[實用新型]一體換熱式多晶硅氫化爐

無效

• 申請號: 201020688098.1
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN201923846U
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 趙新征;康繼紅;趙悅安
• 申請（專利權）人: 趙新征
• 主分類號: C01B33/03
• 分類號: C01B33/03;C01B33/107
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種用于多晶硅生產領域由四氯化硅轉化三氯氫硅的反應設備，特別涉及換熱與反應布置較為緊湊的多晶硅氫化爐。

背景技術

在多晶硅生產過程中，四氯化硅熱氫化轉化為三氯氫硅是較為普遍的工藝方法。

現有技術中，四氯化硅熱氫化轉化為三氯氫硅普遍采用氫化爐來反應完成。氫化爐一般包括爐體、隔熱筒、電極，加熱元件和尾氣管構成。為了避免氫化爐內部熱量損害爐體，在爐筒、封頭、底盤、尾氣管設有冷卻水腔。加熱元件的電極固定于底盤。反應后氣體通過尾管進入換熱器進行冷卻后進入下段工序。

由于氫化爐與換熱器分體設置，反應后高溫氣體需通過冷卻水冷卻才能進入換熱器，冷卻水帶走大量的熱量，加上封頭和筒體上的冷卻水，這些冷卻過程與氫化爐內的四氯化硅和氫氣反應過程相矛盾，因而使氫化爐反應消耗相對較多的熱能，導致氫化爐能耗較高；冷卻水系統還需要配套，增加了裝置的復雜程度；同時，分體式布置會增大占地面積，增加建設成本。

因此，需要一種多晶硅氫化爐，能夠節約能耗，簡化裝置，減小建設占地面積，節約生產成本和制造成本。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種一體換熱式多晶硅氫化爐，能夠節約能耗，提高處理量，減小建設占地面積，節約生產成本和制造成本。

本實用新型的一體換熱式多晶硅氫化爐，包括反應器和通過反應器的反應后氣體加熱四氯化硅和氫氣混合物的換熱器，所述換熱器位于反應器下部并與其固定連接。

進一步，所述反應器包括反應器殼體和隔熱罩，所述隔熱罩內部空間為反應室，隔熱罩外表面與反應器殼體內表面之間形成豎向夾層；或者，隔熱罩本身形成豎向夾層；所述豎向夾層下部設置反應前混合氣體入口，豎向夾層上部開口與反應室連通；

進一步，所述換熱器為立式列管換熱器，所述立式列管換熱器的管程向上連通于反應室，向下設置反應后氣體出口，所述立式列管換熱器的殼程下部設置氫氣進口和四氯化硅進口，上部設置被加熱的混合原料氣出口；

進一步，所述立式列管換熱器的管程與反應室的連通方式為列管直接連通于反應室；

進一步，所述反應室與立式列管換熱器上管板之間設置隔熱板，隔熱板與立式列管換熱器的列管相對設置有與反應室連通的反應后氣體出氣孔；

進一步，所述反應室上部設置蓋板，蓋板上分布有連通于反應室和豎向夾層的進氣孔；

進一步，所述立式列管換熱器的列管為耐高溫金屬管，耐高溫金屬管至少上部管段的管內設置耐高溫保護層；

進一步，所述反應室的熱源為電加熱元件，所述電加熱元件的電極位于反應室上部固定設置于反應器殼體；

進一步，所述反應器殼體設置上封頭，所述電加熱元件的電極固定設置于上封頭，上封頭設置用于通入冷氫氣的第二氫氣進氣口；

進一步，所述反應器殼體與換熱器殼體以可拆卸的方式固定連接或者通過焊接固定連接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型的一體換熱式多晶硅氫化爐，氫化爐與換熱器一體設置，并且通過反應后的高溫氣體預熱氫氣和四氯化硅，熱量得到充分利用，減少加熱氫氣和四氯化硅所需的能耗，降低生產成本；出反應室的高溫氣體不需通過冷卻水冷卻，采用換熱器增加了高溫尾氣冷卻換熱面積，可以大幅度提高四氯化硅的處理量，再配以其它改造結構，可省去冷卻水裝置，降低裝置的復雜程度，同時，簡化結構，從而降低制造成本和建設成本。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。

附圖為本實用新型結構示意圖。

具體實施方式

附圖為本實用新型結構示意圖，如圖所示：本實施例的一體換熱式多晶硅氫化爐，包括反應器13和通過反應器13的反應后氣體加熱四氯化硅和氫氣混合物的換熱器17，所述換熱器17位于反應器13下部并與其固定連接。