[發明專利]用氣流床反應器排放氮氣生產氮化硅結合碳化硅制品的隧道窯

有效

• 申請號: 201310024123.4
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103115487A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王文東;尹克勝;尹弘毅;尹建程;劉紅亮
• 申請（專利權）人: 尹克勝
• 主分類號: F27B9/02
• 分類號: F27B9/02;F27B9/12;F27B9/26;F27B9/30;C04B35/584;C04B35/565
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技術領域

本發明涉及一種用氣流床反應器排放氮氣生產氮化硅結合碳化硅制品的隧道窯，屬于太陽能光伏電池晶體硅加工廢棄物綜合利用領域。?

背景技術

氮化硅結合碳化硅陶瓷材料是一種先進的工程陶瓷材料，具有高的室溫和高溫強度、高硬度、耐腐蝕性、抗氧化性和良好的抗熱沖擊及機械沖擊性能，被材料科學界認為是結構陶瓷領域中綜合性能優良的，在高科技、高溫領域中獲得廣泛應用的一種新材料。?

晶體硅加工廢砂漿是太陽能光伏電池生產加工過程中形成的混有40～50％PEG(聚乙二醇切割液)、45～30％SiC(切割磨料)、1～3％的鐵粉(切割線磨損)、14～17％Si粉(晶體硅磨屑)的四元混合物系。?

申請人從2006年開始關注太陽能光伏電池晶體硅加工廢砂漿的處理問題，探索研究最優化的回收利用技術。2011年4月22日提出了申請號201110101064.7的《光伏電池晶體硅加工廢砂漿綜合處理新方法》的發明專利申請，2011年08月12日提出了申請號201110238197.9《光伏晶體硅加工廢砂漿綜合處理技術》的發明專利申請，對前一個專利申請進行了補充完善。2012年6月26日又申請號201110238197.9《光伏晶體硅加工廢砂漿綜合處理技術》為優先權提出了申請號為201210207989.4《無污水和固體廢物排放的晶體硅加工廢砂漿綜合處理技術》提出了以含SiC、Si二元砂為原料，利用氣流床氮化合成納米氮化硅的技術方案；之后對此方案的工業化生產技術進行了深入研究，發明設計了《利用?晶體硅加工廢砂漿回收硅粉制備氮化硅產品的機組》，《用晶體硅加工廢砂漿回收硅粉制備氮化硅粉體的氣流床反應器》，而利用氣流床反應器合成氮化硅微粉的過程排出的溫度≤1600℃的夾帶少量氮化硅微粉的氮氣的處理與利用就成為必須解決的問題。?

發明內容

本發明是對申請號201210207989.4《無污水和固體廢物排放的晶體硅加工廢砂漿綜合處理技術》和此次一起申請的《用晶體硅加工廢砂漿回收硅粉制備氮化硅產品的機組》，《用晶體硅加工廢砂漿回收硅粉制備氮化硅粉體的氣流床反應器》發明專利申請的補充與完善；主要解決氣流床反應器合成氮化硅微粉的過程排出的溫度≤1600℃的夾帶少量氮化硅微粉的氮氣的處理與利用問題。?

本發明的目的是提供一種利用晶體硅加工廢砂漿回收硅粉制備氮化硅粉體的氣流床反應器排出的溫度≤1600℃的夾帶少量氮化硅微粉的氮氣燒結氮化硅結合碳化硅陶瓷材料的隧道窯。?

本發明的目的是這樣實現的：隧道窯與配套的隧道窯窯車組合形成隧道式燒結通道，工作壓力≤0.1MPa，隧道截面積是氣流床截面積的0.5--4倍，長度是氣流床高度5--20倍，形成預熱帶、燒成帶、冷卻帶；裝在窯車上的利用晶體硅加工廢砂漿回收的二元砂為原料制備的陶瓷毛坯由窯頭進入隧道窯預熱帶，與燒成段帶過來的高溫氮氣換熱，完成毛坯預熱；預熱后的毛坯與氣流床反應器排出的溫度≤1600℃的夾帶少量氮化硅微粉的氮氣完成氮化燒結反應；進入冷卻帶，與制氮系統制備的氮氣換熱降溫到200--600℃時出隧道窯窯尾，成為氮化硅結合碳化硅陶瓷材料；完成預熱換熱的氮氣溫度在300--800℃，從隧道窯預熱帶前部的排氣通道排出，進入硅粉濾餅干燥機干燥硅粉。?

隧道窯采用分體籠式框架結構，以隧道窯窯車軌道、槽鋼枕木和枕木連接槽鋼為底座，輔以型鋼立柱、橫梁、連接桿構成籠式框架，外包板材形成隧道窯箱體，多個箱體連接組成隧道窯整體框架箱體。?

隧道窯與配套的隧道窯窯車組合形成隧道式燒結通道，采用耐火纖維板砌筑，隧道底部與窯車之間采用組合沙封密封，保持窯內工作壓力在0.01--0.1MPa，防止隧道窯能量損失。?

隧道窯與配套的隧道窯窯車組合形成隧道式燒結通道，采用耐火隔熱材料砌筑，與窯車之間采用迷宮式密封與多道沙封密封相結合的方式，保持窯內工作壓力在0.01--0.1MPa，防止隧道窯能量損失。?

隧道窯采用氣流床反應器排出的溫度≤1600℃的夾帶少量氮化硅微粉的高溫氮氣為熱源，不設燃燒室；氣流床反應器排出氮氣分布器相當于頂燃式燃燒室。?

隧道窯窯頭、窯尾分別設置窯門，以便在隧道窯無窯車進出時封閉窯頭、窯尾，減少窯內氮氣及和熱量損失。?

隧道窯預熱帶前段左右兩側各設置一條氮氣排放通道，用于排放預熱換熱后的氮氣，排放的氮氣輸入硅粉濾餅干燥機。?

隧道窯冷卻帶后段設置冷卻氮氣噴管，利用制氮裝置剩余氮氣冷卻產品。?