CN102442669A - 流化床反应器 - Google Patents

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金镇成
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Abstract

本发明提供一种流化床反应器，包括：顶罩；第1主体部，位于上述顶罩下面，与上述顶罩连接，在其内部设有直径小于上述顶罩直径的第1反应管；第2主体部，位于上述第1主体部下面，与上述第1主体部连接，在其内部设有直径与上述第1反应管的直径实质上相同的第2反应管；以及底面部，与上述第2主体部连接；上述第1主体部与上述第2主体部可相互分离及组装。

Description

流化床反应器
技术领域
本发明涉及流化床反应器。
背景技术
高纯度多晶硅作为可在半导体元件或太阳能电池中使用的材料，被广泛使用。为制造这种多晶硅，使用的是硅析出方法，通过对含硅的反应气体进行热分解及氢还原反应，使硅析出。
为进行多晶硅的大量生产，需要比实验室中使用的流化床反应器尺寸更大、高度更高的流化床反应器。因此，可批量生产多晶硅的流化床反应器重量非常重，体积也很大，导致流化床反应器组装、安装及维护困难。
因此，针对易于组装、安装及维护、可大量生产多晶硅的流化床反应器的研究十分活跃。
发明内容
为大量生产多晶硅而流化床反应器尺寸及高度增加的情况，当包含一个重量很重的主体部和反应管时，在进行流化床反应器的组装、安装及维护时，由于主体部的操作十分困难，主体部可能与喷嘴或反应管发生碰撞而破损。为解决这种问题，本发明的目的在于提供一种流化床反应器，包括主体部及反应管能够分离的多个主体部和反应管，能够轻松完成组装、安装及维护。
本发明的一实施方式涉及的流化床反应器包含：顶罩；第1主体部，位于上述顶罩下面，与上述顶罩连接，内部有直径小于上述顶罩直径的第1反应管；第2主体部，位于上述第1主体部下面，与上述第1主体部连接，内部有直径与上述第1反应管直径实质相同的第2反应管；以及，底面部，与上述第2主体部连接；上述第1主体部与上述第2主体部可相互分离及组装。
底面部包括依次层叠的底层分布板、第1分布板、第2分布板、第3分布板。上述第2分布板与上述第3分布板可分别包含多个分布板块。
第2分布板与上述第3分布板可分别包含多个分布板块。
第2分布板包含多个分布板块，上述流化床反应器还包含与上述多个分布板块中的相邻分布板块相接触的加热器，上述相邻的分布板块可相互绝缘。
加热器包含向与上述加热器的长度方向相垂直的方向延伸的突出部，上述突出部可被上述第3分布板覆盖。
加热器上装有加热器罩，上述加热器罩包含向与上述加热器罩的长度方向相垂直的方向延伸的卡棱，上述加热器罩的卡棱可固定于上述第3分布板的多个分布板块之间。
上述加热器包含分成多个组的多个加热器组，上述多个加热器组可消耗相同电能。
在多个加热器组中，相邻的两个加热器组可共同连接于一个电极。
多个加热器组可分别各自连接2个电极。
可安装包围第2分布板四周的绝缘环。
上述底面部上有孔，并包含安放于上述孔内的流动气体供应喷嘴，上述流动气体供应喷嘴包含向与上述流动气体供应喷嘴的长度方向相垂直的方向延伸的法兰部，第1缓冲物和第2缓冲物分别位于上述法兰部的上部和下部，可围绕上述流动气体供应喷嘴。
第1反应管和上述第2反应管分别包含向上述第1主体部和上述第2主体部方向突出的突出部，上述第1反应管的突出部与上述第2反应管的突出部相向而立。
在第1反应管的突出部和上述第2反应管的突出部之间可放置密封材料。
支承环可置于上述第1反应管和上述第2反应管之间。
支承环和上述第1反应管之间以及上述支承环和上述第2反应管之间可放置密封材料。
根据本发明，流化床反应器的组装、安装及维护等容易，在组装过程中伴随的向反应管内部填充球形石英珠粒，可以在目测确认填充状态的同时轻松地进行填充。
并且，根据本发明，以多层分布板构成流化床反应器的底面部，可以防止多晶硅的污染。
并且，根据本发明，可防止流动气体供应喷嘴在流化床反应器的高压反应过程中承受不住压力而发生脱落的事故，实现流化床反应器的稳定运转。
