CN201125165Y - 有双重冷却系统的多晶硅还原炉 - Google Patents
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Abstract
有双重冷却系统的多晶硅还原炉，主要由底盘、含夹套冷却水的钟罩式双层炉体、电极、视镜孔、混和气进气管、混和气尾气出气管、炉体冷却水进水管、炉体冷却水出水管、底盘冷却水进水管、底盘冷却水出水管、电极冷却水进水管、电极冷却水出水管及其他附属部件组成，炉体主体采用不锈钢材质制成，以减少设备材质对产品的污染，其特征是在还原炉夹套内上部增加低温冷却盘管和对还原炉夹套进行隔离分为两个冷却系统，通过对还原炉上部和下部用不同温度的冷却水进行冷却，抵消由于热对流的影响导致还原炉内上部温度高于下部温度的现象，使炉内上下部温度均衡，有利于多晶硅均匀的在硅芯上沉积。
Description
技术领域
本发明涉及一种多晶硅还原炉，主要是用于化学气相沉积法生产多晶硅的还原炉。
背景技术
目前，国内外生产多晶硅的主要工艺技术仍以“改良西门子法”为主，约占总产量的百分之七十五左右，其主要方法是：用氯气和氢气合成氯化氢，氯化氢和硅粉在一定温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的高纯三氯氢硅与氢气按比例混合后，在一定的温度和压力下通入多晶硅还原炉内，在直径3至5毫米、长约2.3至2.5米的导电硅芯上进行还原反应沉积生成多晶硅，还原反应温度控制在1080摄氏度左右，最终生成直径20厘米左右、长约2.4米的棒状多晶硅，同时生成四氯化硅、二氯二氢硅、氯化氢等副产物。
多晶硅还原炉是“改良西门子法”生产多晶硅的主要设备，由底盘、含夹套冷却水的钟罩式双层炉体、电极、视镜孔、混和气进气管、混和气尾气出气管、炉体冷却水进水管、炉体冷却水出水管、底盘冷却水进水管、底盘冷却水出水管、电极冷却水进水管、电极冷却水出水管及其他附属部件组成，炉体主体采用不锈钢材质制成，以减少设备材质对产品的污染，每对电极分正、负极均匀的设置在底盘上，混和气进气管分为数个喷口均匀设置在底盘上，混和气出气口设置在底盘中心位置。
现有生产方法是给安装在正负电极上的硅芯加上一定的电压，硅芯有电流流过，使硅芯产生热量，来获取三氯氢硅和氢气还原反应所需要的1080摄氏度左右的温度，使多晶硅在硅芯沉积；向还原炉夹套通入循环冷却水，移走辐射至炉壁的热量，以维持适宜的炉体温度。
现有技术存在的问题主要是：硅芯通入电流产生热量后，由于热对流的影响，将会使还原炉内上部的温度高于下部的温度，使炉内上下部分温度不均衡，导致多晶硅棒下部沉积出的多晶硅多且致密、上部沉积出的多晶硅量少且疏松，生成的多晶硅棒上部呈现玉米状凸瘤且有微孔，为产品的后续处理带来困难。
发明内容
本发明是有双重冷却系统的多晶硅还原炉，主要通过优化还原炉内温度来提高多晶硅产品的质量。
有双重冷却系统的多晶硅还原炉主要由底盘、含夹套冷却水的钟罩式双层炉体、电极、视镜孔、混和气进气管、混和气尾气出气管、炉体冷却水进水管、炉体冷却水出水管、底盘冷却水进水管、底盘冷却水出水管、电极冷却水进水管、电极冷却水出水管及其他附属部件组成，炉体主体采用不锈钢材质制成，以减少设备材质对产品的污染，每对电极分正、负极均匀的设置在底盘上，混和气进气管分为数个喷口均匀设置在底盘上，混和气尾气出气管设置在底盘中心位置，其特征是：
1、在还原炉夹套内上部增加低温冷却盘管，盘管内的冷却水温度低于夹套内的冷却水温度，对还原炉炉体进行双重冷却，抵消由于热对流的影响使还原炉内上部的温度高于下部的温度的现象，使炉内上下部分温度均衡，有利于多晶硅均匀的在硅芯上沉积。
