[實(shí)用新型]用于制備硅顆粒的流化床反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320403907.3
• 申請(qǐng)日: 2013-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN203373159U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 司文學(xué);嚴(yán)大洲;肖榮暉;湯傳斌;楊永亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國恩菲工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/03
• 分類號(hào): C01B33/03
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術(shù)領(lǐng)域

本法涉及化工領(lǐng)域，具體而言，本實(shí)用新型涉及用于制備硅顆粒的流化床反應(yīng)器。?

背景技術(shù)

當(dāng)前，光伏產(chǎn)業(yè)中最重要的中間體-多晶硅的生產(chǎn)仍然是以改良西門子法為主，但該工藝中三氯氫硅的還原轉(zhuǎn)化率低、副產(chǎn)四氯化硅量高、有大量的物料是處在不斷地循環(huán)利用的狀態(tài)中，到目前為止，雖然該工藝經(jīng)過不斷改良，使生產(chǎn)成本已經(jīng)降低到了一個(gè)較低的水平，但下降的空間不大。另外，企業(yè)間競(jìng)爭(zhēng)激烈，導(dǎo)致該工藝生產(chǎn)的多晶硅盈利水平不高。為此，多晶硅的生產(chǎn)發(fā)展需要設(shè)計(jì)新的工藝路線，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提出一種用于制備硅顆粒的流化床反應(yīng)器，利用該設(shè)備可以有效提高生產(chǎn)硅的效率。?

在本實(shí)用新型的一個(gè)方面，本實(shí)用新型提出了一種用于制備硅顆粒的流化床反應(yīng)器，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，該流化床反應(yīng)器包括：本體，所述本體內(nèi)限定出流化床反應(yīng)空間；硅微細(xì)粒子進(jìn)料口，所述硅微細(xì)粒子進(jìn)料口設(shè)置在所述本體上，用于向所述流化床反應(yīng)空間內(nèi)供給硅微細(xì)粒子；硅烷進(jìn)料口，所述硅烷進(jìn)料口設(shè)置在所述本體上，用于向所述流化床反應(yīng)空間內(nèi)供給硅烷，以便在存在流化狀態(tài)的硅微細(xì)粒子時(shí)，使硅烷發(fā)生分解反應(yīng)生成硅，其中，所生成的硅附著于所述硅微細(xì)粒子的表面從而形成所述硅顆粒；以及硅顆粒出口，所述硅顆粒出口設(shè)置在所述本體上，用于將形成的硅顆粒排出所述流化床反應(yīng)空間。?

另外，根據(jù)本實(shí)用新型上述實(shí)施例的制備硅顆粒的流化床反應(yīng)器還可以具有如下附加的技術(shù)特征：?

在本實(shí)用新型中，上述流化床反應(yīng)器進(jìn)一步包括氫氣進(jìn)料口，所述氫氣進(jìn)料口設(shè)置在所述本體上，用于向所述流化床反應(yīng)器中供給氫氣，以便使所述硅微細(xì)粒子呈流化狀態(tài)。?

根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，上述流化床反應(yīng)器進(jìn)一步包括置換氣體入口，用于向所述流化床反應(yīng)空間內(nèi)供給置換氣體，以便在供給氫氣之前，預(yù)先采用置換氣體對(duì)所述流化床?內(nèi)的氣體進(jìn)行置換。?

在本實(shí)用新型中，所述硅微細(xì)粒子進(jìn)料口利用高壓氫氣將所述硅微細(xì)粒子供給到所述流化床反應(yīng)器中。?

在本實(shí)用新型中，上述流化床反應(yīng)器進(jìn)一步包括：煙塵出口，所述煙塵出口設(shè)置在所述本體上，用于排出流化床反應(yīng)器中產(chǎn)生的煙塵；除塵裝置，所述除塵裝置與所述煙塵出口相連，用于對(duì)所述煙塵進(jìn)行除塵處理，以便回收硅微細(xì)粒子；以及硅微細(xì)粒子返回入口，所述硅微細(xì)粒子返回入口設(shè)置在所述本體上，并且與所述除塵裝置相連，用于將所回收到硅微細(xì)粒子返回至流化床反應(yīng)空間中。?

在本實(shí)用新型中，沿所述流化床反應(yīng)器的縱向方向，自上而下，依次設(shè)置有所述煙塵出口、所述硅微細(xì)粒子進(jìn)料口、所述硅微細(xì)粒子返回入口、所述硅烷進(jìn)料口、所述氫氣進(jìn)料口、所述置換氣體入口以及硅顆粒出口。?

在本實(shí)用新型中，上述流化床反應(yīng)器進(jìn)一步包括加熱裝置，所述加熱裝置設(shè)置在所述本體上，用于對(duì)所述流化床反應(yīng)空間進(jìn)行加熱。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述加熱裝置為中頻加熱裝置。?

為了方便理解，下面對(duì)利用本實(shí)用新型上述實(shí)施例的制備硅顆粒的流化床反應(yīng)器制備硅顆粒的方法進(jìn)行詳細(xì)描述。?

在本實(shí)用新型中，該采用制備硅顆粒的流化床反應(yīng)器制備硅顆粒的方法包括：在流化床反應(yīng)器中，在存在流化狀態(tài)的硅微細(xì)粒子時(shí)，使硅烷發(fā)生分解反應(yīng)，以便生成硅，其中，所生成的硅附著于所述硅微細(xì)粒子的表面從而形成所述硅顆粒。?

利用該方法可以有效利用上述流化床反應(yīng)器制備硅顆粒，并且可以顯著提高硅烷分解率、可連續(xù)生產(chǎn)、電耗低且產(chǎn)品為硅顆粒便于后續(xù)加工。硅烷在流化床內(nèi)與高溫的硅微細(xì)粒子接觸發(fā)生分解反應(yīng)，分解出來的硅沉積在硅微細(xì)顆粒表面，使其不斷增大變成硅顆粒開始逐漸向流化床反應(yīng)器的下部沉積，排出硅顆粒。因此該方法不需要停止反應(yīng)取出硅，可以較長時(shí)間的連續(xù)運(yùn)行，由此可以進(jìn)一步提高制備硅顆粒的效率。?

在本實(shí)用新型中，向所述流化床反應(yīng)器中供給氫氣，以便使所述硅微細(xì)粒子呈流化狀態(tài)。上述硅微細(xì)粒子在流化床的中上部進(jìn)行流化，“流化狀態(tài)”是指一種利用氣體或液體通過顆粒狀固體層而使固體顆粒處于懸浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，本實(shí)用新型中利用氫氣將硅微細(xì)粒子處懸浮運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述硅微細(xì)粒子的平均粒徑為0.001毫米。由此便于其處于流化狀態(tài)。?