本發明專利技術一般涉及加熱裝置及使用該加熱裝置的方法。在一些實施例中，加熱裝置包含具有中空圓柱形加熱腔的壓力殼、設置于該中空圓柱形加熱腔中的環狀遮熱板、及至少一設置于該環狀遮熱板的內部容積中的加熱組件。在另一實施例中，一種制備三氯硅烷的方法，包括以下步驟：引導具備四氯化硅的反應物流至加熱裝置中、令電流通過加熱組件以加熱該反應物流、及引導加熱的該反應物流至反應器中。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及加熱裝置(heater)、系統及加熱方法，特別是，涉及氫氯化反應(hydrochlorination)或氫化(hydrogenation)加熱裝置，且涉及加熱系統中的流體(stream)及產生三氯娃燒(trichlorosilane)的過程。
技術介紹
三氯娃燒能通過根據下列反應方程式氫化四氯化娃(silicon tetrachloride)而產生:Si+2H2+3SiCl4 — 4HSiCl3 (I)反應方程式(I)通常于高壓下完成，介于約250磅每平方吋表壓(psig)至500磅每平方吋表壓(psig)，且反應溫度介于約500°C至約550°C的范圍中。三氯硅烷也能通過根據下列反應方程式氫化硅而產生:3Hi+Si — HSiCl3+H2 (2) 反應方程式(2)通常于低壓下完成，約50磅每平方吋表壓(psig)，且反應溫度介于約300°C至約350°C的范圍中。
技術實現思路
本案能包括加熱裝置、系統、及加熱一或多個反應物流(reactant stream)以產生例如二氣娃燒。本案一方面或多方面能指代為一加熱裝置，包括具有一中空圓柱形加熱腔(cylindrical heating cavity)的一壓力殼(pressure shell),配置于該中空圓柱形加熱腔中的一環狀遮熱板(annular heat shield),及至少一配置于該環狀遮熱板的內部容積(interior volume)中的加熱組件(heating element)。于有關于本案一個或多個方面的一些結構中，該至少一加熱組件能具備一環形加熱結構(annular heatingstructure)。該加熱裝置進一步能包括配置于該環形加熱結構的一內部區域的一圓筒狀間隔件。該環形加熱結構可配置為具有一蛇形線結構(serpentine structure)。于其它切合于本案的一或多個其它方面的配置中，該至少一加熱組件包括一碳/碳復合材料(carbon/carbon composite)。于其它配置中，該至少一加熱組件能配置為具有一棒狀結構(rod-shaped structure)。本案的一個或多個其它方面的配置中，該至少一加熱組件能包括石墨(graphite)。因此，本案的一個或多個方面能包括令該至少一加熱組件具備一碳/碳復合材料、一石墨、及一鎳鉻鐵合金(nichrome)的一者。該至少一加熱組件還能包括一碳化娃涂膜(silicon carbide coating)。本案的一個或多個其它方面的配置中，該環狀遮熱板設置為由該加熱腔的內表面偏移(offset)，至少部分地定義出相鄰于該內表面的一環形冷卻區域(annular cooling zone)。該加熱裝置又能包括一入口(inlet),流體連接該中空圓柱形加熱腔至一反應物源(reactant source),且包括一出口(outlet),流體連接該中空圓柱形加熱腔至一反應器(reactor)。于某些實施例中，該反應器為一流化床反應器(fluidized bed reactor)。該反應物源,依據本案的相關配置,包括四氯化娃(silicontetrachloride)及甲燒(hydrogen)的至少一者。本案一方面或多方面可為制備三氯硅烷的方法。該方法能包括導入一包括四氯化娃的反應物流至一加熱裝置，該加熱裝置具有一圍繞住一加熱腔(heating chamber)的一壓力殼(pressure shell)、一設置于該加熱腔中的遮熱板(heat shield)、及一設置在該遮熱板的一內部容積(interior volume)的加熱組件(heating element);令電流通過該加熱組件以加熱該反應物流至一目標反應物流溫度(target reactant streamtemperature);以及引入該加熱的反應物流至一反應器，該反應器具有將該四氯化硅的至少一部分轉換為三氯娃燒的反應條件(reaction condition)。該目標反應物流溫度通常介于約500°C至約625°C的范圍中。該方法進一步能包括導入硅至該反應器。于本案一方面或多方面的相關實例中，該加熱組件的一表面被該反應物流濕潤。引入該反應物流至該加熱裝置，能包括引導該反應物流的第一部分穿過一 至少部分通過該遮熱板的一中心容積(central volume)定義的環形加熱區域(annular heating zone),及引導該反應物流的第二部分穿過一至少部分定義于該遮熱板的一表面及該加熱腔的一表面間的環形冷卻區域(annular cooling zone)中的一者或多者。該方法,根據本案的一方面或多方面,還能包括監測該加熱的反應物流的一溫度；及調整通過該加熱組件的該電流的一電壓量或電流量的至少一者。本案一方面或多方面能為促進三氯娃燒的產量的方法。該方法包括連結一加熱裝置的一反應物入口(reactant inlet)至一四氯化娃源及一甲燒源的至少一者,該加熱裝置具有一圍繞住一加熱腔的一壓力殼、一設置于該加熱腔中的遮熱板，及至少一設置在該遮熱板的一內部容積中的加熱組件；以及連結該加熱裝置的一反應物出口(reactantoutlet)至一氫氯化反應(hydrochlorination)或氫化(hydrogenation)反應器的一入口(inlet)。該方法更能包括連結該至少一加熱組件到至少一電力源。該方法，根據本案的某些配置，還能包括引導四氯化硅及甲烷的至少一者至該加熱裝置，及建立一電流通過該至少一加熱組件中的一者或多者。附圖說明附圖并未等比例繪示。于圖式中，每一個相同或近似的組件繪示為具有類似的標號。為了清晰，并非每一個組件皆被標示于每一個圖式中。于圖式中:圖1為本案的一加熱裝置的一側視圖的一示意圖，其中，本案的一或多個方法能予以實施；圖2為沿著圖1的加熱裝置的切線2-2所視的剖面示意圖，于其上，本案的一或多個實施例能予以實施；圖3為具有一蛇形線結構的一加熱組件的一透視圖的一示意圖，其能根據本案的一或多方面予以實行；圖4為一蛇形線加熱組件(serpentine heating element)的照片的復印，該蛇形線加熱組件能根據本案的一或多個實施例由碳/碳復合材料予以制成；以及圖5為根據本案的一或多個實施例的一加熱裝置沿著一電性連接端口所視的剖面示意圖。具體實施例方式本案一方面或多方面能關于加熱系統(heating system)或加熱設備(heatingapparatus)或加熱裝置(heater)及使用方法以及促進加熱運轉(heating operation)用于化學程序。本案的其它方面能關于加熱裝置，具有至少一加熱組件，該加熱組件被該程序潤濕，而該程序流動地被加熱。本案的其它方面更有關于具有加壓的加熱腔(heatingchamber)的加熱裝置，包括表面被該流動地被加熱的程序濕潤的構造。本案的其它方面進一步能關于具有抗腐性(corrosion resistant)的濕潤表面的加熱裝置。本案的其它方面更能關于加熱裝置，具有加熱組件或圍繞在該加熱裝置的一壓力外殼(pressureenvelope)中的組件。根據本案的一方面或多方面，該加熱裝置能包括具備壓力膜(pressure membranee)或壓力殼本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...
【專利技術屬性】
技術研發人員：S·法倫布魯克，B·黑茲爾坦，
申請(專利權)人：GTAT公司，
類型：
國別省市：
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