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申请/专利权人：南京工业大学;江苏福斯特石化装备有限公司

摘要：本发明涉及硅产业化工生产技术领域，具体为一种新型三氯氢硅合成炉，包括炉体、供气段、气体分流模组、反应机构、换热系统、硅粉喷射装置、以及出料段，供气段和气体分流模组的连接处设有用来导引气体向上流动的分流孔板，分流孔板板面上设有若干环形错位分布的轴向通孔，每个通孔上装配有对应尺寸且将气体吹向多个方向的气体喷管组件，反应机构中部的壁面上斜向下设置有硅粉喷射装置，出料段内部为中空结构，其顶端设置有用来收集反应得到三氯氢硅合成气体的出气口，未完全反应的硅粉通过出料段侧壁面的沉降口分离排出；本发明提高硅粉和氯化氢气体的反应效率，提高炉温控制精度及响应速度，保障产物合成效率及产品质量。

主权项：1.一种新型三氯氢硅合成炉，其特征在于，包括炉体（1）、设在炉体（1）底端的供气段（2）、设在供气段（2）上方的气体分流模组、设在气体分流模组上方的反应机构（5）、设于反应机构（5）内部使得换热工质折返流动的换热系统（6）、设于反应机构（5）侧端用于将硅粉均匀喷射于反应机构（5）内部的硅粉喷射装置（7）、以及设在炉体（1）顶端的出料段（8），所述供气段（2）一端的侧壁上设有供气口（21），所述气体分流模组包括孔板组件（3）和气体喷管组件（4），所述孔板组件（3）包括分流孔板（31）和若干个通孔（32），所述供气段（2）和气体分流模组的连接处设有用来导引气体向上流动的分流孔板（31），所述分流孔板（31）板面上设有若干环形错位分布的轴向通孔（32），每个所述通孔（32）上装配有对应尺寸且将气体吹向多个方向的气体喷管组件（4），所述反应机构（5）中部的壁面上斜向下设置有硅粉喷射装置（7），所述出料段（8）内部为中空结构，其顶端设置有用来收集反应得到三氯氢硅合成气体的出气口（81），未完全反应的硅粉通过出料段（8）侧壁面的沉降口（82）分离排出；所述分流孔板（31）的板面划分为若干个由非均匀轴向分布通孔（32）组成的扇形区域，每个区域夹角为30-60°，对应区域内采用不同大小且与氯化氢气体进口方向左右对称通孔（32）孔径，高压区通孔（32）的孔径为较大孔径，低压区通孔（32）的孔径为较小孔径，且最大孔径与最小孔径之比小于3:1；所述硅粉喷射装置（7）包括硅粉喷管（71）、硅粉喷管管口（72）、狭缝式喷口（73）、扩散腔（74）、分流口（75）以及收缩腔（76），所述硅粉喷管（71）的端部设有狭缝式喷口（73），狭缝式喷口（73）缝宽为硅粉喷管管口（72）直径的12-14，缝长为硅粉喷管管口（72）直径的3-5倍，所述硅粉喷管（71）与狭缝式喷口（73）之间通过扩散腔（74）和收缩腔（76）依次连接，所述扩散腔（74）宽度略大于硅粉喷管管口（72）直径，长度至少为硅粉喷管管口（72）直径的5倍，高度为硅粉喷管管口（72）直径2-3倍，所述扩散腔（74）呈长方体形状且两侧壁面开设有与硅粉喷管管口（72）等宽的狭缝式出口作为泄压分流口（75），所述收缩腔（76）轴剖呈倒梯形状，其高度与硅粉喷管管口（72）直径相等；所述换热系统（6）包括换热管束（61）、进口环管（62）、出口环管（63）以及连接管（64），所述进口环管（62）位于出口环管（63）的上方，且所述进口环管（62）与出口环管（63）均沿反应机构（5）上端外壁面环绕一周，每根所述换热管束（61）中的换热管均包括内管（611）和外管（612），所述内管（611）同轴套合在外管（612）中，所述换热管束（61）折弯成多组倒L形的换热管模组（65）且呈环形阵列分布在反应机构（5）的内部，每组换热管模组（65）包括平直管段（651）和垂直管段（652），所述垂直管段（652）立置于合成炉反应机构（5）内，其底端内管（611）的长度略短于外管（612）的长度，并在底端外管（612）的管口处安装密封堵头（66），所述平直管段（651）连通沿路的垂直管段并略微伸出炉体（1）外，每组平直管段（651）的内管（611）管口均与进口环管（62）密封连通，其外端的外管（612）略短于内管（611）且两者之间采用环形堵盖（67）密封连接，并在进口环管（62）管口的就近处通过在外管（612）的侧壁设置竖直的连接管（64）与出口环管（63）密封连接。

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