一种冷氢化流化床微孔板分布器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种冷氢化流化床微孔板分布器，其包括位于流化床本体锥形排料口顶部的烧结金属多孔复合分布器、分布器支撑框架以及分布器压板框；所述烧结金属多孔复合分布器夹在分布器支撑框架和分布器压板框之间；所述烧结金属多孔复合分布器为两层结构，底层为烧结金属丝网多孔板，顶层为烧结金属粉末多孔板。该微孔分布器能使流体在床断面均匀分布，分布器上产生的气泡尺寸较小，能形成均匀稳定的流态化，使气固相传热传质充分，有利于TCS转化率的提升。

【技术实现步骤摘要】
一种冷氢化流化床微孔板分布器
本技术属于多晶硅生产领域，具体涉及一种冷氢化流化床微孔板分布器。
技术介绍
冷氢化反应器又称鼓泡流化床(简称FBR)，在FBR中气相四氯化硅(简称STC)与H2与固相硅粉反应生成三氯氢硅(简称TCS)，冷氢化流化床气泡分布越均匀，气泡尺寸越小，气固两相传热传质越充分，气泡在床层中停留时间越久，单程转化率越高(联合碳化学与麻省理工试验结果显示，3.445MPa，550℃，H2:SiCl4＝1:2.8工况下，反应时间244s，SiHCl3单程转化率可达40.48％)。气体分布器在气固流化床反应器中起着重要的作用，直接影响初始气体分布的质量，一般气体分布器的设计原理：确定通过分布板的必要压降，ΔPd＝0.1cmH2OΔP床层；计算分布器进气口总气流雷诺数，查图选取锐孔系数的相应值，查图所示曲线适用于开孔率＜26％的分布器；确定通过锐孔的气体速度，按进气口密度和温度测量，决定分布器单位面积开孔数Nor，并求相应锐孔直径，开孔直径不宜过大，否则易漏料，开孔直径也不宜过小，否则易产生初始气泡相互聚并。现国内多晶硅生产厂家的冷氢化流化床大多使用孔板式分布器，例如，江苏中能硅业科技发展有限公司一期冷氢化装置采用的是多孔板式分布器，多孔板式分布器即在气流分布板上均匀开孔，达到一定的开孔率又具备一定的机械强度，通过分布器的气体进入流化床中心沿床断面均匀分布，使进入流化床的气体和硅粉形成良好的流态化，同时分布器在停止操作时，起到支撑床内物料的作用。冷氢化流化床分布器工艺存在以下问题：(1)流化床现有分布器为多孔板式分布器，易被颗粒堵塞，尤其是当床层停止操作时，会将孔堵死，另一方面易造成漏料。(2)当工艺气体通过现有多孔板分布器时，由于床层较高(比边壁)而遇到较大阻力，因而使进入中心区的流体流量降低，对大型流化床而言，边壁效应较小，从分布器受力分析看，该结构会降低分布器机械强度。(3)现有多孔板分布器开孔形式为常用的直圆孔型，制作简单，但是从孔喷出的流体速度大，对床层的射流深度较大，降低了分布板区效应，易形成死床。(4)流化床流态化不理想，气固相接触不充分，致使转化率低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是针对原有分布器为多孔板式分布器，易被颗粒堵塞，尤其是当床层停止操作时，会将孔堵死和漏料的缺陷。为了解决上述技术问题，本技术公开了一种冷氢化流化床微孔板分布器，其包括位于流化床本体锥形排料口顶部的烧结金属多孔复合分布器、分布器支撑框架以及分布器压板框；所述烧结金属多孔复合分布器夹在分布器支撑框架和分布器压板框之间；所述烧结金属多孔复合分布器为两层结构，底层为烧结金属丝网多孔板，顶层为烧结金属粉末多孔板。该微孔分布器能使流体在床断面均匀分布，分布器上产生的气泡尺寸较小，能形成均匀稳定的流态化，使气固相传热传质充分，有利于TCS转化率的提升。微孔板分布器采用烧结金属多孔材料的设计：烧结金属多孔材料具有密度小，比表面积大、抗冲击性能高、透气性好等优点，本设计采用的烧结金属材质可在流化床设计压力和温度下维持长时间工作。为了提高烧结金属粉末多孔板的机械强度，在底部复合一层烧结金属丝网多孔板进行补强。进一步地，所述分布器支撑框架和分布器压板框之间通过贯穿的螺钉进行固定。进一步地，所述分布器支撑框架底部通过支柱固定在流化床本体的锥形排料口内壁上。更进一步地，所述流化床本体的锥形排料口内壁设有用于固定支柱的第二加强板；支柱的一端焊接在分布器支撑框架底部，另一端焊接在第二加强板上。支撑设计补强机械强度，微孔板分布器机械强度较低，难以承受床内物料重量，本专利技术采用支撑设计，新增流化床支柱、流化床支撑框架和微孔分布器压板框。其中流化床支柱起支撑流化床微孔分布器的作用；支撑框架是支撑分布器的金属框架，将分布器支撑平整；微孔分布器压板框是将分布器与支撑框架紧密结合，起到固定分布器作用，从而解决了微孔分布器机械强度不足的问题。