CN204057976U - 一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置 - Google Patents
一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204057976U CN204057976U CN201420524630.4U CN201420524630U CN204057976U CN 204057976 U CN204057976 U CN 204057976U CN 201420524630 U CN201420524630 U CN 201420524630U CN 204057976 U CN204057976 U CN 204057976U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- gas
- reduction furnace
- hydrogen chloride
- tail gas
- exhaust pipe
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 86
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 title claims abstract description 43
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 43
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 43
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 title claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 227
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 75
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 73
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 38
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 38
- 239000005052 trichlorosilane Substances 0.000 claims abstract description 30
- ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N trichlorosilane Chemical compound Cl[SiH](Cl)Cl ZDHXKXAHOVTTAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 28
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 20
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 239000005046 Chlorosilane Substances 0.000 claims abstract description 13
- KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N chlorosilane Chemical compound Cl[SiH3] KOPOQZFJUQMUML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-methoxyphenyl)piperazin-1-yl]aniline Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1N1CCN(C=2C=CC(N)=CC=2)CC1 VXEGSRKPIUDPQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000005049 silicon tetrachloride Substances 0.000 claims abstract description 4
- MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N dichlorosilane Chemical compound Cl[SiH2]Cl MROCJMGDEKINLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 21
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 15
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 8
- 239000011257 shell material Substances 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 5
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 2
- 238000010010 raising Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N dichlorosilicon Chemical compound Cl[Si]Cl BUMGIEFFCMBQDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 201000008827 tuberculosis Diseases 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
本实用新型提供一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置，所述尾气包含硅粉、氢气、二氯二氢硅气体、三氯氢硅气体和四氯化硅气体，所述装置包括氯化氢气体提供单元，其通过氯化氢气体管道与还原炉尾气管道相连，用于在还原炉内的多晶硅棒生长后期向所述还原炉尾气管道中通入氯化氢气体，所述氯化氢气体能够与所述尾气中的硅粉发生反应生成氯硅烷气体和氢气从而减少所述尾气中硅粉的含量。本实用新型所述装置能简单、有效地减少进入下游工序的尾气中的硅粉含量。
Description
技术领域
本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，具体涉及一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置。
背景技术
目前，国内外主流的多晶硅生产技术为改良西门子法，即三氯氢硅(TCS)还原法。
具体的实现方法为：将汽化后的三氯氢硅和氢气按照一定的比例通过静态混合器混合后进入还原炉内，在压力为0.55Mpa、温度为1050℃～1100℃的条件下发生化学气相沉积反应而得到高纯多晶硅。
具体的反应方程式为：
SiHcl3→Si+3Sicl4+2H2 (1)
SiHcl3+H2→Si+3Hcl (2)
SiHcl3+H2→SiH2cl2+Hcl (3)
