[发明专利]一种节能型多晶硅还原炉的真空夹层内胆结构

说明书

技术领域

本发明属于多晶硅生产技术领域，特别是西门子法生产多晶硅的一种节能型多晶硅还原炉的真空夹层内胆结构。 

背景介绍 

多晶硅在电子领域及太阳能领域有着广发的应用，目前国内外多晶硅生产企业主要采用“改良西门子法”。该方法的生产流程是利用氯气和氢气合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和硅粉在一定温度下反应生成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行精馏分离提纯，提纯后的高纯三氯氢硅与氢气按比例混合后，在一定的温度和压力下通入多晶硅还原炉内，在通电高温硅芯上进行沉积反应生成多晶硅，最终生成棒状多晶硅产品，同时生成四氯化硅、二氯二氢硅、氯化氢等副产物。 

传统多晶硅还原炉，如专利CN200420060144.8，CN200720306394.9，CN200820105591.9，CN200920230836.5，CN201020215600.7等，其进气口和出气口都分布在底盘上，这种设计的缺点是由于流场，温度场的匹配不合理，容易在还原炉顶部滞留，产生流动死区，造成局部区域的气体温度过高，产生硅粉，而这些硅粉一方面会造成原料的损失，另一方面产生的硅粉容易附着在钟罩内壁上，使得钟罩内壁的光洁度降低，造成因辐射而带走的能量飙升，最终表现为还原电耗升高；另外由于进口流体向上流动，而出口的流体向下流动，这两股逆向流动的流体使得还原炉内的流体均为混流状态，影响反应气的转化率，进一步增加了还原炉的电耗。本课题组通过在某多晶硅生产企业进行的工业实验发现，当钟罩内壁为镜面时，还原电耗会显著降低。为保护钟罩内壁面为镜面，本课题组提出在还原炉内加一层内胆，使得混合气从底盘进气，从内胆顶部出气，并且从底盘上的内胆与炉体内壁面之间排出，从而解决还原炉内流体的混流状态，但由于从内胆顶部排出的尾气温度较高，且在内胆与炉体之间流动过程可进一步对内胆进行加热，造成内胆的温度较高。为避免尾气对内胆的加热，本课题组提出了一种节能型多晶硅还原炉的真空夹层内胆结构。 

发明内容

本发明提供了一种节能型多晶硅还原炉的真空夹层内胆结构，其技术方案如下： 

一种节能型多晶硅还原炉的真空夹层内胆结构，包括内胆1，内胆真空夹层2，内胆夹层支撑件3，其特征是内胆真空夹层2是封闭的真空结构，且内胆真空夹层2内分布2-10环撑件3，每个环上均匀分布3-10个撑件3；内胆真空夹层2所用材质是不锈钢，真空夹层的厚度为5mm-100mm；内胆夹层支撑件3的材质是不锈钢，内胆夹层支撑件3的直径为5mm-20mm，内胆夹层支撑件3的个数15-50个，内胆夹层支撑件3直接焊接到内胆真空夹层2上；内胆夹层支撑件3用于支撑内胆内的真空夹层，以阻止大气压力将内胆夹层压扁，增加内胆夹层的传热阻力。 

本发明具有的优点是： 

首先，真空夹层增加了内胆内外流体的传热阻力，降低了反应器的能耗； 

其次，真空夹层增加了内胆内外流体的传热阻力，可以阻止温度较高的尾气对内胆内壁面加热，降低内胆内壁面的温度。 

附图说明

图1为本发明专利一种节能型多晶硅还原炉的主视图； 

图2为实施例1内胆真空夹层结构主视图； 

图3为实施例1内胆真空夹层结构俯视剖视图； 

图4为实施例2内胆真空夹层结构主视图； 

图5为实施例2内胆真空夹层结构俯视剖视图； 

图6为实施例3内胆真空夹层结构主视图； 

图7为实施例3内胆真空夹层结构俯视剖视图。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的一种节能型多晶硅还原炉的真空夹层内胆结构作进一步详细说明。 

实施例1：如图2、3所示，多晶硅还原炉，包括：1-内胆，2-内胆真空夹层，3-内胆夹层支撑件。其中真空夹层2的材质为不锈钢，厚度为50mm；内胆夹层支撑件3为不锈钢螺钉，内胆夹层支撑件3的直径为10mm，内胆真空夹层2内均匀分布5环，每个环上均匀分布6个内胆夹层支撑件3的个数30个，内胆夹层支撑件3直接焊接到从而内胆真空夹层2上；内胆夹层支撑件3用于支撑内胆内的真空夹层，以阻止大气压力将内胆夹层压扁，增加内胆夹层的传热阻力。真空夹层增加了内胆内外流体的传热阻力，降低了反应器的能耗，阻止温度较高的尾气对内胆内壁面加热，降低内胆内壁面的温度。与现有传统多晶硅还原炉相比，其节能效果可达10%-30%。