專利名稱：三氯氫硅合成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工產(chǎn)品的合成裝置，特別是一種三氯氫硅合成裝置的加熱部 件。
背景技術(shù)：
三氯氫硅又名三氯硅烷、硅仿，比重1.315，分子量135.45，常溫下為無(wú)色透明 易揮發(fā)液體，遇水分解；溶于二硫化碳、氯仿、苯等；易燃，有臭味。主要用于制造單 晶硅、硅酮化合物、半導(dǎo)體用硅的中間體，三氯氫硅還是生產(chǎn)有機(jī)硅烷偶聯(lián)劑的重要原 料，將三氯氫硅與氯乙烯或氯丙烯進(jìn)行合成反應(yīng)，再經(jīng)精餾提純，得到乙烯基或丙烯基 系列硅烷偶聯(lián)劑產(chǎn)品。三氯氫硅的生產(chǎn)方法為將硅粉間斷加入三氯氫硅合成裝置，氯化氫通過(guò)計(jì)量后 進(jìn)入三氯氫硅合成爐，硅粉、氯化氫在爐內(nèi)高溫環(huán)境下反應(yīng)，產(chǎn)生三氯氫硅和四氯化 硅，以及少量的二氯二氫硅。產(chǎn)生的氯硅烷經(jīng)過(guò)氣固分離，然后進(jìn)入氯硅烷冷卻、冷凝 系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)中三氯氫硅合成爐的加熱方法主要有1、導(dǎo)熱油加熱，熱的導(dǎo)熱油來(lái)源 于導(dǎo)熱油加熱裝置，如中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN 101486466A
公開(kāi)日2009年7月22日，介紹 了一種用于生產(chǎn)三氯氫硅的硫化床反應(yīng)器及其氣體分布器，該反應(yīng)器采用導(dǎo)熱油加熱， 導(dǎo)熱油在加熱的過(guò)程中通過(guò)管道間壁，一旦導(dǎo)熱油泄漏在合成爐內(nèi)，處理起來(lái)將非常麻 煩；2、氮?dú)饧訜?，熱氮?dú)鈦?lái)源于氮?dú)饧訜嵫b置，氮?dú)饣驅(qū)嵊拖扔呻娂訜嵫b置加熱，這 種間接的電加熱方式的缺點(diǎn)是增加了額外能量的損耗，氮?dú)膺M(jìn)入三氯氫硅生產(chǎn)系統(tǒng)增 加了后續(xù)氮?dú)夥蛛x的能量。3、直接采用電加熱，如中國(guó)專利公開(kāi)號(hào)CN 201372207Y公 開(kāi)日2009年12月30日，介紹了一種新型三氯氫硅合成反應(yīng)器，該反應(yīng)器直接采用點(diǎn)加 熱，缺點(diǎn)是升溫速度較慢。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種三氯氫硅合成裝置，該裝置具有升溫 迅速，控溫準(zhǔn)確，溫度均勻的特點(diǎn)。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是三氯氫硅合成裝置，包括合成爐 筒體，合成爐筒體外部有加熱部件，其特征是加熱部件包括加熱花板和電阻絲，加熱 花板為圓環(huán)片狀，加熱花板設(shè)置在合成爐筒體的外表面，加熱花板的環(huán)形表面上軸向密 布有通孔，通孔形成與加熱花板內(nèi)圓周同心的三圈同心圓通孔帶，通孔上固定有中空絕 緣磁筒，電阻絲在每個(gè)絕緣瓷筒中心穿過(guò)。加熱花板采用厚度6mm IOmm鋼板制作，加熱花板的內(nèi)圓周與外圓周為同心 圓。加熱部件包含有1 5層相互平行且大小相同的加熱花板，加熱花板的內(nèi)圓軸線與 合成爐筒體的軸線重合。加熱花板上有連接花板內(nèi)外圓環(huán)的貫穿花板上下表面的梯形開(kāi) 口。