反应器的制作方法

1.本实用新型涉及反应器技术领域，具体而言，涉及一种反应器。


背景技术：

2.冷氢化反应技术是目前多晶硅生产过程中转化四氯化硅的最佳技术手段。该技术为：一定比例的氢气和四氯化硅气体经预热后输送至冷氢化反应器中，在一定的气速、床层高度条件下，使冷氢化反应器中预加的硅粉达到流化状态，随后在500
‑
570℃的温度条件下，四氯化硅、氢气和硅粉反应生成三氯氢硅，三氯氢硅经提纯后用于多晶硅生产。
3.在冷氢化反应技术中，冷氢化反应器是反应进行的场所，也是整套技术的核心装备。冷氢化反应器内为高温、高压、强腐蚀、强磨损的环境，对于反应器内壁有着极高的要求。目前，业内用于生产冷氢化反应器的材料为耐高温、耐腐蚀、耐磨合金，例如incoloy800和incoloy800h等。但该类合金因其制造工艺复杂、切削难度大、焊接条件严苛的原因，导致冷氢化反应器价格高昂。
4.为此，需要提供一种冷氢化反应器，在保障生产安全的条件下，大幅度降低冷氢化反应器的制造成本。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种反应器，该反应器解决了现有技术中冷氢化反应器价格高昂的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种反应器，所述反应器包括反应腔体，所述反应腔体的侧壁包括基层和设置于所述基层内侧的复合层，所述复合层能够将待填充于所述反应腔体内的反应物料与所述基层隔开。
7.在可选的实施方式中，所述基层与所述复合层之间设有过渡层，所述过渡层能够连接于所述基层与所述复合层之间。
8.在可选的实施方式中，所述复合层数量至少为一层；当所述复合层数量大于或等于两层，相邻两层所述复合层之间设有所述过渡层，从所述基层到所述反应物料方向，所述基层和所述复合层的膨胀系数依次增大或减小。
9.在可选的实施方式中，所述过渡层的厚度为0.001
‑
1mm。
10.在可选的实施方式中，所述基层为碳钢、低合金钢或不锈钢材质；
11.和/或，所述过渡层至少由氧化物颗粒、碳化物颗粒、纯金属颗粒及硬质合金颗粒中的一种或多种组成；
12.和/或，所述复合层为钨钛合金、铜合金、镁合金、锰铜合金、钴铬合金、铝合金或钛合金材质。
13.在可选的实施方式中，所述过渡层为纳米颗粒材质。
14.在可选的实施方式中，所述过渡层涂覆于所述基层内表面。
15.在可选的实施方式中，所述基层和所述复合层之间采用爆炸焊接、热轧、冷轧、堆
焊中的至少一种进行连接。
16.在可选的实施方式中，相邻两所述复合层之间通过所述过渡层固定连接。
17.在可选的实施方式中，所述基层的厚度大于所述过渡层与所述复合层的厚度之和。
18.有益效果：
19.本实用新型实施例提供的反应器，反应器包括反应腔体，反应腔体的侧壁包括基层和设置于基层内侧的复合层，复合层能够将待填充于反应腔体内的反应物料与基层隔开。
20.上述设置中，反应器的反应腔体采用复合结构，其中，基层用于支撑反应器，保证炉内反应器的稳定，复合层能够阻止物料直接与基层表面接触，如此，通过复合层能够承受来自反应腔体内高温、高压环境，并承受来自物料的腐蚀、磨损，进而，在一定程度上对基层起到了保护作用，提高了基层的使用寿命；并且，由于复合层能够承受高温、高压的环境以及物料的腐蚀、磨损，从而，基层则无需或减少使用高性能材料的量，进而大大降低了反应器的投入成本。
21.本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的反应腔体的侧壁的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的反应腔体的侧壁的另一种结构示意图。
25.图标：100
‑
基层；200
‑
过渡层；300
‑
复合层。
具体实施方式
26.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。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.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”、“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。
29.实施例1
30.参照图1，本实施例提供的反应器，包括反应腔体，反应腔体的侧壁包括基层100和设置于基层100内侧的复合层300，复合层300能够将待填充于反应腔体内的反应物料与基层100隔开。
