專(zhuān)利名稱(chēng)：一種四氯化硅氫化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型公開(kāi)了一種氫化爐，具體地說(shuō)涉及一種處理多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中的四氯 化硅尾料的氫化爐，屬于多晶硅技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)多晶硅生產(chǎn)的主要工藝是“改良西門(mén)子法”氯化氫和工業(yè)硅粉在一定溫度下 合成三氯氫硅，然后對(duì)三氯氫硅進(jìn)行分離精餾提純，提純后的高純?nèi)葰涔枧c氫氣按比例 混合后通入多晶硅還原爐內(nèi)，在一定的溫度和壓力下，在通電高溫硅芯上進(jìn)行沉積反應(yīng)生 成多晶硅，同時(shí)生成四氯化硅、二氯二氫硅、氯化氫等副產(chǎn)物。在改良西門(mén)子法生產(chǎn)多晶硅 的過(guò)程中，勢(shì)必產(chǎn)生大量的SiCl4,—般情況下，每生產(chǎn)Ikg多晶硅產(chǎn)品，大約會(huì)產(chǎn)生15kg SiCl4，要大規(guī)模生產(chǎn)多晶硅，必需解決SiCl4的出路問(wèn)題。處理四氯化硅的技術(shù)主要有熱氫 化技術(shù)、四氯化硅氯氫化技術(shù)、冷氫化技術(shù)等。四氯化硅熱氫化技術(shù)是將四氯化硅和氫氣同 時(shí)通入氫化爐，在不高的壓力下，直接將SiCl4還原成SiHCl3,再將SiHCl3用于還原生產(chǎn)多 晶硅。熱氫化技術(shù)可充分利用資源，又避免了四氯化硅直接排放所帶來(lái)的環(huán)境污染，并且對(duì) 設(shè)備與材質(zhì)的要求不高，可連續(xù)生產(chǎn)，無(wú)需加入硅粉，產(chǎn)品質(zhì)量高，容易提純，因而是目前使 用較多的四氯化硅處理工藝。氫化爐是實(shí)現(xiàn)四氯化硅熱氫化處理的重要設(shè)備，需要長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行，能耗高，四氯 化硅轉(zhuǎn)化率較低，產(chǎn)品質(zhì)量要求很高。該設(shè)備結(jié)構(gòu)的好壞、材料的選用將直接影響到四氯化 硅的轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備制造成本?，F(xiàn)有的四氯化硅氫化爐，包括一鐘罩式雙層爐體6和中間通冷卻水的雙層復(fù)合式 底盤(pán)2，爐體6與底盤(pán)2通過(guò)法蘭、螺桿3相連接；爐體6的頂部設(shè)有一進(jìn)氣口 8，用于原料 氣體的進(jìn)入；爐體6的殼體夾層間通冷卻水，冷卻水的進(jìn)水口 10設(shè)置在爐體6的下部，出水 口 7設(shè)置于進(jìn)氣口 8的下方，上端為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭；爐體6的內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)倒U型加熱器 9，爐體6與加熱器9之間還設(shè)置有隔熱屏4及金屬罩5 ；底盤(pán)2設(shè)置有出氣口 1和多個(gè)電 極11，電極11與加熱器9之間電連接?，F(xiàn)有的四氯化硅氫化爐存在以下缺點(diǎn)和不足進(jìn)氣口位于爐體頂部，殼體結(jié)構(gòu)復(fù) 雜，開(kāi)啟爐筒時(shí)必須先拆卸進(jìn)氣管路，非常不方便；殼體與底盤(pán)材料為12X18H10T，該種材 料為低碳奧氏體不銹鋼，四氯化硅、三氯氫硅為有毒、強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，在高溫、高壓環(huán)境中容 易對(duì)低碳不銹鋼造成晶間腐蝕，降低設(shè)備的使用壽命；隔熱屏與殼體之間設(shè)置有金屬罩，在 高溫、高壓、腐蝕環(huán)境下容易發(fā)生氧化反應(yīng)，對(duì)產(chǎn)品造成污染。