加熱花板上相鄰的同心圓通孔帶上的對(duì)應(yīng)通孔之間有貫穿花板的條形缺口，最外層 同心圓通孔帶上的通孔與加熱花板的外圓周之間也有貫穿花板的條形缺口，條形缺口徑向與加熱花板半徑的夾角為θ，θ為0° <θ <90°。優(yōu)選夾角θ為加熱花板的開(kāi)口向 開(kāi)口軸對(duì)稱點(diǎn)沿著花板兩側(cè)半圓周方向逐漸減小，更優(yōu)選每?jī)蓚€(gè)沿著加熱花板圓周方向 相鄰的夾角θ的差值相同，進(jìn)一步優(yōu)選差值大于0°而且小于10°。這樣設(shè)置條形缺口 的好處是便于電阻絲的安裝，電阻絲可以用垂直切割方式安裝到加熱花板上的通孔上， 避免了電阻絲穿過(guò)花板通孔彎曲次數(shù)過(guò)多而減少電阻絲的使用壽命；另外，缺口還可以 減小加熱花板在加熱過(guò)程中的應(yīng)力與變形，防止在加熱的過(guò)程中加熱花板受熱膨脹，擠 壓破壞合成爐筒體和絕緣瓷筒，延長(zhǎng)加熱部件的使用壽命，減少維護(hù)成本；還可以使穿 過(guò)電阻絲后的合成爐迅速加熱。電阻絲的材料為含有鎳80%、鉻20% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的合金材料，電阻絲直徑為 Φ 3mm Φ 6mm。3根電阻絲分別在加熱花板的每條同心圓通孔帶上串聯(lián)穿過(guò)。該裝置還包含有接線箱，接線箱內(nèi)安裝有熔斷器，熔斷器內(nèi)熔斷體采用RTO系 列低壓有填料封閉管式熔斷體，當(dāng)電流過(guò)載時(shí)，熔斷體快速熔斷切斷電源。在加熱部 件的上部還含有防水罩，防水罩能防止從上而下的樓面沖洗水、設(shè)備沖洗水以及其它沖 洗、飛濺的雨水。在加熱部件的外部沿合成爐筒體圓周方向有保溫層，保溫層采用巖棉 水泥結(jié)構(gòu)，保溫層可防止熱量散失以及人體接觸高溫?zé)嵩?。在加熱部件的最外部還含有 防護(hù)罩，防護(hù)罩為兩瓣結(jié)構(gòu)用鉸鏈鏈接成的一個(gè)圓筒，防護(hù)罩采用厚度為4mm 8_ 鋼板卷制而成，防護(hù)罩裝有鉸鏈用來(lái)鏈接兩瓣使之成為一個(gè)圓筒體整體，該防護(hù)罩能防 止外物與加熱器內(nèi)電阻絲接觸。加熱部件的上部和下部還含有兩塊圓環(huán)形支撐板，支撐 板為厚度8mm 12mm的鋼板，支撐板用于支撐和限制防護(hù)層、保溫層。本發(fā)明的有益效果是，該裝置升溫迅速、控溫準(zhǔn)確、節(jié)約能源、簡(jiǎn)易實(shí)用、便 于操作，能顯著提高三氯氫硅生產(chǎn)效率。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明三氯氫硅合成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是該裝置控制系統(tǒng)的電路圖。圖3是加熱花板的結(jié)構(gòu)圖。圖4是圖3的局部放大圖。圖中1.接線箱，2.熔斷器，3.合成爐筒體，4.防水罩，5.防護(hù)罩，6.保溫層， 7.電阻絲，8.加熱花板，9.絕緣瓷筒，10.支撐板，11.溫度計(jì)套管，12.控制系統(tǒng)，13.開(kāi) 口，14.缺口，15.通孔。
