一种用于冷氢化工艺中四氯化硅渣回收冶炼石墨坩埚的制作方法

1.本实用新型涉及四氯化硅渣的回收技术领域，尤其涉及一种用于冷氢化工艺中四氯化硅渣回收冶炼石墨坩埚。


背景技术：

2.冷氢化是将多晶硅生产中还原炉内反应产生的大量副产物四氯化硅(stc)转化为合成多晶硅的原料三氯氢硅(tcs)的工艺系统；该工艺系统的原料有硅粉、stc、氢气、hcl等，反应产物是氢气、stc和tcs的混合物、金属氯化物和未反应的硅粉，涉及到的反应方程式有si+2h2+3sicl4＝4sihcl3；si+3hcl＝sihcl3+h2。该系统通过急冷器将大部分tcs、stc、氢气等有用物料的分离，冷氢化工艺系统急冷后的湿浆料(即四氯化硅渣浆，主要包括硅粉、金属氯化物、液态氯硅烷及氢气)排至浆料干燥装置；浆料干燥装置用于对湿浆料进行干燥加热，将氯硅烷气体及氢气蒸发出来用以回收，并将干燥后的固体和碱液进行中和处理。
3.文献报道可采用重选法对硅渣进行处理，但是重选工艺需要浪费较多的水资源，并且长期处于重选环境下容易损害工作人员的身体，并且分离效果相对较差；文献报道可电磁感应熔炼或直接回炉熔炼的方法，但是由于硅渣内含有少量氯化物及高沸物，在冶炼时高温强腐蚀性氯化强酸性气体，极易导致中频炉在冶炼时炉壁会被腐蚀穿孔，发生高温硅水穿炉事故，或者熔穿电磁线圈发生爆炸事故，给设备安全、人员安全带来巨大的隐患。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于冷氢化工艺中四氯化硅渣回收冶炼石墨坩埚，能够解决由于硅渣内含有少量氯化物及高沸物，在冶炼时高温强腐蚀性氯化强酸性气体，极易导致中频炉在冶炼时炉壁会被腐蚀穿孔，发生高温硅水穿炉事故，或者熔穿电磁线圈发生爆炸事故，给设备安全、人员安全带来巨大的隐患的问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种用于冷氢化工艺中四氯化硅渣回收冶炼石墨坩埚，其创新点在于：包括加热炉体和石墨内胆；所述石墨内胆设置在加热炉体内；
6.所述加热炉体呈圆柱状结构，所述加热炉体具有一容纳石墨内胆的型腔，所述加热炉体的内侧壁上沿着周向自上而下设置有容纳通水线圈的型腔，且该型腔内设置有通水线圈实现对加热炉体内的内腔进行加热；所述加热炉体的内壁上沿着竖直方向设置有与石墨内胆配合的导向槽；所述加热炉体的底端水平设置有延伸出加热炉体边缘的锁紧板；所述加热炉体的底端开有与石墨内胆的配合的出料口；
7.所述石墨内胆包括石墨封头和石墨筒体；所述石墨封头设置在石墨筒体的顶端，所述石墨封头的中心位置处设置有加料孔，且位于加料孔两侧分别设置有尾气出口和测温孔；所述石墨封头上设置有一压紧板，且压紧板的外径大于加热炉体的外径，所述压紧板的边沿上沿着竖直方向设置锁紧拉杆，且锁紧拉杆的两端分别连接在压紧板和锁紧板上，通
过螺栓与锁紧拉杆配合实现将石墨封头压紧在石墨筒体上；所述石墨筒体呈圆柱筒状结构且顶端开口，底端设置有与加热炉体的出料口配合的出料孔；所述石墨筒体的顶端设置有与石墨封头配合的阶梯面；所述石墨筒体的外壁上沿着竖直方向设置有与加热炉体内壁导向槽配合的导向块。
8.进一步的，所述石墨筒体通过若干环形筒体单元堆叠形成。
9.进一步的，所述石墨封头的侧边设置有吊耳，通过吊装实现将石墨封头吊装在石墨筒体的顶端。
10.进一步的，所述石墨封头的上的加料孔下方延伸设置有一呈发散状分布的若干v型导流槽，通过v型导流槽实现加料时的均匀分布。
11.本实用新型的优点在于：
