hr-20t/hr，并使所述内腔中的温度维持在800℃-1500℃以使四氯化硅和氢气充分反应；

7）反应完成后的混合气体通过所述出气口（4）流出所述反应盘管（2）。

10.根据权利要求9所述的制备三氯氢硅的方法，其特征在于，步骤2）中所述内腔中的温度具体为200℃-500℃；步骤3）中氢气的流量具体为50m³/hr-200m³/hr；步骤4）中提升后的温度具体为500℃-800℃；步骤5）中氢气的流量具体为100Nm³/hr-300Nm³/hr，四氯化硅的流量具体为300kg/hr-600kg/hr；步骤6）中四氯化硅和氢气的混合气体的流量具体为2t/hr-5t/hr，所述内腔中的温度具体为1000℃-1200℃。