并且，根据本发明，可将为加热流化床反应器的反应管内部而安装的加热器插入组装于流化床反应器底面部上安装的固定部，因而组装、安装及维护非常简便。
附图说明
图1a及图1b显示了本发明实施例的流化床反应器。
图1c及图1d显示了本发明实施例的流化床反应器的分布板。
图2a及图2b显示了本发明实施例的第1反应管与第2反应管的连结结构。
图3显示了本发明实施例的流化床反应器的分布板和加热器的组装结构。
图4a至图4c显示了本发明实施例的加热器和第2分布板的电气连接。
图5显示了本发明实施例的流化床反应器的流动气体供应喷嘴的组装结构。
图6显示了本发明实施例的流化床反应器的流动气体供应喷嘴的多种变形示例。
具体实施方式
图1a及图1b显示了本发明实施例的流化床反应器。如图1a及图1b所示，本发明实施例的流化床反应器500包含顶罩100、第1主体部200、第2主体部300及底面部400。
顶罩100与第1主体部200连接，具有比第1主体部200的第1反应管250直径更大的直径。流化床反应器500内的气体及微细粒子从第1反应管250经过顶罩100时，由于直径增加，气体及微细粒子的流速降低。
因此，排出的气体或微细粒子的后处理负担则会减小。顶罩100的内壁可由在高温下不易变形的无机材料构成。例如，顶罩100的内壁可由石英、二氧化硅、氮化硅、氮化硼、氧化锆、碳化硅、石墨、硅、玻碳中的至少一种构成。
并且，当可对顶罩100的外壁进行冷却时，可利用有机高分子在顶罩100内壁进行涂层或挂内衬中的至少一种。
当顶罩100的内壁由如碳化硅、石墨、玻碳等含碳材料构成时，多晶硅可能受到碳杂质的污染，因此，多晶硅可接触的顶罩100的内壁可利用硅、二氧化硅、石英、氮化硅等材料进行涂层或挂内衬。
例如，图1b的顶罩100可包含多个部分顶罩100a、100b，内衬膜150可位于第1部分顶罩100a的内面。
第1主体部200位于顶罩100的下面，与顶罩100连接，提供发生多晶硅析出反应所需的空间。
第2主体部300位于第1主体部200的下面，与第1主体部200连接，与第1主体部200一起，提供发生多晶硅析出反应或加热反应中的至少一个反应所需的空间。
底面部400位于第2主体部300的下面，与第2主体部300连接，组装有用于析出多晶硅的各种喷嘴600、650、加热器700、电极800等。
此时，顶罩100、第1主体部200及第2主体部300可由碳钢、不锈钢、其它合金钢等机械强度优异、易于加工的金属材料构成。由这些材质构成的第1主体部200及第2主体部300的保护膜可由金属、有机高分子、陶瓷或石英等构成。
组装顶罩100、第1主体部200及第2主体部300时，为了将反应器的内部与外部空间隔绝，可使用垫片(gasket)或密封材料(sealingmaterial)。第1主体部200和第2主体部300可以是圆筒形管(pipe)、法兰、口径管(tube)及配件(fitting)、盘(plate)、圆锥、椭圆或冷却媒体在双壁之间流动的夹套(jacket)等多种形态。另外，当顶罩100、第1主体部200及第2主体部300由金属材质构成时，可在其内部表面涂布保护膜或是追加安装保护管或保护壁。保护膜、保护管或保护壁可由金属材质构成，但为了防止反应器内部的污染，可利用有机高分子、陶瓷、石英等非金属材料进行涂层或挂内衬。
第1主体部200和第2主体部300为了达到防止热膨胀、保护作业者、防止其它事故等目的，可通过水、油、气体、空气等冷却流体保持在既定温度范围以下。可制作成使冷却流体在需要冷却的第1主体部200和第2主体部300构成要素的内部或外壁进行循环。
另一方面，在第1主体部200和第2主体部300的外部表面上，为了保护作业者及防止过度热损失，可安装隔热材料。
如前所述，为实现多晶硅的大量生产，当流化床反应器的尺寸及高度增加时，流化床反应器的组装安装及维护可能变得困难。即，当流化床反应器包含一个尺寸大、高度高、重量重的主体部和反应管时，在进行流化床反应器的组装、安装及维护时，由于主体部的操作十分困难，主体部可能与喷嘴或反应管发生碰撞而破损。
相反，本发明实施例的流化床反应器由于包含多个主体部200、300和反应管250、350，可以容易地完成流化床反应器的组装、安装及维护。
