本實用新型涉及反應設備領域，尤其涉及一種具有除塵功能的反應器。

背景技術：

四氟化碳是目前微電子工業(yè)中重要的等離子體蝕刻氣體，廣泛用于硅、二氧化硅、氮化硅、磷硅玻璃及鎢等薄膜材料的蝕刻，在電子器件表面清洗、太陽能電池的生產、激光技術、低溫制冷、氣體絕緣、泄漏檢測劑、印刷電路生產中的去污劑、潤滑劑及制動液等方面也有大量應用。四氟化碳合成方法很多，包括氫氟化碳與氟氣、氯氟化碳在催化劑存在下與氟化氫以及氟氣與碳源直接接觸反應制備四氟化碳等。其中，目前成熟工藝采用氫氟化碳、氯氟化碳做碳源制備四氟化碳，原材料價格昂貴，易發(fā)生爆炸，且合成產物中有不易去除的雜質；氟碳直接接觸反應法制備四氟化碳，該方法經過不斷的發(fā)展與完善，以能夠制備出高純四氟化碳。

但是，現(xiàn)有的柱狀反應器容量小，易堵塞，反應效率低，需要多次加入反應物，操作人員勞動強度大，且沒有除塵功能，產物四氟化碳的純度低，不利于四氟化碳的制備。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提出一種具有除塵功能的反應器，能夠克服現(xiàn)有技術中的不足，其容量大，反應效率高，除塵高效，提高產物的純度。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種具有除塵功能的反應器，包括料倉管、預熱管、反應管和除塵器；

所述料倉管的底部設有喇叭狀的擴容管，所述擴容管由其上端的開口向其下端的開口逐漸向內收窄；

所述料倉管、擴容管和預熱管均為豎向設置，所述反應管為橫向設置；

所述預熱管的上端與所述擴容管下端的開口連接，所述預熱管的下端連通于所述反應管；

所述反應管的兩端設有第一進氣口；

所述料倉管設有第一排氣管，其連通所述料倉管的內部和外部；

所述除塵器包括除塵管和隔板；

所述隔板包括上隔板和下隔板，所述上隔板和下隔板的數(shù)量均至少為一；

所述上隔板和下隔板等間距地焊接于所述除塵管內；

相鄰的所述上隔板和下隔板形成除塵氣路；

所述除塵管的外壁設有連通于所述除塵管內部的第二進氣管和第二排氣管，所述第一排氣管與所述第二進氣管連接。

進一步，所述料倉管的頂部設有加料管和放空管；

所述加料管的一端和放空管的一端分別連通于所述料倉管的頂部；

所述加料管的另一端和所述反應管的兩端均設有法蘭和法蘭蓋，所述法蘭蓋安裝于所述法蘭。

進一步，所述反應器還包括冷卻箱；

所述反應管設于所述冷卻箱內，所述反應管的兩端凸出于所述冷卻箱的外部。

進一步，所述冷卻箱為矩形箱體，其頂部設有開口。

進一步，所述反應管設有至少一個溫度計套管；

所述溫度計套管的下端封閉且位于所述反應管內；

所述溫度計套管內設有溫度檢測器。

進一步，所述除塵管的兩端均設有法蘭蓋和法蘭，所述法蘭蓋安裝于所述法蘭以密封所述除塵管；

所述上隔板的頂部與所述除塵管頂端的所述法蘭蓋的下表面貼合，所述下隔板的底部與所述除塵管底端的所述法蘭蓋的上表面貼合。

進一步，所述除塵器還包括多個擋板；

所述擋板分別固定于所述除塵管兩端的法蘭蓋，并且分別位于所述上隔板或下隔板的焊接處的兩側。

進一步，所述除塵管的底端設有喇叭狀的密封管；

所述除塵管的底端的所述法蘭蓋設有連通于所述除塵管內部的排污管，所述排污管設有閥門。

進一步，所述第一排氣管橫向設于所述料倉管頂部近端處的外壁。

進一步，所述料倉管還包括有至少兩個支撐座；

所述支撐座沿所述料倉管的外壁圓周等間距地設置。

本實用新型根據(jù)上述內容提出一種具有除塵功能的反應器，其容量大，反應效率高，除塵效果好，提高產物的純度。

所述反應器用于氟氣和碳反應生成四氟化碳，碳放置在所述料倉管、預熱管和反應管內，所述第一進氣口設于反應管的兩端，一方面能夠增加單位時間內氟氣通入至所述反應管的量，使更多的氟氣與碳充分接觸，增加反應的效率；氟氣與碳發(fā)生化學反應時放出熱量，由于所述預熱管的下端連通于所述反應管，大量的熱量會由反應產物四氟化碳傳遞至所述預熱管內的碳，對這些碳進行預熱，保持反應溫度穩(wěn)定，使后續(xù)碳和氟氣的反應效率更高。

