[實(shí)用新型]U形管有機(jī)硅流化床反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420388526.7
• 申請(qǐng)日: 2014-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN203971915U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許如海;王武謙;王在良;孔憲昊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科圣化工機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): B01J8/24
• 分類號(hào): B01J8/24;B01J19/26;C07F7/16
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標(biāo)事務(wù)所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

????本實(shí)用新型屬于反應(yīng)器設(shè)備制造領(lǐng)域，具體地說涉及一種U形管有機(jī)硅流化床反應(yīng)器。

背景技術(shù)

流化床反應(yīng)器是有機(jī)硅生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，目前有機(jī)硅合成反應(yīng)器主要采用的是一種介于流化床和固定床形式之間的反應(yīng)器，行業(yè)內(nèi)習(xí)慣稱為流化床反應(yīng)器。在流化床反應(yīng)器內(nèi)，氣態(tài)氯甲烷和固態(tài)的硅粉反應(yīng)生成有機(jī)硅單體。氯甲烷氣體由反應(yīng)器底部進(jìn)入反應(yīng)器，與填充在反應(yīng)器內(nèi)的硅粉反應(yīng)。氯甲烷與硅粉的反應(yīng)在350℃以上的高溫下進(jìn)行，反應(yīng)生成的熱量很大，需要及時(shí)將反應(yīng)熱從反應(yīng)器內(nèi)移走，以便保證反應(yīng)順利、安全地進(jìn)行。生成有機(jī)硅單體的反應(yīng)過程是氣固相反應(yīng)，反應(yīng)器內(nèi)的熱量傳遞效率較低，如何將反應(yīng)器內(nèi)的熱量迅速移走具有重要意義。

目前，有機(jī)硅流化床反應(yīng)器通常采用在反應(yīng)器內(nèi)布置一定數(shù)量的指形管移走反應(yīng)器內(nèi)的熱量。由于指形管只有外層套管與硅粉和氣體接觸，單位床層體積的換熱面積較低；另外指形管是內(nèi)外套管結(jié)構(gòu)，管的外徑相對(duì)較大，床層內(nèi)管間距也較大，存在床層內(nèi)局部過熱現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于：提供一種U形管有機(jī)硅流化床反應(yīng)器，它結(jié)構(gòu)合理，傳熱效率高，氯甲烷氣體和硅粉與U形換熱管接觸面大，床層內(nèi)溫度分布均勻，有利于提高反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，提高有機(jī)硅流化床反應(yīng)器的效率。

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：該U形管有機(jī)硅流化床反應(yīng)器包括反應(yīng)區(qū)筒體、上部擴(kuò)大管箱和下部管箱，在反應(yīng)區(qū)筒體的頂部和底部分別安裝上部擴(kuò)大管箱和下部管箱，上部擴(kuò)大管箱上設(shè)成品氣出口和硅粉加料口，下部管箱上設(shè)固體物料排放口，其特征是：在反應(yīng)區(qū)筒體內(nèi)安裝若干U形換熱管，上部擴(kuò)大管箱上設(shè)冷卻介質(zhì)進(jìn)口總管和冷卻介質(zhì)出口總管，U形換熱管內(nèi)走冷卻介質(zhì)，U形換熱管之間裝填硅粉；在反應(yīng)區(qū)筒體上設(shè)有若干氯甲烷噴射管，氯甲烷噴射管與筒體安裝點(diǎn)的切線形成一定的角度，氯甲烷氣體在反應(yīng)器內(nèi)形成上升和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，氯甲烷噴射管在筒體外部的延伸段全部連接在一個(gè)環(huán)繞筒體的氯甲烷總管上；在氯甲烷噴射管下方的筒體內(nèi)安裝氣體分布板，氣體分布板上設(shè)有若干氣體分布孔，在下部管箱上設(shè)有氯甲烷輔助進(jìn)口。

