[發明專利]一種新型三氯氫硅合成爐

在審

• 申請號: 202310603467.4
• 申請日: 2023-05-26
• 公開（公告）號: CN116621182A
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 彭浩;樊東昊;王國林;王倩;彭孝天;翟鑫鈺
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;江蘇福斯特石化裝備有限公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 南京有岸知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32757
• 代理人: 王磊

1.一種新型三氯氫硅合成爐，其特征在于，包括爐體(1)、設在爐體(1)底端的供氣段(2)、設在供氣段(2)上方的氣體分流模組、設在氣體分流模組上方的反應機構(5)、設于反應機構(5)內部使得換熱工質折返流動的換熱系統(6)、設于反應機構(5)側端用于將硅粉均勻噴射于反應機構(5)內部的硅粉噴射裝置(7)、以及設在爐體(1)頂端的出料段(8)，所述供氣段(2)一端的側壁上設有供氣口(21)，所述氣體分流模組包括孔板組件(3)和氣體噴管組件(4)，所述孔板組件(3)包括分流孔板(31)和若干個通孔(32)，所述供氣段(2)和氣體分流模組的連接處設有用來導引氣體向上流動的分流孔板(31)，所述分流孔板(31)板面上設有若干環形錯位分布的軸向通孔(32)，每個所述通孔(32)上裝配有對應尺寸且將氣體吹向多個方向的氣體噴管組件(4)，所述反應機構(5)中部的壁面上斜向下設置有硅粉噴射裝置(7)，所述出料段(8)內部為中空結構，其頂端設置有用來收集反應得到三氯氫硅合成氣體的出氣口(81)，未完全反應的硅粉通過出料段(8)側壁面的沉降口(82)分離排出。

2.根據權利要求1所述的一種新型三氯氫硅合成爐，其特征在于：所述分流孔板(31)的板面劃分為若干個由非均勻軸向分布通孔(32)組成的扇形區域，每個區域夾角為30-60°，對應區域內采用不同大小且與氯化氫氣體進口方向左右對稱通孔(32)孔徑，高壓區通孔(32)的孔徑為較大孔徑，低壓區通孔(32)的孔徑為較小孔徑，且最大孔徑與最小孔徑之比小于3:1。

3.根據權利要求1所述的一種新型三氯氫硅合成爐，其特征在于：所述氣體噴管組件(4)包括氣體噴管(41)、上噴口(42)、中噴口(43)和下噴口(44)，所述氣體噴管(41)為柱狀且與分流孔板(31)之間通過螺紋或焊接方式固定連接，其直徑及數量與分流孔板(31)上通孔(32)保持一致，其頂端為盲端，每個所述氣體噴管(41)的管壁沿軸向等間距分別設置有上噴口(42)、中噴口(43)和下噴口(44)三組朝向不同孔徑一致的斜噴口，每組斜噴口處于同一水平線且水平間距相等，所述下噴口(44)開口方向朝下，與氣體噴管(41)管口徑向夾角為30-60°，所述中噴口(43)與上噴口(42)的開口方向朝左或朝右，與氣體噴管(41)管口軸向夾角為30-60°，每個斜噴口直徑為氣體噴管(41)直徑的1/2-1/4。

4.根據權利要求1所述的一種新型三氯氫硅合成爐，其特征在于：所述硅粉噴射裝置(7)包括硅粉噴管(71)、硅粉噴管管口(72)、狹縫式噴口(73)、擴散腔(74)、分流口(75)以及收縮腔(76)，所述硅粉噴管(71)的端部設有狹縫式噴口(73)，狹縫式噴口(73)縫寬為硅粉噴管管口(72)直徑的1/2-1/4，縫長為硅粉噴管管口(72)直徑的3-5倍，所述硅粉噴管(71)與狹縫式噴口(73)之間通過擴散腔(74)和收縮腔(76)依次連接，所述擴散腔(74)寬度略大于硅粉噴管管口(72)直徑，長度至少為硅粉噴管管口(72)直徑的5倍，高度為硅粉噴管管口(72)直徑2-3倍，所述擴散腔(74)呈長方體形狀且兩側壁面開設有與硅粉噴管管口(72)等寬的狹縫式出口作為泄壓分流口(75)，所述收縮腔(76)軸剖呈倒梯形狀，其高度與硅粉噴管管口(72)直徑相等。