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中四氯化硅氫化爐所存在的上述不足，提供 一種結(jié)構(gòu)合理的、操控方便、不會(huì)污染產(chǎn)品的四氯化硅氫化爐。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是一種四氯化硅氫化爐，包括一鐘罩式雙層爐體6和中間通冷卻水的雙層復(fù)合式底盤(pán)2，爐體6與底盤(pán)2通過(guò)法蘭、螺桿或快速卡子3相連接；爐體6的殼體夾層間通冷卻水， 冷卻水的進(jìn)水口 10設(shè)置在爐體6的下部，出水口 7設(shè)置于爐體6的頂部，上端為標(biāo)準(zhǔn)橢圓 封頭；爐體6的內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)倒U型加熱器9，爐體6與加熱器9之間還設(shè)置有隔熱屏4 及耐腐蝕保溫層12 ；雙層復(fù)合式底盤(pán)2上設(shè)置有出氣口 1、多個(gè)進(jìn)氣管13和多個(gè)電極11， 電極11與加熱器9之間電連接。所述螺桿3可以由快速卡子代替。上述四氯化硅氫化爐的電極11有36個(gè)，從內(nèi)向外分3圈排布，分別為6個(gè)、12個(gè)、 18個(gè)，所述進(jìn)氣管13有6個(gè)，與第二圈電極分布在同一圓周上。所述耐腐蝕保溫層12為炭炭復(fù)合材料層，具有耐高溫、無(wú)污染、保溫效果好的優(yōu) 點(diǎn)，可以有效維持熱場(chǎng)溫度，提高產(chǎn)品反應(yīng)率，同時(shí)可以有效降低爐體內(nèi)壁溫度，降低能耗。與現(xiàn)有技術(shù)相比本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型去掉爐體頂部進(jìn)氣口， 爐體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便，可降低制造成本；隔熱屏與爐體殼體之間設(shè)置耐腐蝕保溫層，可 有效維持熱場(chǎng)溫度，提高產(chǎn)品反應(yīng)率，同時(shí)可以有效降低爐體內(nèi)壁溫度，降低能耗；將進(jìn)氣 口設(shè)置于底盤(pán)上，便于管道的集中連接與現(xiàn)場(chǎng)管理。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。

本實(shí)用新型將通過(guò)例子并參照附圖的方式說(shuō)明，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)中四氯化硅氫化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中四氯化硅氫化爐底盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的四氯化硅氫化爐的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的四氯化硅氫化爐底盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，附圖標(biāo)記為1-出氣口，2-底盤(pán)，3-螺桿(快速卡子)，4-隔熱屏，5-金屬罩， 6-爐體，7-出水口，8-進(jìn)氣口，9-加熱器，10-進(jìn)水口，11-電極，12-耐腐蝕保溫層，13-進(jìn) 氣管。
具體實(shí)施方式
本說(shuō)明書(shū)(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開(kāi)的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類(lèi)似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只 是一系列等效或類(lèi)似特征中的一個(gè)例子而已。
