[发明专利]一种大规模生产四氯化硅的气固反应装置以及生产设备

说明书

一种大规模生产四氯化硅的气固反应装置，涉及化工设备领域，其包括壳体，以及由壳体围成的相对密闭的反应室，反应室内设置有第一加热体和第二加热体。针对SiO₂与碳混合物的氯化反应为吸热反应的特点，采用第一加热体和第二加热体将反应室分隔成相对独立的进气区、气体加热区和气固反应区。气体原料依次穿过进气区、第一加热体、气体加热区和第二加热体，在充分预热后再进入到气固反应区与固体原料反应。保证了吸热反应进行过程中的热量供给，更好地维持反应的连续性和稳定性。一种大规模生产四氯化硅的生产设备，其包括上述气固反应装置。其设备简单合理，生产效率高，可以实现四氯化硅的大规模工业化生产。

技术领域

本发明涉及化工设备领域，具体而言，涉及一种大规模生产四氯化硅的气固反应装置以及生产设备。

背景技术

四氯化硅是一种重要的工业原料，其可以用作烟幕剂使用，也可以作为制备酸酯类、有机硅单体、有机硅油、高温绝缘漆、硅树脂、硅橡胶的原料，具有广泛的应用范围。

现有技术中，四氯化硅的来源主要是多晶硅副产物、工业硅直接进行氯化得到，此外少部分由含SiO₂与碳物质的混合物进行氯化得到。目前用于大规模生产四氯化硅的设备，基本都是针对多晶硅副产物、工业硅的氯化反应而设计的。但是，多晶硅副产物、工业硅的氯化是放热反应，而SiO₂与碳物质的混合物的氯化则是吸热反应，现有的生产设备并不能较好的适应于SiO₂与碳物质的混合物的反应。因此，亟待开发一种用于SiO₂与碳物质混合物的氯化反应的设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大规模生产四氯化硅的气固反应装置，其能够更好地针对SiO₂与碳混合物的氯化反应，规模化地生产四氯化硅。

本发明的另一目的在于提供一种大规模生产四氯化硅的生产设备，其设备简单合理，生产效率高，可以实现四氯化硅的大规模工业化生产。

本发明的实施例是这样实现的：

一种大规模生产四氯化硅的气固反应装置，其包括壳体，以及由壳体围成的相对密闭的反应室；反应室内设置有第一加热体和第二加热体；第一加热体和第二加热体在竖直方向上间隔设置，并将反应室分隔成相对独立的进气区、气体加热区和气固反应区；

其中，进气区位于第一加热体的下方，气体加热区位于第一加热体和第二加热体之间，气固反应区位于第二加热体的上方；

壳体设置有用于通入气体原料的进气管和用于通入固体原料的进料管，进气管由壳体底部伸入至进气区内；进料管由壳体顶部伸入至气固反应区内；气体原料可依次穿过进气区、第一加热体、气体加热区和第二加热体，进入到气固反应区与固体原料反应。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第一加热体与壳体之间或第一加热体本身设置有供气体原料通过的第一过气间隙。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，第二加热体与壳体之间或第二加热体本身设置有供气体原料通过的第二过气间隙。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，气固反应区的上方设置有沉降区，气固反应区与沉降区的直径之比为1：2～3。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，沉降区的顶部设置有排气管，排气管处设置有用于阻止固体粉尘穿过的滤网。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，气固反应区的底部设置有用于堆放固体原料的物料分布板，物料分布板上分布有多个供气体原料通过的通气孔。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，每个通气孔处均设置有风帽，风帽的底部与通气孔连通，风帽的侧面设置有多个出气孔。

进一步地，在本发明其它较佳实施例中，进气管位于进气区内的一端设置有用于将气体原料进行分散的气体分布器。