[实用新型]一种多晶硅还原炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种提炼多晶硅的专用设备，具体涉及一种多晶硅还原炉。

背景技术

多晶硅是最主要的光伏材料，是集成电路硅衬底、新型环保能源太阳能电池的主流材料，也是生产单晶硅的直接原料，是发展信息产业和新能源产业的重要基石。目前国内的多晶硅及多晶硅还原炉市场供不应求，自主供货存在着严重的缺口，95％以上依靠进口，近年多晶硅市场售价的暴涨，已经危及到我国多晶硅下游产业的正常运营，并成为制约我国信息产业和光伏产业发展的瓶颈。

多晶硅还原炉是提炼多晶硅的专用设备，是多晶硅的生长载体，对该产品的质量及精度要求很高，同时多晶硅还原炉又是一个高能耗的设备。因此，还原炉的好坏，以及是否节能，直接影响到产品的质量、性能和成本。

目前国内多晶硅生产企业主要采用改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法生产多晶硅。改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购氯化氢)，氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在多晶硅还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶硅。所采用的多晶硅还原炉主要是引进德国技术的12对棒还原炉，其主要缺点是：设备生产能力低，产量上不去，物料和电力消耗过大，与国际水平相比，国内多晶硅生产物耗能耗高出1倍以上，产品成本缺乏竞争力。主要原因是国内多晶硅生产企业技术创新能力不强，基础研究资金投入太少，尤其是非标设备还原炉的研发制造能力差。

另外，专利号为ZL200420060144.8、专利名称为“多晶硅还原炉”的中国专利，主要内容是：1)电极为12对，即24个电极，且在底板上沿两个圆周均布设置；2)进气管主要有一个水平环管和9个喷嘴连通构成，其中8个喷嘴位于两圈电极之间、沿同一圆周均布设置在底板上，一个喷嘴设置在底板中心位置。其主要缺点是多晶硅的产量底，成本高、能耗高。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种能够提高多晶硅的产量，并达到节约成本、节约能源、降低能耗的多晶硅还原炉。

实现本实用新型目的的技术方案：一种多晶硅还原炉，它包括带有冷却水腔的炉体、底盘、底盘下的进气管和排气管、底盘上的电极，其中，所述的炉体包括炉体内筒、焊接在炉体内筒顶部的内筒封头、焊接在炉体内筒底部的容器法兰和通过快拆螺栓与容器法兰底部连接的底盘，且炉体内筒、内筒封头、容器法兰和底盘形成炉体内腔体，炉体内筒外套有炉体夹套，炉体夹套顶部焊接夹套封头，炉体内筒和炉体夹套底部焊接在容器法兰上，炉体内筒、炉体夹套、夹套封头和容器法兰形成炉体冷却水腔；底盘上的硅芯电极为十五对，一对电极含一个正电极和一个负电极，十五对电极在底盘上沿三个圆周均布设置，即形成三圈电极，外圆周均匀设置九对电极，内圆周和中间圆周上分别均匀设置三对电极，每一周上的正电极和负电极均匀间隔设置，在中间圆周和内圆周上的电极逐一交错连接设置。

所述的炉体冷却水腔内设有与炉体内筒外壁焊接、与炉体夹套内壁之间留有间隙的炉体冷却导流板，炉体内筒和炉体夹套的侧壁从上至下分布三个观察视镜，从观察视镜够观察到炉体内腔体内硅棒的整体情况，炉体夹套的侧壁外底部设有与炉体冷却水腔相通的炉体冷却水腔进水口，夹套封头顶部中间设有与炉体冷却水腔相通的炉体冷却水腔出水口。

所述的底盘包括底盘上底板、底盘法兰、底盘下底板、冷却水进口和底盘冷却水出口，底盘上底板的底部与底盘法兰焊接，底盘法兰与底盘下底板焊接，且底盘上底板、底盘法兰和底盘下底板形成底盘水冷却腔，冷却水进口为双层套管，冷却水进口的内层管一端贯穿底盘上底板和底盘下底板、且与炉体内腔体相通，起反应气体出口的作用，冷却水进口的外层管一端与底盘水冷却腔相通，起到冷却水进口的作用；冷却水进口的另一端悬置在底盘下底板底部；反应气体进气喷嘴共七个，其中，一个喷嘴设置在底盘中心位置，其余六个喷嘴位于外圆周电极和中间圆周电极之间，且喷嘴方位与内圆周上电极的分布一致，同时六个喷嘴沿同一圆周均布设置在底盘上，冷却水进口、同时也是反应气体出口，设置在邻近底盘中心的位置处。