下面对本发明实施例的流化床反应器的组装过程进行详细说明。
第1反应管250组装于第1主体部200的内部。第2反应管350组装于第2主体部300的内部，在用于密闭第2主体部300下端的底面部400，组装有各种喷嘴600、650、电极800及加热器700。在第2反应管350所在的第2主体部300的下部，连接底面部400。之后，相互连接第1主体部200和第2主体部300，顶罩100连接于第1主体部200。
对于底面部400上安装的电极800，将在之后参照图4a及图4c进行说明。在底面部400上组装的各种喷嘴可包含流动气体供应喷嘴600及反应气体供应喷嘴650。
图2a及图2b显示了本发明实施例的第1反应管和第2反应管的连接结构。
如图2a所示，第1反应管250及第2反应管350分别包含从上述第1反应管及第2反应管末端向第1主体部200和第2主体部300方向突出的突出部250a、350a。第1反应管250的突出部250a与第2反应管350的突出部350a相对置。因此，第1反应管250及第2反应管350之间的接触面积变大，从而减少第1反应管250及第2反应管350连接时发生破损的危险。
如图2b所示，考虑到第1反应管250和第2反应管350的耐用性较弱，在第1反应管250和第2反应管350之间放置支承环(supporting ring)270。
支承环270材质可采用在高温下不易变形的无机材料，可由石英、二氧化硅、氮化硅、氮化硼、氧化锆、碳化硅、石墨、硅、玻碳或这些材料混合的复合体等无机材料构成。当支承环270由碳化硅、石墨、玻碳等含碳材质构成时，含碳材质可能污染多晶硅，因此，可在多晶硅可接触的支承环270表面利用硅、二氧化硅、石英、氮化硅等进行涂层或挂内衬。支承环270采用密封材料275进行后期处理。
如图2a所示，在第1反应管250及第2反应管350之间的部分，或如图2所示，在支承环270和第1反应管250之间及支承环270和第2反应管350之间，可放置薄板(sheet)、针织物(knit)或毛毡(felt)形态的密封材料275。
密封材料275可由含硅的纤维状材质构成，以便可耐高温，可防止污染。本发明的实施例为了实现组装、安装及维护的便利性，包含第1反应管250和第2反应管350。因此，在第1反应管250和第2反应管350之间可能存在空隙。本发明实施例中的密封材料275可堵塞第1反应管250和第2反应管350之间的空隙，防止硅粒子向外部泄漏。另外，密封材料275可减小第1反应管250及第2反应管350连接时发生破损的危险。第1及第2反应管250、350可采用口径管(tube)形态或包含口径管(tube)、圆锥及椭圆部分的形态。第1及第2反应管250、350的末端部分可加工成法兰形。第1及第2反应管250、350可由多个部分构成，这些部分的一部分还可在第1主体部200及第2主体部300的内壁面以内衬(liner)形态安装。
第1及第2反应管250、350材质可由在高温下不易变形的无机材料构成，可由石英、二氧化硅、氮化硅、氮化硼、氧化锆、氧化钇、碳化硅、石墨、硅、玻碳或这些材料混合的复合体等无机材料构成。
当第1及第2反应管250、350由碳化硅、石墨、玻碳等含碳材质构成时，由于含碳材质可能污染多晶硅，在多晶硅可接触的反应管的内壁面，可使用硅、二氧化硅、石英、氮化硅等进行涂层或挂内衬。
流动气体供应喷嘴600供应使硅粒子流动的流动气体。此时，流动气体可包含氢气、氮气、氩气、氦气、氯化氢(HCl)、四氯化硅(SiCl4)中的至少一种。流动气体供应喷嘴600可以是由可用作反应管的无机材质成份构成的口径管(tube)、内衬或成型品。
反应气体供应喷嘴650向硅粒子床层供应含有硅元素的反应气体。反应气体作为用于多晶硅析出的原料气体，包含硅元素成份。反应气体可包含甲硅烷(SiH4)、乙硅烷(disilane:Si2H6)、高级硅烷(SinH2n+2，n为大于2的自然数)、二氯硅烷(DCS:SiH2Cl2)、三氯硅烷(TCS:SiHCl3)、四氯化硅(STC:SiCl4)、二溴化硅(SiH2Br2)、三溴化硅(SiHBr3)、四溴化硅(SiBr4)、二碘甲硅烷(SiH2I2)、三碘甲硅烷(SiHI3)、四碘化硅(SiI4)中的至少一种。
