氯硅烷高沸物催化裂解反应器和多晶硅装置的制作方法

本实用新型涉及多晶硅反应容器的技术领域，具体而言，涉及一种氯硅烷高沸物催化裂解反应器和多晶硅装置。

背景技术：

改良西门子法生产多晶硅过程中，还原系统的尾气除了硅、sicl4、sih2cl2、h2和hcl等生成外，还有si2cl6、si2hcl5、si2h2cl4、cl6osi2和si3cl8等一些列的双硅和多硅原子化合物副产物产生，相对于三氯氢硅和四氯化硅，双硅和多硅原子化合物的沸点较高，即为氯硅烷高沸物。还原尾气经过干法回收和精馏提纯后，sihcl3、sicl4、sih2cl2、h2和hcl等物料返回系统重复利用，而氯硅烷高沸物和部分四氯化硅从精馏塔釜排出后，大部分企业一般采用的方法是将氯硅烷高沸物进一步浓缩回收四氯化硅后直接水解处理，这种处理方法不仅造成大量的硅、氯等有价元素损失，且需要用碱液进行中和处理，水解中和后产生大量的含硅废弃物，需要深埋处理。另外氯硅烷高沸物与空气或水接触后，会形成酸雾，污染环境。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种氯硅烷高沸物催化裂解反应器和多晶硅装置，以解决现有技术中的多晶硅在生产过程中造成的原料浪费和环境污染的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种氯硅烷高沸物催化裂解反应器，包括：反应器本体，反应器本体包括侧壁、顶壁和底壁，侧壁围设为筒状结构，顶壁封堵在筒状结构的上端，底壁封堵在筒状结构的下端；第一进料通道，第一进料通道设置在底壁上；第二进料通道，第二进料通道设置在筒状结构的上部；出料通道，出料通道设置在顶壁上。

进一步地，第一进料通道包括第一进料管和第一滤帽，第一进料管穿过底壁，第一进料管的第一端位于反应器本体内，第一进料管的第二端位于反应器本体的外部，第一滤帽设置在第一进料管的第一端。

进一步地，第一滤帽包括第一壳体和设置在第一壳体内的滤芯，第一壳体上具有过孔，第一壳体与第一进料管通过螺纹连接。

进一步地，第二进料通道包括第二进料管和多个螺旋喷头，第二进料管穿过侧壁，多个螺旋喷头安装在第二进料管的位于反应器本体内的管段上。

进一步地，出料通道包括出料管和第二滤帽，出料管的第一端位于反应器本体内，出料管的第二端位于反应器本体的外部，第二滤帽设置在出料管的第一端。

进一步地，第二滤帽包括第二壳体和设置在第二壳体内的滤芯，第二壳体上具有过孔，第二壳体与第二进料管通过螺纹连接。

进一步地，氯硅烷高沸物催化裂解反应器还包括支撑结构，支撑结构设置在反应器本体内，并位于靠近底壁的一侧。

进一步地，支撑结构包括设置在反应器本体的内壁上的支架和支撑板，支撑板安装在支架上。

进一步地，支撑板采用金属粉末多孔材料制成。

进一步地，氯硅烷高沸物催化裂解反应器还包括卸料通道，卸料通道位于反应器本体的侧壁上，卸料通道位于支撑结构的远离底壁的一侧。

进一步地，氯硅烷高沸物催化裂解反应器还包括加料通道，加料通道位于反应器本体的侧壁上。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种多晶硅装置，多晶硅装置包括氯硅烷高沸物催化裂解反应器，氯硅烷高沸物催化裂解反应器为上述的氯硅烷高沸物催化裂解反应器。

应用本实用新型的技术方案，第一进料通道通入hcl，第二进料通道通入具有si-si、si-o-si、si-c-si、si-cl等化学键的第二物料，第一进料通道进入的物料与第二进料通道进入的物料进行反应，生成的物质从出料通道流出。本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中的多晶硅在生产过程中造成的原料浪费和环境污染的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的氯硅烷高沸物催化裂解反应器的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、反应器本体；20、第一进料通道；21、第一进料管；22、第一滤帽；30、第二进料通道；31、第二进料管；32、螺旋喷头；40、出料通道；41、出料管；42、第二滤帽；50、支撑结构；60、卸料通道；70、加料通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

