CN203653261U - 一种可调压式多晶硅还原进料引射器 - Google Patents
一种可调压式多晶硅还原进料引射器 Download PDFInfo
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Abstract
一种可调压式多晶硅还原进料引射器，包括吸入室、混合室和扩压器，所述吸入室的侧壁上设有倾斜的进料器入口，所述吸入室与混合室连通，混合室的后部与扩压器连接，所述吸入室内部安装有可伸缩喷嘴，所述可伸缩喷嘴在所述吸入室中距离混合室入口之间的距离可调。本实用新型,提高多晶硅还原炉进气速度并实现可控可调；可提高多晶硅沉积速率，有效提高三氯氢硅一次转化率，使精制三氯氢硅的有效利用率大为提高；降低多晶硅沉积时间，提高单炉生产效率；市场推广空间大。
Description
技术领域
本实用新型是一种可调压式多晶硅还原进料引射器，属于多晶硅生产工艺技术领域。
背景技术
多晶硅是太阳能光伏行业的基础材料,其主要生产工艺是改良西门子法（三氯氢硅还原法，SiHCl3+H2→Si+3HCl）,该工艺在我国的大规模化应用已有近10年历史,由于核心技术仍未突破,导致每生产一吨多晶硅精制三氯氢硅的循环量达到55~60吨,同时产生16吨左右的四氯化硅(45%来自TCS热分解,4SiHCl3→Si+3SiCl4+2H2，原因是氢气量偏少所致),另外硅棒长到135~150mm直径需要100小时左右的沉积时间,造成多晶硅生产的高能耗现状,究其原因主要是由于多晶硅棒生长过程中，炙热的硅棒表面存在过厚的气体界面层(the Boundary Layer)，造成TCS和H2扩散（而非对流）到炙热硅棒表面的速度大大降低，同时炙热的硅棒表面产生的HCl也因不能通过界面层迅速扩散开而使硅棒受到腐蚀，从而导致沉积速度很慢，TCS一次转化率很低，大量未通过扩散层的和在尾气出口短路的TCS和H2随尾气进入回收单元，造成尾气中大量未转化的TCS进入回收系统，精制三氯氢硅循环量大大增加，回收单元负荷加重的现状。
通过行业同仁的不懈努力，虽然比10年前有了一定的技术进步,但还未有实质性突破,出还原炉的尾气组分不可控，导致进入回收系统中TCS含量远高于标准值，导致精制TCS循环量加大，加之进入还原炉内的三氯氢硅一次转化率仅为9-11%,从而导致生产能耗居高不下,生产成本降幅不大。
我国目前所有多晶硅生产企业采用的多晶硅沉积反应器属于质量传输受限或者说是扩散受限型化学气相沉积反应器，无论各种对棒（12、18、24、36、48）沉积反应器的沉积速率都很低，因为都是给予提高沉积面积和低沉积速率这一个设计理念，却没从根本上有效解决气场、温度场的均布问题，也没消除硅棒表面的层流层问题，沉积速度很慢，节能降耗效果有限。为了从源头上解决此瓶颈问题, 降低或者根除炙热硅棒表面的界面层，提高TCS与炙热硅棒表面的接触效率和副产物HCl扩散开硅棒表面的速度，提高质量传输速率，最终达到改善炉内气场和热场的分布及均匀性，，降低TCS热解率，提高沉积速率，降低单炉沉积时间，消除“菜花”和“玉米粒”等肌瘤(warts)现象，达到提高产品成品率和节能降耗提高生产效率之目的，为此设计该装置以提高原料混合后进入多晶硅还原炉内的喷射速度。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可提高多晶硅还原炉进料速度，并实现可控可调的一种引射装置。
本实用新型的目的通过以下技术方案来具体实现：
一种可调压式多晶硅还原进料引射器,包括吸入室、混合室和扩压器，所述吸入室的侧壁上设有倾斜的进料器入口，所述吸入室与混合室连通，混合室的后部与扩压器连接，所述吸入室内部安装有可伸缩喷嘴，所述可伸缩喷嘴在所述吸入室中距离混合室入口之间的距离可调。
本实用新型,提高多晶硅还原炉进气速度并实现可控可调；可提高多晶硅沉积速率，有效提高三氯氢硅一次转化率，使精制三氯氢硅的有效利用率大为提高；降低多晶硅沉积时间，提高单炉生产效率；市场推广空间大。
附图说明
下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
图1为本实用新型实施例所述一种可调压式多晶硅还原进料引射器的结构图。
图中：1、可伸缩喷嘴；2、吸入室；3、混合室；4、扩压器；5、进料器入口。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型实施例所述一种可调压式多晶硅还原进料引射器，高压氢气经原料气引射器喷嘴1的喷口喷出，产生高速紊流射流，射流中有质量小团作无规则的运动，当这种质量小团在射流横断方向流动到射流的边界之外时，把动量带给那些与射流相接触的低压原料气，从而使射流周围的低压原料气获得一定的速度而跟射流一起运动。由于高速引射气流不断带走其周围的原料气体(被引射气流)，使得混合室3进口处建立一个比吸入室2内压力较低的压力(亦即产生了负压)，在压力差作用下，吸入室2内的原料气不断地进入混合室3。在混合室3内，射流的气体总质量逐渐增加，高速射流氢气的初始动量逐步分布给全体质量，使高速射流与被引射的原料气流在整个气流截面上速度均匀一致。然后，混合后的气流经扩压器(也叫扩散器)4增压后排出，另外由于混合气出扩压器时的压力高于进入吸入室时引射流体氢气的压力，为了避免过高压力所产生的负面影响，可以通过调整喷嘴出口与引射器混合室3入口之间的距离d来改变原料气出扩压器4后的压力或出口速度，从而实现了输送和加压或加速的功能。
Claims (1)
1.一种可调压式多晶硅还原进料引射器，其特征在于，包括吸入室、混合室和扩压器，所述吸入室的侧壁上设有倾斜的进料器入口，所述吸入室与混合室连通，混合室的后部与扩压器连接，所述吸入室内部安装有可伸缩喷嘴，所述可伸缩喷嘴在所述吸入室中距离混合室入口之间的距离可调。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111943210A (zh) * | 2020-08-06 | 2020-11-17 | 亚洲硅业(青海)股份有限公司 | 进气管结构和多晶硅还原炉 |
| CN112062130A (zh) * | 2020-09-09 | 2020-12-11 | 云南通威高纯晶硅有限公司 | 一种用于多晶硅生产中还原炉的抽吸式喷嘴 |
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2013
- 2013-12-25 CN CN201320859943.0U patent/CN203653261U/zh not_active Expired - Fee Related
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