[發(fā)明專利]用于生產多晶硅的流化床反應器及制備多晶硅的方法

有效

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• 申請日: 2012-07-20
• 公開（公告）號: CN102718219A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發(fā)明（設計）人: 鄭飛龍;張華芹;黃小華
• 申請（專利權）人: 上海森松壓力容器有限公司
• 主分類號: C01B33/029
• 分類號: C01B33/029
• 代理公司: 上海百一領御專利代理事務所(普通合伙) 31243
• 代理人: 馬育鱗

1.用于生產多晶硅的流化床反應器，其特征在于：包括流化床反應器外殼，所述流化床反應器外殼頂部設有種子硅進料口及尾氣出口；

所述流化床反應器外殼底部設有產品顆粒硅出料口；

所述流化床反應器內的下部設有氣體分布器，所述氣體分布器底端與顆粒硅出料口相連，所述氣體分布器和流化床反應器組成的下部腔體為工藝氣體進氣緩沖腔；所述工藝氣體進氣緩沖腔側面設有工藝氣體進氣口；

在所述氣體分布器上方設有內置加熱器；

所述內置加熱器內圈設置內襯材料。

2.根據權利要求1所述的流化床反應器，其特征在于：所述顆粒硅出料口內部設有反吹口。

3.根據權利要求1所述的流化床反應器，其特征在于：所述內置加熱器為環(huán)形加熱器。

4.根據權利要求1所述的流化床反應器，其特征在于：所述產品顆粒硅出料口設置在氣體分布器底部的中心位置。

5.根據權利要求1所述的流化床反應器，其特征在于：所述內襯材料由內襯材料主體層和內襯材料沉積層構成。

6.根據權利要求5所述的流化床反應器，其特征在于：所述內襯材料主體層采用耐高溫的800H材料制成，所述內襯材料沉積層為多晶硅沉積層，純度為6N及以上。

7.根據權6利要求所述的流化床反應器，其特征在于：所述800H材料厚度為3~8mm，所述多晶硅沉積層厚度為1~4mm。

8.根據權利要求7所述的流化床反應器，其特征在于：所述多晶硅沉積層厚度為2mm。

9.采用權利要求1-8中任一所述的流化床反應器制備多晶硅的方法，其特征在于：

1）種子硅通過所述種子硅進料口進入流化床反應器，工藝氣體通過工藝氣體進氣口進入工藝氣體進氣緩沖腔，并通過氣體分布器進入流化床反應器上部，工藝氣體帶動種子硅形成鼓泡床；

2）流化床反應器內部流態(tài)化趨于穩(wěn)定后，打開內置加熱器，使得加熱區(qū)域溫度為700℃~850℃，反應在加熱區(qū)域進行，長大后的種子硅成為產品顆粒硅，從產品顆粒硅出料口排出，反應后的尾氣通過尾氣出口排出。

10.根據權利要求9所述的制備多晶硅的方法，其特征在于：所述工藝氣體為H₂和SiH₄混合氣，所述SiH₄所占體積比為2%~15%，所述H₂和SiH₄純度為7N及以上。

11.根據權利要求10所述的制備多晶硅的方法，其特征在于：所述SiH₄所占體積比為5%~12%。

12.根據權利要求9所述的制備多晶硅的方法，其特征在于：所述種子硅顆粒的當量直徑為50μm?~400μm，所述產品顆粒硅當量直徑為400~1200μm種子硅產品純度為6N及以上，所述工藝氣體進氣溫度為200℃~600℃。

13.根據權利要求12所述的制備多晶硅的方法，其特征在于：所述種子硅顆粒的當量直徑為250~350μm，所述產品顆粒硅當量直徑為800~1000μm，所述工藝氣體進氣溫度為250℃~450℃。

14.根據權利要求9所述的制備多晶硅的方法，其特征在于：所述反吹口內的反吹氣體為純度為6N及以上的H₂，反吹氣體溫度為400℃~600℃。

15.根據權利要求14所述的制備多晶硅的方法，其特征在于：當產品顆粒硅中含有5%以上不符合產品顆粒硅粒徑要求的小顆粒時，開啟反吹口；或者當產品顆粒硅在排料時無法出料時，開啟反吹口。