[發(fā)明專(zhuān)利]一種氮化硅粉體生產(chǎn)線(xiàn)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810356907.X
• 申請(qǐng)日: 2018-04-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108609590B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任小平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江東瓷新材料有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B21/068
• 分類(lèi)號(hào): C01B21/068
• 代理公司: 杭州杭誠(chéng)專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;何俊

1.一種氮化硅粉體生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于：包括供料單元、反應(yīng)單元、收料單元和循環(huán)水冷單元；

所述供料單元包括硅粉投料機(jī)構(gòu)、氮?dú)庵苽湓鰤貉b置(300)和微波等離子預(yù)熱器(301)；所述硅粉投料機(jī)構(gòu)與氮?dú)庵苽湓鰤貉b置分別與微波等離子預(yù)熱器連通并分別提供硅粉和氮?dú)猓獨(dú)庵苽湓鰤貉b置還與硅粉投料機(jī)構(gòu)連通為其輸送氮?dú)庖蕴峁毫Γ?/p>

所述反應(yīng)單元包括依次連接的懸浮反應(yīng)器(302)和保溫冷卻器(303)；所述微波等離子預(yù)熱器與懸浮反應(yīng)器連通為其提供硅粉和氮?dú)猓凰龅獨(dú)庵苽湓鰤貉b置與保溫冷卻器連通為其提供冷卻用氮?dú)猓乩鋮s器又分別與硅粉投料機(jī)構(gòu)、微波等離子預(yù)熱器連通以循環(huán)利用氮?dú)猓?/p>

所述懸浮反應(yīng)器包括爐管(1)、爐殼(2)、加熱火炬(3)和噴管(4)；所述爐管的內(nèi)腔由上至下依次分為加熱區(qū)(A)和反應(yīng)區(qū)(B)，爐管的上端固定有向下噴火的所述加熱火炬，爐管的下端設(shè)有出料口(5)；所述爐殼套設(shè)于爐管外部且爐管與爐殼之間設(shè)有空隙，所述空隙內(nèi)填充有保溫棉(9)；所述噴管與微波等離子預(yù)熱器的出料端連接并穿設(shè)爐殼、爐管進(jìn)入爐管內(nèi)腔的加熱區(qū)，且噴管的末端設(shè)有噴嘴(6)，所述噴嘴朝上且位于加熱火炬下方；所述爐殼上設(shè)有氮?dú)馊肟?7)；在爐管的內(nèi)壁同一高度上設(shè)有一圈進(jìn)氣縫(8)，進(jìn)氣縫在豎直方向上開(kāi)口向爐管內(nèi)腔斜向上，進(jìn)氣縫在水平面上開(kāi)口與爐管內(nèi)壁曲面近似或完全相切且所有開(kāi)口朝向一致；所述氮?dú)庵苽湓鰤貉b置與氮?dú)馊肟谶B通為其提供氮?dú)猓?/p>

所述收料單元包括氣粉分離器(304)、包裝器(305)和回收氮?dú)鈨?chǔ)罐(306)；所述氣粉分離器與保溫冷卻器連通，氣粉分離器中的粉體、氣體分別輸送至所述包裝器和回收氮?dú)鈨?chǔ)罐；所述回收氮?dú)鈨?chǔ)罐與硅粉投料機(jī)構(gòu)連通為其輸送氮?dú)庖蕴峁毫Γ换厥盏獨(dú)鈨?chǔ)罐還與包裝器連接并為其提供包裝用氣；

所述循環(huán)水冷單元包括水冷池(307)和水冷泵(308)；所述水冷池通過(guò)所述水冷泵分別與微波等離子預(yù)熱器、懸浮反應(yīng)器的加熱裝置、保溫冷卻器循環(huán)回路連接；

