專利名稱：一種四氯化硅氫化反應設備及其固體原料連續供料裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及多晶硅制備技術領域，更具體地，本發明涉及一種四氯化硅氫化反應設備及其固體原料連續供料裝置。
背景技術：
多晶硅生產過程中產生的大量的副產物四氯化硅，直接排放會嚴重污染環境。如何安全處理四氯化硅已成為制約多晶硅行業發展的“瓶頸”。目前，四氯化硅冷氫化技術解決了多晶硅副產物的問題。
四氯化硅冷氫化技術是在一定的溫度、壓力下，四氯化硅、氫氣以及硅粉和粉末狀觸媒加入反應器中，將四氯化硅轉化為多晶硅生產的原料三氯氫硅，實現了物料的循環利用。由于冷氫化技術運行壓力較高，一般在2. 0-3. 5MPa下運行，而固體物料硅粉及觸媒需要從低壓裝置中加入到高壓運行的反應器中，壓差較大，而且在高溫高壓、易燃易爆的工況下，使得該固體物料加入反應器非常困難。
發明內容
本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業選擇。為此，本發明的一個目的在于提出一種結構簡單、供料方便、安全性高的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置。根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，包括相連通的儲料罐和計量罐，所述儲料罐內儲有四氯化硅氫化反應的固體原料，其中所述計量罐具有向四氯化硅氫化反應器提供所述固體原料的物料出口，且所述計量罐設有氣壓調節裝置以調節所述計量罐中的氣壓。根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，通過在計量罐上設置氣壓調節裝置，有效解決了從氣壓較低的儲料罐向氣壓較高的四氯化硅氫化反應器中送料困難的問題，該供料裝置結構簡單，使用方便且安全性高。另外，根據本發明上述實施例的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，還可以具有如下附加的技術特征根據本發明的一個實施例，所述氣壓調節裝置包括加壓管道，所述加壓管道可連通和可閉合地與氣源相連以便通過向所述計量罐中通入高壓氣體來增加所述計量罐中的氣壓；和泄壓管道，所述泄壓管道可連通和可閉合地與尾氣源相連以便通過向所述尾氣源排出所述計量罐中的氣體來降低所述計量罐中的氣壓。根據本發明的一個實施例，所述加壓管道為氫氣加壓管道。根據本發明的一個實施例，所述計量罐上還設有氮氣管道。根據本發明的一個實施例，所述儲料罐通過第一連通管道與所述計量罐相連，且所述第一連通管道上設有第一閥門以控制所述第一連通管道的開閉。
根據本發明的一個實施例，所述計量罐的物料出口連接有第二連通管道，所述第二連通管道與所述四氯化硅氫化反應器相連接，所述第二連通管道上設有第二閥門以控制所述第二連通管道的開閉。根據本發明的一個實施例，所述第一閥門和所述第二閥門均為氣動盤閥。根據本發明的一個實施例，所述氣動盤閥均包括兩臺。根據本發明的一個實施例，所述儲料罐位于所述反應器上方。根據本發明的一個實施例，所述計量罐上設有計量裝置以計量所述計量罐內物料含量。本發明的另一個目的在于提出一種四氯化娃氫化反應設備。
根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應設備，包括四氯化硅氫化反應器，所述四氯化硅氫化反應器具有固體原料進口和產品出口 ；和固體原料連續供料裝置，所述固體原料連續供料裝置為根據上述實施例所述的四氯化硅氫化反應器的固體原料連續供料裝置，其中，所述計量罐的物料出口與所述四氯化硅氫化反應器的固體原料進口相連。根據本發明的一個實施例，所述計量罐位于所述四氯化硅氫化反應器的上方。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置結構示意圖；圖2是根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應設備結構示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內”、“外”、“順時針”、“逆時針”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。在本發明中，除非另有明確的規定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。下面首先結合附圖描述根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置結構示意圖。如圖I所示，根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置包括相連通的儲料罐10和計量罐20。·儲料罐內10儲有四氯化硅氫化反應的固體原料，計量罐20具有向四氯化硅氫化反應器提供所述固體原料的物料出口，且計量罐20設有氣壓調節裝置以調節計量罐20中的氣壓。由此，根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，通過在計量罐20上設置氣壓調節裝置，有效解決了從氣壓較低的儲料罐10向氣壓較高的四氯化硅氫化反應器中送料困難的問題，該供料裝置結構簡單，使用方便且安全性高。