具體實(shí)施例方式在圖1中，三氯氫硅合成裝置包括合成爐筒體3，合成爐筒體3上部有接線箱 1，合成爐筒體3外部圓周方向有加熱部件，加熱部件外包圍有保溫層6，保溫層6外包圍 有防護(hù)罩5，保溫層6上下分別有圓環(huán)形支撐板10，上支撐板10上部有防水罩4。合成爐筒體3外部有加熱部件，加熱部件包括加熱花板8和電阻絲7，加熱花板 8為圓環(huán)片狀，見(jiàn)圖3，加熱花板設(shè)置在合成爐筒體的外表面，加熱花板的環(huán)形表面上軸 向密布有通孔，通孔形成與加熱花板內(nèi)圓周同心的三圈同心圓通孔帶，通孔上固定有中空絕緣磁筒，電阻絲在每個(gè)絕緣瓷筒中心穿過(guò)。加熱部件包含有4層加熱花板8，加熱花板8采用厚度6mm IOmm鋼板制作， 加熱花板8的內(nèi)圓周與外圓周為同心圓，4層加熱花板相互平行且大小相同，加熱花板 (8)的內(nèi)圓軸線與合成爐筒體(3)的軸線重合。加熱花板8上有連接花板內(nèi)外圓周的貫 穿花板上下表面的梯形開(kāi)口 13。加熱花板8上相鄰的同心圓通孔帶上的對(duì)應(yīng)通孔15之 間有貫穿花板的條形缺口 14，最外層同心圓通孔帶上的通孔15與加熱花板8的外圓周之 間也有貫穿花板的條形缺口 14，條形缺口 14徑向與加熱花板8半徑的夾角為θ，θ為 0° <θ <90°，見(jiàn)圖3。夾角θ為加熱花板的開(kāi)口向開(kāi)口對(duì)稱點(diǎn)A沿著花板兩側(cè)半圓 周方向逐漸減小，每?jī)蓚€(gè)沿著加熱花板圓周方向相鄰的夾角θ的差值相同，即θ「θ2 = θ 2- θ 3,見(jiàn)圖4，差值為2°。電阻絲7的材料為含有鎳80%、鉻20% (質(zhì)量分?jǐn)?shù))的合金材料，電阻絲直徑 為Φ3ιηιη Φ6ιηιη。3根電阻絲分別在加熱花板的三圈同心圓通孔帶上串聯(lián)穿過(guò)。接線箱1內(nèi)含有熔斷器2和控制系統(tǒng)12，熔斷器2內(nèi)熔斷體采用RTO系列低壓有 填料封閉管式熔斷體，當(dāng)電流過(guò)載時(shí)，熔斷體快速熔斷切斷電源。圖2是控制系統(tǒng)12的 電路圖，控制系統(tǒng)包含加熱、停止、電流指示、溫度指示、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)流保護(hù)功能。加熱部件的上部有防水罩5，加熱部件外一圈包裹有的保溫層6，保溫層6采 用巖棉水泥結(jié)構(gòu)，保溫層6外有的防護(hù)罩5，防護(hù)罩5為兩瓣結(jié)構(gòu)，采用厚度為4mm 8mm鋼板卷制而成，防護(hù)罩裝有鉸鏈用來(lái)鏈接兩瓣使之成為一個(gè)圓筒體整體，該防護(hù)罩 5能防止外物與加熱部件內(nèi)電阻絲7接觸。保溫層6上部和下部的支撐板10采用厚度為 8mm 12mm鋼板制作，支撐板10用于支撐和限位防護(hù)罩5、保溫層6。防護(hù)罩5的外 表面有溫度計(jì)套管U用于指示反應(yīng)溫度。整個(gè)裝置電源采用380V、50HZ,總功率為20KW 60KW，由啟動(dòng)控制系統(tǒng)12
啟動(dòng)該加熱部件，電阻絲7能將該三氯氫硅合成裝置內(nèi)迅速加熱至300 400°C，提供硅 粉與氯化氫開(kāi)始反應(yīng)的起始溫度。
權(quán)利要求
1.一種三氯氫硅合成裝置，包括合成爐筒體(3)，合成爐筒體(3)外部有加熱部件， 其特征是加熱部件包括加熱花板(8)和電阻絲(7)，加熱花板(8)為圓環(huán)片狀，加熱 花板(8)設(shè)置在合成爐筒體(3)的外表面，加熱花板(8)的環(huán)形表面上軸向密布有通孔 (15)，通孔(15)形成與加熱花板內(nèi)圓周同心的三圈同心圓通孔帶，通孔(15)上固定有中 空絕緣磁筒(9)，電阻絲(7)在每個(gè)絕緣瓷筒(9)中心穿過(guò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是加熱花板(8)為厚度6mm IOmm的鋼 