專利名稱：氣固分離收集裝置及反應(yīng)塔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體與固體微粒子的分離收集裝置，尤其是涉及一種在氣相 反應(yīng)或氣液相反應(yīng)中，將在氣相或氣液相反應(yīng)中生成的固體微粒子從氣體中分離并收集的
直O(jiān)
背景技術(shù)：
氣固分離技術(shù)是在工業(yè)生產(chǎn)的眾多領(lǐng)域中廣泛使用的一項(xiàng)技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)外較成 熟使用的氣固分離技術(shù)主要有兩大類離心分離技術(shù)和濾材分離技術(shù)。但是，傳統(tǒng)的氣固分 離技術(shù)都存在一些缺陷，如濾材分離技術(shù)所采用的過(guò)濾器的孔容易被堵塞，必須定期維修 更換，其維修更換的工作量大必將影響分離器的正常工作，尤其是在高溫連續(xù)工作的化學(xué) 反應(yīng)塔中，例如，利用氣相、氣液相反應(yīng)制造高純度硅時(shí)，要求反應(yīng)過(guò)程在1000°C或1000°C 以上的極高溫下連續(xù)進(jìn)行，且處在化學(xué)腐蝕環(huán)境中，因此根本無(wú)法更換過(guò)濾器。而常規(guī)的氣 固離心分離器的壓力損失大，其分離效率受氣流速度的影響較大，分離效率一般較低。專利申請(qǐng)?zhí)枮?2216702. 1的中國(guó)專利“氣體微粒分離器”公開(kāi)了一種分離器，它 包括筒體、進(jìn)氣管、出氣管等，該筒體上半段為直管，下半段為擴(kuò)經(jīng)管。由于該擴(kuò)經(jīng)管相對(duì)于 上半段的直管變化有限，使得進(jìn)入筒體的氣流速度下降不明顯，不利于氣流中微粒子的加 速沉積，有待作進(jìn)一步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供了一種氣固分離收集裝置。本實(shí)用新型提供的氣固分離收集裝置，包括外筒、內(nèi)筒、進(jìn)氣管、微粒子收集器，所 述進(jìn)氣管與所述外筒的側(cè)面相連，所述內(nèi)筒的兩端開(kāi)口，該內(nèi)筒的第一端口穿過(guò)所述外筒 頂部與該外筒的外部相通，所述微粒子收集器與所述外筒底部相連接，尤其是所述外筒與 內(nèi)筒之間有中間筒，所述中間筒的頂部與所述外筒的頂部重合，所述中間筒的長(zhǎng)度小于所 述外筒的長(zhǎng)度。優(yōu)選地，所述外筒、內(nèi)筒和中間筒為三個(gè)同心圓筒。優(yōu)選地，所述內(nèi)筒在所述外筒內(nèi)的長(zhǎng)度小于外筒，該內(nèi)筒從所述外筒的頂部向該 外筒底部方向延伸，所述內(nèi)筒的第二端口在所述外筒的底部部位。優(yōu)選地，所述中間筒的長(zhǎng)度小于等于所述內(nèi)筒長(zhǎng)度的一半。優(yōu)選地，所述進(jìn)氣管與外筒連接端口處的口徑小于該進(jìn)氣管入氣端口處的口徑， 所述進(jìn)氣管與所述外筒連接采用切向式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型同時(shí)提供一種配置有本實(shí)用新型內(nèi)容包括優(yōu)選實(shí)施例所述的氣固分 離收集裝置的反應(yīng)塔，該反應(yīng)塔用于鋅和四氯化硅置換反應(yīng)生成微粒子硅和氯化鋅。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的氣固分離收集裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、分離 效率高等優(yōu)點(diǎn)。
圖1是本實(shí)用新型的氣固分離收集裝置的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是沿圖IA-A線的剖面圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的氣固分離收集裝置包括外筒、內(nèi)筒、進(jìn)氣管、微粒子收集器，所述進(jìn) 氣管與所述外筒的側(cè)面相連，所述內(nèi)筒的兩端開(kāi)口，該內(nèi)筒的第一端口穿過(guò)所述外筒頂部 與該外筒的外部相通，所述微粒子收集器與所述外筒底部相連接，尤其是所述外筒與內(nèi)筒 之間有中間筒，所述中間筒的頂部與所述外筒的頂部重合，所述中間筒的長(zhǎng)度小于所述外 筒的長(zhǎng)度。