所述氮?dú)庵苽湓鰤貉b置還分別與微波等離子預(yù)熱器、懸浮反應(yīng)器的加熱裝置和懸浮反應(yīng)器的爐管連接并提供氮?dú)狻?/p>

2.如權(quán)利要求1所述的一種氮化硅粉體生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于，所述硅粉投料機(jī)構(gòu)包括依次連接的硅粉投料站(309)、硅粉料倉(cāng)(310)、電動(dòng)蝶閥(311)、螺桿計(jì)量加料器(312)和硅粉噴射器(313)；所述硅粉噴射器與微波等離子預(yù)熱器連通并為其提供硅粉。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種氮化硅粉體生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于，所述微波等離子預(yù)熱器包括氮?dú)夤艿?100)、第一噴射器(101)、微波等離子火炬(102)、第二噴射器(103)、預(yù)熱器殼體(104)和盤(pán)管(105)；所述第一噴射器上設(shè)有與硅粉投料機(jī)構(gòu)連通的硅粉添加口(106)，所述氮?dú)夤艿赖倪M(jìn)料端分別與氮?dú)庵苽湓鰤貉b置和保溫冷卻裝置連通；氮?dú)夤艿赖某隽隙搜由爝M(jìn)入第一噴射器內(nèi)，第一噴射器的出料端與第二噴射器連接；所述微波等離子火炬設(shè)于第二噴射器內(nèi)；所述盤(pán)管設(shè)于預(yù)熱器殼體內(nèi)，且第二噴射器的出料端與盤(pán)管的進(jìn)料端連接，盤(pán)管的出料端延伸出預(yù)熱器殼體外并與所述懸浮反應(yīng)器連接；所述氮?dú)庵苽湓鰤貉b置為微波等離子火炬提供氮?dú)猓鏊涑嘏c微波等離子火炬循環(huán)回路連接用以降溫冷卻。

4.如權(quán)利要求3所述的一種氮化硅粉體生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于，還包括液氨存儲(chǔ)罐(314)，所述液氨存儲(chǔ)罐與微波等離子預(yù)熱器上的氮?dú)夤艿肋B通并為其提供液氨。

5.如權(quán)利要求1所述的一種氮化硅粉體生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于，所述爐管的外壁上套設(shè)有密封墊圈(17)，所述密封墊圈處于加熱區(qū)和反應(yīng)區(qū)的銜接處，并且密封墊圈將爐管與爐殼之間的空隙密封分隔為上下兩個(gè)部分。

6.如權(quán)利要求1或5所述的一種氮化硅粉體生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于，所述爐管內(nèi)設(shè)有腔頸(10)，所述腔頸處于加熱區(qū)和反應(yīng)區(qū)的銜接處；腔頸的上端呈倒圓錐型，腔頸的下端呈正圓錐型。

7.如權(quán)利要求1所述的一種氮化硅粉體生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于，在所述加熱區(qū)和反應(yīng)區(qū)設(shè)有至少一層進(jìn)氣縫；所述進(jìn)氣縫在豎直方向上斜向上的角度為30-50度。

8.如權(quán)利要求1所述的一種氮化硅粉體生產(chǎn)線(xiàn)，其特征在于，所述保溫冷卻器包括外殼(200)、冷卻盤(pán)管(201)和氮?dú)饫鋮s內(nèi)殼(202)、冷卻氮?dú)夤艿?203)和氮?dú)庵评淦?204)；所述外殼內(nèi)設(shè)有隔板(205)將其內(nèi)腔分隔為上下的保溫段(206)和冷卻段(207)；所述保溫段又分為上下兩區(qū)，所述氮?dú)饫鋮s內(nèi)殼設(shè)于外殼內(nèi)的保溫段下區(qū)，所述氮?dú)庵苽湓鰤貉b置與冷卻氮?dú)夤艿肋B通為其提供氮?dú)猓鋮s氮?dú)夤艿烙峙c氮?dú)饫鋮s內(nèi)殼連通，冷卻氮?dú)夤艿郎显O(shè)有所述氮?dú)庵评淦鳎鋮s氮?dú)鈨?nèi)殼還與微波等離子預(yù)熱器連通；所述冷卻盤(pán)管由上至下分為三段且分別設(shè)于保溫段上區(qū)、氮?dú)饫鋮s內(nèi)殼和冷卻段內(nèi)，冷卻盤(pán)管的上端與懸浮反應(yīng)器的出料口連接，冷卻盤(pán)管的下端的出料端延伸出外殼外部；外殼的底部和頂部分別設(shè)有進(jìn)水口(208)和出水口(209)，所述隔板上設(shè)有上下通水口(210)；所述水冷池分別與進(jìn)水口和出水口連接。