本技術(shù)涉及化工設(shè)備，尤其涉及一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著電子、半導(dǎo)體及光伏行業(yè)的飛速發(fā)展，硅烷作為一種關(guān)鍵原料氣體，其需求量不斷增長。在國內(nèi)外眾多企業(yè)中，大多數(shù)采用歧化法，即ucc工藝，利用三氯氫硅制備硅烷。

2、在ucc工藝中，三氯氫硅在催化劑的作用下發(fā)生非均相反應(yīng)，歧化生成二氯硅烷。隨后，二氯氫硅再次發(fā)生非均相反應(yīng)，歧化得到硅烷。這個過程涉的化學(xué)反應(yīng)如下：

3、2sihcl3?→?sih2cl2?+?sicl4

4、2sih2cl2?→?sih4?+?sihcl3

5、然而，ucc工藝中從三氯硅烷到硅烷的兩步反應(yīng)均是可逆的歧化反應(yīng)，因此產(chǎn)物的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率相對較低。這不僅影響了生產(chǎn)效率，還增加了生產(chǎn)成本。在制備硅烷的過程中，三氯氫硅氣體與氫氣的混合氣體通過高溫的催化床是一個關(guān)鍵步驟。然而，現(xiàn)有的技術(shù)手段在加工過程中往往難以高效、快速地在三氯氫硅氣體與氫氣的混合氣體中加入催化劑并使其快速混合均勻，同時也難以將混合氣體加熱至指定溫度。因此，為了解決以上問題，提出了一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實用新型為了解決以上存在的問題，設(shè)計出了一種能夠在三氯氫硅氣體和氫氣的混合氣體中快速加入催化劑并能夠使其快速混合均勻，并且將混合氣體加熱至指定溫度的設(shè)備。

2、一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，包括：反應(yīng)罐，反應(yīng)罐頂部中間設(shè)有催化劑管，催化劑管一側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有向反應(yīng)罐內(nèi)部吹風(fēng)的風(fēng)扇；

3、位于反應(yīng)罐內(nèi)壁底部的絕緣墊，絕緣墊上安裝用于加熱的電熱器，電熱器的電線穿過絕緣墊及反應(yīng)罐底部的電線通孔與外部電源相接；

4、位于反應(yīng)罐左端且上下對稱設(shè)置的兩個互不干涉的進氣管，反應(yīng)罐的右端設(shè)有一個排氣管。

5、該技術(shù)方案中，三氯氫硅氣體與氫氣分別通過不同的進氣管通入反應(yīng)罐內(nèi)，催化劑則從頂部的催化劑管通入。風(fēng)扇驅(qū)動空氣流動，將反應(yīng)罐中的混合氣體吹均勻，電熱器對管內(nèi)混合的氣體進行加熱。絕緣墊隔絕電熱器與反應(yīng)罐，降低傳熱和傳導(dǎo)，減少能量損失，提高能源利用效率。

6、為了確保設(shè)備整體的密封性，所述反應(yīng)罐、進氣管、排氣管和催化劑管均由不銹鋼材質(zhì)制成，所述進氣管、排氣管和催化劑管通過焊接方式與反應(yīng)罐緊密連接，形成密封的整體。

7、作為本技術(shù)方案進一步的優(yōu)選方案，所述反應(yīng)罐底部通過螺釘與支撐架固定連接，支撐架由硬質(zhì)pvc塑料材質(zhì)制成。

8、該技術(shù)方案中，硬質(zhì)pvc塑料其導(dǎo)熱系數(shù)低，它具有良好的保溫隔熱性能，能夠在長時間的高溫或低溫下保持原有的特性和形狀。

9、作為本技術(shù)方案進一步的優(yōu)選方案，所述排氣管上安裝用于開通和關(guān)閉排氣管的閥門。

10、作為本技術(shù)方案進一步的優(yōu)選方案，所述絕緣墊由陶瓷材質(zhì)制成。

11、該技術(shù)方案中，陶瓷材料絕緣墊能夠承受高溫氣體、液體和固體介質(zhì)的侵襲，展現(xiàn)出卓越的耐溫性能，確保在極端溫度環(huán)境下穩(wěn)定工作。其次，陶瓷材料絕緣墊具有抗酸、抗堿、抗鹽等化學(xué)品的能力，能夠有效抵抗腐蝕和酸堿侵蝕，保持其性能穩(wěn)定，延長使用壽命。此外，陶瓷材料絕緣墊具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，不易受到化學(xué)物質(zhì)的侵蝕，確保在各種化學(xué)環(huán)境下穩(wěn)定工作。陶瓷材料絕緣墊還可以有效降低傳熱和傳導(dǎo)，減少能量損失，提高能源利用效率，為設(shè)備運行提供更加穩(wěn)定的支持。