含有固體微粒子的氣體由進(jìn)氣管沿外筒內(nèi)壁的切線方向進(jìn)入外筒，在該外筒和 中間筒之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向下的外旋流，懸浮于外旋流中的固體微粒子在離心力的作用下被拋 向外筒的內(nèi)壁，并隨外旋流旋轉(zhuǎn)下行。所述外旋流在旋轉(zhuǎn)下行到達(dá)中間筒底部端口時(shí)，由于沒(méi)有了中間筒，外旋流的空 間突然變大，旋轉(zhuǎn)速度急劇變小，加速了氣體中固體微粒子的下落，固體微粒子經(jīng)過(guò)外筒底 部落入微粒子收集器，而被分離了固體微粒子的氣體下行到微粒子收集器之后折返，形成 旋轉(zhuǎn)上行的內(nèi)旋流，通過(guò)內(nèi)筒由出氣口排出。
以下結(jié)合附圖對(duì)該氣固分離收集裝置的結(jié)構(gòu)和具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，所述氣固分離收集裝置包括外筒 101、內(nèi)筒102、中間筒103、進(jìn)氣管104、固體微粒子收集器105、內(nèi)筒的第一端口(出氣 口)106、內(nèi)筒的第二端口 107。所述外筒101、內(nèi)筒102和中間筒103為三個(gè)同心圓筒。所 述內(nèi)筒在所述外筒內(nèi)的長(zhǎng)度小于外筒的長(zhǎng)度，該內(nèi)筒從所述外筒的頂部向該外筒底部方向 延伸，所述內(nèi)筒的第二端口在所述外筒的底部部位。采用所述內(nèi)筒的第二端口直接延伸到 所述外筒的底部部位這樣的結(jié)構(gòu)特征有利于減少旋轉(zhuǎn)上行的內(nèi)旋流與旋轉(zhuǎn)下行的外旋流 的相互干擾、減少紊流，有利于旋流中固體微粒子的沉積。所述中間筒的頂部與所述外筒頂 部重合，所述中間筒從所述外筒的頂部向所述外筒的底部方向延伸，所述中間筒的長(zhǎng)度小 于等于所述內(nèi)筒長(zhǎng)度的一半，所述中間筒的這一結(jié)構(gòu)特征，可以使所述外旋流旋轉(zhuǎn)下行時(shí) 外旋流空間突然變大，旋轉(zhuǎn)速度急劇變小，加速氣體中固體微粒子的下落。圖2是沿圖IA-A線的剖面圖，201表示含有固體微粒子的氣體的進(jìn)入方向，所述 進(jìn)氣管在與外筒連接處附近該進(jìn)氣管的一側(cè)202逐漸收縮，即所述進(jìn)氣管與外筒連接端口 處203的口徑小于該進(jìn)氣管入氣端口處204的口徑，所述進(jìn)氣管與外筒連接采用切向式進(jìn) 氣結(jié)構(gòu)，使得含有固體微粒子的氣體由進(jìn)氣管沿外筒內(nèi)壁的切線方向進(jìn)入外筒，在該外筒 和中間筒之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向下的外旋流。下面進(jìn)一步說(shuō)明使用上述氣固分離收集裝置將氣體與固體微粒子分離并收集的 過(guò)程在圖1中，含有固體微粒子的氣體由水平進(jìn)氣管104沿豎直配置的外筒101的內(nèi) 壁的切線方向進(jìn)入外筒101，在該外筒101和中間筒103之間產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)向下的外旋流，懸浮 于外旋流中的固體微粒子在離心力的作用下被拋向該外筒的內(nèi)壁，并隨外旋流旋轉(zhuǎn)下行。所述外旋流在旋轉(zhuǎn)下行到達(dá)中間筒103底部端口時(shí)，由于沒(méi)有了中間筒103，外旋 流的空間突然變大，旋轉(zhuǎn)速度急劇變小，加速了氣體中固體微粒子的下落，固體微粒子經(jīng)過(guò)
4外筒底部落入微粒子收集器105，而被分離了固體微粒子的氣體下行到微粒子收集器之后 折返，形成旋轉(zhuǎn)上行的內(nèi)旋流，通過(guò)內(nèi)筒102由出氣口 106排出。一種配置有本實(shí)用新型內(nèi)容包括優(yōu)選實(shí)施例所述的氣固分離收集裝置的反應(yīng)塔， 該反應(yīng)塔用于鋅和四氯化硅置換反應(yīng)生成微粒子硅和氯化鋅。所述反應(yīng)塔主要由長(zhǎng)1000 毫米左右、內(nèi)徑26毫米左右的水平反應(yīng)腔管和氣固分離收集裝置組成，該水平反應(yīng)腔管與 所述氣固分離收集裝置的進(jìn)氣管相連，在該水平反應(yīng)腔管之前供給1100°C的鋅氣體和液滴 狀態(tài)的四氯化硅，鋅與四氯化硅在水平反應(yīng)腔管中發(fā)生置換反應(yīng)生成微粒子硅和氣體氯化 鋅(Zn+SiCl4 — Si+ZnCl2)。