12.1）本实用新型中采用石墨内胆作为待加热物质的承载体，使得四氯化硅与加热炉体隔绝接触，因为石墨内袋耐受酸碱腐蚀，避免了高温强腐蚀性氯化强酸性气体腐蚀穿孔的情况发生；此外，石墨筒体采用多单元堆叠的方式进行堆叠，可根据实际生产需要进行组装，通用性更好；在石墨筒体与石墨盖板之间通过锁紧拉杆锁紧的方式来密封进行石墨筒体的顶部密封，保证了密封效果以及相邻的环形筒体单元之间的密封，也减少待加热物质的暴露。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
14.图1为本实用新型的一种用于冷氢化工艺中四氯化硅渣回收冶炼石墨坩埚的结构示意图。
具体实施方式
15.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
16.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
17.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0018] 在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该 实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0019]
此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0020]
在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0021]
如图1所示的一种用于冷氢化工艺中四氯化硅渣回收冶炼石墨坩埚，包括加热炉体1和石墨内胆2；石墨内胆2设置在加热炉体1内。
[0022]
加热炉体1呈圆柱状结构，加热炉体1具有一容纳石墨内胆的型腔，加热炉体1的内侧壁上沿着周向自上而下设置有容纳通水线圈的型腔，且该型腔内设置有通水线圈11实现对加热炉体1内的内腔进行加热；加热炉体1的内壁上沿着竖直方向设置有与石墨内胆2配合的导向槽；加热炉体1的底端水平设置有延伸出加热炉体边缘的锁紧板12；加热炉体1的底端开有与石墨内胆2的配合的出料口。
[0023]
石墨内胆2包括石墨封头21和石墨筒体22；石墨封头21设置在石墨筒体22的顶端，石墨封头21的中心位置处设置有加料孔23，且位于加料孔23两侧分别设置有尾气出口24和测温孔25；石墨封头21上设置有一压紧板26，且压紧板26的外径大于加热炉体1的外径，压紧板26的边沿上沿着竖直方向设置锁紧拉杆27，且锁紧拉杆27的两端分别连接在压紧板26和锁紧板12上，通过螺栓与锁紧拉杆27配合实现将石墨封头21压紧在石墨筒体22上；石墨筒体22呈圆柱筒状结构且顶端开口，底端设置有与加热炉体1的出料口配合的出料孔221；石墨筒体22的顶端设置有与石墨封头配合的阶梯面；石墨筒体22的外壁上沿着竖直方向设置有与加热炉体内壁导向槽配合的导向块222。
[0024]
石墨筒体22通过若干环形筒体单元堆叠形成。
[0025]
石墨封头21的侧边设置有吊耳，通过吊装实现将石墨封头21吊装在石墨筒体22的顶端。
[0026]
石墨封头21的上的加料孔23下方延伸设置有一呈发散状分布的若干v型导流槽28，通过v型导流槽28实现加料时的均匀分布。
[0027]
本实用新型的工作原理是：采用石墨内胆作为待加热物质的承载体，使得四氯化硅与加热炉体隔绝接触，因为石墨内袋耐受酸碱腐蚀，避免了高温强腐蚀性氯化强酸性气体腐蚀穿孔的情况发生；此外，石墨筒体采用多单元堆叠的方式进行堆叠，可根据实际生产需要进行组装，通用性更好；在石墨筒体与石墨盖板之间通过锁紧拉杆锁紧的方式来密封进行石墨筒体的顶部密封，保证了密封效果以及相邻的环形筒体单元之间的密封，也减少待加热物质的暴露。
[0028]
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。