【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涉及流化床，特别是涉及一种冷氢化流化床用气体分布板及其冷氢化流化床结构。
技术介绍
1、多晶硅作为目前热门的半导体材料，其应用领域越来越广泛，但其主流生产工艺改良西门子法存在副产物多、原子利用率低等缺陷。冷氢化工艺将副产物四氯化硅与硅粉、氢气在气固流化床中进行反应，转化为三氯氢硅，是多晶硅生产中回收四氯化硅的重要一环。冷氢化流化床是冷氢化工艺的核心设备，对于冷氢化实际工业生产过程优化有决定性影响。
2、大部分冷氢化流化床技术认为，气固两相流动过程中产生的气泡会造成硅粉在反应器停留时间分布不均，床层频繁波动，从而大幅降低三氯氢硅的产率。为改善工艺，一般采用在反应器内部添加破泡内件的方法。目前的冷氢化流化床反应器破泡内件，主要有水平构件、垂直构件等类型。这些破泡内件对于破碎气泡有一定作用。但在实际生产过程中却发现，这些破泡内件的加入对于提高三氯氢硅收率的作用非常有限。
3、根据冷氢化反应动力学可知，冷氢化过程受化学平衡方向影响显著。当气相生成物浓度偏高，反应物分压偏大，反应超平衡状态，则此时反应会向逆方向进行；若气相生成物浓度偏低，反应物分压偏小，反应则未达到化学平衡，此时反应会继续向正方向进行。因此，有必要从冷氢化反应动力学特征出发，设计合理的冷氢化流化床结构，既需考虑破泡，又需考虑抑制气相返混，才能有效提高三氯氢硅收率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种冷氢化流化床用气体分布板及其冷氢化流化床结构，达到抑制气相及硅粉的返混，阻止冷氢
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种冷氢化流化床用气体分布板，包括凹弧形的板体，所述板体上开设有多排呈放射状分布的通孔，所述通孔的直径沿远离所述分布板的中心方向逐渐变大，所述板体的特征型线符合
4、
5、其中r为流化床主体半径，r为流化床径向坐标位置，指数的取值范围为0.05～0.25。
6、优选地，所述中心通孔直径为3cm～5cm,且通孔直径沿远离所述分布板的中心方向以1.05～1.1倍逐渐变大，气体分布板孔隙率≥30％。
7、优选地，所述通孔沿所述分布板的周向均匀布置多圈且均以所述分布板的圆心为圆心。
8、一种冷氢化流化床结构，包括罐体、分别设置在所述罐体底部和顶部的物料进口和气体出口、设置在所述罐体内部的且位于所述物料出口上方的多个板体以及设置在所述板体上方并与外界连通的硅粉入口，相邻所述板体之间的间距逐渐增大并将流化床沿高度方向分割成若干级流化床，相邻所述板体的间距为0.5m～0.6m。
9、优选地，所述罐体内设置有用于支撑所述板体的环状支撑圈，所述支撑圈与流化床主体焊接链接。
10、优选地，所述支撑圈的底部设置有支撑板。
11、优选地，还包括设置在所述罐体内并与所述气体出口连通的旋风分离器。
12、优选地，所述硅粉入口与水平面的夹角为45°至60°。
13、优选地，所述罐体包括罐身以及设置在所述罐身顶部的上盖、设置在所述罐身底部的下盖。
14、优选地，所述气体出口设置在所述上盖上，所述物料进口设置在所述下盖上。
15、本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：
16、1.本专利技术通过将流化床沿高度方向通过分布板分割成若干级流化床，流化过程中，在气相向上运动过程中，通过床内分布板后，由于通孔以及分布板间隔的设置方式，使得气相无法再向下运动，抑制了气相返混，使得反应气可以快速移除，反应向正向进行，提高三氯氢硅收率。另外，对于颗粒相而言，在流化过程中，颗粒边流化边反应，粒径逐渐减小，更易随向上气体逃逸，床内分布板的存在，抑制了颗粒逃逸，可确保在每一级内的气固两相充分混合、反应。
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1.一种冷氢化流化床用气体分布板，其特征在于，包括凹弧形的板体，所述板体上开设有多排呈放射状分布的通孔，所述通孔的直径沿远离所述分布板的中心方向逐渐变大，所述板体的特征型线符合
2.根据权利要求1所述的一种冷氢化流化床用气体分布板，其特征在于，所述中心通孔直径为3cm～5cm,且通孔直径沿远离所述分布板的中心方向以1.05～1.1倍逐渐变大，气体分布板孔隙率≥30％。
3.根据权利要求2所述的一种冷氢化流化床用气体分布板，其特征在于，所述通孔沿所述分布板的周向均匀布置多圈且均以所述分布板的圆心为圆心。
4.一种冷氢化流化床结构，其特征在于，应用权利要求1至3任一项所述的冷氢化流化床用气体分布板，包括罐体、分别设置在所述罐体底部和顶部的物料进口和气体出口、设置在所述罐体内部的且位于所述物料出口上方的多个板体以及设置在所述板体上方并与外界连通的硅粉入口，相邻所述板体之间的间距逐渐增大并将流化床沿高度方向分割成若干级流化床，相邻所述板体的间距为0.5m～0.6m。
5.根据权利要求4所述的一种冷氢化流化床结构，其特征在于，所述罐体内设置有
6.根据权利要求5所述的一种冷氢化流化床结构，其特征在于，所述支撑圈的底部设置有支撑板。
7.根据权利要求4所述的一种冷氢化流化床结构，其特征在于，还包括设置在所述罐体内并与所述气体出口连通的旋风分离器。
8.根据权利要求4所述的一种冷氢化流化床结构，其特征在于，所述硅粉入口与水平面的夹角为45°至60°。
9.根据权利要求1所述的一种冷氢化流化床结构，其特征在于，所述罐体包括罐身以及设置在所述罐身顶部的上盖、设置在所述罐身底部的下盖。
10.根据权利要求9所述的一种冷氢化流化床结构，其特征在于，所述气体出口设置在所述上盖上，所述物料进口设置在所述下盖上。
...【技术特征摘要】
1.一种冷氢化流化床用气体分布板，其特征在于，包括凹弧形的板体，所述板体上开设有多排呈放射状分布的通孔，所述通孔的直径沿远离所述分布板的中心方向逐渐变大，所述板体的特征型线符合
2.根据权利要求1所述的一种冷氢化流化床用气体分布板，其特征在于，所述中心通孔直径为3cm～5cm,且通孔直径沿远离所述分布板的中心方向以1.05～1.1倍逐渐变大，气体分布板孔隙率≥30％。
3.根据权利要求2所述的一种冷氢化流化床用气体分布板，其特征在于，所述通孔沿所述分布板的周向均匀布置多圈且均以所述分布板的圆心为圆心。
4.一种冷氢化流化床结构，其特征在于，应用权利要求1至3任一项所述的冷氢化流化床用气体分布板，包括罐体、分别设置在所述罐体底部和顶部的物料进口和气体出口、设置在所述罐体内部的且位于所述物料出口上方的多个板体以及设置在所述板体上方并与外界连通的硅粉入口，相邻所述板体之间的间距逐渐增大并将流化床沿高...
【专利技术属性】
技术研发人员：宗原，赵玲，童贵，王宁，陈皓宁，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：
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