CN102530952A - 锌丝进料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种锌丝进料装置，它包括锌丝提供机构、固定面板、送丝机构、锌丝导向轮、锌丝定向轮和锌丝进料套管；锌丝提供机构、固定面板和锌丝进料套管顺序设置；送丝机构、锌丝导向轮和锌丝定向轮固定在顺序固定面板上；在锌丝进料套管上连接有第一惰性气体进口管和第二惰性气体进口管。本发明通过控制伺服电机或者异步电动机的转速，保证了单位时间内锌的精确进料量；通过采用惰性气体及进料套管的保护可有效防止外界空气进入锌还原法制多晶硅反应器。本发明的进料装置结构简单，能耗低，设备稳定性高，易于操作且维护方便。

Description

锌丝进料装置
技术领域
本发明涉及光伏技术，尤其涉及一种锌丝进料装置。
背景技术
在光伏产业中，多晶硅的生产工艺主要有西门子法、改良西门子法、硅烷热分解法和流化床法，此外还有采用区域熔炼法对冶金级硅进行提纯的。而采用SiHCl3作为原料的改进西门子法供应的太阳能级多晶硅占整个世界太阳能级多晶硅供应量的70～80％。在国外，每公斤太阳能级多晶硅将产生10～15公斤的SiCl4，通过SiCl4的氢化还原闭环工艺循环后，SiCl4的排放量仍然高达5～10Kg/公斤多晶硅。
由于SiCl4对人、生物及环境的危害性较大，因此SiCl4的环境危害和巨量储存问题成为了多晶硅企业急需解决的重大问题。
目前处理SiCl4的方法主要有：
A、SiCl4的氢化处理，这种方法国内的技术相对弱一点，转化效率不高，国外处理得较好，但是SiCl4的氢化转化率也只能达到34％。
B、以SiCl4为原料制备硅酸乙酯、白炭黑、光纤原料和烟幕剂，在这类方法中，存在着环境污染大、市场容量小、被新技术逐步取代等问题。
C、利用锌与SiCl4反应来制备多晶硅，这种工艺可以很好地解决SiCl4的回收问题，不仅有着巨大商业效益，同时也存在着环境保护效益。其副产物锌Cl2可电解回收利用，环境污染很小。与改良西门子法相比，从原理上来说，具有反应工艺简短、反应速率快、成本低、污染少等优点，是低成本生产太阳能级多晶硅的一种优良途径。
锌还原SiCl4制备多晶硅的反应式为：
SiCl4(g)+2Zn(g)→Si(s)+2ZnCl2(g)
美国、日本、挪威等发达国家先后对锌还原SiCl4制备多晶硅技术展开了研究，例如，日本(Chisso)、新日矿控股、东邦钛(Toho Titanium)3家公司共同投资组建“新太阳硅公司”，共同开发锌还原SiCl4技术，并力求形成量产。而在我国，锦州新世纪石英玻璃公司、上海电力学院太阳能研究所及北京京仪世纪自动化设备有限公司等也分别对此技术展开了研究。
这种以锌来还原SiCl4生产多晶硅的方法，大多采用气气反应，工艺温度一般在1000℃左右，原料锌需要经过加热从固态转化为气态再进入到反应系统。在此过程中锌与SiCl4的摩尔比对产物的形貌及收率有很大的影响，然而由于高温及腐蚀等原因，目前还没有一种装置能够对气态锌的进料量进行精确控制从而可以调节锌与SiCl4的反应摩尔比。因此，如何精确控制锌进料量成为当前锌还原法中的一个技术难题。
发明内容
本发明的目的，就是为了提供一种锌丝进料装置，以实现锌进料量的精确控制。
为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种锌丝进料装置，与锌还原法制多晶硅反应器密封连接，其特点是，包括锌丝提供机构、固定面板、送丝机构、锌丝导向轮、锌丝定向轮和锌丝进料套管；锌丝提供机构、固定面板和锌丝进料套管按锌丝的前进路线顺序设置；送丝机构、锌丝导向轮和锌丝定向轮按锌丝的前进路线顺序固定在固定面板上；由锌丝提供机构引出的锌丝顺序经过送丝机构、锌丝导向轮、锌丝定向轮和锌丝进料套管进入所述的锌还原法制多晶硅反应器；在锌丝进料套管的前部斜向连接有第一惰性气体进口管，在锌丝进料套管的后部斜向连接有第二惰性气体进口管；从第一惰性气体进口管进入锌丝进料套管前部的惰性气体流入锌还原法制多晶硅反应器，从第二惰性气体进口管进入锌丝进料套管后部的惰性气体从锌丝进料套管的后部向外排出以阻止环境气体进入锌丝进料套管。
所述的送丝机构包括主动轮和从动轮，主动轮由伺服电机或者异步电动机驱动，主动轮和从动轮并排吻合设置，主动轮和从动轮的圆周上分别设有一圈用于将锌丝夹紧送出的凹槽。
所述锌丝进料套管由石英或者耐高温腐蚀的陶瓷制成；所述的耐高温腐蚀的陶瓷选自ZrO2陶瓷、Al2O3陶瓷或Si3N4陶瓷中的一种。
所述的惰性气体选自氩气或氮气中的一种。
所述的锌丝定向轮包括两个吻合设置的滚轮，两滚轮的圆周上分别设有一圈用于通过锌丝的凹槽。
所述的锌丝导向轮为两个，两个导向轮按锌丝的前进路线顺序设置，两个导向轮的圆周上分别设有一圈用于导引锌丝转向的凹槽。
所述的锌丝提供机构包括存储室和放置在存储室内的盘装锌丝或简装锌丝。
本发明的锌丝进料装置由于采用了以上技术方案，使其与现有技术相比，具有以下的优点和特点：
1、由于伺服电机或者异步电动机转速的确定，保证了单位时间内锌的精确进料量，通过设置参数，来改变电机的转速，从而可改变锌进料量的大小。
2、惰性气体及进料套管的保护可有效防止外界空气进入锌还原法制多晶硅反应器。
3、本发明的进料装置结构简单，能耗低，设备稳定性高，易于操作且维护方便。
附图说明
图1是本发明锌丝进料装置的基本结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本发明锌丝进料装置，与锌还原法制多晶硅反应器密封连接。包括锌丝提供机构1、固定面板2、送丝机构3、锌丝导向轮4、锌丝定向轮5和锌丝进料套管6。锌丝提供机构1、固定面板2和锌丝进料套管6按锌丝7的前进路线顺序设置。送丝机构3、锌丝导向轮4和锌丝定向轮5按锌丝7的前进路线顺序固定在固定面板2上。由锌丝提供机构1引出的锌丝7顺序经过送丝机构3、锌丝导向轮4、锌丝定向轮5和锌丝进料套管6进入锌还原法制多晶硅反应器。在锌丝进料套管6的前部斜向连接有第一惰性气体进口管8，在锌丝进料套管6的后部斜向连接有第二惰性气体进口管9；从第一惰性气体进口管8进入锌丝进料套管6前部的惰性气体流入锌还原法制多晶硅反应器，从第二惰性气体进口管9进入锌丝进料套管6后部的惰性气体从锌丝进料套管的后部向外排出以阻止环境气体进入锌丝进料套管。
本发明中的送丝机构3包括主动轮和从动轮，主动轮由伺服电机或者异步电动机驱动，主动轮和从动轮并排吻合设置，主动轮和从动轮的圆周上分别设有一圈用于将锌丝夹紧送出的凹槽。通过对伺服电机或者异步电动机的转速的设置，锌丝的进料量可以精确控制。
本发明中的锌丝进料套管6由石英或者耐高温腐蚀的陶瓷制成；其中的耐高温腐蚀的陶瓷选自ZrO2陶瓷、Al2O3陶瓷或Si3N4陶瓷中的一种。
本发明中的惰性气体选自氩气或氮气中的一种。
本发明中的锌丝定向轮5包括两个吻合设置的滚轮，两滚轮的圆周上分别设有一圈用于通过锌丝的凹槽。锌丝定向轮5可让锌丝7沿水平方向进入锌丝进料套管6，避免锌丝输送过程中受阻弯曲，不能顺利进料。
本发明中的锌丝导向轮4为两个，两个导向轮按锌丝的前进路线顺序设置，两个导向轮的圆周上分别设有一圈用于导引锌丝转向的凹槽。
本发明中的锌丝提供机构1包括存储室和放置在存储室内的盘装锌丝或简装锌丝。锌丝用完后可换装。

