三氯氢硅流化床反应器结构
有机硅单体流化床反应器6.28
当今工业上常用流化床类型柱形下锥形上大下小异径流化床带扩大部分柱形流化床几种工业上常用的流化床的结构图典型流化床反应器示意图主要构件包括
有机硅单体生产用流化床
1.直接法合成甲基氯硅烷的反应器的发展历程
固定床 搅拌床 转炉 流化床
2.流化床合成甲基氯硅烷的优点
1.由于Si-Cu触体粒度较小，可提高它与氯甲烷的接触面积，并且有效提高生产强度 2.由于Si-Cu触体与氯甲烷接触面积的不断更新，从而极大地提高了传质传热系数 3.床层温度分布均匀，加之Si-Cu触体的热容及热导率较大，故可很快的将反应热 散发出去，防止局部过热的发生
3.当今工业上常用流化床类型
柱形、下锥形、上大下小异径流化床、带扩大部分柱形流化床
几种工业上常用的流化床的结构图
主要构件包括： 容器、气体分布器、容器、 换热管、旋风分离器、螺 旋加料器等
典型流化床反应器示意图
1—上部筒体；2—下部锥椎体；3—上 封头；4—原料气进口；5—下封头； 6—环绕在床体外壁的半管；7—短管式 气体分布管；8—合成器出口；9—测温 口；10—测压口；11—排渣口；12—硅 粉加料口；13—半管导热油进口；14— 导热油出口；15—指形套管导热油进口 16—导热油出口；17—导热油分配箱； 18—指形套管束；19—箍管盘 主要构件及其作用 1.气体分布器 包括气体预分布器和气体分布板。其作用 是使气体均匀分布，以形成良好的初始流 化条件，有些情况下可同时支承固体颗粒。 2.换热系统 包括导热油分配箱和指形套管束，其作用 是开始前将反应物料加热到反应温度使之 反应，反应开始后通入稍低于反应温度的 换热介质移出反应热 合成甲基氯硅烷单体流化床
三氯氢硅生产知识
三氯氢硅生产方法1、硅氢氯化法该方法是用冶金级硅粉，作原料，与氯化氢气体反应。
可使用铜或铁基催化剂。
反应在200---800和0.05---3mpa下进行2Si+HCL======HsiCL3+SiCL4+3H2该反应所用反应器经历了从固定床、搅拌床到流化床的发展过程。
工艺也从间歇发展到连续。
反应器由碳钢制成，预先将归粒子加入到反应器，加热到所需地温度后，从底部连续通入氯化氢气体，产物及未反应物料被连续输出，经除尘精制后，用于生产高纯多晶硅和高纯硅烷。
上述反应是放热反应，反应热为-141。
8千焦/摩尔升高温度有利于提高反应速率，但同时导致三氯氢硅选择性下降，通过优化反映温度，可明显提高三氯氢硅的选择率。
例如在300---425度和2到5千帕条件下使硅和氯化氢反应，产物以600---1000千克/小时输出，三氯氢硅的选择率竟高达80—88%，副产物包括质量分数1%--2%二氯硅烷和1—4%的缩聚物，其余为四氯化硅。
氯化氢气体中的水分三氯氢硅的收率优很大影响。
，因此必须严格干燥。
硅与氯化氢生成三氯氢硅的反应应该是零级反应，使用纯度大于99。
99%的硅原料时氢硅的收率较低。
在一个微型反应器中作了研究，结果表明冶金级原料中所含杂质铝对反应有催化作用，可使反应温度降低，三氯氢硅收率提高。
2、四氯化硅氢化法3SiCL4+2H2+Si===============4HsiCL3反应温度400-----800压力2---4兆帕该反应为平衡反应，为提高三氯氢硅的收率，优选在氯化氢存在下进行，原料采用冶金级产产品通过预活化除去表面的氧化物后，可进一步提高三氯氢硅的收率三氯氢硅与四氯化硅沸点差距25度，且不产生共沸物，所以比较容易分离。
三氯氢硅生产工艺流程1、三氯氢硅合成将硅粉卸至转动圆盘，通过管道用气体输送至硅粉仓，再加入硅粉干燥器，经过圆盘给料机并计量后加入三氯氢硅合成炉。
在三氯氢硅合成炉内，温度控制在80—310℃，硅粉和氯化氢发生反应，生成三氯氢硅和四氯化硅。
流化床反应器
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大气泡和腾涌
➢ 定义：聚式流化床中，气泡上升途中增至很大甚至于接近床径，
使床层被分成数段呈活塞状向上运动，料层达到一定高度后突然崩 裂，颗粒雨淋而下，这种现象称为大气泡和腾涌。
➢ 危害：影响产品的收率和质量；增加了固体颗粒的机械磨损和带 出；降低催化剂的使用寿命；床内构件易磨损。
➢ 造成原因：L/D较大；u较大
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流化床反应器的结构
流化床反应器类型
➢ 按固体颗粒是否在系统内循环分 （1）单器流化床 （2）双器流化床
➢ 按床层的外型分 (1)圆筒形 (2)圆锥形
➢ 按床层中是否置有内部构件分 (1)自由床 (2)限制床
➢ 按反应器内层数的多少分 (1)单层 (2)多层
