[发明专利]一种氢化炉保温隔热抗蚀结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种氢化炉，尤其是涉及一种氢化炉保温隔热抗蚀结构。 

背景技术

多晶硅生产主要是采用西门子法。该法是在氢气(H₂)气氛下，提纯的三氯氢硅（SiHCl₃）在被加热至一定温度的硅芯表面反应沉积，生产多晶硅。早期西门子法生产模式：多晶硅生产厂家外购粗提纯SiHCl₃（该SiHCl₃是用氯化氢(HCl)和硅微粉在一定温度的流化床内反应生成的）；精馏后的三氯氢硅进入还原炉，在高温硅芯棒上沉积生长多晶硅棒。由于多晶硅气相沉积中硅的转化效率的差别，生产1kg多晶硅会产生15kg－17.4kg的四氯化硅（SiCl₄）。还原炉生成的尾气“湿法回收”后外送，有的用于生产白碳黑。目前广泛使用的“改良西门子法”，是在原基础上，增加了四氯硅烷的氢化和还原尾气干法回收系统。 

四氯化硅又称四氯硅烷，或简称硅烷，沸点57.6℃，有强烈腐蚀性和刺激性气味，易潮解，遇水分解放热，释放出有毒腐蚀性烟气。在多晶硅生产过程中，四氯化硅的排放造成环境严重污染。同时，硅原料价格的日趋走高，也使得多晶硅生产过程中四氯化硅氢化循环利用、提高硅原料的利用率，成为提高环保友好性、降低成本的必由之路。 

热氢化工艺是将SiCl₄和H₂通入温度1250℃、压力1.0－1.5Mpa的氢化炉内反应生成SiHCl₃，产气经过纯化处理后送回到还原炉内生成多晶硅，形成改良西门子法的闭路循环，既保证了气体的高纯度，又可以保证无排放。 

作为氢化炉的关键部件隔热热场，一直影响着氢化炉装备的使用可靠性。由于氢化炉是在高温高压，强腐蚀性气体环境下工作，同时需要保证反应气体不受其它气体和挥发物的污染，目前隔热热场的最佳选择是采用碳素材料。 

目前热氢化炉隔热热场的主要结构为内层采用炭布缠绕，外层采用碳毡缠绕，制成复合结构的隔热热场。这种热场结构有较好的保温隔热效果，但是，由于在高温高压环境下，碳毡和炭布的抗蚀性能差，同时炭布层与碳毡层热膨胀系数差异大，使用过程中碳毡与炭布之间易出现分层和碳毡塌落现象，隔热场使用寿命短。同时现有热场中各种进出气孔和电极孔、保温筒的端面连接部位，由于高温高压气体的腐蚀与冲蚀作用，极易造成损坏。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有氢化炉隔热热场抗蚀性能差、使用寿命短、单位能耗高的不足，提供一种隔热性能和抗蚀性能好，热量耗散少和使用寿命长的氢化炉保温隔热抗蚀结构。 

本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种氢化炉保温隔热抗蚀结构，包括外保温隔热层和内耐冲蚀层，所述外保温隔热层即是由上保温罩、中保温罩、下保温罩构成的保温罩，所述保温罩置于保温罩底座上，保温罩顶部设有保温罩顶盖；内耐冲蚀层包括复合于上保温罩内侧的上隔热屏、复合于中保温罩内侧的中隔热屏，复合于下保温罩内侧的下隔热屏，保温罩顶盖内侧复合有隔热屏顶盖；保温罩底座内侧设有抗冲蚀内衬。 

进一步，所述保温罩由碳毡和碳布经过树脂固化和化学气相沉积（以下简称CVD）处理制成的复合固化保温碳布碳毡坯体构成；为避免碳毡和碳布分层和碳毡塌落现象发生，对保温罩坯体进行了穿刺处理；为提高抗冲蚀性，对碳毡和保温罩坯体端部进行了抗蚀涂层处理；抗蚀涂料由硅粉和呋喃树脂混配制成，硅粉和呋喃树脂的混配重量比为0.1-0.5:1。 

进一步，所述保温罩顶盖设有用于进行超压释放的压力释放孔；所述压力释放孔与轴线的夹角优选45°；所述压力释放孔设有与盖体复合的抗冲蚀内衬；保温罩顶盖边缘设有吊装缺口，便于安装维护。 

进一步，所述上保温罩、中保温罩、下保温罩设有吊装孔，以便于安装维护。 

进一步，所述内耐冲蚀层的上隔热屏、中隔热屏、下隔热屏采用三维针刺毡体制坯，树脂固化后利用CVD工艺增密制成的碳碳复合材料制成，表面涂覆有抗冲蚀涂层。 

进一步，所述保温隔热层的保温罩顶盖与上保温罩，上保温罩与中保温罩，中保温罩与下保温罩，下保温罩与保温罩底座，隔热屏盖与上隔热屏，上隔热屏与中隔热屏，中隔热屏与下隔热屏通过内止口、外止口定位密封连接，以有效提高装配稳定性。 

进一步，所述耐冲蚀层的隔热屏顶盖也设有用于超压释放的压力释放孔，所述压力释放孔设有抗冲蚀内衬，中心部位还设有超压重力释放阀； 

所述保温罩底座设有电极孔和进出气管道孔,孔内壁复合有抗冲蚀内衬。