此时，反应气体还可包含氢气、氮气、氩气、氦气或氯化氢中的至少一种。随着反应气体的供应，在0.5至3mm左右的多晶硅籽晶的表面析出多晶硅，从而多晶硅籽晶的尺寸增加。多晶硅籽晶的尺寸增加至既定程度后，释放到流化床反应器外部。
加热器700在流化床反应器500的内部，供应在多晶硅粒子表面发生硅析出反应所需的热量。加热器700可包含石墨(graphite)、碳化硅等陶瓷、或金属材质中的至少一种。
各种喷嘴600、650、电极800及加热器700等与构成底面部400的分布板410至440组装在一起。如图1a和图1b所示，本发明实施例的底面部400包含底层分布板410和第1至第3分布板420、430、440。
底层分布板410与第2主体部300连接，组装有流动气体供应喷嘴及反应气体供应喷嘴。底层分布板410可由碳钢、不锈钢、其它合金钢等机械强度优异、易于加工的金属材料构成。
第1分布板420位于底层分布板410上，使底层分布板410绝缘。从而，第1分布板420可由石英(quartz)等具有绝缘性而同时又不会污染析出的多晶硅的物质构成。除石英外，第1分布板420还可由氮化硅、氧化铝、氧化钇等在高温下具有耐热性的陶瓷物质构成。根据情况，可利用这种陶瓷物质对第1分布板420的表面进行涂布或挂内衬。
第2分布板430位于第1分布板420上，与加热器700接触，向加热器700供电。从而，第2分布板430可由石墨、涂布碳化硅的石墨、碳化硅、涂布氮化硅的石墨等导电性物质构成。
具有绝缘特性的第1分布板420位于底层分布板410和第2分布板430之间，所以底层分布板410与第2分布板430相互绝缘。
第2分布板430与加热器700接触，因此第2分布板430可发热，但电流在第2分布板430流过的横截面积比加热器700大很多，所以第2分布板430发生的热量比加热器700发生的热量少很多。另外，为了减少第2分布板430发生的热量，也可将伸展性优异的石墨片(sheet)插入第2分布板430和加热器700之间。
当底层分布板410和第2分布板430具有导电性时，由于底层分布板410与第2分布板430接触，可能发生流向底层分布板410的泄漏电流。因此，如图1a和图1b所示，底层分布板410和第2分布板430的末端可保持间隔距离，以防漏电。
即，可在第1分布板420上形成可供第2分布板430固定的槽。例如，在第1分布板420上形成与第2分布板430长度相同或稍大的槽，第2分布板430可固定于第1分布板420的槽中。因此，第1分布板420的一部分可位于底层分布板410和第2分布板430的末端之间，从而可保持底层分布板410与第2分布板430之间的绝缘。
如图1a所示，在第1分布板420的作用下，底层分布板410和第2分布板430可绝缘。如图1b所示，通过安装包围第2分布板430四周的绝缘环900，底层分布板410和第2分布板430也可绝缘。此时，绝缘环900可由石英、陶瓷构成。
第3分布板440位于第2分布板430上，防止在第1反应管250及第2反应管350内部析出的多晶硅被第2分布板430污染，具有绝缘功能。因此，第3分布板440可由在高温不易变形的无机材料构成，可由石英、二氧化硅、氮化硅、氮化硼、氧化锆、碳化硅、石墨、硅、玻碳或这些材料混合的复合体等无机材料构成。当第3分布板440由碳化硅、石墨、玻碳等含碳材质构成时，由于含碳材质可能污染多晶硅，所以第3分布板440的表面可利用硅、二氧化硅、石英、氮化硅等涂布或挂内衬。
另外，底面部400的第2分布板430和第3分布板440并非一个整体，而是包含多个分布板块，所以流化床反应器容易组装、安装及维护。即，实现多晶硅的大量生产所需的流化床反应器的尺寸增加，所以当第2分布板430和第3分布板440由一个整体构成时，流化床反应器会难于组装、安装及维护。例如，如图1c所示，第3分布板440可由沿同心圆方向和直径方向截断的分布板块p11、p12、p21、p22、p31、p32构成。同时，如图1d所示，第3分布板440可由尺寸不同的环形的分布板块p1、p2、p3构成。