根據本發明的一個實施例，氣壓調節裝置包括加壓管道21和泄壓管道22。加壓管道21可連通和可閉合地與氣源相連以便通過向計量罐20中通入高壓氣體來增加計量罐20中的氣壓，泄壓管道22可連通和可閉合地與尾氣源相連以便通過向所述尾氣源排出計量罐20中的氣體來降低計量罐20中的氣壓。有利地，根據本發明的一個實施例，加壓管道21可以通過氣壓調節裝置調節計量罐20中的氣壓，當加壓管道21與氣源連通時，氣源向計量罐20內通入高壓氣體，增加計量罐20中的氣壓，當計量罐20中氣壓大于等于四氯化硅氫化反應器中壓力時，便可將計量罐20中的固體原料輸送至四氯化硅反應器中；當泄壓管道22與尾氣源連通時，計量罐20向尾氣源排出氣體，降低計量罐20中的氣壓，當計量罐20中氣壓小于等于儲料罐10中的氣壓時，可將儲料罐10中的固體原料輸送至計量罐20備用。根據本發明的一個實施例，計量罐20上還設有氮氣管道23。由此，在儲料罐10裝料時，氮氣管道23可以斷開儲料罐10和反應器30，氮氣起保護氣的作用。在儲料罐10裝卸固體物料時，其壓力為常壓，而底部反應器仍然處于反應階段，反應器內壓力較高，為了防止反應器中氣體反串至儲料罐10，計量罐20此時泄壓至較低壓力，同時開氮氣，將反應器泄露過來的氣體帶出至泄壓管道22中。氮氣管道23也可以在系統開停車置換及事故的時候使用，以起泄壓作用。根據本發明的一個實施例，儲料罐10通過第一連通管道11與計量罐20相連，且第一連通管道11上設有第一閥門111以控制第一連通管道11的開閉。進一步地，根據本發明的一個實施例，計量罐20的物料出口連接有第二連通管道23，第二連通管道23與所述四氯化硅氫化反應器相連接，第二連通管道23上設有第二閥門231以控制第二連通管道23的開閉。由此，通過第一閥門111和第二閥門231可以簡單有效的控制儲料罐10與計量罐20、計量罐20與四氯化硅氫化反應器之間連通管道的連通和閉合，從而控制物料傳輸。根據本發明的一個實施例，第一閥門111和第二閥門231均為氣動盤閥，進一步地，根據本發明的一個實施例，所述第一連通管道11和第二連通管道23上的氣動盤閥均包括兩臺。由此，通過氣動盤閥可以通過壓力差自動控制儲料罐10與計量罐20、計量罐20與四氯化硅氫化反應器之間連通管道的連通和閉合。根據本發明的一個實施例，儲料罐10位于計量罐20上方。由此，儲料罐10中的固體原料可通過重力和壓力差作用進入計量罐20，降低了計量罐20中氣壓要求。有利地，根據本發明的一個實施例，計量罐20上設有計量裝置以計量所述計量罐20內物料含量。由此，可以合理控制儲料罐10與計量罐20及計量罐20與四氯化硅氫化反應器之間物料傳輸的量。根據本發明一個實施例的四氯化硅氫化反應設備，包括四氯化硅氫化反應器30 (如圖I所示)和固體原料連續供料裝置。四氯化硅氫化反應器30具有固體原料進口和產品出口，所述固體原料連續供料裝置為根據上述實施例所述的四氯化硅氫化反應器的固體原料連續供料裝置，其中，計量罐20的物料出口與四氯化硅氫化反應器30的固體原料進口相連。由于根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應器的固體原料連續供料裝置具有上述技術效果，因此，根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應器也具有相應的技術效果。下面結合圖2描述根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應設備的使用流程。具體地，根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應設備的使用方法包括以下步驟a)將硅粉與催化劑進行混合，得到常壓混合物料；b)將所述常壓混合物料提供至計量罐內以計量預定量的常壓混合物料，并通過氣壓調節裝置對所述計量罐內的常壓混合物料進行加壓，使其壓力大于等于四氯化硅氫化反應器內的壓力，得到加壓的混合物料；c)將所述加壓的混合物料加入四氯化硅氫化反應器中進行反應；d)通過所述氣壓調節裝置調節所述計量罐內的氣壓以使所述計量罐內的氣壓小于等于常壓以接收所述常壓混合物料，從而實現連續供料。由此，通過上述方法可以將固體原料從氣壓較低的儲料罐輸送至氣壓較高的四氯化硅氫化反應器中，實現連續供料，從而實現氫化反應的連續穩定運行。在一個示例中，通過所述氣壓調節裝置向計量罐內通入高壓氣體以增加計量罐中的氣壓。有利地，在一個示例中，所述高壓氣體為高壓氫氣，所述高壓氫氣通過氫氣加壓管道輸送至計量罐中。在一個示例中，通過所述氣壓調節裝置排出所述計量罐中的氣體以降低所述計量罐中的氣壓。優選地，可通過泄壓管道可連通和可閉合地與尾氣源相連以便通過向所述尾氣源排出計量罐中的氣體來降低計量罐中的氣壓。關于將所述常壓混合物料提供至計量罐內的方法沒有特殊限制，優選地，可以將常壓混合物料置于計量罐上方，通過重力作用提供給計量罐。由此，可以降低計量罐中的壓力要求，只需使計量罐中壓力小于等于常壓混合物料盛放設備的壓力即可將常壓混合物料提供至計量罐。在一個示例中，所述計量罐位于所述四氯化硅氫化反應器的上方。由此，也可以通過重力作用將計量罐中的混合物料加入到四氯化硅氫化反應器中，降低計量罐中壓力要求。下面結合具體實施例描述根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應設備的使用流程。首先，將硅粉與催化劑在儲料罐10內進行混合，得到常壓混合物料。打開第一連通管道11上的第一閥門111，使儲料罐10與計量罐20連通，通過重力或壓差作用，將常壓混合物料輸送至計量罐20內。調節氣壓調節裝置使加壓管道21與氣源連通，氣源向計量罐20內通入高壓氣體，增加計量罐20中的氣壓，當計量罐20中氣壓大于等于四氯化硅氫化反應器30中壓力時，打開第二連通管道23上的第二閥門231，使計量罐20與四氯化硅反應器30連通，將計量罐20中加壓的混合物料輸送至四氯化硅反應器30中進行反應。
