[实用新型]热氢化C-C热场

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及热氢化C-C热场，属于四氯化硅热氢化设备。属于多晶硅生产领域。

二、背景技术

目前多晶硅行业热氢化工艺中，转化炉热场上的优化是一大方向。目前多用的转化炉热场主要有：该结构设计主要为单一的进气路设计和保温热场，该类型石墨热场材料分为两种，纯石墨材质和碳碳复合材质。以上热场在运行中仍面临以上问题：

四氯化硅转化率较低，最好的转化率大约在22％，电耗在3-4kwh/kg三氯氢硅。转化率低主要受制于换热面积不足和换热时间短。

石墨热场板材强度低做不到整体结构拆装，石墨件热场拆装过程中，容易受损，重复利用性较差。相比之下碳碳复合材质热场比较好的解决了此类问题。

不管是石墨材质还是碳碳复合材质热场，在经过半年以上(有的甚至更短)运行后热场温度较高和温差大的区域材料的腐蚀腐朽现象严重，导致结构受损或坍塌。更加加剧了材料的受损，热场材料成本居高不下。

三、实用新型的内容

本实用新型的目的主要针对目前的热氢化热场存在的问题而设计一种热氢化C-C热场。其着重解决以下问题：一、特殊的热场结构设计，增加转化炉热场的加热面积，增加反应气体的换热时间，进而提高转化率，减低电耗。二、解决材料安装过程中的易损问题。三、特殊热场结构设计和气路设计提高材料重复利用率，降低材料腐蚀腐朽，降低材料成本。

本实用新是这样来实现的：它包括：底盘、碳碳复合材料多气腔结构、顶盖、热氢化设备本体钟罩、炉膛顶部进气、外围空间、出气孔构成，碳碳复合材料多气腔结构置于底盘上，碳碳复合材料多气腔结构分为上、下两部，碳碳复合材料多气腔结构的上部整体结构热场，碳碳复合材料多气腔结构的下部整体结构热场，其结构相同，在下部结构的四周按120度均匀地设置有三个进气口，碳碳复合材料多气腔结构上、下部结构板材间用碳碳螺栓一次性连接固定，在碳碳复合材料多气腔结构上设置有顶盖，碳碳复合材料多气腔结构置于热氢化设备本体钟罩内，在热氢化设备本体钟罩的顶部设有炉膛顶部进气，整套热场与热氢化设备本体钟罩的侧面形成外围空间，在热氢化设备本体钟罩的底部中心设有出气孔，出气孔与底盘的气孔相通；所述的碳碳复合材料多气腔结构在其热场顶部设有9个对称吊耳；碳碳复合材料多气腔结构的下部整体结构热场其底部板材为加厚板材。

本实用新型的特点在于：

1、热场结构采用碳碳复合材质，增强材料强度。

2、热场结构实行整体固定结构，拆装过程中均采取整体吊装形式。

3、热场结构将每对发热体空间上隔开，使反应气体在各个气腔中通过，增加反应气体的换热路程和时间。

4、进气方式为由炉膛顶部进气，经过和外围发热板接触换热。

5、整套热场特此将整体的热场结构分作两部分，上部一定高度整体结构热场，下部一定高度整体结构热场(板材加厚)。

6、采用碳碳复合材质替代石墨材质，增加了材料的强度，保证在拆装过程中不易受损。

7、采用整体结构吊装拆装，比传统的拼接安装时间5小时，缩短至2小时，同时杜绝了传统的拼接安装中的重复拆卸板材导致的材料损坏。

8、此热场结构中有效发热板材(温度大于800度)表面积超过65m2，比传统热场发热表面积增加30％以上。反应气体在热场内通过路程比传统的气路增加一倍。以上优化成果直接提升了转化率至27-30％。比传统的22％高处5-8个百分点，能耗降低至2kwh/kg三氯氢硅以下，比传统热场电耗降低30％以上。

9、通过热场结构的下部板材加厚和可拆除更换的设计，加厚的板材抗腐蚀性增强，设备稳定运行时间延长至12个月以上，比传统的石墨热场运行5-6个月以上即出现板材被腐蚀问题，有质的提升，稳定运行时间延长高达100％。同时，经过一年的稳定运行，底部板材出现腐蚀腐朽后，仅需直接更换下部整体板材就可重复运行，传统的石墨热场需要全部更换，成本大，操作繁琐。碳碳材质热场带来的稳定生产和能耗的降低等经济成本要低得多。

10、传统热场运行中存在材料温度差很大的区域，导致温差大的区域容易先腐蚀受损。碳碳热场和特殊结构气路设计保证热场材料在热场中温差最小化，保证材料的使用寿命。同时特殊的整体吊装结构保证热场损坏时，局部更新损坏部分即可重复使用，无需全部更换热场。

11、碳碳材质热场的板材经过特殊纯化处理，不会对系统给来杂质污染。

四、附图说明

附图1为本实用新型热氢化C-C热场结构剖视图。

附图2为本实用新型热场结构分解图。