板，加熱花板(8)的內(nèi)圓周與外圓周為同心圓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是合成爐筒體(3)的外表面套有1 5層相 互平行且大小相同的加熱花板(8)，加熱花板⑶的內(nèi)圓軸線與合成爐筒體(3)的軸線重合ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是加熱花板(8)上有連接花板內(nèi)外同心圓周 的貫穿花板上下表面的梯形開(kāi)口(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是加熱花板(8)上相鄰的同心圓通孔帶上的 對(duì)應(yīng)通孔(15)之間有貫穿花板的條形缺口(14)，最外層同心圓通孔帶上的通孔(15)與 加熱花板(8)的外圓周之間也有貫穿花板的條形缺口(14)，條形缺口(14)徑向與加熱花 板(8)半徑的夾角為θ，θ為0° θ <90°，優(yōu)選夾角θ為加熱花板的開(kāi)口(13)向開(kāi) 口(13)軸對(duì)稱點(diǎn)沿著花板兩側(cè)半圓周方向逐漸減小，更優(yōu)選每?jī)蓚€(gè)沿著加熱花板(8)圓 周方向相鄰的夾角θ的差值相同，進(jìn)一步優(yōu)選差值大于0°而且小于10°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是電阻絲(7)在加熱花板(8)的每條同心圓 通孔帶上串聯(lián)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是該裝置還連接有接線箱 (1)，接線箱內(nèi)有熔斷器(2)，熔斷器內(nèi)熔斷體為RTO系列低壓有填料封閉管式熔斷體。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是加熱部件的外部沿合成爐 筒體(3)圓周方向有保溫層(6)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是加熱部件的最外部還含有 防護(hù)罩(5)，防護(hù)罩為兩瓣結(jié)構(gòu)用鉸鏈鏈接成的一個(gè)圓筒，防護(hù)罩的鋼板厚度為4_ 8mm ο
10.根據(jù)權(quán)利要求1 6中任何一項(xiàng)所述的裝置，其特征是加熱部件的上部和下部 還含有兩塊圓環(huán)形支撐板(10)，支撐板為厚度8mm 12mm的鋼板。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種三氯氫硅合成裝置，包括合成爐筒體(3)，合成爐筒體(3)外部有加熱部件，其特征是加熱部件包括加熱花板(8)和電阻絲(7)，加熱花板(8)為圓環(huán)片狀，加熱花板(8)設(shè)置在合成爐筒體(3)的外表面，加熱花板(8)的環(huán)形表面上軸向密布有通孔(15)，通孔(15)形成與加熱花板內(nèi)圓周同心的三圈同心圓通孔帶，通孔(15)上固定有中空絕緣磁筒(9)，電阻絲(7)在每個(gè)絕緣瓷筒(9)中心穿過(guò)。該合成裝置升溫迅速、控溫準(zhǔn)確、節(jié)約能源、便于操作，能顯著提高三氯氫硅生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)C01B33/107GK102009980SQ20101060298
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者李明生, 邱順恩, 郎豐平, 黃小明, 黃少輝 申請(qǐng)人:江西嘉柏新材料有限公司