Claims (7)

1.一种锌丝进料装置，与锌还原法制多晶硅反应器密封连接，其特征在于：包括锌丝提供机构、固定面板、送丝机构、锌丝导向轮、锌丝定向轮和锌丝进料套管；锌丝提供机构、固定面板和锌丝进料套管按锌丝的前进路线顺序设置；送丝机构、锌丝导向轮和锌丝定向轮按锌丝的前进路线顺序固定在固定面板上；由锌丝提供机构引出的锌丝顺序经过送丝机构、锌丝导向轮、锌丝定向轮和锌丝进料套管进入所述的锌还原法制多晶硅反应器；在锌丝进料套管的前部斜向连接有第一惰性气体进口管，在锌丝进料套管的后部斜向连接有第二惰性气体进口管；从第一惰性气体进口管进入锌丝进料套管前部的惰性气体流入锌还原法制多晶硅反应器，从第二惰性气体进口管进入锌丝进料套管后部的惰性气体从锌丝进料套管的后部向外排出以阻止环境气体进入锌丝进料套管。
2.如权利要求1所述的锌丝进料装置，其特征在于：所述的送丝机构包括主动轮和从动轮，主动轮由伺服电机或者异步电动机驱动，主动轮和从动轮并排吻合设置，主动轮和从动轮的圆周上分别设有一圈用于将锌丝夹紧送出的凹槽。
3.如权利要求1所述的锌丝进料装置，其特征在于：所述锌丝进料套管由石英或者耐高温腐蚀的陶瓷制成；所述的耐高温腐蚀的陶瓷选自ZrO2陶瓷、Al2O3陶瓷或Si3N4陶瓷中的一种。
4.如权利要求1所述的锌丝进料装置，其特征在于：所述的惰性气体为氩气。
5.如权利要求1所述的锌丝进料装置，其特征在于：所述的锌丝定向轮包括两个吻合设置的滚轮，两滚轮的圆周上分别设有一圈用于通过锌丝的凹槽。
6.如权利要求l所述的锌丝进料装置，其特征在于：所述的锌丝导向轮为两个，两个导向轮按锌丝的前进路线顺序设置，两个导向轮的圆周上分别设有一圈用于导引锌丝转向的凹槽。
7.如权利要求1所述的锌丝进料装置，其特征在于：所述的锌丝提供机构包括存储室和放置在存储室内的盘装锌丝或简装锌丝。
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