實(shí)施例本實(shí)用新型列舉四氯化硅氫化爐，包括一鐘罩式雙層爐體6和中間通冷卻水的雙 層復(fù)合式底盤(pán)2，爐體6與底盤(pán)2通過(guò)法蘭、快速卡子3相連接；爐體6的殼體夾層間通冷 卻水，冷卻水的進(jìn)水口 10設(shè)置在爐體6的下部，出水口 7設(shè)置于爐體6的頂部，上端為標(biāo)準(zhǔn) 橢圓封頭；爐體6的內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)倒U型加熱器9，爐體6與加熱器9之間還設(shè)置有隔熱 屏4及耐腐蝕保溫層12 ；雙層復(fù)合式底盤(pán)2上設(shè)置有出氣口 1、多個(gè)進(jìn)氣管13和多個(gè)電極 11，電極11與加熱器9之間電連接。上述四氯化硅氫化爐的電極11有36個(gè)，從內(nèi)向外分3圈排布，分別為6個(gè)、12個(gè)、18個(gè)，所述進(jìn)氣管13有6個(gè)，與第二圈電極分布在同一圓周上。 本實(shí)施例中爐體與底盤(pán)的材料為00Crl7Nil4Mo2，加熱器數(shù)量為18個(gè)/臺(tái)，單個(gè)功 率75KW，總功率為1350KW，隔熱屏為炭炭復(fù)合材料制備而成，分為5節(jié)，主要用于內(nèi)層隔熱， 密度為1. 2g/cm3，均厚12mm ；耐腐蝕保溫層為炭炭復(fù)合材料制備而成，分為5節(jié)，主要用于 外層保溫，密度為0. 7g/cm3,均厚25mm。爐體內(nèi)膽直徑1400mm，水冷夾套直徑1500mm，高度 3200mm，反應(yīng)室316L，操作壓力冷卻水夾套操作壓力0. 6MPa，溫度150°C。本實(shí)施例的氫化 爐可以解決千噸級(jí)多晶硅生產(chǎn)的副產(chǎn)物四氯化硅的再利用問(wèn)題。
權(quán)利要求一種四氯化硅氫化爐，包括一鐘罩式雙層爐體(6)和中間通冷卻水的雙層復(fù)合式底盤(pán)(2)，爐體(6)與底盤(pán)(2)通過(guò)法蘭、螺桿或快速卡子(3)相連接；爐體(6)的殼體夾層間通冷卻水，冷卻水的進(jìn)水口(10)設(shè)置在爐體(6)的下部，爐體(6)的內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)倒U型加熱器(9)，雙層復(fù)合式底盤(pán)(2)上設(shè)置有出氣口(1)和多個(gè)電極(11)，電極(11)與加熱器(9)之間電連接；其特征在于冷卻水的出水口(7)設(shè)置于爐體(6)的頂部，上端為標(biāo)準(zhǔn)橢圓封頭；爐體(6)與加熱器(9)之間還設(shè)置有隔熱屏(4)及耐腐蝕保溫層(12)；雙層復(fù)合式底盤(pán)(2)上還設(shè)置多個(gè)進(jìn)氣管(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四氯化硅氫化爐，其特征在于四氯化硅氫化爐的電極(11) 有36個(gè)，從內(nèi)向外分3圈排布，分別為6個(gè)、12個(gè)、18個(gè)，所述進(jìn)氣管(13)有6個(gè)，與第二 圈電極分布在同一圓周上。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種四氯化硅氫化爐，包括爐體(6)和底盤(pán)(2)，爐體(6)的殼體夾層間通冷卻水，冷卻水的進(jìn)水口(10)設(shè)置在爐體(6)的下部，出水口(7)設(shè)置于爐體(6)的頂部，爐體(6)的內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)倒U型加熱器(9)，爐體(6)與加熱器(9)之間還設(shè)置有隔熱屏(4)及耐腐蝕保溫層(12)；雙層復(fù)合式底盤(pán)(2)上設(shè)置有出氣口(1)、多個(gè)進(jìn)氣管(13)和多個(gè)電極(11)，電極(11)與加熱器(9)之間電連接。本實(shí)用新型爐體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆卸方便，可降低制造成本；隔熱屏與爐體殼體之間設(shè)置耐腐蝕保溫層，可有效維持熱場(chǎng)溫度，提高產(chǎn)品反應(yīng)率，同時(shí)可以有效降低爐體內(nèi)壁溫度，降低能耗。
文檔編號(hào)C30B29/06GK201722157SQ200920319109
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者梅國(guó)剛, 許志斌, 謝曉 申請(qǐng)人:峨嵋半導(dǎo)體材料研究所