31.上述设置中，反应器的反应器采用复合结构，其中，基层100用于支撑反应器，保证炉内反应器的稳定，复合层300能够阻止物料直接与基层100表面接触，如此，通过复合层300能够承受来自反应腔体内高温、高压环境，并承受来自物料的腐蚀、磨损，进而，在一定程度上对基层100起到了保护作用，提高了基层100的使用寿命；并且，由于复合层300能够承受高温、高压的环境以及物料的腐蚀、磨损，从而，基层100则无需或减少使用高性能材料的量，进而大大降低了反应器的投入成本。
32.可选的，本实施例还对反应器的具体结构做以下详细介绍。
33.参照图1，本实施例中，基层100与复合层300之间设有过渡层200，过渡层200能够连接于基层100与复合层300之间。
34.可选的，上述基层100的内表面需要进行脱脂、除锈和去污等清洁处理，过渡层200设置于基层100的洁净内表面上，位于基层100和复合层300之间，过渡层200用于连接基层100和复合层300，并起到强化复合层300的作用。
35.实施例2
36.参照图2，本实施例中，复合层300数量为两层，相邻两层复合层300之间设有过渡层200，从基层100到反应物料方向，基层100和复合层300的膨胀系数依次增大或减小。
37.位于中间的复合层300的膨胀系数介于基层100与靠近反应物料的复合层300之间，同时基层100
‑
复合层300；复合层300
‑
复合层300之间加入过渡层200，该种结构能够满足炉体对多重性能的要求，且能够减少基层100和复合层300间的应力集中，防止反应腔体的开裂、高温蠕变现象的发生，从而提高反应腔体的结构强度，延长设备使用寿命，提升使用过程中的安全性。
38.本实施例中，过渡层200的厚度为0.001
‑
1mm。过渡层200的厚度过大，会加大生产成本，过渡层200的厚度过小，不利于过渡层200与基层100和/或复合层300的连接，而且也起不到应有的加强复合层300的作用，综合考虑，本实施例中优选为0.001
‑
1mm，具体包括0.001mm、0.005mm、0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm。
39.本实施例中，基层100为碳钢、低合金钢或不锈钢材质；
40.和/或，过渡层200至少由氧化物颗粒、碳化物颗粒、纯金属颗粒及硬质合金颗粒中的一种或多种组成；
41.和/或，复合层300为钨钛合金、铜合金、镁合金、锰铜合金、钴铬合金、铝合金或钛合金材质。
42.可选的，上述基层100可以是碳钢，也可以是低合金钢，例如，16mnr、q345r，还可以是不锈钢，例如，347h、304；上述过渡层200由氧化物颗粒、碳化物颗粒、纯金属颗粒及硬质合金颗粒中的一种或多种组成，其中，氧化物颗粒如氧化铝、氧化钛颗粒，碳化物颗粒如碳化铬、碳化硅，纯金属颗粒如钨颗粒、钼颗粒，硬质合金颗粒如钴合金颗粒；上述复合层300可以为钨钛合金、铜合金、镁合金、锰铜合金、钴铬合金、铝合金或钛合金材质中的一种。
43.本实施例中，复合层300为可为多层结构。
44.可选的，复合层300由多层结构组成，复合层300可以在钨钛合金、铜合金、镁合金、锰铜合金、钴铬合金、铝合金或钛合金材质中进行选择。
45.根据实际需要选择不同的材质，例如，通过采用锰铜合金层，能够有效吸收反应器内部反应过程中产生的振动，提高设备稳定性，延长设备使用寿命。
46.继续参照图1，本实施例中，过渡层200涂覆于基层100内表面。
47.可选的，上述过渡层200通过涂覆的方式设置在基层100的内表面上，使得过渡层200在基层100的内表面上均匀分布，有利于过渡层200与基层100和/或复合层300的连接。
48.继续参照图1，本实施例中，基层100和复合层300之间采用爆炸焊接、热轧、冷轧、堆焊中的至少一种进行连接，热处理的温方式及处理温度依据实际材料的性质进行选择和设置。
49.过渡层纳米颗粒均匀涂覆在层隙之间。经热处理后，过渡层200与基层100和/或复合层300形成固化结构，能够减少基层100和复合层300间的应力集中，防止开裂、高温蠕变现象的发生，并能提高反应器的结构强度。
50.除此之外，过渡层200和复合层300形成的固化结构，可以有效较少反应物对反应器内壁的磨损，提升反应器使用寿命。
51.本实施例中，基层100的厚度大于过渡层200与复合层300的厚度之和。
52.可选的，由于基层100的主要作用是支撑反应器结构，本实施例中，基层100的厚度大于过渡层200与复合层300的厚度之和，支撑力度更强，这样有利于反应器结构的稳定。