隨著反應的進行，所述反應管的碳逐漸被消耗，由于所述料倉管、擴容管和預熱管均為豎向設置，在重力的作用下，所述預熱管內的碳將會下落至所述反應管以保證反應的持續(xù)進行，提高其工作的穩(wěn)定性和持續(xù)性；同樣地，所述料倉管內的碳會下落至所述預熱管內保證待反應的碳得到預熱，為后續(xù)的反應做好準備。

喇叭狀的所述擴容管具有擴大所述料倉管容積的作用，由于所述擴容管由其上端的開口向其下端的開口逐漸向內收窄，所以連接于所述擴容管上端開口的料倉管的橫截面積會大于連接于所述擴容管下端開口的預熱管的橫截面積，假設所述料倉管和預熱管在相同的長度下，所述料倉管的容積會大大增加，從而減少碳的加入次數(shù)，提高所述反應器工作的持續(xù)性。

所以碳從所述擴容管下落至所述預熱管時的速度會放慢，反應生成的四氟化碳氣體會從所述第一排氣管排向所述第二進氣管。

反應生成的四氟化碳氣體中會混雜一些反應不充分的碳粉，大部分的碳粉會跟四氟化碳氣體一同從所述第一排氣管排出，當混雜有碳粉的四氟化碳氣體經過所述第二進氣管進入至所述除塵管的除塵氣路時，在所述上隔板和下隔板的阻隔作用和重力的作用下，碳粉會沉降至所述除塵管的底部，便于后續(xù)的清理，以提高四氟化碳氣體的純度，最終被進一步純化的四氟化碳氣體從所述第二排氣管排出。

附圖說明

圖1是本實用新型其中一個實施例的正面的局部剖面圖。

圖2是本實用新型其中一個實施例的側面的局部剖面圖。

圖3是本實用新型其中一個實施例的除塵器的正面的局部剖面圖。

圖4是圖3的C處的局部放大圖。

其中：料倉管21、擴容管211、第一排氣管212、加料管213、放空管214、支撐座215、預熱管22、反應管23、第一進氣口231、溫度計套管232、法蘭261、法蘭蓋262、冷卻箱24、進水管241、溢流管242、除塵器25、除塵管251、密封管2511、隔板252、上隔板2521、下隔板2522、除塵氣路253、第二進氣管254、第二排氣管255、擋板256、排污管257。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。

一種具有除塵功能的反應器，包括料倉管21、預熱管22、反應管23和除塵器25；

所述料倉管21的底部設有喇叭狀的擴容管211，所述擴容管211由其上端的開口向其下端的開口逐漸向內收窄；

所述料倉管21、擴容管211和預熱管22均為豎向設置，所述反應管23為橫向設置；

所述預熱管22的上端與所述擴容管211下端的開口連接，所述預熱管22的下端連通于所述反應管23；

所述反應管23的兩端設有第一進氣口231；

所述料倉管21設有第一排氣管212，其連通所述料倉管21；

所述除塵器25包括除塵管251和隔板252；

所述隔板252包括上隔板2521和下隔板2522，所述上隔板2521和下隔板2522的數(shù)量均至少為一；

所述上隔板2521和下隔板2522等間距地焊接于所述除塵管251內；

相鄰的所述上隔板2521和下隔板2522形成除塵氣路253；

所述除塵管251設有連通于所述除塵管251內部的第二進氣管254和第二排氣管255，所述第一排氣管212與所述第二進氣管254連接。

如圖1，本實施例的所述反應器用于氟氣和碳反應生成四氟化碳，碳放置在所述料倉管21、預熱管22和反應管23內，所述第一進氣口231設于反應管23的兩端，一方面能夠增加單位時間內氟氣通入至所述反應管23的量，使更多的氟氣與碳充分接觸，增加反應的效率；氟氣與碳發(fā)生化學反應時放出熱量，由于所述預熱管22的下端連通于所述反應管23，大量的熱量會由反應產物四氟化碳傳遞至所述預熱管22內的碳，對這些碳進行預熱，保持反應溫度穩(wěn)定，使后續(xù)碳和氟氣的反應效率更高。