所生成的微粒子硅和氣體氯化鋅通過(guò)氣固分離收集裝置的進(jìn) 氣管沿外筒內(nèi)壁的切線方向進(jìn)入外筒。該外筒內(nèi)徑是36mm;該中間筒高度為350mm，外徑是 34mm ；該內(nèi)筒在外筒內(nèi)的高度為850mm，內(nèi)筒外徑16mm，內(nèi)徑12mm，所述外筒、內(nèi)筒和中間筒 是三個(gè)同心圓筒，所述進(jìn)氣管與所述外筒的側(cè)面相連。所述進(jìn)氣管在與外筒連接處附近該 進(jìn)氣管的一側(cè)逐漸收縮，即所述進(jìn)氣管與外筒連接端口處的口徑小于該進(jìn)氣管入氣端口處 的口徑，所述進(jìn)氣管與外筒連接采用切向式進(jìn)氣結(jié)構(gòu)，使得含有微粒子的氣體由所述進(jìn)氣 管沿所述外筒內(nèi)壁的切線方向進(jìn)入該外筒，所述外筒、中間筒上部封閉，不讓氣體跑掉，所 述內(nèi)筒的第一端口穿過(guò)所述外筒的頂端與外筒的外部連通。所述外筒底部下方的微粒子收 集器內(nèi)安裝有坩堝。雖然本實(shí)用新型以優(yōu)選實(shí)施例方式進(jìn)行了描述，但其并不是用來(lái)限定本實(shí)用新 型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和 修改，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種氣固分離收集裝置，包括外筒、內(nèi)筒、進(jìn)氣管、微粒子收集器，所述進(jìn)氣管與所述外筒的側(cè)面相連，所述內(nèi)筒的兩端開(kāi)口，該內(nèi)筒的第一端口穿過(guò)所述外筒頂部與該外筒的外部相通，所述微粒子收集器與所述外筒底部相連接，其特征在于，所述外筒與內(nèi)筒之間有中間筒，所述中間筒的頂部與所述外筒的頂部重合，所述中間筒的長(zhǎng)度小于所述外筒的長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固分離收集裝置，其特征在于，所述外筒、內(nèi)筒和中間筒為 三個(gè)同心圓筒。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固分離收集裝置，其特征在于，所述內(nèi)筒在所述外筒內(nèi)的 長(zhǎng)度小于外筒，該內(nèi)筒從所述外筒的頂部向該外筒底部方向延伸，所述內(nèi)筒的第二端口在 所述外筒的底部部位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固分離收集裝置，其特征在于，所述中間筒的長(zhǎng)度小于等 于所述內(nèi)筒長(zhǎng)度的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣固分離收集裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣管與外筒連接端 口處的口徑小于該進(jìn)氣管入氣端口處的口徑，所述進(jìn)氣管與所述外筒連接采用切向式進(jìn)氣 結(jié)構(gòu)。
6.一種配置有權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的氣固分離收集裝置的反應(yīng)塔，該反應(yīng)塔用于 鋅和四氯化硅置換反應(yīng)生成微粒子硅和氯化鋅。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氣固分離收集裝置，旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、分離效率高的氣固分離收集裝置。它包括外筒、內(nèi)筒、進(jìn)氣管、微粒子收集器，所述進(jìn)氣管與所述外筒的側(cè)面相連，所述內(nèi)筒的兩端開(kāi)口，該內(nèi)筒的第一端口穿過(guò)所述外筒頂部與該外筒的外部相通，所述微粒子收集器與所述外筒底部相連接，尤其是所述外筒與內(nèi)筒之間有中間筒，所述中間筒的頂部與所述外筒的頂部重合，所述中間筒的長(zhǎng)度小于所述外筒的長(zhǎng)度。本實(shí)用新型同時(shí)提供一種配置有所述氣固分離收集裝置的反應(yīng)塔，該反應(yīng)塔用于鋅和四氯化硅置換反應(yīng)生成微粒子硅和氯化鋅。
文檔編號(hào)B01J10/00GK201676608SQ20102011860
公開(kāi)日2010年12月22日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者姚尚龍, 島宗孝之, 島田達(dá)也 申請(qǐng)人:姚尚龍;島田達(dá)也;島宗孝之