[发明专利]一种硅颗粒制备装置及方法

说明书

本申请公开了一种硅颗粒制备装置及方法，属于硅颗粒生产技术领域，硅颗粒制备装置，硅颗粒制备装置包括第一反应筒、第二反应筒、第一管道、第二管道、鼓风组件以及加热组件。加热组件用于对第一反应筒进行加热，并将第一反应筒的内壁加热至超过晶体硅融点的温度。第二反应筒安装于第一反应筒的下方，含硅气体和氢气分别沿第一管道和第二管进入到第二反应筒内，且氢气和含硅气体经过鼓风组件的加速后会以较快的速度进入到第二反应筒内。本发明公开的硅颗粒制备装置制备的晶种和硅颗粒不会沉积在反应筒的内壁，晶种在第二反应筒内做无规则运动时，含硅气体和氢气在晶种的表面发生沉积反应，可以保证晶种的尺寸均匀，且获得的晶种的纯度较高。

技术领域

本发明涉及硅颗粒生产技术领域，具体而言，涉及一种硅颗粒制备装置及方法。

背景技术

流化床法是制备硅颗粒的主要方法，流化床法将含硅气体和氢气按照一定的进料配比进入流化床反应器中，通过加热装置将流化床加热到高温，在高温条件下进行气相沉积反应，反应生成的高纯硅沉积在预先加入流化床反应器内的晶种表面，最后生成粒度、纯度等均符合要求的颗粒性多晶硅。晶种颗粒直径逐渐变大，待晶种颗粒达到一定粒度后逐渐下沉，经反应器底部的分离管道进入至产品罐中。此种方法所需的晶种通常是将硅料进行机械粉碎制得，晶种尺寸不均，粉碎过程中晶种很容易被污染，晶种纯度无法保证。流化床反应器在进行化学气相沉积时，反应生成的多晶硅颗粒会沉积到热壁表面，使反应器壁面的传热效率大大降低给传热造成了困难。而且由于有些反应器材料比如石英的热膨胀系数较多晶硅相差一个数量级，当有多晶硅沉积到反应器壁面时，会造成反应器破裂，给工业操作安全带来隐患。

发明内容

本发明公开了一种硅颗粒制备装置，以改善上述的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

基于上述的目的，本发明公开了一种硅颗粒制备装置，包括：

第一反应筒，所述第一反应筒的顶部设置有尾气出口；

第二反应筒，所述第二反应筒安装于所述第一反应筒下方，且所述第二反应筒与所述第一反应筒连通，所述第二反应筒的底部设置有第一入口、第二入口和颗粒出口；

供含硅气体通过的第一管道，所述第一管道与所述第一入口连通；

供氢气通过的第二管道，所述第二管道与所述第二入口连通；

鼓风组件，所述第一管道和所述第二管道上均设置有所述鼓风组件，所述鼓风组件用于对所述氢气和所述含硅气体加速；以及

用于对所述第一反应筒进行加热的加热组件。

可选地：还包括预热组件，所述第一管道和所述第二管道上均设置有所述预热组件，所述预热组件用于对所述第一管道和的含硅气体以及所述第二管道内的氢气进行预热，所述预热组件与所述鼓风组件间隔设置。

可选地：所述第一反应筒的直径沿朝向所述第二反应筒的方向逐渐减小，且所述第一反应筒的最小直径小于或者等于所述第二反应筒的直径。

可选地：所述颗粒出口位于所述第二反应筒的中间位置，所述第一入口设置为多个，多个所述第一入口均与所述第一管道连通，且多个所述第一入口绕所述第二反应筒呈环形设置，所述第二入口设置为多个，多个所述第二入口均与所述第二管道连通，且多个所述第二入口绕所述第二反应筒呈环形设置。

可选地：所述第一入口沿所述第二反应筒的径向设置为多个，所述第二入口沿所述第二反应筒的径向设置为多个，有至少一圈所述第二入口与所述颗粒出口相邻，且有至少一圈所述第二入口与所述第二反应筒的侧壁相邻。

可选地：所述第一入口和所述第二入口沿所述第二反应筒的径向交错设置。

可选地：所述第一反应筒的内壁涂有颗粒涂层，所述颗粒涂层的粗糙度小于0.01微米，所述颗粒涂层的厚度为0.05-2毫米。