隨著反應的進行，所述反應管23的碳逐漸被消耗，由于所述料倉管21、擴容管211和預熱管22均為豎向設置，在重力的作用下，所述預熱管22內的碳將會下落至所述反應管23以保證反應的持續(xù)進行，提高其工作的穩(wěn)定性和持續(xù)性；同樣地，所述料倉管21內的碳會下落至所述預熱管22內保證待反應的碳得到預熱，為后續(xù)的反應做好準備。

喇叭狀的所述擴容管211具有擴大所述料倉管21容積的作用，由于所述擴容管211由其上端的開口向其下端的開口逐漸向內收窄，所以連接于所述擴容管211上端開口的料倉管21的橫截面積會大于連接于所述擴容管211下端開口的預熱管22的橫截面積，假設所述料倉管21和預熱管22在相同的長度下，所述料倉管21的容積會大大增加，從而減少碳的加入次數(shù)，提高所述反應器工作的持續(xù)性。

所以碳從所述擴容管211下落至所述預熱管22時的速度會放慢，反應生成的四氟化碳氣體會從所述第一排氣管212排向所述第二進氣管254。

如圖3，反應生成的四氟化碳氣體中會混雜一些反應不充分的碳粉，大部分的碳粉會在穿過碳層時沉集落回所述反應管23，小部分碳粉跟四氟化碳氣體一同從所述第一排氣管212排出，當混雜有碳粉的四氟化碳氣體經過所述第二進氣管254進入至所述除塵管251的除塵氣路253時，在所述上隔板2521和下隔板2522的阻隔作用和重力的作用下，碳粉會沉降至所述除塵管251的底部，便于后續(xù)的清理，以提高四氟化碳氣體的純度，最終被進一步純化的四氟化碳氣體從所述第二排氣管255排出。

本實施例的所述上隔板2521的數(shù)量為二，所述下隔板2522的數(shù)量為一，通過焊接，使得所述上隔板2521和下隔板2522更加穩(wěn)固地設于所述除塵管251內。

進一步，所述料倉管21的頂部設有加料管213和放空管214；

所述加料管213的一端和放空管214的一端分別連通于所述料倉管21的頂部；

所述加料管213的另一端和所述反應管23的兩端均設有法蘭261和法蘭蓋262，所述法蘭蓋262安裝于所述法蘭261；

所述反應器內的碳經過反應消耗后，從設于所述料倉管21頂部的加料管213加入碳，操作更加簡單方便直接，因為所述加料管213的一端和放空管214的一端分別連通于所述料倉管21的頂部，所以碳會在重力的作用下下落至料倉管21、擴容管211、預熱管22和反應管23，以保證反應的持續(xù)進行；因為所述加料管213的另一端、所述反應管23的兩端均設有法蘭261和法蘭蓋262，所述法蘭蓋262安裝于所述法蘭261，所以在加料時只需拆卸所述法蘭蓋262，便能對所述反應器進行加料操作。

所述放空管214的另一端連通至廢氣處理塔，操作時只需打開放空閥門就可以進行氣體的放空。

進一步，所述反應器還包括冷卻箱24；

所述反應管23設于所述冷卻箱24內，所述反應管23的兩端凸出于所述冷卻箱24的外部。

氟氣和碳反應時會放出大量的熱，所述冷卻箱24內裝有冷卻水，以降低所述反應管23的溫度，從而增加其使用壽命。所述反應管23的兩端凸出于所述冷卻箱24的外部，方便安裝在其兩端的法蘭蓋262的拆裝，避免冷卻水進入到所述反應管23內。

進一步，所述冷卻箱24為矩形箱體，其頂部設有開口。

矩形的箱體容易生產，能夠裝載的冷卻水亦更多，其頂部設有的開口起到觀察和檢查所述反應器使用狀況的作用。

進一步，所述冷卻箱24的其中一側壁的底部外壁至少設有一個進水管241；

所述冷卻箱24的其中一側壁的頂部近端處的外壁至少設有一個溢流管242。

如圖2，本實施例的所述進水管241的數(shù)量為一，所述溢流管242的數(shù)量為二，所述進水管241和溢流管242均設于所述冷卻箱24的側壁，更方便其安裝；所述冷卻箱24的其中一側壁的底部外壁，當冷卻水通過所述進水管241的進水口時，冷卻水通入至所述冷卻箱24時會更加緩慢穩(wěn)定；所述溢流管242設于所述冷卻箱24的其中一側壁的頂部近端處的外壁，保證所述冷卻箱24內的冷卻水足夠多以有效地冷卻所述反應管23，避免冷卻水過多溢出。

