[實用新型]一種高溫分解氟硅酸鈉制備四氟化硅的裝置

有效

• 申請號: 201520380853.2
• 申請日: 2015-06-04
• 公開（公告）號: CN204643859U
• 公開（公告）日: 2015-09-16
• 發明（設計）人: 張建剛;陳學航;高文龍;馮永渝
• 申請（專利權）人: 貴州省產品質量監督檢驗院
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 貴陽東圣專利商標事務有限公司 52002
• 代理人: 蘭艷文

技術領域

本實用新型屬于化學機械領域，具體的涉及一種高溫熱分解制備四氟化硅氣體的裝置。

背景技術

四氟化硅是電子和半導體行業中的一種重要原料，主要用于硅化鉭、氮化硅等的蝕刻劑、P型摻雜劑及外延沉積擴散硅源，還可以用于制備電子級硅烷或多晶硅；由于四氟化硅在高溫火焰中水解可以產生具有高比表面積的熱沉SiO₂，還可以用于制作光導纖維用高純石英玻璃；在光纖生產技術中，四氟化硅是制造硅基半導體器件時所采用的離子注入法的重要成分；此外，四氟化硅還廣泛應用于生產水泥、電子材料、太陽能電池元件、復印機感光鼓、特大規模集成電路等，隨著激光在有機反應應用的發展，還可以用作光敏劑等。

四氟化硅氣體常用的制備方法，包括硫酸法、氫氟酸法、Si-F₂直接合成法和氟硅酸鹽熱解法等。其中除了氟硅酸鹽熱解法外，其它制備方法均需要引入酸或者氟氣，對于四氟化硅的后續提純增加難度。而氟硅酸鹽熱解法無需引入其它反應物，反應易于發生，操作危險性小，對設備材質要求也比硫酸法和氟硅酸法低。氟硅酸鹽可預先經過提純，熱解得到的四氟化硅氣體也易于進一步提純，副產品氟化鹽也是重要的工業原料，因此該方法成為較為常用且具有發展前景的制備電子級四氟化硅氣體的方法。磷肥副產品氟硅酸鈉產量大、價格低，因此成為熱分解制備四氟化硅氣體最為常用的原料。

????但是氟硅酸鈉在加熱過程中易發生熔融結塊導致分解困難。解決方法通常采用添加分解助劑，或者反應裝置設計為采用流化床或旋轉窯的型式，實際上是通過對氟硅酸鈉進行攪拌避免減輕結塊趨勢。

中國專利庫中，與氟硅酸鈉高溫分解裝置相關的申請件有：200980156839.1《用于在流化床反應器中由氟硅酸鹽生產四氟化硅的方法和體系》、201110258173.X《采用回轉窯制備四氟化硅的方法》、200910024293.6《回轉反應爐熱裂解氟硅酸鈉制備四氟化硅的方法》。上述的專利技術均能高溫分解氟硅酸鹽制備四氟化硅氣體，但是對設備耐蝕性和強度要求高；此外，采用氟硅酸鹽動態分解的方式（流化床或回轉窯）制備四氟化硅，在生產過程中會產生大量物料粉塵，增加四氟化硅后續提純難度，并且也不能完全避免結塊現象。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種高溫分解氟硅酸鈉制備四氟化硅氣體的裝置，該裝置提高了原料氟硅酸鈉熱分解率，很大程度上改善其分解結塊現象，不會產生物料粉塵，從而減小四氟化硅后續提純凈化難度。

本實用新型的目的及解決其主要技術問題是采用以下技術方案來實現的：一種高溫分解氟硅酸鈉制備四氟化硅的裝置，包括釜體和法蘭蓋，釜體內有托盤架，托盤架上可置多個加熱托盤，加熱托盤呈環帶形，加熱托盤有四周折邊和中央折邊，四周折邊和中央折邊上有通氣缺口；四周折邊與釜體內壁形成氣體排出通道，中央折邊之間也組成中央氣體排出道；法蘭蓋頂部連接有出氣管。

進一步地，法蘭蓋通過連接螺栓和墊圈與釜體連接。

使用時，將洗滌提純后的氟硅酸鈉裝入加熱托盤中，然后將加熱托盤疊放至托盤架上并放入分解釜體中，蓋好法蘭蓋，置于加熱爐中加熱得到四氟化硅氣體，經過氣體排出通道和中央氣體排出道從出氣管排出，通過換熱器冷凝后收集。

本實用新型與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本實用新型首次采用了多層托盤分解氟硅酸鈉的方式，將原料厚度降低，提高了原料氟硅酸鈉熱分解率，并且很大程度上改善其分解結塊現象；在加熱過程中氟硅酸鈉及分解助劑處于靜態，不會產生物料粉塵，從而減小四氟化硅后續提純凈化難度；采用托盤架固定加熱托盤，確保分解反應釜轉運在過程中托盤不易傾覆，確保四氟化硅氣體排出通道通暢。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖，

圖2為圖1的俯視圖，

圖3為本實用新型的加熱托盤結構示意圖，

圖4為本實用新型的托盤裝料疊放示意圖。

圖中標記：1、法蘭蓋，2、出氣管，3、釜體，4、托盤架，5、加熱托盤，6、四周折邊，7、中央折邊，8、通氣缺口，9、墊圈，10、連接螺栓，11、氣體排出通道，12、中央氣體排出道。

具體實施方式

??以下結合附圖和較佳實施例，對依據本實用新型提出的一種高溫分解氟硅酸鈉制備四氟化硅氣體的裝置具體實施方式、特征及其功效，詳細說明如后。