[实用新型]碱洗反应装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及晶硅片切割刃料碳化硅回收处理技术领域，具体涉及一种碱洗反应装置。

背景技术

晶硅片切割刃料碳化硅回收过程中需要除去对碳化硅进行提纯处理，除去碳化硅中混有的杂质硅。通常采用碱洗反应除杂的方法，通过向碳化硅中加入氢氧化钠，碳化硅与氢氧化钠不发生化学反应，而硅可充分与氢氧化钠发生化学反应， 从而达到去除硅杂质和对碳化硅提纯的目的。氢氧化钠和硅的反应为放热反应，化学反应发生时，加入到反应器中的氢氧化钠与硅粉发生剧烈反应，瞬时放出大量的热量并反应生成易燃易爆的氢气气体，现有碱洗反应器采用敞开式构造，热量和氢气直接溢散在空气中，容易发生高温烫伤以及爆燃事故，对操作工人身安全及环境造成影响。实际生产中，为避免反应短时间放出大量热量以及产生大量易燃易爆气体，通常采用分步加碱、减缓化学反应的方法，来降低反应速度，达到避免发生安全事故的目的，但这种方式大大延长了碱洗除杂的时间，从而降低了碳化硅除硅提纯的工作效率。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种反应效率高、安全环保的碱洗反应装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种碱洗反应装置，包括反应器和集气设备，所述反应器包括下部池体、设置于所述池体顶部的引气罩，所述引气罩与所述池体密封连接；在所述池体的一侧上部设有进料口、另一侧下部设有出料口，在所述进料口和出料口处分别设有进料阀和出料阀；

在所述池体的内壁四周设有夹套，在所述夹套的一侧底部设有进水口、另一侧顶部设有出水口；在所述池体的上部设有喷淋管、与所述喷淋管相连通的碱液输送管，在所述碱液输送管上设有进液阀，在所述喷淋管的底部均匀分布有喷淋孔；

所述集气设备包括设置于所述反应器外部的抽气泵和储气罐，在所述引气罩的顶部设有与所述抽气泵的抽气口相连通的出气口，所述抽气泵的排气口与所述储气罐相连通。

在上述技术方案中，反应器内壁设置夹套，在夹套内通有循环冷却水，在进行碱洗反应时产生的大量热量被夹套内的循环冷却水吸收，对反应器内的物料起到冷却作用。夹套内的冷却水采取下进上出的方式对反应器内的物料进行循环冷却。反应器池体上部设置的喷淋管用来向反应器内添加碱液，喷淋管底部的喷淋孔可以将碱液均匀喷出，使碱液与反应器内碳化硅物料均匀接触并产生反应。在反应器池体上方设置的引气罩，可避免碱洗过程中产生的氢气释放到空气中而产生危险，在抽气泵的作用下，氢气通过引气罩上的出气口被引流至外部的储气罐中。

优选的，在所述反应器中设置有搅拌器，所述搅拌器包括搅拌轴、安装于搅拌轴下端的搅拌叶片以及安装于搅拌轴上端的驱动电机。优选的，所述搅拌器为两个，分别设置于所述喷淋管的两侧。在搅拌器的搅拌作用下，反应器内的碳化硅物料与碱液快速混合均匀，使得碱洗反应更加完全和快速。

优选的，所述碱洗反应装置还包括水软化器，所述水软化器的出水口与所述反应器的进水口相连通。在冷却水通入夹套之前，先进行软化处理，降低水的硬度，可以避免夹套内产生水垢，从而影响夹套壁传热、影响对反应器的冷却效果。

优选的，所述喷淋孔的孔径为1～10mm。

优选的，所述夹套的材质为不锈钢。不锈钢材质的夹套有利于热量的传导，使得冷却效果更好。

本实用新型的有益效果在于：

1.采用密闭的反应器进行碱洗反应，能够避免碱洗过程中产生的大量热量和氢气直接排放到空气中而产生的危险，相比现有的敞开式的碱洗设备，具有更高的安全性；

2.在反应器内设置起到冷却循环作用的夹套，能够对反应器内的物料进行快速冷却降温，集气设备能够将碱洗反应产生的氢气收集起来，解决了碱洗反应产生的热量和氢气难以处理的问题；

3.通过冷却和集气，消除了瞬间反应产生的大量热量和氢气气体带来的危害，进而保证氢氧化钠与硅的反应可以持续不断的快速进行，大幅缩短了碱洗反应的时间，提高了碳化硅碱洗提纯反应的生产效率。

4.该装置结构简单、易于操作，并且具有安全、环保的特点，应用前景广阔。

附图说明

图1为本实用新型碱洗反应装置的结构示意图。

图2为图1中池体的俯视结构示意图。

其中，1为池体；2为引气罩；3为进料口；4为出料口；5为进料阀；6为出料阀；7为夹套；8为进水口；9为出水口；10为喷淋管；11为碱液输送管；12为进液阀；13为搅拌器；14为抽气泵；15为储气罐；16为水软化器。

具体实施方式