[發明專利]多晶硅還原爐節能的爐體

無效

• 申請號: 201110084532.4
• 申請日: 2011-04-02
• 公開（公告）號: CN102145891A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 劉春江;黃哲慶;段長春;袁希鋼
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C01B33/035
• 分類號: C01B33/035
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本發明涉及一種多晶硅還原爐節能技術，具體的說是一種實現多晶硅還原爐節能的爐體內壁溫度控制技術。

背景技術

目前國內外多晶硅生產企業主要采用“改良西門子法”。該方法的生產流程是利用氯氣和氫氣合成氯化氫(或外購氯化氫)，氯化氫和硅粉在一定溫度下合成三氯氫硅，然后對三氯氫硅進行分離精餾提純，提純后的高純三氯氫硅與氫氣按比例混合后，在一定的溫度和壓力下通入多晶硅還原爐內，在通電高溫硅芯上進行沉積反應生成多晶硅，反應溫度控制在1080℃～1150℃，最終生成棒狀多晶硅產品，同時生成四氯化硅、二氯二氫硅、氯化氫等副產物。

其中多晶硅還原爐內三氯氫硅和氫氣需要在1080℃～1150℃的高溫下進行反應，其能耗主要是高溫硅芯棒輻射到壁面被冷卻介質帶走，因此很多廠家采用內壁拋光來降低輻射傳熱，以達到減少爐體內部的能量損失，最終實現節能。但由于還原爐內的化學反應會產生氯化氫產物且在爐體內壁面上沉積不定型硅，長期生產將會降低爐體內壁拋光面的鏡面效果，降低了內壁面對高溫硅芯棒的熱輻射反射，導致節能效果降低，因此需要定期對爐體內壁面進行拋光和維護，但直接對爐體內壁面拋光的操作困難，拋光的鏡面效果差，對爐體有減薄影響較大且不利于安全生產，為此我們提出一種內壁溫度控制技術。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種實現多晶硅還原爐節能的爐體內壁溫度控制技術，同時能夠克服上述對爐體內壁拋光困難和拋光效果差的不足，避免無定型硅直接沉積于爐體壁面上，導致了直接對爐體內壁拋光而造成爐體厚度的減小，提高還原爐操作的安全性的同時降低還原爐的能耗。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種實現多晶硅還原爐節能的爐體及內壁溫度控制方法，具體技術如下：

一種實現多晶硅還原爐節能的爐體，在爐體內新增一層內壁，新增內壁與還原爐爐體的原內壁用不銹鋼螺栓焊接，新增內壁與還原爐爐體的原內壁之間為0.2～50mm形成隔熱層。

新增內壁的材料是不銹鋼、石英玻璃、或者是不銹鋼與石英玻璃的組合。

所述的新增內壁的面積大小為0.1～2平方米。

所述的新增內壁的厚度為0.2～2mm。

新增內壁的面積大小和形狀可以根據實際爐體的需要而不同。新增內壁導致了還原爐內的能量傳遞過程變成從硅芯棒以熱輻射和熱對流方式向新增內壁傳遞，經新增內壁的反射和吸收后，新增內壁再將吸收的能量經過熱輻射和熱對流的方式將能量傳給爐體內壁面，這樣在新增內壁和爐體內壁面間增加了一層隔熱層。所述的固定在爐體內壁面上的不銹鋼螺栓，其通過焊接方式直接焊接在爐體內壁面上，不銹鋼螺栓用于固定新增內壁，可方便對新增內壁的定期更換和維護，避免了直接對爐體內壁面拋光的困難且有利于安全生產。同時直接對爐體內壁面拋光其粗糙度一般可達到Ra0.4μm，而通過新增內壁的方法，其壁面拋光可通過機床拋光，拋光的鏡面粗糙度可以實現Ra0.008μm，其鏡面反射效果遠遠高于直接對爐體內壁面拋光的鏡面反射效果，因此可以提高高溫硅芯棒的熱輻射反射率，大大降低高溫硅芯棒的熱輻射損失。再者，新增內壁還可以避免不定型硅直接沉積于爐體內壁面上，從而減少了對爐體內壁面進行拋光和沖洗的過程，避免了對爐體的減薄影響，延長爐體的使用壽命，降低生產成本。另外通過固定新增內壁在不銹鋼螺栓上的不同位置可以方便的控制隔熱層的厚度，從而達到有效控制爐體內部溫度，提高節能效果。

所述的實現多晶硅還原爐節能的爐體內壁溫度控制技術避免了直接對爐體內壁面進行拋光的難度，且可以實現比直接在爐體內壁面進行拋光更好的鏡面效果，降低高溫硅芯棒熱輻射損失，便于定期對爐體內壁面的維護與操作，有利于安全生產，同時能有效的控制爐體內壁的溫度，提高節能效果。

附圖說明

圖1為本發明的多晶硅還原爐爐體的主視圖；

圖2為本發明多晶硅還原爐爐體的俯視圖；

圖3為本發明多晶硅還原爐的剖面圖；

圖中：1-爐體隔熱筒，2-不銹鋼螺栓，3-爐體外壁面，4-爐體內壁面，5-新增內壁，6-隔熱層，7-螺栓孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施作進一步詳細說明：