[实用新型]一种冷氢化流化床反应器

说明书

本实用新型公开了一种冷氢化流化床反应器，包括有反应器反应区、反应器沉降区和旋风分离器，反应器沉降区为若干个相互独立的小型分体结构或者是一个较大的整体结构，如是分体结构则各反应器沉降区之间留有间隔，使所有反应器沉降区的直径总和小于反应器反应区的直径，如是整体结构则反应器沉降区的直径小于反应器反应区的直径，这样可使沉降区直径明显小于反应区的直径，如此虽然无法降低沉降区的高度，但可通过减小沉降区的直径从而减小整个反应器的尺寸，从而可节省制作材料，降低成本，同时避免了采用外置旋风分离器时存在高温反应气体泄漏存在的安全隐患问题。

技术领域

本实用新型涉及化工生产设备技术领域，具体涉及一种用于晶硅生产中的冷氢化流化床反应器。

背景技术

冷氢化流化床反应器是冷氢化装置的核心设备，其反应器内发生的主要反应为：Si+2H₂+3SiCL₄＝4SiHCL₃，常用反应温度介于500～600℃，反应压力在1.5-3.5MPaG，其在多晶硅生产工艺中属于高温高压装置。此反应属于气固反应，反应物料从反应器的底部进入，发生反应后经过一个流速缓慢的沉降区，再经旋风除尘器将反应气体带出的固相进行分离除尘。一般工业生产中使用的传统冷氢化流化床反应器是直筒型，即沉降区直径等于反应区直径，也有沉降区直径大于反应区直径的。旋风分离器在分离过程中由于固相硅粉受高速离心力作用会对旋风分离器本体造成磨损，久而久之可能会将旋风分离器磨穿。如果采用外置旋风分离器的方式，虽然不存在磨损分离器的问题，但可能会造成反应气体泄漏，存在安全隐患；采用内置旋风分离器的方式，可以很好地避免此安全问题，但因旋风分离器料腿高度一般较长，导致流化床反应器沉降区的高度需大幅增加，使得流化床反应器的总高度因此远高于反应区的实际床层高度，从而造成需要较多材料来制作，而反应器本身所使用的材料需要耐高温高压，费用昂贵，导致反应器的成本大幅增加。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术存在的缺点，提供一种实现结构简单、可减小反应器整体尺寸，从而可减少制作材料用量、降低成本的冷氢化流化床反应器。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：一种冷氢化流化床反应器，包括有反应器反应区、反应器沉降区和旋风分离器，反应器沉降区设置在反应器反应区的顶端，旋风分离器设置在反应器沉降区中，其特征在于：所述反应器沉降区包括有相互独立的若干个，每一反应器沉降区对应一旋风分离器，旋风分离器装在对应的反应器沉降区中；各反应器沉降区的内径稍大于旋风分离器的最大横向尺寸，使旋风反应器的最外凸边缘贴近反应器沉降区的内壁；每一反应器沉降区的底端均与反应器反应区连通，顶端则设有反应器上封头，旋风分离器通过反应器上封头垂直贯穿于反应器沉降区中；各反应器沉降区之间留有间隔，使所有反应器沉降区的直径总和小于反应器反应区的直径。

所述旋风分离器的顶部与反应器上封头采用法兰连接或焊接，反应器沉降区与反应器反应区采用法兰连接或直接焊接固定。

所述旋风分离器的数量不多于反应器沉降区的数量，比如，均为24个，可根据生产需要选择开启相应的旋风分离器，还可以根据反应器增加或减少旋风分离器的数量。

所述旋风分离器均设置有分离器进气口和分离器出气口，分离器出气口竖直设置在旋风分离器的顶端并伸出在反应器上封头上面，分离器进气口横向设置在旋风分离器的顶部侧面，旋风分离器的料腿底端则伸入在反应器反应区的上部。

作为另一种方案，一种冷氢化流化床反应器，包括有反应器反应区、反应器沉降区和旋风分离器，反应器沉降区设置在反应器反应区的顶端，旋风分离器设置在反应器沉降区中，其特征在于：在反应器沉降区内设有若干个旋风分离器，反应器沉降区的直径小于反应器反应区的直径，使位于边缘的旋风反应器的最外凸边缘贴近反应器沉降区的内壁；反应器沉降区的底端与反应器反应区连通，顶端则设有反应器上封头，各旋风分离器通过反应器上封头垂直贯穿于反应器沉降区中，并且相邻旋风分离器之间留有间隔。