其中，上部擴(kuò)大管箱直徑明顯大于反應(yīng)區(qū)筒體直徑。

使用時(shí)，硅粉由硅粉加料口一次性加入，原料氯甲烷氣體經(jīng)過氯甲烷總管進(jìn)入各個(gè)氯甲烷噴射管，在反應(yīng)器內(nèi)與硅粉反應(yīng)，反應(yīng)生成的有機(jī)硅氣體由成品氣出口去成品精制工段，反應(yīng)生成的熱量由U形換熱管中的冷卻介質(zhì)帶走；當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的硅粉數(shù)量較少時(shí)，氯甲烷氣體由下部管箱的氯甲烷輔助進(jìn)口進(jìn)入氣體分布板并通過氣體分布孔進(jìn)入反應(yīng)區(qū)與硅粉反應(yīng)。

本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、氣體在硅粉內(nèi)部分布均勻，避免溝流、短路現(xiàn)象；2、單位床層體積的換熱面積大；3、U形換熱管直徑較小，U形換熱管管間距小，克服床層局部過熱現(xiàn)象；4、床層徑向溫度分布均勻；5、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的噴射管俯視示意圖。

圖中：1上部擴(kuò)大管箱，2冷卻介質(zhì)進(jìn)口總管，3反應(yīng)區(qū)筒體，4?U形換熱管，5氯甲烷噴射管，6氯甲烷總管，7氣體分布板，8下部管箱，9氯甲烷輔助進(jìn)口，10固體物料排放口，11冷卻介質(zhì)出口總管，12硅粉裝料口，13成品氣出口。

具體實(shí)施方式

如圖1、2所示，該U形管有機(jī)硅流化床反應(yīng)器包括反應(yīng)區(qū)筒體3、上部擴(kuò)大管箱1和下部管箱8，在反應(yīng)區(qū)筒體3的頂部和底部分別安裝上部擴(kuò)大管箱1和下部管箱6，上部擴(kuò)大管箱1上設(shè)成品氣出口13和硅粉加料口12，下部管箱8上設(shè)固體物料排放口10，其特征是：在反應(yīng)區(qū)筒體3內(nèi)安裝若干U形換熱管4，上部擴(kuò)大管箱（1）上設(shè)冷卻介質(zhì)進(jìn)口總管2和冷卻介質(zhì)出口總管11，U形換熱管4內(nèi)走冷卻介質(zhì)，U形換熱管4之間裝填硅粉；在反應(yīng)區(qū)筒體3上設(shè)有若干氯甲烷噴射管5，氯甲烷噴射管5與筒體安裝點(diǎn)的切線形成一定的角度，氯甲烷氣體在反應(yīng)器內(nèi)形成上升和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，氯甲烷噴射管5在筒體外部的延伸段全部連接在一個(gè)環(huán)繞筒體的氯甲烷總管6上；在氯甲烷噴射管5下方的筒體內(nèi)安裝氣體分布板7，氣體分布板7上設(shè)有若干氣體分布孔，在下部管箱8上設(shè)有氯甲烷輔助進(jìn)口9。

其中，上部擴(kuò)大管箱1直徑明顯大于反應(yīng)區(qū)筒體3直徑。

使用時(shí)，硅粉由硅粉加料口12一次性加入，原料氯甲烷氣體經(jīng)過氯甲烷總管6進(jìn)入各個(gè)氯甲烷噴射管5，在反應(yīng)器內(nèi)與硅粉反應(yīng)，反應(yīng)生成的有機(jī)硅氣體由成品氣出口13去成品精制工段，反應(yīng)生成的熱量由U形換熱管4中的冷卻介質(zhì)帶走；當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)的硅粉數(shù)量較少時(shí)，氯甲烷氣體由下部管箱8的氯甲烷輔助進(jìn)口9進(jìn)入氣體分布板7并通過氣體分布孔進(jìn)入反應(yīng)區(qū)與硅粉反應(yīng)。