图3显示了本发明实施例的流化床反应器的分布板和加热器的组装结构。如图3所示，底层分布板410、第1分布板420、第2分布板430及第3分布板440可以被通过贯通底层分布板410、第1分布板420、第2分布板430及第3分布板440的固定螺栓450固定。
如图3所示，底面部400上包含的多个分布板410至440被固定螺栓450贯通多个分布板410至440所固定。为了防止第1反应管250及第2反应管350中形成的多晶硅被污染，这种固定螺栓450可由在高温下不易变形的无机材料构成，可由石英、二氧化硅、氮化硅、氮化硼、氧化锆、硅或这些材料混合的复合体等无机材料构成。当固定螺栓450由碳化硅、石墨、玻碳等含碳材质构成时，为了防止多晶硅被含碳材质污染，固定螺栓450的表面采用硅、二氧化硅、石英、氮化硅等进行涂布或挂内衬，或者可用由硅、二氧化硅、石英、氮化硅构成的盖罩在固定螺栓450上。固定螺栓450利用螺丝与多个分布板410至440组装。
另一方面，在将组装加热器700的底面部400，安装有插入加热器700的固定部720。销子或卡子等固定部720组装于在底面部400分布板中的与加热器700连接的第2分布板430上形成的贯穿孔部。在加热器700上形成供固定部720插入的槽，制造者或使用者可将加热器700压入固定部720，从而将加热器700固定在底面部400上。因此，在加热器700的组装中，无需利用螺丝螺栓等连结，加热器700的组装十分简便。本实施例中，加热器700呈U字形，所以每个加热器700需要2个固定部720，但固定部720的个数可根据加热器700的形状而变化。固定部720可由石墨或金属材质等导电性和韧性优秀的材料构成。
第2分布板430包含多个分布板块，加热器700的下部与相邻的分布板块430a、430b接触，从而通过第2分布板430的分布板块430a、430b接受供电。此时，加热器700在加热器700与底面部400连接的部分包含突出部700a，突出部700a从上述加热器的下部向与上述加热器的长度方向相垂直的方向延伸。
上述加热器的这种突出部700a在与上述固定部720结合的同时，被上述第3分布板440覆盖，加热器700的固定因而可以更稳定。
相邻的分布板块430a、430b相互绝缘。例如，在与加热器700的下部接触的第2分布板430的分布板块430a、430b之间，可安装绝缘体730。绝缘体730使与加热器700的下部接触的分布板块430a、430b之间绝缘，防止发生漏电。下面将对分布板块430a、430b进行更详细的说明。
在本发明的实施例中，为使加热器700每单位体积具有更大表面积，从而提高加热效率，可在加热器700的表面形成褶皱。为了增大表面积，提高加热效率，除褶皱外，还可在加热器700的表面形成多种形状的突起或图案。因此，可在加热器700的表面，至少形成褶皱、突起或图案中的一种。
固定部720插入加热器700后，为了保护加热器700及防止多晶硅被加热器700污染，用加热器罩710包围加热器700的外部，使加热器700不露出来。
为了发挥这种加热器罩710的作用，加热器罩710可由在高温下不易变形的无机材料构成，可由石英、二氧化硅、氮化硅、氮化硼、氧化锆、氧化钇、硅或这种材料混合的复合体等无机材料构成。当加热器罩710由碳化硅、石墨、玻碳等含碳材质构成时，为了防止多晶硅被含碳材质污染，加热器罩710的表面可用硅、二氧化硅、石英、氮化硅等涂布或挂内衬。
加热器罩710包含向与上述加热器罩的长度方向相垂直的方向延伸的卡棱710a，上述加热器罩710的卡棱710a固定于第3分布板440的多个分布板块440a、440b之间。
下面参照附图，对加热器的第2分布板的电气连接进行详细说明。
图4a至图4c显示了本发明实施例的加热器和第2分布板的电气连接。
如图4a至图4c所示，各加热器组HG1、HG2、HG3与2个电极800连接，加热器组HG1至HG3的耗电量可以相同。电极800可由石墨、碳化硅、金属材质或它们的复合物构成。电极800的形态可采用电缆、棒、条、成型物、插座、适配器、杆(bar)、编织电线或它们的组合。此时，如图4a及图4b所示，在一个电极800上可连接两个加热器组。所以，当是n个(n为大于2的自然数)加热器组时，流化床反应器可包含n个电极800。
