[实用新型]用于制备硅颗粒的流化床反应器

说明书

技术领域

本法涉及化工领域，具体而言，本实用新型涉及用于制备硅颗粒的流化床反应器。 

背景技术

当前，光伏产业中最重要的中间体-多晶硅的生产仍然是以改良西门子法为主，但该工艺中三氯氢硅的还原转化率低、副产四氯化硅量高、有大量的物料是处在不断地循环利用的状态中，到目前为止，虽然该工艺经过不断改良，使生产成本已经降低到了一个较低的水平，但下降的空间不大。另外，企业间竞争激烈，导致该工艺生产的多晶硅盈利水平不高。为此，多晶硅的生产发展需要设计新的工艺路线，降低生产成本，提高产品质量。 

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于制备硅颗粒的流化床反应器，利用该设备可以有效提高生产硅的效率。 

在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种用于制备硅颗粒的流化床反应器，根据本实用新型的实施例，该流化床反应器包括：本体，所述本体内限定出流化床反应空间；硅微细粒子进料口，所述硅微细粒子进料口设置在所述本体上，用于向所述流化床反应空间内供给硅微细粒子；硅烷进料口，所述硅烷进料口设置在所述本体上，用于向所述流化床反应空间内供给硅烷，以便在存在流化状态的硅微细粒子时，使硅烷发生分解反应生成硅，其中，所生成的硅附着于所述硅微细粒子的表面从而形成所述硅颗粒；以及硅颗粒出口，所述硅颗粒出口设置在所述本体上，用于将形成的硅颗粒排出所述流化床反应空间。 

另外，根据本实用新型上述实施例的制备硅颗粒的流化床反应器还可以具有如下附加的技术特征： 

在本实用新型中，上述流化床反应器进一步包括氢气进料口，所述氢气进料口设置在所述本体上，用于向所述流化床反应器中供给氢气，以便使所述硅微细粒子呈流化状态。 

根据本实用新型的实施例，上述流化床反应器进一步包括置换气体入口，用于向所述流化床反应空间内供给置换气体，以便在供给氢气之前，预先采用置换气体对所述流化床 内的气体进行置换。 

在本实用新型中，所述硅微细粒子进料口利用高压氢气将所述硅微细粒子供给到所述流化床反应器中。 

在本实用新型中，上述流化床反应器进一步包括：烟尘出口，所述烟尘出口设置在所述本体上，用于排出流化床反应器中产生的烟尘；除尘装置，所述除尘装置与所述烟尘出口相连，用于对所述烟尘进行除尘处理，以便回收硅微细粒子；以及硅微细粒子返回入口，所述硅微细粒子返回入口设置在所述本体上，并且与所述除尘装置相连，用于将所回收到硅微细粒子返回至流化床反应空间中。 

在本实用新型中，沿所述流化床反应器的纵向方向，自上而下，依次设置有所述烟尘出口、所述硅微细粒子进料口、所述硅微细粒子返回入口、所述硅烷进料口、所述氢气进料口、所述置换气体入口以及硅颗粒出口。 

在本实用新型中，上述流化床反应器进一步包括加热装置，所述加热装置设置在所述本体上，用于对所述流化床反应空间进行加热。根据本实用新型的实施例，所述加热装置为中频加热装置。 

为了方便理解，下面对利用本实用新型上述实施例的制备硅颗粒的流化床反应器制备硅颗粒的方法进行详细描述。 

在本实用新型中，该采用制备硅颗粒的流化床反应器制备硅颗粒的方法包括：在流化床反应器中，在存在流化状态的硅微细粒子时，使硅烷发生分解反应，以便生成硅，其中，所生成的硅附着于所述硅微细粒子的表面从而形成所述硅颗粒。 

利用该方法可以有效利用上述流化床反应器制备硅颗粒，并且可以显著提高硅烷分解率、可连续生产、电耗低且产品为硅颗粒便于后续加工。硅烷在流化床内与高温的硅微细粒子接触发生分解反应，分解出来的硅沉积在硅微细颗粒表面，使其不断增大变成硅颗粒开始逐渐向流化床反应器的下部沉积，排出硅颗粒。因此该方法不需要停止反应取出硅，可以较长时间的连续运行，由此可以进一步提高制备硅颗粒的效率。 

在本实用新型中，向所述流化床反应器中供给氢气，以便使所述硅微细粒子呈流化状态。上述硅微细粒子在流化床的中上部进行流化，“流化状态”是指一种利用气体或液体通过颗粒状固体层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，本实用新型中利用氢气将硅微细粒子处悬浮运动状态，根据本实用新型的实施例，所述硅微细粒子的平均粒径为0.001毫米。由此便于其处于流化状态。