12、作為本技術(shù)方案進一步的優(yōu)選方案，所述電熱器由鎳鉻合金材質(zhì)制成。

13、該技術(shù)方案中，鎳鉻合金電熱器是一種高效、可靠的加熱設(shè)備，能夠快速將空氣或液體加熱到所需溫度。它采用高溫合金材料制造，能夠承受高溫和高壓環(huán)境，因此具有較長的使用壽命。此外，鎳鉻合金電熱器采用定額功率設(shè)計，能夠有效地利用電能，具有較高的熱效率。

14、由于鎳鉻合金電熱器體積小，安裝簡單方便，不需要大面積占用空間，因此適用于各種狹小空間。同時，它采用冷熱循環(huán)技術(shù)，可以在復(fù)雜的環(huán)境下正常工作，不易損壞。

15、本實用新型的技術(shù)效果在于：

16、本申請在反應(yīng)罐頂部特別設(shè)置了催化劑管。這一設(shè)計使得在將三氯氫硅氣體與氫氣送入反應(yīng)罐的同時，催化劑能夠一同被送入。這樣的布局確保了催化劑在反應(yīng)開始時就能迅速與混合氣體接觸，從而啟動化學(xué)反應(yīng)。

17、為了確保反應(yīng)罐內(nèi)的氣體混合均勻，在催化劑管內(nèi)壁上配備風(fēng)扇。它會驅(qū)動空氣流動，使得反應(yīng)罐內(nèi)的氣體得以充分混合。這種均勻混合不僅有助于提高反應(yīng)的效率，還能確保反應(yīng)的穩(wěn)定性。

18、為了精確控制反應(yīng)溫度，設(shè)備中使用了鎳鉻合金材質(zhì)制成的電熱器。這種電熱器具有高效、穩(wěn)定的加熱性能，能夠迅速將反應(yīng)罐內(nèi)部的溫度加熱至指定溫度。

19、綜上所述，該三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備通過頂部催化劑管的設(shè)計、風(fēng)扇驅(qū)動的混合技術(shù)以及鎳鉻合金電熱器的溫度控制，實現(xiàn)了高效、快速、穩(wěn)定的化學(xué)反應(yīng)過程。不僅提高了生產(chǎn)效率，還為獲得高質(zhì)量的產(chǎn)物提供了有力保障。

技術(shù)特征：

1.一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，其特征在于，包括：反應(yīng)罐（1），反應(yīng)罐（1）頂部中間設(shè)有催化劑管（4），催化劑管（4）一側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有向反應(yīng)罐內(nèi)部吹風(fēng)的風(fēng)扇（7）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)罐（1）底部通過螺釘與支撐架（5）固定連接，支撐架（5）由硬質(zhì)pvc塑料材質(zhì)制成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，其特征在于，所述反應(yīng)罐（1）、進氣管（2）、排氣管（3）和催化劑管（4）均由不銹鋼材質(zhì)制成，所述進氣管（2）、排氣管（3）和催化劑管（4）通過焊接方式與反應(yīng)罐緊密連接，形成密封的整體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，其特征在于，所述排氣管（3）上安裝用于開通和關(guān)閉排氣管的閥門。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，其特征在于，所述絕緣墊（8）由陶瓷材質(zhì)制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，其特征在于，所述電熱器（6）由鎳鉻合金材質(zhì)制成。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供了一種三氯氫硅制備硅烷的設(shè)備，包括：反應(yīng)罐，反應(yīng)罐頂部中間設(shè)有催化劑管，催化劑管一側(cè)內(nèi)壁上設(shè)有向反應(yīng)罐內(nèi)部吹風(fēng)的風(fēng)扇；位于反應(yīng)罐內(nèi)壁底部的絕緣墊，絕緣墊上安裝用于加熱的電熱器，電熱器的電線穿過絕緣墊及反應(yīng)罐底部的電線通孔與外部電源相接；位于反應(yīng)罐左端且上下對稱設(shè)置的兩個互不干涉的進氣管，反應(yīng)罐的右端設(shè)有一個排氣管。本技術(shù)能夠高效快速地在三氯氫硅氣體與氫氣的混合氣體中加入催化劑，并且能快速混合均勻，加熱至指定溫度。該設(shè)備為化學(xué)反應(yīng)提供了一個穩(wěn)定、高效的平臺，有助于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：鄔長青,陸平,劉宇航,李天宇,陳錦溢,李運昌,華超
受保護的技術(shù)使用者：寧夏福泰材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20231228
技術(shù)公布日：2024/12/23