[实用新型]一种用于合成氮化硅粉体的反应系统

权利要求书

1.一种用于合成氮化硅粉体的反应系统，其特征在于：包括依次连接的微波等离子预热器、悬浮反应器和保温冷却器；

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。

2.如权利要求1所述的一种用于合成氮化硅粉体的反应系统，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硅粉添加口（106），所述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。

3.如权利要求2所述的一种用于合成氮化硅粉体的反应系统，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，所述冷却氮气管道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的氮气管道连通；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，冷却盘管的上端与炉管的出料口连接，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）。

4.如权利要求2所述的一种用于合成氮化硅粉体的反应系统，其特征在于，所述第一喷射器内的压力小于第二喷射器内的压力。

5.如权利要求1所述的一种用于合成氮化硅粉体的反应系统，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所述的一种用于合成氮化硅粉体的反应系统，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所述的一种用于合成氮化硅粉体的反应系统，其特征在于，所述炉管由多个炉管单元（15）垂直叠放而成；每个所述炉管单元的顶部和底部分别设有外倒角和内倒角，所述外倒角面上设有若干均匀分布的螺旋槽（16），多个炉管单元垂直叠放后螺旋槽成为所述进气缝。

8.如权利要求3所述的一种用于合成氮化硅粉体的反应系统，其特征在于，所述冷却氮气管道和微波等离子预热器的氮气管道分别与氮气冷却内壳的顶部、底部连通，且冷却氮气管道和氮气管道位于氮气冷却内壳的对立侧。