[实用新型]一种改善流化床流态化的硅粉补加系统

说明书

本实用新型公开了一种改善流化床流态化的硅粉补加系统，包括流化床、第一硅粉高压罐和第二硅粉高压罐；流化床侧面上下分别设置有第一硅粉加料口和第二硅粉加料口；第一硅粉高压罐和第一硅粉加料口通过第一推料管线连接，第二硅粉高压罐和第二硅粉加料口通过第二推料管线连接；第一硅粉加料口和第二硅粉加料口之间的距离为4～6m。通过在流化床分布器以上选取合适的上下加料口，即可以从上部补加硅粉又可以从下部补加硅粉，从而改善流化床内硅粉的流化状态，提高转化率；加料管线配合使用膨胀节，减小管路热膨胀对管道的推力，且吸收推料过程中产生的振动，可以实现连续加料，使流化床长期稳定运行。

技术领域

本实用新型属于多晶硅制备领域，具体涉及一种改善流化床流态化的硅粉补加系统。

背景技术

改良西门子生产多晶硅工艺中，三氯氢硅是生产多晶硅的主要原料，其中氯氢化技术是采用流化床反应器作为硅粉、四氯化硅和氢气的反应设备，是利用气相流动流体的作用，将固体硅粉悬浮起来，从而使固体硅粉具有某些流体表观特征(即硅粉流态化)，利用这种流体与固体间的接触方式来实现生产过程，硅粉与已汽化的四氯化硅、氢气接触面积越大，时间越长，转化率越高。

在一定温度和压力下其反应方程式：Si+2H₂+3SiCl₄→4SiHCl₃。

因此，如何提高氯氢化转化率是业内多年一直研究的方向。氯氢化流化床存在着一个气固两相物系，处于流化状态的颗粒群是连续的，为连续相，又称密相；气泡是分散的，称为分散相，又称稀相。随着生产的持续进行，需往流化床内持续的补充硅粉，并且在流化床内维持一定的密相高度，粒径较小的细硅粉会被扬析到流化床上部悬浮，业内使用压差来判断床内硅粉高度和集中位置。使硅粉达到一个好的流化状态是提高氯氢化转化率的关键。

现用硅粉补加系统加料口位置或高或低，高的加料口会使大量较小粒径的硅粉未反应即被扬析至流化床高处带出流化床，造成浪费；加料口高也会造成硅粉在流化床底部无法形成密相影响转化率；低的加料口会使大量固体硅粉处在流化床内较低的位置聚集，不易流化，易形成死床堵塞加料管线。对此状况，实际生产中，往往采用高压氢气“脉冲”的方式处理加料管线堵的问题，而“脉冲”又导致加料管线晃动剧烈。流化床硅粉加料前的单元属于低温区，流化床属于高温区，因温差形成热膨胀导致加料管线形变或法兰泄漏。

在实际生产过程会出现因负荷调整、分布器分布效果差等导致的硅粉流态化效果变差，易发生沟流或局部死床现象，从而降低转化率。如何改善流化床内硅粉的流态化是业内都在研究的重点。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是改善流化床内硅粉的流态化，避免流化床出现沟流或局部死床。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种改善流化床流态化的硅粉补加系统，包括流化床、第一硅粉高压罐和第二硅粉高压罐；所述流化床侧面上下分别设置有第一硅粉加料口和第二硅粉加料口；第一硅粉高压罐和第一硅粉加料口通过第一推料管线连接，第二硅粉高压罐和第二硅粉加料口通过第二推料管线连接；第一硅粉加料口和第二硅粉加料口之间的距离为4～6m；通过上下两个硅粉加料口分别向流化床内补充硅粉。

具体地，第一硅粉高压罐和第二硅粉高压罐通过并联的方式连接在硅粉料管上，通过硅粉料管分别向第一硅粉高压罐和第二硅粉高压罐添加硅粉原料。

具体地，第一硅粉高压罐和第二硅粉高压罐通过并联的方式连接在氢气冲压管线上，通过氢气冲压管线分别向第一硅粉高压罐和第二硅粉高压罐内注入氢气。

第一硅粉罐和第二硅粉罐上均连接有氢气充压管线和尾气放空管线，并分别设有充压调节阀和泄压切断阀；第一硅粉罐和第二硅粉罐顶部与硅粉料管连接，通过硅粉料管分别向第一硅粉罐和第二硅粉罐添加硅粉原料；第一硅粉罐和第二硅粉罐的底部分别通过第一加料管线和第二加料管线连接至流化床加料口，将硅粉罐中的硅粉通过气力输送的方式送入流化床内。