[實用新型]蒸汽-氣體混合物的低溫冷凝系統

有效

• 申請號: 201320368782.5
• 申請日: 2013-06-25
• 公開（公告）號: CN203529946U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 馬依·安娜托利·瓦斯羅威茨;邦達·科斯提安提·麥科萊歐威茨;斯熱尼可·斯熱海·艾凡諾威茨;科樂斯尼克夫·奧樂克薩德·葉夫河尼奧威茨
• 申請（專利權）人: 皮里艾特尼艾克提斯安爾尼托夫里斯特夫“扎沃德納皮波羅偉德尼克夫”公司
• 主分類號: C01B33/107
• 分類號: C01B33/107
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛

技術領域

本實用新型涉及多晶硅的制造，尤其涉及一種用于將在三氯硅烷的合成段形成的蒸汽-氣體混合物低溫冷凝的裝置。?

背景技術

目前，多晶硅的主要應用包括但不限于微電子、動力裝置、太陽能工程以及微觀力學。世界上較少采用從三氯硅烷、四氯化硅以及甲硅烷中制出的大量的多晶硅。三氯硅烷的制備過程是基于在特定的流化床反應器中根據以下反應式進行的工業硅的氫氯化反應：?

Si+3HCl=SiHCl₃+H₂+Q?

伴隨三氯硅烷的主反應產生以下副反應：?

Si+4HCl=SiCl₄+2H₂+Q?

Si+2HCl=SiH₂Cl₂+Q?

Si+HCl+H₂=SiH₃Cl+Q等等。?

因此，三氯硅烷合成反應器中存在的蒸汽-氣體混合物含有一氯硅烷蒸汽、二氯硅烷蒸汽、三氯硅烷蒸汽、四氯硅烷蒸汽、聚氯硅烷（polysilanechloride）、氫氣、氯化氫以及其他的。?

冷凝單元用于冷凝上述蒸汽-氣體混合物，這些蒸汽-氣體混合物由三氯硅烷合成反應器排出，并經過干法洗滌單元和濕法洗滌單元，然后其中的組分（its?component）進入多晶硅生產線。優選地，上述冷凝單元包括用于發生所述蒸汽-氣體的混合物的初始冷凝過程的主體冷凝單元以及用于使在所述主體冷凝單元中未冷凝的蒸汽-氣體混合物冷凝的最終冷凝單元。用于蒸汽-氣體混合物最終冷凝的一種方法就是低溫冷凝，這種低溫冷凝是基于將這些蒸汽-氣體?混合物流經一系列熱交換裝置，而最后一個熱交換裝置采用液氮冷卻，剩余的熱交換器恢復蒸發的液氮的冷度以及使已冷卻的氣體回流。?

在多晶硅生產過程中的任意階段，反應產物都會形成，其中這些產物都有相當大的毒性。另外，從經濟上有利的是，可以回收再利用這些反應產物及其夾帶的試劑。這就是為什么現在以提高多晶硅生產過程中的環境安全以及通過增加回收再利用的試劑量而提高其帶來的經濟效益為目標進行努力，以及為什么現在以在蒸汽-氣體混合物的冷凝過程的確保所述試劑完好的保存為目標進行努力。?

與本實用新型最接近的類似方案是一種形成在三氯硅烷合成及冷凝段的蒸汽-氣體混合物的低溫冷凝系統。該系統可以與蒸汽-氣體的主冷凝系統通氣連通（gaseously?connected）(Технология?полупроводникового?кремния/ФалькевичЭ.С.,ПульнерЭ.О.,ЧервоныйИ.Ф.идр.–М.:Металлургия,1992–408с)。該系統包括：兩個冷卻再生式熱交換器（cooled?recuperative?heat?exchanger），該再生式熱交換器的進口經過管道可與主冷凝系統通氣連通，加入蒸汽-氣體混合物到該再生式熱交換器以冷凝；采用液氮冷卻的冷凝器通過管道與所述再生式熱交換器通氣連通；再生式熱交換器以及冷凝器通過管道與至少一個冷凝器槽連接，其中該管道具有可控的關閉閥。該再生式熱交換器包括三個腔體。已冷卻的氣體回流流經外部的腔體，從氯硅烷中釋放的蒸汽-混合物流經中間的腔體，以及氣態氮流經內部的腔體。所述再生式熱交換器與蒸汽-氣體混合物的主冷凝系統通氣連通，并且串聯設置。?

實用新型內容

上述的現有技術中的系統的缺陷包括低溫冷凝系統的結構相對復雜，從而導致上述系統的成本上升；以及添加至該系統中的蒸汽-氣體混合物中的氯硅烷的冷凝效果不好。?

因此，本實用新型的目的在于提供一種蒸汽-氣體混合物的低溫冷凝系統。由于對該系統的元件進行最佳的選擇以及為所述元件之間提供最有效地連接，?則使得該系統可以確保：來自蒸汽-氣體混合物的氯硅烷有效地冷凝、再生式熱交換器中氣態冷卻劑的冷度（cold）有效地恢復、將該系統作為整體簡化結構以及減少該低溫冷凝系統的成本。?