一种硒加料及加热装置的制作方法

1.本实用新型涉及硒化氢生产设备技术领域，尤其涉及一种硒加料及加热装置。


背景技术：

2.硒化氢是一种制备红外光感材料硒化锌的重要原料，也是用于集成电路的外延、掺杂和蚀刻等工艺的重要电子特气。随着半导体技术、红外材料的迅速发展，硒化锌材料的需求日益增长，其发展离不开高纯气体硒化氢。
3.硒化氢气体通过高纯氢气与硒合成反应来制取，具有反应简单易控制、原子利用率、无资源浪费和无环境污染等优点。因此，硒原料的加料和加热方式，在硒化氢的合成工艺中非常重要。
4.传统的固体硒原料熔化采用的加热方式基本都是发热丝、燃油燃气等加热。这种热辐射方式将热量传递给不锈钢设备，再由不锈钢设备传递给固体介质。这种方式在第一次传递过程中浪费了大量的热能，使得加热效率大幅度降低。而且电热丝加热方式，电热丝表面温度非常高，电热丝呈现红色状态，在氢气环境下操作会有爆炸风险。同时常规电加热方式电热丝温度高、电线易老化，存在安全隐患等问题。


技术实现要素：

5.鉴于目前固体硒加热设备存在加热效率低，安全性能差等问题，本实用新型提供一种硒加料及加热装置，不但大大节约热能，加热效能高，并且具有较好的安全性，稳定可靠。
6.为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：
7.一种硒加料及加热装置，包括熔硒罐，所述熔硒罐为一中空筒体，所述筒体上设有进料装置、出料口，所述筒体的外壁上安装电磁感应加热线圈，所述电磁感应加热线圈与所述筒体壁之间设有绝热层。
8.依照本实用新型的一个方面，所述绝热层为保温棉。
9.依照本实用新型的一个方面，所述绝热层为耐高温绝热层。
10.依照本实用新型的一个方面，所述筒体为导磁性金属材料。
11.依照本实用新型的一个方面，所述电磁感应加热线圈与电磁加热控制箱连接。
12.依照本实用新型的一个方面，所述出料口设置在筒体底部，所述筒体侧面还设有进气口。
13.依照本实用新型的一个方面，所述筒体内设有第一远传温度计和一远传压力计，所述筒体壁与电磁感应加热线圈之间设有第二远传温度计。
14.依照本实用新型的一个方面，所述进料装置包括设置在筒体顶部的进料仓。
15.依照本实用新型的一个方面，所述进料仓下部设成口径逐渐减小的缩口，顶部设有一硒颗粒进料口。
16.依照本实用新型的一个方面，所述进料装置还包括设置在所述进料仓与筒体之间
的卸料阀，所述卸料阀为v型。
17.本实用新型实施的优点：通过上述技术方案，采用电磁感应加热线圈加热的方式，将颗粒硒加热熔化为液态硒，不但大大节约热能，效能高，并且在氢气环境下有较好的安全性，安全可靠。电磁感应将使筒体迅速升温，高温筒壁外设置了绝热层，可以很好地阻绝热量向环境扩散，同时也大大降低了绝热层外缠绕的电磁线圈的表面温度。同时也避免了线圈的高温状态而导致的线圈老化或者发生火花等安全风险，提高安全性能。所述进料装置包括进料仓，进料口，卸料阀，其中进料仓下部设成口径逐渐减小的缩口和增加卸料阀，通过进料装置的合理布局设计，可以简便的按批次添加硒原料，操作简单，大大降低了工人的操作难度，从而有效提高生产效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
19.图1为本实用新型中一种硒加料与熔化装置的结构示意图。
20.图中：1、硒颗粒进料口，2、进料仓，3、第一远传温度计，4、卸料阀，5、进气口，6、熔硒罐，7、第二远传温度计，8、电磁感应加热线圈，9、出料口，10、绝热层。
具体实施方式
21.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
22.如图1所示，一种硒加料及加热装置，包括熔硒罐6，所述熔硒罐6为一中空筒体，所述筒体上设有进料装置、出料口9，所述筒体的外壁上安装电磁感应加热线圈8，所述电磁感应加热线圈8与所述筒体壁之间设有绝热层10。实际应用中，所述筒体上还可设有进气口5。
23.本实施例中，所述硒加料及加热装置的工作过程如下：
24.首先将固定重量的颗粒硒加入到进料装置中，所述颗粒硒通过进料装置直接流入到熔硒罐6中。然后通过进气口5对装有硒颗粒的熔硒罐6进行抽真空操作，排除罐内空气，再通过进气口5充入氩气，反复置换多次，确保罐内充满高纯度氩气，熔硒罐6压力维持在1-1.5bara。再开启电磁加热控制箱，电磁感应加热线圈8将对熔硒罐6进行加热，温度控制在270-370℃，根据颗粒硒的重量及加热速率等调节加热时间，加热时间约0.5-1.5小时，这时颗粒硒全部被加热熔化为液态硒。此时打开液态硒出料口9下游管道上的开关阀，并通过进气口5通入氩气将熔硒罐6内压力升至3-8bara，液态硒将会快速进入下游的硒化氢合成反应器内。硒化氢合成反应器为连续稳定生产，当反应器内液态硒存量较少时再次启用硒加料与熔化装置，大大提高了硒化氢的生产效率及其收率。
25.本实施例中所述硒加料和熔化装置通过在熔硒罐6筒体外壁上安装电磁感应加热线圈8与筒体壁介质温度形成联锁控制，电磁感应加热线圈8通过感应加热的方式使得筒壁