加热器组HG1至HG3的电阻可以相互相同。即，各加热器组HG1、HG2、HG3包含的加热器700的个数是一定的，加热器组HG1、HG2、HG3包含的加热器700的电阻可以相互相同。当各加热器组HG1、HG2、HG3包含的加热器700的个数相同时，流化床反应器500则会容易组装、安装及维护。在图4a中，各加热器组HG1、HG2、HG3包含的加热器700的个数固定为2个，加热器组HG1、HG2、HG3包含的加热器700的电阻相互相同。
即使构成加热器组HG1至HG4的加热器700的电阻互不相同，如果加热器700排列成使多个加热器组HG1至HG4各自的电阻相互相同，则会使得多个加热器组HG1至HG4的耗电量相互相同，从而可在流化床反应器500内部均匀供热。
如上所述，为了大量生产多晶硅产品，流化床反应器越大，流化床反应器500的内部区域也越大。因此，多个加热器组HG1至HG3必须向流化床反应器500的内部区域均匀供热。本发明实施例的流化床反应器的加热器组HG1、HG2、HG3可对流化床反应器整个内部区域均匀加热，所以可大量生产优质多晶硅产品。
多个加热器组HG1至HG3可分别接受异相电源供电。例如，当本发明实施例的流化床反应器包含3个加热器组HG1至HG3时，各加热器组HG1、HG2、HG3可接受三相电源供电。此时，各相的相位差可以是120°。
另外，向加热器组HG1至HG3供电的电源可独立控制，以使各加热器组HG1至HG3消耗相同电能。例如，当各加热器组HG1、HG2、HG3的电阻不同或难以供应相同的电力时，可使用不同大小的单相电源向各加热器组HG1至HG3供电，以使加热器组HG1、HG2、HG3消耗相同电能。
当使用多相电源供电时，如图4a及图4b所示，相邻的加热器组可共用电极800，但如图4c所示，当使用单相电源供电时，一个加热器组可与2个专用的电极800连接，不同其它加热器组共用。
如上所述，加热器700与通过绝缘体730相互绝缘的分布板块430a、430b接触。例如，如图4a所示，加热器700的一端连接于一个分布板块430a，加热器700的另一端连接于另一个分布板块430b。因此，加热器组的加热器700可串联连接。
第2分布板430的分布板块430a、430b可由与加热器700相同的物质构成。例如，关于加热器700和分布板块430a、430b的材质，前面已作说明，所以此处省略对其的说明。
图4a中的分布板块可相当于图3中的分布板块430a、430b。
另一方面，图4a及图4b中的流化床反应器分别包含3个加热器组HG1、HG2、HG3及4个加热器组HG1、HG2、HG3、HG4，但并非限定于此。
图5显示了本发明实施例的流化床反应器的流动气体供应喷嘴的组装结构。如图5所示，在流动气体供应喷嘴600上形成用于固定流动气体供应喷嘴600的法兰部610。在流化床反应器的底面部400上形成可固定流动气体供应喷嘴600的孔405。
在流动气体供应喷嘴600的法兰部610的上部和下部配置有第1缓冲物620和第2缓冲物630。这些第1缓冲物620和第2缓冲物630包裹住流动气体供应喷嘴600的法兰部610，可保护流动气体供应喷嘴免受外部冲击。并且，第1缓冲物620及第2缓冲物630使流动气体供应喷嘴600组装更加坚固，可提供坚固密封。
在底面部400上形成的孔405表面的一部分或整体上形成螺纹，流动气体供应喷嘴600与缓冲物620、630一同安放于孔405内后，外面带有螺纹的套管640利用孔405表面的螺纹以螺纹方式结合。利用以螺纹方式结合的套管640，可防止流动气体供应喷嘴600在流化床反应器运转过程中因高压流动气体引起脱落或移动。
图6显示了本发明实施例的流化床反应器的流动气体供应喷嘴的多种变形示例。
图6的(a)及(b)示出流动气体供应喷嘴600带有厚度一定的法兰部610。图6的(c)示出流动气体供应喷嘴带有的法兰部厚度越向与底面部400接触的流动气体供应喷嘴下部越小。图6的(d)示出流动气体供应喷嘴带有的法兰部厚度越向流动气体供应喷嘴下部越大。图6的(e)示出流动气体供应喷嘴带有厚度一定的多个法兰部。