2、在还原炉夹套内壁上部焊接低温冷却盘管，盘管内的冷却水温度低于夹套内的冷却水温度，对还原炉炉体进行双重冷却，抵消由于热对流的影响使还原炉内上部的温度高于下部的温度的现象，使炉内上下部分温度均衡，有利于多晶硅均匀的在硅芯上沉积。
3、对还原炉夹套内进行隔离，分为两个冷却系统，上面夹套内的冷却水的温度低于下面夹套内的冷却水的温度，对还原炉的炉体进行双重冷却，抵消由于热对流的影响使还原炉内上部的温度高于下部的温度的现象，使炉内上下部分温度均衡，有利于多晶硅均匀的在硅芯上沉积。
附图说明
图1为现有技术的多晶硅还原炉主视图：1为含夹套冷却水的钟罩式双层炉体，2为视镜孔，3为底盘，4为底盘冷却水进水管，5为底盘冷却水出水管，6为混和气进气管，7为进气管喷口，8为混和气尾气出气管，9为电极冷却水进水管，10为电极冷却水出水管，11为炉体冷却水进水管，12为炉体冷却水出水管，13为连接硅芯与电极的石墨夹头，14为硅芯，15为电极。
图2为现有技术多晶硅还原炉底盘俯视图：7为进气管喷口，8为混和气尾气出气管，15为电极。
图3为还原炉夹套内的上部增加低温冷却盘管，有双重冷却系统的多晶硅还原炉主视图：1为含夹套冷却水的钟罩式双层炉体，2为视镜孔，3为底盘，4为底盘冷却水进水管，5为底盘冷却水出水管，6为混和气进气管，7为进气管喷口，8为混和气尾气出气管，9为电极冷却水进水管，10为电极冷却水出水管，11为炉体冷却水进水管，12为炉体冷却水出水管，13为连接硅芯与电极的石墨夹头，14为硅芯，15为电极，16为在夹套中的低温冷却盘管，17为低温冷却盘管进水口，18为低温冷却盘管出水口。
图4为还原炉夹套内壁上部焊接低温冷却盘管，有双重冷却系统的多晶硅还原炉主视图：1为含夹套冷却水的钟罩式双层炉体，2为视镜孔，3为底盘，4为底盘冷却水进水管，5为底盘冷却水出水管，6为混和气进气管，7为进气管喷口，8为混和气尾气出气管，9为电极冷却水进水管，10为电极冷却水出水管，11为炉体冷却水进水管，12为炉体冷却水出水管，13为连接硅芯与电极的石墨夹头，14为硅芯，15为电极，17为低温冷却盘管进水口，18为低温冷却盘管出水口，22为焊接在还原炉内壁上部的低温冷却盘管。
图5为有双重冷却系统的多晶硅还原炉局部剖视图：1为含夹套冷却水的钟罩式双层炉体，2为视镜孔，3为底盘，4为底盘冷却水进水管，5为底盘冷却水出水管，6为混和气进气管，7为进气管喷口，8为混和气尾气出气管，9为电极冷却水进水管，10为电极冷却水出水管，11为炉体冷却水进水管，12为炉体冷却水出水管，16为低温冷却盘管，17为低温冷却盘管进水口，18为低温冷却盘管出水口。
图6为对还原炉夹套内进行隔离、分为两个冷却系统的有双重冷却系统的多晶硅还原炉主视图：1为含夹套冷却水的钟罩式双层炉体，2为视镜孔，3为底盘，4为底盘冷却水进水管，5为底盘冷却水出水管，6为混和气进气管，7为进气管喷口，8为混和气尾气出气管，9为电极冷却水进水管，10为电极冷却水出水管，11为还原炉夹套下半部冷却水进水管，13为连接硅芯与电极的石墨夹头，14为硅芯，15为电极，19为把对还原炉夹套内进行隔离的隔离板，20为还原炉夹套下半部冷却水出水管，21为还原炉夹套上半部低温冷却水进水管，23为还原炉夹套上半部低温冷却水出水管。
具体实施方式
具体实施方式一