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工业生产中常见流化ຫໍສະໝຸດ 反应器形式精选PPT11
工业生产中常见流化床反应器形式
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工业生产中常见流化床反应器形式
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流化床反应器结构 ➢反应器主体
扩大段
分离段
浓相段 锥底
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流化床反应器结构
➢ 锥底：一般锥角为90°或60° 作用：对进入气体起预分布作用、卸催化剂。 ➢ 床层（浓相段）：床高与催化剂的装填量、气速有关，是反应器的有
效体积。通常催化剂填充层的静止高度与流化床直径的比值很少超过 1，一般接近于1。 ➢ 分离段 ➢ 扩大段
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气体分布装置：
包括气体预分布器和气体分布板。其作用是使气体均匀分布，以形 成良好的初始流化条件，同时支承固体颗粒。以下为常见气体分布板 形式：
凹型筛孔板
单个直孔泡帽
流化床反应器
结构
流化床反应器的结构有两种形式 ：①有固体物料连续进料和出料装置，用于 固相加工过程或催化剂迅速失活的流体相 加工过程。例如催化裂化过程，催化剂在 几分钟内即显著失活，须用上述装置不断 予以分离后进行再生。
• ②无固体物料连续进料和出料装置，用于 固体颗粒性状在相当长时间（如半年或一 年）内，不发生明显变化的反应过程。
分类
与固定床相比优点
固体流态化的形成
• 将固体颗粒堆存容器内的多孔板上，形成 一个床层，若液体系自上而下通过，颗粒 并不运动，此种床层称为固态床。 若令液 体自上而下通过床层，流速低时，颗粒不 动，情况与流体自上而下通过时并无区别； 流速加大到一定程度后颗粒便活动，而床 层膨胀；流速进一步加大则颗粒彼此离开 而在流体中浮动，流速愈大，浮动愈剧烈 床层愈高，通常称为固体液态化
《流化床反应器》课件
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流化床反应器的优缺点
优点
高转化率
高选择性
流化床反应器能够实现高转化率，使得反 应更加彻底，提高了生产效率和产品质量 。
通过优化反应条件，流化床反应器能够实 现高选择性，从而降低副产物的生成，进 一步提高了产品的纯度和质量。
操作简便
适应性强
流化床反应器的结构简单，操作方便，易 于维护和维修，降低了生产成本。
流化床反应器可用于生产塑料，如 聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯等，通 过聚合反应将单体转化为高分子聚 合物。
在能源领域的应用
燃烧发电
燃料电池
流化床反应器可用于燃烧煤炭、生物 质和垃圾等燃料，产生高温高压蒸汽 驱动发电机发电。
流化床反应器可用于燃料电池发电， 通过氢气和氧气的化学反应产生电能 。
核能利用
流化床反应器可用于核燃料循环，包 括核燃料溶解、分离、纯化和再处理 等过程，实现核能的可持续利用。
在氢能生产领域，流化床反应 器可用于水蒸气重整和光催化 产氢，为可再生能源的储存和 运输提供床反应器的发展趋势
高效能化 随着技术的不断进步，流化床反 应器的性能将得到进一步提升， 实现更高的转化率和产物收率。
多功能化 未来的流化床反应器将具备更加 丰富的功能，能够适应多种反应 类型和生产需求，提高生产效率 和灵活性。
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循环流化床反应器
总结词
一种高效、环保的流化床反应器类型。
详细描述
循环流化床反应器是一种高效、环保的流化床反应器，其特点是固体颗粒在反应器内循环流动。这种 反应器的优点在于能够实现高效能、高转化率和低能耗，同时减少废气和废水的排放。循环流化床反 应器在煤燃烧、废弃物处理等领域有广泛应用。
多晶硅工艺冷氢化装置流化床反应器过火事故
多晶硅工艺冷氢化装置流化床反应器过火事故
多晶硅工艺中的冷氢化装置流化床反应器过火事故通常是由于设备故障、操作不当或原料泄漏等原因导致的。
在多晶硅生产中，冷氢化装置是至关重要的单元，它的主要作用是将四氯化硅转化为三氯氢硅，后者是生产多晶硅的关键原料。
这一过程具有转化率高、能耗低的特点，对于降低整体生产成本非常关键。
然而，由于涉及到化学反应，如果操作不当或者设备存在缺陷，就可能导致安全事故，如流化床反应器的过火事故。