進一步，所述反應管23設有至少一個溫度計套管232；

所述溫度計套管232的下端封閉且位于所述反應管23內；

所述溫度計套管232內設有溫度檢測器。

如圖1，本實施例的所述溫度計套管232的數(shù)量為二，且對稱設于所述預熱管22兩側的所述反應管23上，能夠提高所述溫度檢測器對反應管23內的溫度檢測的精準度，所述溫度計套管232的下端封閉，既能密封所述反應管23也能保護所述溫度檢測器。

進一步，所述除塵管251的兩端均設有法蘭蓋262和法蘭261，所述法蘭蓋262安裝于所述法蘭261以密封所述除塵管251；

所述上隔板2521的頂部與所述除塵管251頂端的所述法蘭蓋262的下表面貼合，所述下隔板2522的底部與所述除塵管251底端的所述法蘭蓋262的上表面貼合。

如圖3，通過拆裝所述法蘭蓋262能夠快速地清理所述除塵管251，所述上隔板2521的頂部與所述除塵管251頂端的所述法蘭蓋262的下表面貼合，所述下隔板2522的底部與所述除塵管251底端的所述法蘭蓋262的上表面貼合，盡量使混雜的四氟化碳氣體沿著所述除塵氣路253運動，而不是直接從所述法蘭蓋262與上隔板2521和下隔板2522的貼合處直接穿過，提高除碳粉的質量和四氟化碳氣體的純度。

進一步，所述除塵器25還包括多個擋板256；

所述擋板256分別固定于所述除塵管251兩端的法蘭蓋262，并且分別位于所述上隔板2521或下隔板2522的焊接處的兩側。

如圖4，進一步提高除碳粉的質量和四氟化碳氣體的純度，所述擋板256能夠阻擋混雜的四氟化碳氣體直接從所述法蘭蓋262與上隔板2521和下隔板2522的貼合處直接穿過。

進一步，所述除塵管251的底端設有喇叭狀的密封管2511；

所述除塵管251的底端的所述法蘭蓋262設有連通于所述除塵管251內部的排污管257，所述排污管257設有閥門。

如圖3，所述除塵管251底端的所述法蘭蓋262需定期拆下排放固態(tài)碳粉，但所述除塵管251底端的直徑越大，越難密封，所以所述密封管2511設置為由其上端的開口向其下端的開口逐漸向內收窄的喇叭狀的管，提高其密封程度。

本實施例的氟氣是通過電解法生產的，所以氟氣中會混雜有HF氣體，當其溫度下降后會變成酸液，為了清理碳粉時的安全，先打開所述排污管257上的閥門，排清酸液，再拆卸法蘭蓋262清理粉塵。

進一步，所述反應管23的兩端分別設有法蘭261和法蘭蓋262，所述法蘭蓋262安裝于所述法蘭261以密封所述反應管23；

所述第一進氣口231設于所述法蘭蓋262。

通過安裝所述法蘭261于所述法蘭蓋262，能夠有效的密封所述反應管23，避免氣體泄漏，如反應物氟氣的泄漏和生成物四氟化碳氣體的泄漏；通過拆卸所述法蘭蓋262，能夠快速地清理所述反應管23內的反應留下的廢渣，操作簡單方便；所述第一進氣口231設于所述法蘭蓋262，保證氟氣有效地通入至所述反應管。

進一步，所述第一排氣管212橫向設于所述料倉管21頂部近端處的徑向位置。

反應時部分碳反應不充分，殘留的碳粉一部分會被反應生成的氣體帶走，所述第一排氣管212橫向設于所述料倉管21頂部近端處，能夠使氣體上升的路程增加，有利于碳粉的在重力的作用下沉降，提高四氟化碳氣體的純度。

進一步，所述料倉管21還包括有至少兩個支撐座215；所述支撐座215沿所述料倉管21的外壁圓周等間距地設置。

本實施例的所述支撐座215的數(shù)量為二，其沿所述料倉管21的外壁圓周等間距地設置，能夠更好地支撐所述料倉管21，使所述料倉管21被支撐時的受力更加均勻。

以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它具體實施方式，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內。