[实用新型]U形管有机硅流化床反应器

说明书

技术领域

    本实用新型属于反应器设备制造领域，具体地说涉及一种U形管有机硅流化床反应器。

背景技术

流化床反应器是有机硅生产的关键设备之一，目前有机硅合成反应器主要采用的是一种介于流化床和固定床形式之间的反应器，行业内习惯称为流化床反应器。在流化床反应器内，气态氯甲烷和固态的硅粉反应生成有机硅单体。氯甲烷气体由反应器底部进入反应器，与填充在反应器内的硅粉反应。氯甲烷与硅粉的反应在350℃以上的高温下进行，反应生成的热量很大，需要及时将反应热从反应器内移走，以便保证反应顺利、安全地进行。生成有机硅单体的反应过程是气固相反应，反应器内的热量传递效率较低，如何将反应器内的热量迅速移走具有重要意义。

目前，有机硅流化床反应器通常采用在反应器内布置一定数量的指形管移走反应器内的热量。由于指形管只有外层套管与硅粉和气体接触，单位床层体积的换热面积较低；另外指形管是内外套管结构，管的外径相对较大，床层内管间距也较大，存在床层内局部过热现象。

发明内容

本实用新型的目的在于：提供一种U形管有机硅流化床反应器，它结构合理，传热效率高，氯甲烷气体和硅粉与U形换热管接触面大，床层内温度分布均匀，有利于提高反应转化率，提高有机硅流化床反应器的效率。

本实用新型的技术解决方案是：该U形管有机硅流化床反应器包括反应区筒体、上部扩大管箱和下部管箱，在反应区筒体的顶部和底部分别安装上部扩大管箱和下部管箱，上部扩大管箱上设成品气出口和硅粉加料口，下部管箱上设固体物料排放口，其特征是：在反应区筒体内安装若干U形换热管，上部扩大管箱上设冷却介质进口总管和冷却介质出口总管，U形换热管内走冷却介质，U形换热管之间装填硅粉；在反应区筒体上设有若干氯甲烷喷射管，氯甲烷喷射管与筒体安装点的切线形成一定的角度，氯甲烷气体在反应器内形成上升和旋转状态，氯甲烷喷射管在筒体外部的延伸段全部连接在一个环绕筒体的氯甲烷总管上；在氯甲烷喷射管下方的筒体内安装气体分布板，气体分布板上设有若干气体分布孔，在下部管箱上设有氯甲烷辅助进口。

其中，上部扩大管箱直径明显大于反应区筒体直径。

使用时，硅粉由硅粉加料口一次性加入，原料氯甲烷气体经过氯甲烷总管进入各个氯甲烷喷射管，在反应器内与硅粉反应，反应生成的有机硅气体由成品气出口去成品精制工段，反应生成的热量由U形换热管中的冷却介质带走；当反应器内的硅粉数量较少时，氯甲烷气体由下部管箱的氯甲烷辅助进口进入气体分布板并通过气体分布孔进入反应区与硅粉反应。

本实用新型具有以下优点：1、气体在硅粉内部分布均匀，避免沟流、短路现象；2、单位床层体积的换热面积大；3、U形换热管直径较小，U形换热管管间距小，克服床层局部过热现象；4、床层径向温度分布均匀；5、反应转化率高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的喷射管俯视示意图。

图中：1上部扩大管箱，2冷却介质进口总管，3反应区筒体，4 U形换热管，5氯甲烷喷射管，6氯甲烷总管，7气体分布板，8下部管箱，9氯甲烷辅助进口，10固体物料排放口，11冷却介质出口总管，12硅粉装料口，13成品气出口。

具体实施方式

如图1、2所示，该U形管有机硅流化床反应器包括反应区筒体3、上部扩大管箱1和下部管箱8，在反应区筒体3的顶部和底部分别安装上部扩大管箱1和下部管箱6，上部扩大管箱1上设成品气出口13和硅粉加料口12，下部管箱8上设固体物料排放口10，其特征是：在反应区筒体3内安装若干U形换热管4，上部扩大管箱（1）上设冷却介质进口总管2和冷却介质出口总管11，U形换热管4内走冷却介质，U形换热管4之间装填硅粉；在反应区筒体3上设有若干氯甲烷喷射管5，氯甲烷喷射管5与筒体安装点的切线形成一定的角度，氯甲烷气体在反应器内形成上升和旋转状态，氯甲烷喷射管5在筒体外部的延伸段全部连接在一个环绕筒体的氯甲烷总管6上；在氯甲烷喷射管5下方的筒体内安装气体分布板7，气体分布板7上设有若干气体分布孔，在下部管箱8上设有氯甲烷辅助进口9。

其中，上部扩大管箱1直径明显大于反应区筒体3直径。

使用时，硅粉由硅粉加料口12一次性加入，原料氯甲烷气体经过氯甲烷总管6进入各个氯甲烷喷射管5，在反应器内与硅粉反应，反应生成的有机硅气体由成品气出口13去成品精制工段，反应生成的热量由U形换热管4中的冷却介质带走；当反应器内的硅粉数量较少时，氯甲烷气体由下部管箱8的氯甲烷辅助进口9进入气体分布板7并通过气体分布孔进入反应区与硅粉反应。