具体到流化床反应器过火的原因，可能包括但不限于以下几点：
1. 设备故障：长期运行中的磨损、腐蚀或者其他机械问题可能导致设备性能下降，进而引发事故。
2. 操作失误：操作人员的技能、经验不足或疏忽大意可能导致错误的操作决策，从而引发安全事故。
3. 原料泄漏：四氯化硅等化学物质的泄漏可能会引起火灾或其他类型的事故。
4. 监控系统失效：监控系统的失效可能导致无法及时发现和处理异常情况，增加了事故发生的风险。
5. 安全措施不足：如果安全预案和应急措施不到位，一旦发生事故，可能无法及时有效地控制和处理。
综上所述，为了预防此类事故的发生，企业应当加强设备的日常维护和检查，提高操作人员的安全意识和技能培训，完善监控系统，并制定详细的安全管理规程和应急预案。
同时，可以参考国内外先进的技术和管理经验，不断提升安全管理水平，确保生产过程的安全可控。
三氯氢硅生产技术
三氯氢硅生产技术三氯硅烷(HSiCl3)是一种重要的高附加值原料，主要用作半导体工业中制造超纯多晶硅和高纯硅烷的原料及外延生长的硅源。
1 HSiCl3的制备1.1 硅氢氯化法该方法是用冶金级硅粉或硅铁、硅铜作原料与HCl气体反应，可使用Cu或Fe基催化剂，反应在200-800℃和0.05-3MPa下进行，反应式如下：2Si+7HCl→HSiCl3 +SiCl4 +3H2 (1)该反应所用反应器经历了从固定床、搅拌床到流化床的发展过程，工艺也从间歇发展到连续。
反应器由碳钢制成，预先将Si粒子加入反应器，加热至所需温度后，从底部连续通入HCl气体，产物及未反应原料被连续输出，经除尘、精制后，用于生产高纯多晶硅或高纯硅烷。
上述反应是放热反应，反应热为－141.8 kJ/mol。
升高温度有利于提高反应速率，但同时导致HSiCl3的选择性下降。
通过优化反应温度，可明显提高HSiCl3的选择率，例如在300-425℃和2-5kPa条件下使Si与HCl反应，产物以600-1000kg/h连续输出，HSiCl3的选择率高达80%-88%，副产物包括质量分数1%-2% H2SiCl2和1%-4%缩聚物，其余为SiCl4。
HCl气体中的水分对HSiCl3收率有很大影响，因此必须严格干燥。
Si与HCl生成HSiCl3的反应是零级反应，使用纯度大于99.99%的Si作原料时，HSiCl3的收率较低。
Anderson 等在一个微型反应器中用不同级别的Si作原料研究了上述反应，结果表明，冶金级Si原料中所含杂质Al对反应有催化作用，可使反应温度降低，HSiCl3收率提高。
此外，Anderson 和Hoel等研究还发现，Si原料中Cr和Mn的含量对上述反应有明显的影响。
Cr对HSiCl3的选择性有正面影响，当原料中含有质量分数(3-10 00)×10-5的Cr时，HSiCl3的选择性可提高15%-20%。
但原料中的Mn却对Si的反应性和HSiCl3的选择性有负面影响，因此应将其质量分数降至1×10-4以下。
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三氯氢硅流化床反应器结构
【实用版】
目录
1.三氯氢硅流化床反应器的概述
2.反应器的主要组成部分
3.反应器的工作原理
4.反应器的优点和应用领域
正文
三氯氢硅流化床反应器是一种用于生产三氯氢硅的设备，具有高度的效率和优越的性能。
本文将详细介绍其结构、工作原理以及应用领域。
首先，三氯氢硅流化床反应器主要由以下几个部分组成：
1.反应釜：反应釜是反应器的核心部分，内部装有硅粉和氯气。
在这里，硅粉和氯气发生反应，生成三氯氢硅。
2.气体分布器：气体分布器的作用是将氯气均匀地分布到反应釜中，以确保反应的均匀进行。
3.流化床：流化床是反应器底部的一个区域，由细小的颗粒组成。
当氯气通过流化床时，颗粒会被抬升，形成流化状态，从而促进反应的进行。
4.控制系统：控制系统用于监控和调节反应过程中的各种参数，如温度、压力等，以确保反应的稳定进行。
接下来，我们来了解三氯氢硅流化床反应器的工作原理。
在反应器中，硅粉和氯气在流化床的作用下充分混合，发生化学反应，生成三氯氢硅。
反应过程中，氯气不断通过气体分布器均匀地分布到反应釜中，确保反应的持续进行。
同时，反应产生的三氯氢硅被收集并输送至下一个生产环节。
三氯氢硅流化床反应器具有以下优点：
1.反应速度快：由于硅粉和氯气在流化床中充分混合，使得反应速度大大提高。
2.效率高：反应器采用流化床技术，使得硅粉与氯气的接触面积增大，从而提高反应效率。
3.安全性高：反应器采用封闭式设计，有效防止有毒气体泄漏，保证生产过程的安全性。
4.环保：反应器采用氯气作为反应原料，生成的三氯氢硅可用于生产多种化学品，具有较高的应用价值。