如图1所示，本实施例的氯硅烷高沸物催化裂解反应器包括：反应器本体10、第一进料通道20、第二进料通道30和出料通道40。反应器本体10包括侧壁、顶壁和底壁，侧壁围设为筒状结构，顶壁封堵在筒状结构的上端，底壁封堵在筒状结构的下端。第一进料通道20设置在底壁上。第二进料通道30设置在筒状结构的上部。出料通道40设置在顶壁上。

应用本实施例的技术方案，第一进料通道20通入hcl(第一物料)，第二进料通道30通入具有si-si、si-o-si、si-c-si、si-cl等化学键的第二物料，第一进料通道20进入的物料与第二进料通道30进入的物料进行反应，生成的物质从出料通道流出。本实施例的技术方案有效地解决了现有技术中的多晶硅在生产过程中造成的原料浪费和环境污染的问题。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，第一进料通道20包括第一进料管21和第一滤帽22，第一进料管21穿过底壁，第一进料管21的第一端位于反应器本体10内，第一进料管21的第二端位于反应器本体10的外部，第一滤帽22设置在第一进料管21的第一端。第一滤帽22的设置可以防止催化剂的粉末进入第一进料管21内。第一进料通道20设置在法兰盲板上，即底壁为法兰盲板，法兰盲板与侧壁通过螺栓可拆卸地连接。底壁上具有过孔，第一进料管21穿设在过孔内并与底壁焊接在一起。上述结构方便了检维修工作，例如更换第一滤帽22。在本实施例的技术方案中，顶壁和底壁为法兰盲板，当反应器本体10的顶壁和底壁也可以为封头结构。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，第一滤帽22包括第一壳体和设置在第一壳体内的滤芯，第一壳体上具有过孔，第一壳体与第一进料管21通过螺纹连接。上述结构加工成本较低，操作方便。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，第二进料通道30包括第二进料管31和多个螺旋喷头32，第二进料管31穿过侧壁，多个螺旋喷头32安装在第二进料管31的位于反应器本体10内的管段上。多个螺旋喷头32的设置使得第二物料进入反应器本体10内时，第二物料分布较均匀。第二进料通道30安装在法兰盲板上，法兰盲板与反应器本体10的侧壁通过螺栓可拆卸地连接，这样可以方便氯硅烷高沸物催化裂解反应器的检维修工作，例如更换螺旋喷头32等。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，出料通道40包括出料管41和第二滤帽42，出料管41的第一端位于反应器本体10内，出料管41的第二端位于反应器本体10的外部，第二滤帽42设置在出料管41的第一端。第二滤帽42的设置可以防止催化剂粉末类物质从出料管41溢出，这样一方面保证了从出料管41排出的物质较纯，另一方面避免了催化剂的浪费。出料管41与顶壁的连接方式与底壁和第一进料管21的连接方式类似。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，第二滤帽包括第二壳体和设置在第二壳体内的滤芯，第二壳体上具有过孔，第二壳体与第二进料管31通过螺纹连接。上述结构加工成本较低，设置方便。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，氯硅烷高沸物催化裂解反应器还包括支撑结构50，支撑结构50设置在反应器本体10内，并位于靠近底壁的一侧。支撑结构50的设置保证了催化剂可以很好地受到支撑。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，支撑结构50包括设置在反应器本体10的内壁上的支架和支撑板，支撑板安装在支架上。上述的支撑结构50加工成本较低，安装方便。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，支撑板采用金属粉末多孔材料制成。上述结构使得第一物料通过性较好，且支撑板较坚固支撑效果较好。具体地，催化剂为树脂，树脂设置在支撑板上。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，氯硅烷高沸物催化裂解反应器还包括卸料通道60，卸料通道60位于反应器本体10的侧壁上，卸料通道60位于支撑结构50的远离底壁的一侧。卸料通道60的设置使得催化剂等容易从反应器本体10中移出。具体地，卸料通道60的出料口与支撑结构50的上表面相齐平。

如图1所示，在本实施例的技术方案中，氯硅烷高沸物催化裂解反应器还包括加料通道70，加料通道70位于反应器本体10的侧壁上。上述结构使得催化剂等物料的加入比较容易，上述结构大大地节省了人力物力。

需要说明的是，本实施例的氯硅烷高沸物催化裂解反应器还包括压力测量结构、温度测量结构，出液通道，安全阀等结构。

本申请还提供了一种多晶硅装置。多晶硅装置包括氯硅烷高沸物催化裂解反应器，氯硅烷高沸物催化裂解反应器为上述的氯硅烷高沸物催化裂解反应器。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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