温度控制在270-370℃，将颗粒硒加热熔化为液态硒。不但大大节约热能，效能高，并且在氢气环境下有较好的安全性，安全可靠。进一步的，筒壁与电磁感应加热线圈8之间设置绝热层10，可以保证线圈维持低温在50～80℃，与传统的电热丝加热方式相比可以大大地阻绝高温，减少对环境的热损失，同时避免了线圈的高温状态而导致的线圈老化或者发生火花等安全风险，大大提高了安全性能。
26.本实施例中，所述筒体内设置了第一远传温度计3用于监控熔硒罐6内液态硒的温度。熔硒罐6的筒体壁与绝热层10之间设置了第二远传温度计7用于监控筒壁温度。
27.在实际应用中，所述筒体内还可增加一远传压力计，用于监控熔硒罐6内的压力，操作简便。对装有硒颗粒的熔硒罐6进行抽真空操作，排除罐内空气，再通过进气口5充入氩气，反复置换多次，确保罐内充满高纯度氩气，控制熔硒罐6内压力维持在1-1.5bara。当液态硒准备出料进入下游的硒化氢合成反应器内，为了加快液体硒流出速度，提高生产效率，通过进气口5通入氩气将熔硒罐6内压力升至3-8bara。
28.通过远传温度计和压力传感器的设计，可以更好的调节控制颗粒硒熔化过程中的温度，保持最佳的工艺生产条件，节约能源。
29.所述出料口9设置在筒体底部，相应的，所述出料口上也可设置出料阀，用于调节和控制液体硒的流量。所述进气口5设置在筒体侧面。进一步的，为操作方便，进气口5上可增加开关阀，便于调节控制氩气的流量。
30.本实施例中，所述进料装置可直接设置成加料口。所述加料口可为中空的圆柱形或进料斗形，也可为其他形状，用于提供进料通道，硒颗粒直接从所述进料口进入筒体内加热。
31.进一步的，所述进料装置可设置成包括进料仓2和卸料阀4的结构。所述进料仓2设置在筒体顶部，所述进料仓2上还设有硒颗粒进料口1。所述卸料阀4设置在进料仓2与筒体之间。所述卸料阀4可为v型。增加卸料阀4便于调节控制颗粒硒的流量。同时当卸料阀4关闭时，进料仓2可以储存待加热的颗粒硒，方便操作。
32.实际应用中，便于颗粒硒快速下落，所述进料仓2下部设置为一口径逐渐减小的缩口。所述缩口具体可为一上大下小的圆锥。所述进料仓2的上部为一圆柱形，所述圆柱形与所述圆锥为一体成型，形成一中空腔体，用于容纳颗粒硒。所述进料仓2也可为其他形状，如进料仓2下部为大小相同的四个斜面板一体成型的上大下小的梯形状，进料仓2上部为与下部结构相适应的正方体或长方体，所述上部和下部形成中空腔体，用于容纳颗粒硒。
33.通过进料仓2下部设为口径逐渐减小的缩口和增加卸料阀4，方便颗粒硒的快速下落，同时实现与卸料阀4的快速连接。可以简便的添加硒原料，操作简单，从而有效提高生产效率。
34.通过进料装置的合理设计，其中进料仓下部设成口径逐渐减小的缩口和增加卸料阀，可以简便的按批次添加硒原料，操作简单，大大降低了工人的操作难度，从而有效提高生产效率。
35.由于硒化氢加氢合成工艺是氢气循环参与反应，一批次的固体硒熔化可以保证3-10天的供应周期，批量投料时间充裕，进料仓2加颗粒硒也方便快捷，足以维持硒化氢装置的连续生产硒化氢。实现批量熔化、简便易操作的效果。
36.本实施例中，所述电磁感应加热线圈8与电磁加热控制箱连接。所述筒体优选为导
磁性金属材料。所述隔热层10为耐高温绝热层。具体可选择保温棉，也可为其他耐高温隔热材质，如一层玻璃纤维绝热层。当选择保温棉时，控制保温棉的厚度在1到3公分之间最佳。如果厚度过小，保温隔热效果不好,且热量直接传导到高温电缆上也会影响到电缆的寿命。相反，如果保温棉厚度过大，电磁感应不到，控制板会自动提高频率以保证恒功率输出，所以线圈同样会严重发热，影响设备的工作效率及使用寿命。
37.电磁感应加热线圈8与筒体壁介质温度形成联锁控制，因为电磁加热中的电磁感应线圈本身并不发热，所述电磁感应加热线圈8与所述筒体壁之间设有耐高温绝热层10，所以不存在电热圈的电阻丝在高温状态下氧化而缩短使用寿命的问题，具有使用寿命长、升温速度快、无需维修等优点，减少了维修时间，降低了成本。由于加热的过程中，只有导磁性金属壳体发热，发热的快慢，时间长短均可由电磁加热控制箱控制，所以整个加热装置运行可靠。能够达到预热快，节电效果好，热效率高的效果。
38.本实用新型实施的优点：通过上述技术方案，采用电磁感应加热线圈加热的方式，将颗粒硒加热熔化为液态硒，不但大大节约热能，效能高，并且在氢气环境下有较好的安全性，安全可靠。筒壁与电磁感应线圈之间设置绝热层，可以保证线圈维持低温在50～80℃，与传统的电热丝加热方式相比可以大大的阻绝高温，减少对环境的热损失，同时避免了线圈的高温状态而导致的线圈老化或者发生火花等安全风险，提高安全性能。所述进料装置包括进料仓，进料口，卸料阀，其中进料仓下部设成口径逐渐减小的缩口和增加卸料阀，通过所述进料装置的合理布局设计，可以简便的按批次添加硒原料，操作简单，大大降低了工人的操作难度，从而有效提高生产效率。
39.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。