[实用新型]一种多晶硅氯氢化流化床硅粉补加管

说明书

本实用新型公开了一种多晶硅氯氢化流化床硅粉补加管，包括外管和内管；所述内管外壁与外管内壁贴合；外管的进料口端部设有沙漏结构，内管的进料口端部设有沙漏结构，所述沙漏结构锥角为45°～120°，沙漏结构底部与内管连通。通过设置内外管的双层耐磨结构，外管采用15CrMo合金管，内管采用20#钢管，提高耐磨性能和使用寿命，可维持1～1.5万吨硅粉持续补加；通过沙漏结构能够有效避免管道磨损和管线内硅粉架桥堵塞。

技术领域

本实用新型属于多晶硅生产领域，具体涉及一种多晶硅氯氢化流化床硅粉补加管。

背景技术

改良西门子生产多晶硅工艺中，氯氢化流化床补加硅粉采用间歇式操作，影响流化床流化质量，不能实现连续补加硅粉主要因为硅粉硬度大(莫氏硬度7.0)，高压工况下气力输送至流化床，对输送管线、阀门耐磨要求非常高，出现磨穿泄漏后危害较大。现业内采用串联2～3台盘阀控制流化床补加硅粉操作，是使用氢气对硅粉浓相输送的过程：(1)首先使用一股氢气(下称带料氢)将盘阀至流化床段管线持续吹扫，确保管线畅通；(2)先将硅粉料罐充压，并维持比流化床高0.1～0.4MPa，从下往上打开管线盘阀(多台盘阀控制)，向流化床补加硅粉，完成后关闭盘阀。一次补料操作结束。

目前有使用金属烧结漏斗结构实现颗粒持续输送，气相可通过金属烧结的漏斗锥形壁面，将漏斗内的颗粒流化，通过调整气量控制颗粒输送量，但烧结漏斗结构强度和耐磨性不能直接使用在流化床补加硅粉上。

氯氢化流化床补加硅粉采用间歇式操作，使用盘阀控制硅粉补加会存在如下问题：

(1)硅粉流量无法控制，一般情况下1分钟内可向流化床加入1～3吨硅粉，对流化床的流化质量、反应温度影响较大，且此工况需重复操作，流化质量无法稳定维持；

(2)管道磨损严重，打开盘阀后硅粉快速冲入管道，对管道磨损较大，管道需采用硬度大的特种材质，定期进行检查更换，检修成本高；

(3)管线容易堵塞，硅粉容易卡涩盘阀阀腔导致阀门无法正常操作，控制盘阀打开后硅粉冲入管线势头较大容易噎塞管道；

(4)金属烧结漏斗结构强度和耐磨性不能直接使用在流化床补加硅粉上。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种补加管，实现流化床连续稳定补加硅粉，降低补充硅粉对流化质量的影响，降低硅粉对管线的磨损。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种多晶硅氯氢化流化床硅粉补加管，包括外管和内管；所述内管外壁与外管内壁贴合；内管的进料口端部设有沙漏结构，所述沙漏结构锥角为45°～120°，沙漏结构底部与内管连通

沙漏结构锥角优选为60°，主要考虑硅粉安息角，能够使得硅粉顺利流动。

所述外管为15CrMo合金管，外径为88～90mm，管壁厚度为5～6mm；所述内管为 20#钢管，内径为18～25mm，管壁厚度为28～30mm。

进一步地，为了使得进口硅粉处于流化状态，提高流化性能，解决硅粉架桥堵塞问题，在内管的管壁内设置两个以上的流化气体腔道，所述流化气体腔道的进气口位于外管的外壁上，出气口位于沙漏结构的外壁上。

所述流化气体腔道的内径不大于10mm。优选地，所述流化气体腔道共四个，环形平均分布在内管的管壁内，可实现硅粉最佳的流化状态。

进一步地，所述流化气体腔道底部设有直径不大于5mm的限流孔，气流通过底部限流孔后膨胀充满流化气体腔道，保证硅粉不会反混落入腔道内导致磨损，即使在没有气流时，硅粉在流化气体腔道上部架桥，不会堵实腔道，通气可迅速将硅粉吹出。

有益效果：