[实用新型]一种冷氢化流化床微孔板分布器

说明书

本实用新型公开了一种冷氢化流化床微孔板分布器，其包括位于流化床本体锥形排料口顶部的烧结金属多孔复合分布器、分布器支撑框架以及分布器压板框；所述烧结金属多孔复合分布器夹在分布器支撑框架和分布器压板框之间；所述烧结金属多孔复合分布器为两层结构，底层为烧结金属丝网多孔板，顶层为烧结金属粉末多孔板。该微孔分布器能使流体在床断面均匀分布，分布器上产生的气泡尺寸较小，能形成均匀稳定的流态化，使气固相传热传质充分，有利于TCS转化率的提升。

技术领域

本实用新型属于多晶硅生产领域，具体涉及一种冷氢化流化床微孔板分布器。

背景技术

冷氢化反应器又称鼓泡流化床(简称FBR)，在FBR中气相四氯化硅(简称STC) 与H₂与固相硅粉反应生成三氯氢硅(简称TCS)，冷氢化流化床气泡分布越均匀，气泡尺寸越小，气固两相传热传质越充分，气泡在床层中停留时间越久，单程转化率越高(联合碳化学与麻省理工试验结果显示，3.445MPa，550℃，H₂:SiCl₄＝1:2.8工况下，反应时间244s，SiHCl₃单程转化率可达40.48％)。气体分布器在气固流化床反应器中起着重要的作用，直接影响初始气体分布的质量，一般气体分布器的设计原理：确定通过分布板的必要压降，ΔPd＝0.1cmH₂OΔP床层；计算分布器进气口总气流雷诺数，查图选取锐孔系数的相应值，查图所示曲线适用于开孔率＜26％的分布器；确定通过锐孔的气体速度，按进气口密度和温度测量，决定分布器单位面积开孔数Nor，并求相应锐孔直径，开孔直径不宜过大，否则易漏料，开孔直径也不宜过小，否则易产生初始气泡相互聚并。

现国内多晶硅生产厂家的冷氢化流化床大多使用孔板式分布器，例如，江苏中能硅业科技发展有限公司一期冷氢化装置采用的是多孔板式分布器，多孔板式分布器即在气流分布板上均匀开孔，达到一定的开孔率又具备一定的机械强度，通过分布器的气体进入流化床中心沿床断面均匀分布，使进入流化床的气体和硅粉形成良好的流态化，同时分布器在停止操作时，起到支撑床内物料的作用。

冷氢化流化床分布器工艺存在以下问题：(1)流化床现有分布器为多孔板式分布器，易被颗粒堵塞，尤其是当床层停止操作时，会将孔堵死，另一方面易造成漏料。(2) 当工艺气体通过现有多孔板分布器时，由于床层较高(比边壁)而遇到较大阻力，因而使进入中心区的流体流量降低，对大型流化床而言，边壁效应较小，从分布器受力分析看，该结构会降低分布器机械强度。(3)现有多孔板分布器开孔形式为常用的直圆孔型，制作简单，但是从孔喷出的流体速度大，对床层的射流深度较大，降低了分布板区效应，易形成死床。(4)流化床流态化不理想，气固相接触不充分，致使转化率低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对原有分布器为多孔板式分布器，易被颗粒堵塞，尤其是当床层停止操作时，会将孔堵死和漏料的缺陷。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种冷氢化流化床微孔板分布器，其包括位于流化床本体锥形排料口顶部的烧结金属多孔复合分布器、分布器支撑框架以及分布器压板框；所述烧结金属多孔复合分布器夹在分布器支撑框架和分布器压板框之间；所述烧结金属多孔复合分布器为两层结构，底层为烧结金属丝网多孔板，顶层为烧结金属粉末多孔板。

该微孔分布器能使流体在床断面均匀分布，分布器上产生的气泡尺寸较小，能形成均匀稳定的流态化，使气固相传热传质充分，有利于TCS转化率的提升。微孔板分布器采用烧结金属多孔材料的设计：烧结金属多孔材料具有密度小，比表面积大、抗冲击性能高、透气性好等优点，本设计采用的烧结金属材质可在流化床设计压力和温度下维持长时间工作。为了提高烧结金属粉末多孔板的机械强度，在底部复合一层烧结金属丝网多孔板进行补强。

进一步地，所述分布器支撑框架和分布器压板框之间通过贯穿的螺钉进行固定。

进一步地，所述分布器支撑框架底部通过支柱固定在流化床本体的锥形排料口内壁上。