[發明專利]流化床反應器及其用于制備粒狀多晶硅和三氯氫硅的方法

在審

• 申請號: 201310051129.0
• 申請日: 2013-02-16
• 公開（公告）號: CN103990422A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發明（設計）人: 約翰·德西爾諾
• 申請（專利權）人: 江蘇中能硅業科技發展有限公司
• 主分類號: B01J8/24
• 分類號: B01J8/24;C01B33/03;C01B33/107
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種流化床反應器，包括殼體，設置于所述殼體上部的籽晶進料口和反應尾氣出口、下部的原料氣進口和產品出口、加熱裝置，所述殼體構成反應器的內部空間，其特征在于所述加熱裝置由至少一個位于所述反應器內部的電極正極，和由所述反應器殼體構成的電極負極構成；或

所述加熱裝置由至少一個位于所述反應器內部的電極正極，和至少一個位于所述反應器內部的電極負極構成。

2.根據權利要求1所述的流化床反應器，其特征在于所述加熱裝置由一個位于所述反應器內部的電極正極，和圍繞所述電極正極的至少兩個電極負極組成的電極籠構成。

3.根據權利要求2所述的流化床反應器，其特征在于所述加熱裝置由位于所述反應器內部的至少兩個電極籠構成。

4.根據權利要求1或2或3所述的流化床反應器，其特征在于所述電極為棒狀、平板狀或圓盤狀，且所述正負電極彼此平行放置，不直接接觸。

5.根據權利要求4所述的流化床反應器，其特征在于所述電極由石墨、碳纖維、碳化硅、硅、鎢、錸、鋨、鉭、鉬、鈮、銥、銣、锝、鉿、銠、釩、鉻、鋯、鉑、釷、鑭、鈦、镥、釔、鐵、鎳或鋁金屬或其合金制成，電極表面優選具有碳化硅涂層。???

6.根據權利要求5所述的流化床反應器，其特征在于所述加熱裝置由一個位于所述反應器內部中心的電極正極，和由所述反應器殼體構成的電極負極構成。

7.根據權利要求1或6所述的流化床反應器，其特征在于所述反應器殼體材質為石墨、碳化硅、或石墨表面具有碳化硅涂層；所述反應器還包括內襯，所述內襯由一層或多層硅或碳化硅材質組成，且所述內襯為可拆裝結構。

8.根據權利要求7所述的流化床反應器，其特征在于所述內襯與所述反應器殼體之間還包括填充層。

9.根據權利要求8所述的流化床反應器，其特征在于所述填充層選自本體填充炭黑粉體、塊狀或磚狀或可鑄造材料隔離層、或氣體充注空隙中的任一種或幾種結合。

10.根據權利要求1或6或9所述的流化床反應器，其特征在于所述流化床反應器還包括產品分選裝置、產品冷卻器、送灰器、電熱流化床加熱器，所述產品出口與所述產品分選裝置相連，分選合格的產品經產品冷卻器進入后續工序，分選不合格的細微硅粉產品經送灰器和電熱流化床加熱器循環進入流化床床層。

11.根據權利要求10所述的流化床反應器，其特征在于所述電熱流化床加熱器由一個位于所述加熱器中心的電極正極，和由所述加熱器殼體構成的電極負極構成。

12.根據權利要求0所述的流化床反應器，其特征在于所述反應尾氣出口與氣固分離裝置相連，分離下來的固體硅微粉經送灰器和電熱流化床加熱器循環進入流化床床層。

13.權利要求1-12任一項的流化床反應器用于制備粒狀多晶硅的方法，包括以下步驟：

a）通過調節正負電極兩端的電壓，使得電流直接流過流化床床層顆粒并產生熱量加熱流化床床層溫度并維持至500℃~1200℃；

b）含硅原料氣體發生熱分解反應并在顆粒硅籽晶表面沉積硅，直至顆粒硅籽晶長大得到粒狀多晶硅產品。

14.根據權利要求13所述的流化床反應器用于制備粒狀多晶硅的方法，其特征在于所述正負電極兩端的電壓為100V~5000V，優選100?V~3000V，更優選100?V~2000V。

15.根據權利要求13所述的流化床反應器用于制備粒狀多晶硅的方法，其特征在于所述流化床反應器的流態化速度為1.1?U_mf?~2.0U_mf。

16.權利要求1-12任一項的流化床反應器用于制備三氯氫硅的方法，包括以下步驟：

a）通過調節正負電極兩端的電壓，使得電流直接流過流化床床層顆粒并產生熱量加熱流化床床層溫度至400℃~600℃；

b）在1.0~3.0MPa的反應壓力下，四氯化硅和氫氣組成的原料氣體與作為床層顆粒的硅粉發生氫化反應生成三氯氫硅。

17.根據權利要求16所述的流化床反應器用于制備三氯氫硅的方法，其特征在于所述正負電極兩端的電壓為100V~5000V，優選100?V~3000V，更優選100?V~2000V。