[實(shí)用新型]一種利用四氯化硅生產(chǎn)三氯氫硅的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920174762.8
• 申請(qǐng)日: 2009-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201485289U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱國(guó)平;潘和平;夏進(jìn)京;劉興國(guó)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 重慶大全新能源有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B33/107
• 分類(lèi)號(hào): C01B33/107
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長(zhǎng)明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種利用四氯化硅氫化生產(chǎn)三氯氫硅的裝置。

背景技術(shù)

采用改良西門(mén)子法生產(chǎn)多晶硅的工藝中會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物四氯化硅，四氯化硅極易與水反應(yīng)生成二氧化硅和氯化氫，直接排放將嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境，需要對(duì)四氯化硅進(jìn)行妥善處理。利用四氯化硅可以制備白炭黑、有機(jī)硅，但這些產(chǎn)品的市場(chǎng)容量小，無(wú)法消化數(shù)量較龐大的四氯化硅。隨著國(guó)內(nèi)多晶硅產(chǎn)能的不斷擴(kuò)大，循環(huán)利用是目前解決多晶硅生產(chǎn)中產(chǎn)生大量四氯化硅問(wèn)題的較好出路，循環(huán)利用就是通過(guò)特殊工藝技術(shù)，將四氯化硅轉(zhuǎn)化為多晶硅的生產(chǎn)原料三氯氫硅，三氯氫硅再用于生產(chǎn)多晶硅，既避免環(huán)境污染，又節(jié)約了資源。

現(xiàn)在常用的一種用四氯化硅生產(chǎn)三氯氫硅的方法，是將四氯化硅和氫氣以一定比例通入高溫氫化裝置中，發(fā)生氫化反應(yīng)后生成三氯氫硅。高溫氫化裝置包括氫化爐和尾氣換熱器，氫化爐的進(jìn)料口在氫化爐的頂部，生成的尾氣由氫化爐的底部排出，排出的尾氣溫度較高，為防止發(fā)生副反應(yīng)需經(jīng)尾氣換熱器換熱降溫，尾氣換熱器為雙層，尾氣走內(nèi)部的管程，冷卻水走外層的殼程。氫化爐內(nèi)設(shè)有電極，進(jìn)行氫化反應(yīng)時(shí)，電極通電發(fā)出大量的熱量，可以對(duì)反應(yīng)氣體進(jìn)行加熱，但氫化反應(yīng)的溫度一般要求在1200℃以上，消耗電能較大。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型解決的問(wèn)題在于提供一種四氯化硅生產(chǎn)三氯氫硅的裝置，用該裝置生產(chǎn)三氯氫硅耗能小，能夠節(jié)省能源。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種利用四氯化硅生產(chǎn)三氯氫硅的裝置，包括：

氫化爐，與氫化爐底部相連接的尾氣換熱器；

所述尾氣換熱器包括第一換熱段，第一換熱段包括外殼，外殼內(nèi)套有雙層套管，由外向內(nèi)逐次為第一套管和第二套管，第一套管的第一端與氫化爐內(nèi)部相連通，第二套管在尾氣換熱器與氫化爐相連接處的第一端設(shè)置朝向氫化爐內(nèi)部的噴嘴，外殼在氫化爐底部的第一端設(shè)置與第一端相連通的排出管。

作為優(yōu)選，所述尾氣換熱器還包括第二換熱段，第二換熱段包括外殼，外殼內(nèi)套有一層套管，第一換熱段的外殼的第二端與第二換熱段的外殼的第一端相連通，第一換熱段的第一套管的第二端與第二換熱段的套管的第一端相連通；

所述裝置還包括蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器包括殼體，殼體上設(shè)有反應(yīng)氣體進(jìn)口、反應(yīng)氣體出口、蒸汽進(jìn)口、冷凝水出口、尾氣進(jìn)口、尾氣出口，所述反應(yīng)氣體出口與尾氣換熱器的第一換熱段的第二套管的第二端相連通，所述尾氣進(jìn)口與尾氣換熱器的第二換熱段的套管的第二端相連，第二換熱段的外殼在靠近蒸發(fā)器處的第二端設(shè)置與第二端相通的管口；

所述殼體內(nèi)部包括連接蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口的蒸汽管路，連接尾氣進(jìn)口與尾氣出口的尾氣管路。

作為優(yōu)選，所述噴嘴的數(shù)量為4個(gè)～12個(gè)。

作為優(yōu)選，所述噴嘴前后的壓差可以調(diào)節(jié)。

作為優(yōu)選，所述蒸汽管路為蛇型。

作為優(yōu)選，所述尾氣管路為U型。

作為優(yōu)選，所述尾氣換熱器采用不銹鋼316L材料。

作為優(yōu)選，所述氫化爐包括發(fā)熱體、內(nèi)保溫罩、外保溫罩，均采用石墨或碳碳復(fù)合材料。

本發(fā)明提供的四氯化硅生產(chǎn)三氯氫硅的裝置，氫化爐的底部連接尾氣換熱器，尾氣換熱器為三層，最內(nèi)部的第二套管走反應(yīng)氣體，第一套管與第二套管之間走尾氣，外殼與第一套管之間走冷卻水，這樣尾氣在被冷卻的同時(shí)，也將余熱傳給反應(yīng)氣體，反應(yīng)氣體受到預(yù)熱后再進(jìn)入氫化爐中，由于已經(jīng)具有一定溫度，所以消耗較少的電能就可以達(dá)到氫化反應(yīng)的溫度，節(jié)省了能源，并且使得氫化反應(yīng)的反應(yīng)速度較快，反應(yīng)時(shí)間較短，產(chǎn)能大，適合大規(guī)模多晶硅的生產(chǎn)。

另外，氫化爐有雙層保溫罩，這樣反應(yīng)熱量不會(huì)被鐘罩冷卻水帶走，一方面節(jié)約了反應(yīng)所需的電能，另一方面又使反應(yīng)熱量充分隨尾氣被回收利用。

在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中，反應(yīng)裝置還包括蒸發(fā)器，氫化爐和蒸發(fā)器通過(guò)尾氣換熱器連接，反應(yīng)氣體先進(jìn)入蒸發(fā)器中預(yù)熱，四氯化硅被蒸發(fā)為氣相，然后反應(yīng)氣體再通過(guò)尾氣換熱器進(jìn)一步加熱，這樣反應(yīng)氣體的預(yù)熱更加充分，進(jìn)入氫化爐前溫度能夠達(dá)到300℃以上，發(fā)生氫化反應(yīng)時(shí)能節(jié)約更多的電能。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型一種具體實(shí)施方式所提供的利用四氯化硅生產(chǎn)三氯氫硅的方法的裝置。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步了解本實(shí)用新型，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本實(shí)用新型權(quán)利要求的限制。