在由第2反应管350和底面部400形成的空间中，在除各种喷嘴和加热器700占据空间之外的剩余空间中填充珠粒。珠粒之间的空间起到供流动气体经过的通道作用，于是，珠粒使流动气体均匀分散于流化床反应器的内部。珠粒的形态可以是球形、椭圆形、颗粒状、块状、管状、条状、环状或上述形态的复合形态。珠粒的材质可以是高纯度硅或与反应管250、350的材质相同。珠粒的尺寸可以大于多晶硅向流化床反应器外部排出的出料口直径，此时，珠粒的平均直径可以在5mm至50mm之间。从而，珠粒就不会通过出料口排出到外部。
本发明实施例的流化床反应器包含第1主体部200和第2主体部300，流化床反应器的组装、安装及维护容易。当在第1主体部200和第2主体部300组装的状态下填充珠粒时，由于第1主体部200和第2主体部300的整体高度大，所以珠粒填充困难，掉落的珠粒可能造成位于流化床反应器内部的加热器700或喷嘴或者第1反应管250及第2反应管350发生破损。因此，在本发明的实施例中，在第1主体部200和第2主体部300组装前，向由第2反应管350和底面部400形成的空间填充珠粒，从而可实现珠粒的稳定填充。
珠粒填充后，组装第2主体部300和第1主体部200。随着第2主体部300和第1主体部200的组装，第1主体部200和第2主体部300中插入的第1反应管250和第2反应管300相互连接。
可在第1主体部200和第1反应管250之间的空间及第2主体部300和第2反应管350之间的空间中，充满氢气、氮气、氩气、氦气等不与多晶硅发生反应的惰性气体。
为防止流化床反应器内部热量向外部散失，可在第1主体部200和第1反应管250之间的空间、第2主体部300和第2反应管350之间的空间以及其它需要之处，安装无机材质隔热材料。隔热材料的形态可以为圆筒状、块状、布(Fabric)、毛毯、毛毡(Felt)、发泡体、填充层等。
本发明的保护范围并非限定于上述说明的实施例，而由权利要求书记载的内容定义。不言而喻，本发明所属技术领域的技术人员，可在权利要求书记载的权利范围内进行多种变更与变形。

Claims (10)

1.一种流化床反应器，其特征在于，包括：
顶罩；
第1主体部，位于上述顶罩下面，与上述顶罩连接，在其内部设有直径小于上述顶罩直径的第1反应管；
第2主体部，位于上述第1主体部下面，与上述第1主体部连接，在其内部设有直径与上述第1反应管的直径实质上相同的第2反应管；以及，
底面部，与上述第2主体部连接；
上述第1主体部与上述第2主体部可相互分离及组装。
2.根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于：
上述底面部包括依次层叠的底层分布板、第1分布板、第2分布板、第3分布板，
上述第2分布板与上述第3分布板分别包含多个分布板块。
3.根据权利要求2所述的流化床反应器，其特征在于：
上述第2分布板与上述第3分布板分别包含多个分布板块。
4.根据权利要求2或3所述的流化床反应器，其特征在于：
上述第2分布板包含多个分布板块，
上述流化床反应器还包含与上述多个分布板块中的相邻分布板块接触的加热器；
上述相邻的分布板块相互绝缘。
5.根据权利要求4所述的流化床反应器，其特征在于：
上述加热器包含向与上述加热器的长度方向相垂直的方向延伸的突出部；
上述突出部被上述第3分布板覆盖。
6.根据权利要求4或5所述的流化床反应器，其特征在于：
上述加热器上盖有加热器罩；
上述加热器罩包含向与上述加热器罩的长度方向相垂直的方向延伸的卡棱；
上述加热器罩的卡棱介于上述第3分布板的多个分布板块之间并固定。
7.根据权利要求4至6中任意一项所述的流化床反应器，其特征在于：
上述加热器包含分成多个组的多个加热器组；
上述多个加热器组消耗相同的电能。
8.根据权利要求7所述的流化床反应器，其特征在于：
上述多个加热器组中的相邻的两个加热器组共同连接于一个电极。
9.根据权利要求7所述的流化床反应器，其特征在于：
上述多个加热器组分别各自连接2个电极。
10.根据权利要求2或3所述的流化床反应器，其特征在于：
设置有包围上述第2分布板四周的绝缘环。
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