更进一步地，所述流化床本体的锥形排料口顶部设有用于固定烧结金属多孔复合分布器、分布器支撑框架以及分布器压板框的第一加强板，所述烧结金属多孔复合分布器、分布器支撑框架以及分布器压板框的端部分别焊接在第一加强板上。优选地，所述烧结金属丝网多孔板厚度为6～7mm，所述烧结金属粉末多孔板厚度为3～4mm。优选地，所述烧结金属丝网多孔板孔径分布区间为80～120μm；所述烧结金属粉末多孔板孔径分布：＜8μm含量20±5％，8～12μm含量30±5％，12～32μm含量40±10％，＞32μm含量10±5％。有益效果：1、本技术微孔板分布器流态化更好，收率更高更稳定，微孔分布器能使流体在床断面均匀分布，分布器上产生的气泡尺寸较小，能形成均匀稳定的流态化，可使STC汽体和氢气的混合气与硅粉较好的接触，TCS收率提高5％。2、本技术微孔板分布器可以有效杜绝漏粉工况发生；整体机械强度较高，可适用大直径冷氢化工况，通过变化表观气速核算，设计安装在流化床锥部，解决分布器上部聚团死床、边壁效应等问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术做更进一步的具体说明，本技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为该微孔板分布器的整体结构示意图。图2为该微孔板分布器的俯视结构示意图。图3为该微孔板分布器的剖面结构示意图。其中，各附图标记分别代表：1流化床本体；2烧结金属多孔复合分布器；3分布器支撑框架；4分布器压板框；5螺钉；6支柱；7加强板；8加强板。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本技术。说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本技术可实施的范畴。分布器设计需要满足几点要求：1、能长期保持流化床的稳定操作，不致因为颗粒沉积而造成压降明显增大。2、能使流体沿床断面均匀分布，在分布器附件区域内，气固相充分接触，死床区尽量减小，在所有进流体点上，床层均应保持运动状态。3、在操作过程中，分布器不被堵塞，固体颗粒不返流进入分布器。4、材质适用热加工过程操作、耐磨、耐腐蚀。本技术微孔板分布器采用烧结金属材料，烧结金属多孔材料具有密度小，比表面积大、抗冲击性能高、透气性好等优点。微孔分布器达到一定孔隙率，使进入流化床的工艺气体更为均匀的分布，工艺气体和硅粉在流化床内形成稳定的流态化，使气固相接触充分，有利于TCS一次转化率的提升。结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷氢化流化床微孔板分布器，其特征在于，其包括位于流化床本体(1)锥形排料口顶部的烧结金属多孔复合分布器(2)、分布器支撑框架(3)以及分布器压板框(4)；所述烧结金属多孔复合分布器(2)夹在分布器支撑框架(3)和分布器压板框(4)之间；所述烧结金属多孔复合分布器(2)为两层结构，底层为烧结金属丝网多孔板，顶层为烧结金属粉末多孔板。/n

【技术特征摘要】
1.一种冷氢化流化床微孔板分布器，其特征在于，其包括位于流化床本体(1)锥形排料口顶部的烧结金属多孔复合分布器(2)、分布器支撑框架(3)以及分布器压板框(4)；所述烧结金属多孔复合分布器(2)夹在分布器支撑框架(3)和分布器压板框(4)之间；所述烧结金属多孔复合分布器(2)为两层结构，底层为烧结金属丝网多孔板，顶层为烧结金属粉末多孔板。


2.根据权利要求1所述的冷氢化流化床微孔板分布器，其特征在于，所述分布器支撑框架(3)和分布器压板框(4)之间通过贯穿的螺钉(5)进行固定。


3.根据权利要求1所述的冷氢化流化床微孔板分布器，其特征在于，所述分布器支撑框架(3)底部通过支柱(6)固定在流化床本体(1)的锥形排料口内壁上。


4.根据权利要求3所述的冷氢化流化床微孔板分布器，其特征在于，所述流化床本体(1)的锥形排料口内壁设有用于固定支柱(6)的第二加强板(8)；支柱(6)的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：周复礼，冯晓春，吴伟，张永向，
申请(专利权)人：新疆协鑫新能源材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆;65