[发明专利]一种氮化硅粉体生产线

权利要求书

1.一种氮化硅粉体生产线，其特征在于：包括供料单元、反应单元、收料单元和循环水冷单元；

所述供料单元包括硅粉投料机构、氮气制备增压装置(300)和微波等离子预热器(301)；所述硅粉投料机构与氮气制备增压装置分别与微波等离子预热器连通并分别提供硅粉和氮气，氮气制备增压装置还与硅粉投料机构连通为其输送氮气以提供压力；

所述反应单元包括依次连接的悬浮反应器(302)和保温冷却器(303)；所述微波等离子预热器与悬浮反应器连通为其提供硅粉和氮气；所述氮气制备增压装置与保温冷却器连通为其提供冷却用氮气，保温冷却器又分别与硅粉投料机构、微波等离子预热器连通以循环利用氮气；

所述悬浮反应器包括炉管(1)、炉壳(2)、加热火炬(3)和喷管(4)；所述炉管的内腔由上至下依次分为加热区(A)和反应区(B)，炉管的上端固定有向下喷火的所述加热火炬，炉管的下端设有出料口(5)；所述炉壳套设于炉管外部且炉管与炉壳之间设有空隙，所述空隙内填充有保温棉(9)；所述喷管与微波等离子预热器的出料端连接并穿设炉壳、炉管进入炉管内腔的加热区，且喷管的末端设有喷嘴(6)，所述喷嘴朝上且位于加热火炬下方；所述炉壳上设有氮气入口(7)；在炉管的内壁同一高度上设有一圈进气缝(8)，进气缝在竖直方向上开口向炉管内腔斜向上，进气缝在水平面上开口与炉管内壁曲面近似或完全相切且所有开口朝向一致；所述氮气制备增压装置与氮气入口连通为其提供氮气；

所述收料单元包括气粉分离器(304)、包装器(305)和回收氮气储罐(306)；所述气粉分离器与保温冷却器连通，气粉分离器中的粉体、气体分别输送至所述包装器和回收氮气储罐；所述回收氮气储罐与硅粉投料机构连通为其输送氮气以提供压力；回收氮气储罐还与包装器连接并为其提供包装用气；

所述循环水冷单元包括水冷池(307)和水冷泵(308)；所述水冷池通过所述水冷泵分别与微波等离子预热器、悬浮反应器的加热装置、保温冷却器循环回路连接；

所述氮气制备增压装置还分别与微波等离子预热器、悬浮反应器的加热装置和悬浮反应器的炉管连接并提供氮气。

2.如权利要求1所述的一种氮化硅粉体生产线，其特征在于，所述硅粉投料机构包括依次连接的硅粉投料站(309)、硅粉料仓(310)、电动蝶阀(311)、螺杆计量加料器(312)和硅粉喷射器(313)；所述硅粉喷射器与微波等离子预热器连通并为其提供硅粉。

3.如权利要求1或2所述的一种氮化硅粉体生产线，其特征在于，所述微波等离子预热器包括氮气管道(100)、第一喷射器(101)、微波等离子火炬(102)、第二喷射器(103)、预热器壳体(104)和盘管(105)；所述第一喷射器上设有与硅粉投料机构连通的硅粉添加口(106)，所述氮气管道的进料端分别与氮气制备增压装置和保温冷却装置连通；氮气管道的出料端延伸进入第一喷射器内，第一喷射器的出料端与第二喷射器连接；所述微波等离子火炬设于第二喷射器内；所述盘管设于预热器壳体内，且第二喷射器的出料端与盘管的进料端连接，盘管的出料端延伸出预热器壳体外并与所述悬浮反应器连接；所述氮气制备增压装置为微波等离子火炬提供氮气，所述水冷池与微波等离子火炬循环回路连接用以降温冷却。

4.如权利要求3所述的一种氮化硅粉体生产线，其特征在于，还包括液氨存储罐(314)，所述液氨存储罐与微波等离子预热器上的氮气管道连通并为其提供液氨。

5.如权利要求1所述的一种氮化硅粉体生产线，其特征在于，所述炉管的外壁上套设有密封垫圈(17)，所述密封垫圈处于加热区和反应区的衔接处，并且密封垫圈将炉管与炉壳之间的空隙密封分隔为上下两个部分。

6.如权利要求1或5所述的一种氮化硅粉体生产线，其特征在于，所述炉管内设有腔颈(10)，所述腔颈处于加热区和反应区的衔接处；腔颈的上端呈倒圆锥型，腔颈的下端呈正圆锥型。

7.如权利要求1所述的一种氮化硅粉体生产线，其特征在于，在所述加热区和反应区设有至少一层进气缝；所述进气缝在竖直方向上斜向上的角度为30-50度。

8.如权利要求1所述的一种氮化硅粉体生产线，其特征在于，所述保温冷却器包括外壳(200)、冷却盘管(201)和氮气冷却内壳(202)、冷却氮气管道(203)和氮气制冷器(204)；所述外壳内设有隔板(205)将其内腔分隔为上下的保温段(206)和冷却段(207)；所述保温段又分为上下两区，所述氮气冷却内壳设于外壳内的保温段下区，所述氮气制备增压装置与冷却氮气管道连通为其提供氮气，冷却氮气管道又与氮气冷却内壳连通，冷却氮气管道上设有所述氮气制冷器，冷却氮气内壳还与微波等离子预热器连通；所述冷却盘管由上至下分为三段且分别设于保温段上区、氮气冷却内壳和冷却段内，冷却盘管的上端与悬浮反应器的出料口连接，冷却盘管的下端的出料端延伸出外壳外部；外壳的底部和顶部分别设有进水口(208)和出水口(209)，所述隔板上设有上下通水口(210)；所述水冷池分别与进水口和出水口连接。