[实用新型]一种三氯氢硅合成炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种多晶硅生产所用到的设备，尤其涉及生产多晶硅原料三氯氢硅的合成炉。

背景技术

目前，多晶硅的生产工艺主要为改良西门子法，其原理就是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅，生成多晶硅沉积在硅芯上。改良西门子工艺是在传统西门子工艺的基础上，同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量H2、HCI、SiCI4等副产物以及大量副产热能的配套工艺。目前世界上绝大部分厂家均采用改良西门子法生产多晶硅。

三氯氢硅是一种合成化工原料，它是由合成炉内弥散的硅粉与氯化氢气体在一定温度下化合而成，三氯氢硅的生产工艺如下：

1、干燥的HCl和少量H2及烘干的硅粉一期进入三氯氢硅合成炉；

2、控制合成炉压差和温度在额定工况，生成三氯氢硅和少量四氯化硅；

3、合成尾气进过旋风、除尘、喷淋后压缩冷凝尾气回收；

4、冷凝为液相的氯硅烷经精馏后得产品三氯氢硅和副产物四氯化硅。

目前，生产三氯氢硅的合成炉主要有以下结构：

1、授权公告号为CN201620027U，授权公告日为2010年11月3日的中国实用新型专利公开了一种三氯氢硅反应炉，其炉体包括上部的扩大段和下部的反应段，反应段设置有内换热器和加热器，反应段与炉体底部之间设置有喷嘴和固定喷嘴的喷嘴管板，所述内换热器的换热管分成内管和外管，所述内管和外管采用整根钢管弯制，外管的末尾管端为对接焊缝形成的实心锥形堵头，且堵头的外直径大于换热管的外直径，能有效防止硅粉沸腾冲刷管端，延长内换热器使用寿命；采用该结构的本实用新型，单台设备日生产能力在7-11吨之间，正常产量在8吨以上，并且使用寿命较长。

2、授权公告号为CN201648006U，授权公告日为2010年11月24日的中国实用新型专利公开了一种三氯氢硅合成炉，包括炉体，所述炉体包括上封头、中间壳体和下封头，所述炉体内形成密闭的腔室，在中间壳体上设有硅粉进口、原料气进口和合成气出口，所述中间壳体内设有若干根导热油列管，本实用新型采用导热油预热硅粉和降温，启动平稳，操作简单，设备投资低。在生产运行中，导热油进余热锅炉使热量充分利用，降低三氯氢硅生产的综合能耗。

3、授权公告号为CN202968139U，受损公告日为2013年6月5日的中国实用新型专利公开了一种新型三氯氢硅合成炉，包括筒体、上封头和下封头，所述上封头和下封头分别固定在筒体的顶部和底部，所述筒体内设有筛板，所述上封头设有出气口，下封头设有排污口，所述筒体底部设有进气口和进气管连接头，所述进气管连接头插入进气口与筒体内部连通，所述进气管连接头倾斜固定在筒体底部，所述进气管连接头的气体输入端的位置高于气体输入端的位。该实用新型采用气体低进高出，不再需要用磁力泵打四氯化硅液体或粗品冷凝液进行循环喷淋洗涤，直接利用三氯氢硅合成气的压力，在高沸物洗涤装置里进行鼓泡洗涤，节约了电费，解决了磁力泵检修周期短的难题。

4、授权公告号为CN202988749U，授权公告日为2013年6月12日的中国实用新型专利公开了三氯氢硅合成炉，包括三氯氢硅合成炉本体下部安装的氯气进气分布段，该氯气进气分布段设置有氯气进气管，该氯气进气分布段的顶部安装有分布筛板，分布筛板上安装有若干个喷头，喷头设置有与氯气进气分布段内腔的空腔，喷头侧壁上设置有连通该喷头空腔与分布筛板上方的三氯氢硅合成炉本体内腔的喷孔，喷孔朝向所述分布筛板，工作时氯气通过喷孔吹向分布筛板，前次停车后落在分布筛板上的硅粉被吹起，吹起的硅粉沸腾成粉雾状与氯气充分接触反应，实现了硅粉无堆积和充分反应，节约硅粉，提高经济性；停止进氯气时，硅粉不易通过喷孔进入到筛板下部的进气空间中，不影响后续进气。

5、授权公告号为CN201626836U，授权公告日为2010年11月10日的中国实用新型专利公开了一种三氯氢硅合成炉供气结构，它包括反应段、供气室及其相配合处平置的气体分布板，板状的气体分布板板面上均布轴向通孔，朝反应段一侧的通孔为螺孔，每只螺孔都配装喷嘴。所述喷嘴为内空结构，其上端为盲端，底端敞口与气体分布板上的通孔相通，腰部壁上对称设有朝下斜置的出气口，出气口轴线与喷嘴轴线相交的夹角为40°~50°。输入的氯化氢气从气体分布板中的通孔进入喷嘴，再顺着喷嘴壁上的斜置出气口喷向气体分布板上表面形成折射，斜喷出的氯化氢气在反应段内反复折射，增加了与硅粉合成反应机会，可显著提高合成效率。本实用新型适合作各种规格三氯氢硅合成炉的供气结构。

上述实用新型专利都存在以下缺陷：