[發明專利]一種改善流化床密、稀相段壓差的裝置及應用

在審

• 申請號: 202011628312.9
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112657436A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 張剛;吳偉;王寧;李力;王永亮
• 申請（專利權）人: 新疆協鑫新能源材料科技有限公司
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;C01B33/035
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 肖明芳

本發明公開了一種改善流化床密、稀相段壓差的裝置及應用，所述的流化床的頂部設有出口，底部設有入口，其特征在于，所述流化床內部的頂部設有一個以上的旋風分離器；所述的內旋風分離器的出口設有料腿管線，料腿管線設有一個以上的吹掃插入管孔口，料腿管線的底部還設有末端翼閥機構；其中，所述的吹掃插入管孔口與吹掃插入管連通，吹掃插入管穿過流化床的側壁，與流化床外部的法蘭連接；其中，在流化床的外部，所述的吹掃插入管還設有閥門和限流孔板，以控制吹掃插入管的氣體流量。

技術領域

本發明涉及多晶硅領域，具體涉及一種改善流化床密、稀相段壓差的裝置及應用。

背景技術

改良西門子生產多晶硅工藝中，氯氫化采用流化床反應器作為硅粉、四氯化硅和氫氣的反應設備。若將氣固流化床比擬為沸騰中的液層，則處于流化狀態的顆粒群便相當于沸騰中的液體本身，而穿過床層上升的氣泡便相當與于沸騰液中的蒸汽泡，因此，此種流化床存在著一個特殊兩相物系。處于流化狀態的顆粒群是連續的，為連續相，又稱密相；氣泡是分散的，稱為分散相，又稱稀相。氯氫化流化床反應器內，稀相段中催化劑的細粉及粒徑較小的硅粉細粉會被揚析到流化床上部長期懸浮，沒有機會返回到流化床密相床層，長期下來則影響裝置的穩定運行。業內使用壓差來區分和判斷床內密相和稀相段，故通過壓差可判斷密相和稀相的區域^[1-6]。

目前普遍使用旋風分離器(圖1)將稀相段中粉塵從氣流中分離出來，再通過翼閥回到流化床中繼續參與反應^[2]。從而改善稀相段和密相段的壓差。但現用旋風分離器在返料量和可操作性方面存在以下的不足：1.返料量大：旋風分離器長時間將稀相段中細粉分離后返回流化床，會造成不反應顆粒在流化床內的富集。2.可操作性性差：流化床內已經定型了分離器，結構已經無法改變，可操作性性差。3.料腿容易堵塞：由于翼閥卡澀不能正常開關，沉積在料腿的硅粉堵塞在管道內。因此，需要開發一種新的裝置以解決上述存在的問題。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種改善流化床密、稀相段壓差的裝置。

本發明還要解決的技術問題是提供上述裝置的應用。

發明思路：本方法通過調整料腿吹掃氣量改變旋風分離器分離效率，使旋風分離器的分離效率具有可操作性，又能防止料腿堵塞，從而改善流化床內密相和稀相段的壓差。

為了解決上述第一個技術問題，本發明公開了一種改善流化床密、稀相段壓差的裝置，所述的流化床1的頂部設有出口16，底部設有入口15，其特征在于，所述流化床內部的頂部設有一個以上的旋風分離器，旋風分離器通過管道與閥門、限流孔板、壓差計、管線、止回閥連接形成控制氣體流量的體系。

其中，所述的控制氣體流量的體系具體為：所述的內旋風分離器2的出口設有料腿管線21，料腿管線21設有一個以上的吹掃插入管孔口，料腿管線21的底部還設有末端翼閥機構25。

其中，所述的吹掃插入管孔口與吹掃插入管連通，吹掃插入管穿過流化床1的側壁，與流化床1外部的法蘭4以加插入管的形式連接；其中，所述的吹掃插入管為φ15導壓管線，以引入吹到氫。

其中，在流化床1的外部，所述的吹掃插入管還設有閥門和限流孔板，以控制吹掃插入管的氣體流量。

其中，所述的閥門包括但不限于球閥和截止閥；優選地，所述的閥門為球閥和截止閥；進一步優選地，所述的球閥和限流孔板以并聯的方式與截止閥連接。

其中，當吹掃插入管孔口的數量為兩個以上的時候，各吹掃插入管孔口所對應控制氣體流量體系中的吹掃插入管均設有孔口，各孔口通過球閥和遠程壓差計的連接。

優選地，所述的料腿管線設有三個吹掃插入管孔口，即第一～第三吹掃插入管孔口 22、23、24分別設置在料腿管線21的上部、中部和下部。