[实用新型]氢化反应器

说明书

本实用新型公开了一种氢化反应器，包括筒体、硅粉下料管和滤芯组件。其中，筒体竖向设置，筒体的下部和顶部分别设有进气管和排气口，筒体内限定有彼此连通的下腔和上腔，下腔与进气管连通，上腔与排气口连通；硅粉下料管从筒体外穿入下腔内，硅粉下料管的一端具有硅粉出口，硅粉出口在下腔内且位于进气管的上方；滤芯组件嵌设在上腔中。根据本实用新型实施例的氢化反应器，可以有效地避免硅粉随气体逸出，具有运行时间长等优点。

技术领域

本实用新型涉及氢化反应的技术领域，尤其是涉及一种氢化反应器。

背景技术

氢化反应为气固反应，随着反应的进行，氢化反应器中的硅粉颗粒会逐渐变细，当颗粒小于一定初始流化速度时，会被气体带出，进入后续设备中，堵塞管道和设备，影响生产正常运行。

目前，在多晶硅生产过程中，90％以上的多晶硅企业均采用四氯化硅冷氢化技术处理副产物，将其转化为生产多晶硅的原料三氯氢硅。四氯化硅冷氢化技术是将冶金级硅粉、氢气、四氯化硅加入冷氢化反应器中，在一定的温度、压力条件下，在催化剂作用下反应，生成三氯氢硅。随着反应的进行，反应器中的硅粉颗粒会逐渐变细，当颗粒小于一定初始流化速度时，会被气体带入后续设备中，影响生产正常运行。

目前，四氯化硅冷氢化固定床反应器出口一般设有高温气体过滤器。这种方式存在的主要问题是随着时间的延长，过滤器内细硅粉越来越多，一是硅粉层堆积至滤芯空间，容易导致滤芯断裂，从而过滤失效，硅粉带入后续设备，二是硅粉堆积过高，导致系统压差大，系统需要定期停车将过滤器内的细硅粉放出，三是该部分细硅粉无法再次利用，导致硅粉的浪费。由于过滤器内的硅粉粒度小，再次加入四氯化硅冷氢化固定床反应器后，无法及时反应就会被气体带出。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种氢化反应器，该氢化反应器内部自身带有过滤系统，可以有效地避免硅粉随气体逸出。

根据本实用新型实施例的氢化反应器，包括：

筒体，所述筒体竖向设置，所述筒体的下部和顶部分别设有进气管和排气口，所述筒体限定有连通的下腔和上腔，所述下腔与所述进气管连通，所述上腔与所述排气口连通；

硅粉下料管，所述硅粉下料管从所述筒体外穿入所述下腔内，所述硅粉下料管的一端具有硅粉出口，所述硅粉出口在所述下腔内且位于所述进气管的上方；

滤芯组件，所述滤芯组件嵌设在所述上腔中。

根据本实用新型实施例的氢化反应器，四氯化硅和氢气的混合气体从进气管进入下腔，与通过硅粉下料管进入下腔的硅粉发生反应，生成三氯氢硅气体，随着反应的进行，硅粉颗粒逐渐变细，三氯氢硅气体夹带细硅粉不断上升，进入上腔；由于上腔嵌设有滤芯组件，能够拦截细硅粉，细硅粉附着在滤芯组件的表面上随着反应进行时，细硅粉随气体被带入过滤组件，细硅粉被拦截下来，附着在滤芯表面；由于滤芯组件在氢化反应器内，仍处于有效反应区，且该部分硅粉细，反应活性强，短时间内就能反应生成三氯氢硅气体，从而彻底解决细硅粉随三氯氢硅气体从排气口逸出问题，实现了细硅粉的有效回收。

根据本实用新型实施例的氢化反应器，具有如下优点：第一，滤芯组件置于氢化反应器内，为氢化反应器的一部分，取消了流程后端的过滤器，流程更为简单，同时也减少了泄漏点，尤其适用于高温高压、易燃易爆工艺介质；第二，流程设备减少，例如取消了后端的过滤器，降低了整体成本投资；第三，流程设备减少，从而系统散热少，能耗低；第四，滤芯组件上不会出现细硅粉堆积，因此滤芯组件易断裂，寿命长；同时滤芯组件不需要单独检修，检修时间短，检修费用少；第五，硅粉能有效回收利用，硅耗低；第六，系统稳定运行时间长，不需要定期停止运行。

另外，根据本实用新型实施例的氢化反应器，还可以具有如下附加技术特征：

根据本实用新型的一个实施例，所述上腔的径向尺寸相对于所述下腔的径向尺寸大。