本发明涉及有双重冷却系统的多晶硅还原炉主视图如图3所示，其特征是在还原炉夹套内上部增加低温冷却盘管，1为含夹套冷却水的钟罩式双层炉体，2为视镜孔，3为底盘，4为底盘冷却水进水管，5为底盘冷却水出水管，6为混和气进气管，7为进气管喷口，8为混和气出气管，9为电极冷却水进水管，10为电极冷却水出水管，11为炉体冷却水进水管，12为炉体冷却水出水管，13为连接硅芯与电极的石墨夹头，14为硅芯，15为电极，16为在夹套内增加的低温冷却盘管，17为夹套内低温冷却盘管进水口，18为夹套内低温冷却盘管出水口。
具体实施方式二
本发明涉及有双重冷却系统的多晶硅还原炉主视图如图4所示，其特征是低温冷却盘管焊接在还原炉夹套内壁上部，1为含夹套冷却水的钟罩式双层炉体，2为视镜孔，3为底盘，4为底盘冷却水进水管，5为底盘冷却水出水管，6为混和气进气管，7为进气管喷口，8为混和气尾气出气管，9为电极冷却水进水管，10为电极冷却水出水管，11为炉体冷却水进水管，12为炉体冷却水出水管，13为连接硅芯与电极的石墨夹头，14为硅芯，15为电极，17为低温冷却盘管进水口，18为低温冷却盘管出水口，22为焊接在还原炉夹套内壁上部的低温冷却盘管。
具体实施方式三
本发明涉及有双重冷却系统的多晶硅还原炉主视图如图6所示，其特征是对还原炉夹套内进行隔离、分为两个冷却系统，1为含夹套冷却水的钟罩式双层炉体，2为视镜孔，3为底盘，4为底盘冷却水进水管，5为底盘冷却水出水管，6为混和气进气管，7为进气管喷口，8为混和气尾气出气管，9为电极冷却水进水管，10为电极冷却水出水管，11为炉体冷却水进水管，13为连接硅芯与电极的石墨夹头，14为硅芯，15为电极，19为对还原炉夹套内进行隔离的隔离板，20为还原炉夹套下半部冷却水出水管，21为还原炉夹套上半部低温冷却水进水管，23为还原炉夹套上半部低温冷却水出水管。
Claims (3)
1. 有双重冷却系统的多晶硅还原炉主要由底盘、含夹套冷却水的钟罩式双层炉体、电极、视镜孔、混和气进气管、混和气出气管、炉体冷却水进水管、炉体冷却水出水管、底盘冷却水进水管、底盘冷却水出水管、电极冷却水进水管、电极冷却水出水管及其他附属部件组成，炉体主体采用不锈钢材质制成，以减少设备材质对产品的污染，每对电极分正、负极均匀的设置在底盘上，混和气进气管分为数个喷口均匀设置在底盘上，混和气出气管设置在底盘中心位置，其特征是在还原炉夹套内的上部增加低温冷却盘管。
2. 根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征是低温冷却盘管焊接在还原炉夹套内壁上部。
3. 根据权利要求1所述的多晶硅还原炉，其特征是对还原炉夹套内进行隔离，分为两个冷却系统。
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Assignee: Jiangsu Zhongneng Polysilicon Technology Development Co., Ltd. Assignor: Zhu Qingsong|Wang Cunhui Contract fulfillment period: 2009.4.22 to 2017.12.18 Contract record no.: 2009320000987 Denomination of utility model: Polysilicon reducing furnace having double cooling system Granted publication date: 20081001 License type: Exclusive license Record date: 20090610 |
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