·
調節氣壓調節裝置使泄壓管道22與尾氣源連通，計量罐20向尾氣源排出氣體，降低計量罐20中的氣壓，當計量罐20中氣壓小于等于儲料罐10中的氣壓時，打開第一連通管道11上的第一閥門111，使儲料罐10與計量罐20連通，將儲料罐10中的常壓混合物料輸送至計量罐20備用，實現連續供料。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，其特征在于，包括相連通的儲料罐和計量罐，所述儲料罐內儲有四氯化硅氫化反應的固體原料，其中所述計量罐具有向四氯化硅氫化反應器提供所述固體原料的物料出口， 且所述計量罐設有氣壓調節裝置以調節所述計量罐中的氣壓。
2.根據權利要求I所述的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，其特征在于，所述氣壓調節裝置包括 加壓管道，所述加壓管道可連通和可閉合地與氣源相連以便通過向所述計量罐中通入高壓氣體來增加所述計量罐中的氣壓；和 泄壓管道，所述泄壓管道可連通和可閉合地與尾氣源相連以便通過向所述尾氣源排出所述計量罐中的氣體來降低所述計量罐中的氣壓。
3.根據權利要求2所述的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，其特征在于，所述加壓管道為氫氣加壓管道。
4.根據權利要求3所述的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，其特征在于，所述計量罐上還設有氮氣管道。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，其特征在于，所述儲料罐通過第一連通管道與所述計量罐相連，且所述第一連通管道上設有第一閥門以控制所述第一連通管道的開閉。
6.根據權利要求5所述的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，其特征在于，所述計量罐的物料出口連接有第二連通管道，所述第二連通管道與所述四氯化硅氫化反應器相連接，所述第二連通管道上設有第二閥門以控制所述第二連通管道的開閉。
7.根據權利要求6所述的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，其特征在于，所述第一閥門和所述第二閥門均為氣動盤閥。
8.根據權利要求7所述的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，其特征在于，所述氣動盤閥均包括兩臺。
9.根據權利要求I所述的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，其特征在于，所述儲料罐位于所述反應器上方。
10.根據權利要求I所述的四氯化硅氫化反應器的固體原料連續供料裝置，其特征在于，所述計量罐上設有計量裝置以計量所述計量罐內物料含量。
11.一種四氯化硅氫化反應設備，其特征在于，包括 四氯化硅氫化反應器，所述四氯化硅氫化反應器具有固體原料進口和產品出口 ；和 固體原料連續供料裝置，所述固體原料連續供料裝置為根據權利要求1-9中任一項所述的四氯化硅氫化反應器的固體原料連續供料裝置，其中， 所述計量罐的物料出口與所述四氯化硅氫化反應器的固體原料進口相連。
12.根據權利要求11所述的四氯化硅氫化反應設備，其特征在于，所述計量罐位于所述四氯化硅氫化反應器的上方。
全文摘要
本發明公開了一種四氯化硅氫化反應設備及其固體原料連續供料裝置，所述四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，包括相連通的儲料罐和計量罐，所述儲料罐內儲有四氯化硅氫化反應的固體原料，其中所述計量罐具有向四氯化硅氫化反應器提供所述固體原料的物料出口，且所述計量罐設有氣壓調節裝置以調節所述計量罐中的氣壓。根據本發明實施例的四氯化硅氫化反應的固體原料連續供料裝置，通過在計量罐上設置氣壓調節裝置，有效解決了從氣壓較低的儲料罐向氣壓較高的四氯化硅氫化反應器中送料困難的問題，該供料裝置結構簡單，使用方便且安全性高。
文檔編號C01B33/107GK102815708SQ20121028541
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月10日 優先權日2012年8月10日
發明者張升學, 嚴大洲, 肖榮暉, 毋克力, 湯傳斌, 楊永亮, 萬燁 申請人:中國恩菲工程技術有限公司