其中，反应方程式(1)为主反应，反应方程式(2)和(3)副反应，反应后得到的还原炉尾气组分包括气态的SiHcl3、Sicl4、SiH2cl2、Hcl、H2和粉末状的Si(即硅粉)。
大型还原炉在生产运行过程中，随着多晶硅棒直径的增长，还原炉内的空间减小，单位体积物料的浓度增加，多晶硅棒间辐射的热量上升，促进气态的三氯氢硅发生热分解反应，即4SiHcl3→Si+3Sicl4+2H2。根据多晶硅棒表面“活性沉积中心”理论，多晶硅棒表面的活性沉积中心数量有限，当反应生成的单质硅的量远远超过活性沉积中心的数量时，反应生成的单质硅无法沉积在多晶硅棒表面而是直接在气相中抱团结核形成小颗粒的硅粉，造成还原炉内浑浊不清的现象出现，这种现象被称为“雾化”。如果还原炉出现“雾化”现象的情况未能得到有效控制，则产生的大量硅粉会沉积在还原炉尾气换热器及尾气管道内，易使尾气换热器、尾气管道结垢，并导致局部过热的情况出现，这样既会导致尾气换热器的换热效率降低，又存在重大安全隐患；同时，带硅粉的尾气进入下游工序后，还会造成下游工序设备堵塞、磨损及尾气各组分分离效果差等。
因此，如何通过工艺优化或其他方法有效减少进入下游工序的尾气中的硅粉含量，成为多晶硅生产厂家亟待解决的问题。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种能够简单、有效地减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置，该装置能有效减少进入下游工序的尾气中的硅粉含量。
解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是：
所述减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置包括氯化氢气体提供单元，其通过氯化氢气体管道与还原炉尾气管道相连，用于在还原炉内的多晶硅棒生长后期向所述还原炉尾气管道中通入氯化氢气体，所述氯化氢气体能够与所述尾气中的硅粉发生反应生成氯硅烷气体和氢气从而减少所述尾气中硅粉的含量；所述尾气包含硅粉、氢气、二氯二氢硅气体、三氯氢硅气体和四氯化硅气体。
优选地，所述装置还包括氯化氢气体流量控制单元，其设置在所述氯化氢气体管道上，用于控制所述氯化氢气体提供单元向所述还原炉尾气管道中通入预定流量的氯化氢气体。
优选地，所述预定流量的氯化氢气体的流量为15kg/h～30kg/h。
优选地，所述氯化氢气体管道与所述还原炉尾气管道的连接处设置有进料口；所述进料口包括一个位于中心的主进料口和至少两个位于四周且均匀分布的副进料口。
优选地，所述主进料口采用圆柱状结构，该圆柱状主进料口的直径为10mm～15mm；每个所述副进料口采用螺旋式结构，该螺旋式副进料口与水平面的夹角为60°。
优选地，所述装置还包括第一换热单元，其分别与三氯氢硅和氢气的混合气进料管道、所述还原炉尾气管道的位于其与所述氯化氢气体管道的连接处之后的管道相连，用于使所述三氯氢硅和氢气的混合气进料管道中的进料气与所述还原炉尾气管道的位于其与所述氯化氢气体管道的连接处之后的管道中的尾气进行换热处理，从而提高所述进料气的温度。
优选地，所述第一换热单元采用三层套管结构，该三层套管结构的管程用于传输所述三氯氢硅和氢气的混合气进料管道中的进料气、壳程用于传输所述还原炉尾气管道的位于其与所述氯化氢气体管道的连接处之后的管道中的尾气、夹套用于传输冷却介质。
优选地，所述装置还包括第一测温单元和第二测温单元，所述第一测温单元设置在位于还原炉的出气端处的还原炉尾气管道上，用于测量还原炉的出气端的温度，所述第二测温单元设置在位于还原炉的进气端处的三氯氢硅和氢气的混合气进料管道上，用于测量还原炉的进气端的温度。
优选地，所述装置还包括第二换热单元和取样分析单元，所述还原炉尾气管道的位于其与所述氯化氢气体管道的连接处之后的管道上设置有取样口，所述第二换热单元分别与所述取样口和取样分析单元相连，用于对从所述取样口流出的尾气进行换热处理，以使得从所述取样口流出的尾气中的氯硅烷气体液化，所述取样分析单元用于检测从所述取样口流出的经过所述第二换热单元换热处理后的尾气的澄清度和尾气中硅粉颗粒的含量。
优选地，所述还原炉尾气管道采用双层套管结构，该双层套管结构的管程用于传输尾气、壳程用于传输冷却介质。
有益效果：
本实用新型所述减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置不仅解决了还原炉尾气管道上换热器、尾气管道结垢的问题，提高了尾气换热器的换热效率和设备本身的安全性，保证了多晶硅生产系统安全、平稳地运行，还有效减少了进入下游工序的尾气中的硅粉含量(甚至不含硅粉)，防止下游工序设备发生堵塞、磨损，因此能够减少下游工序设备因硅粉堵塞而产生的维修频次，降低了尾气管线及下游工序设备、阀门等因硅粉磨损而产生的更换、维修成本，同时提高了系统运行周期，间接地降低了多晶硅的生产成本，并且有利于尾气各组分的良好分离，提高了下游工序回收物料的品质。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置的工作原理示意图；
图2为本实用新型实施例所述进料口的结构示意图；
其中，图2A为所述进料口的俯视图，图2B为图2A的A-A向剖视图，图2C为螺旋式副进料口的展开示意图。
图中：1－还原炉；2－炉筒；3－多晶硅棒；4－石墨件；5－底盘；6－氯化氢气体提供单元；7－氯化氢气体流量控制单元；8－进料口；81－圆柱状主进料口；82－螺旋式副进料口；9－第一换热单元；10－第一测温单元；11－第二测温单元；12－第二换热单元；13－取样分析单元；a－还原炉尾气管道；b－三氯氢硅和氢气的混合气进料管道；c－氯化氢气体管道。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例：
如图1所示，本实施例提供一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置。
所述还原炉1包括炉筒2、设置在炉筒2底部的底盘5、以及设置在炉筒2内且位于底盘5上的石墨件4，多晶硅棒3设置在炉筒2内且位于石墨件4上，还原炉尾气管道a与还原炉的出气端相连，三氯氢硅和氢气的混合气进料管道b与还原炉的进气端相连，且还原炉的出气端和进气端均设置在底盘5上。由于还原炉的结构属于现有技术，因此不再对其结构及连接关系做进一步详细描述。
还原炉1的出气端输出的尾气组分包含硅粉(Si)、氢气(H2)、氯化氢(Hcl)气体、二氯二氢硅(SiH2cl2)气体、三氯氢硅(SiHcl3)气体和四氯化硅(Sicl4)气体，其中，Hcl气体只占尾气总含量的0～0.2％，可见，尾气中的Hcl气体含量极少，几乎可以忽略不计，但是尾气中的硅粉含量较大，因而不对其进行处理就输出至下游会造成下游工序设备堵塞、磨损及尾气各组分分离效果差等问题。
所述装置包括氯化氢气体提供单元6，其通过氯化氢气体管道c(即用于传输氯化氢气体的专用管道)与还原炉尾气管道a相连，用于在还原炉内的多晶硅棒生长后期向所述还原炉尾气管道a中通入氯化氢气体，由于硅粉和氯化氢气体相遇后很容易发生反应，故通入的氯化氢气体能够立即与所述尾气中的硅粉发生反应而生成氯硅烷气体(包括SiH2cl2气体、SiHcl3气体和Sicl4气体)和氢气，从而有效减少所述尾气中硅粉的含量，因此不仅解决了还原炉尾气管道上换热器、尾气管道结垢的问题，以及避免出现因换热器结垢而导致的局部过热情况，还提高了换热器的换热效率和设备本身的安全性。
具体的反应方程式如下：
Si+3Hcl→SiHcl3+H2 (4)
Si+4Hcl→Sicl4+2H2 (5)
Si+2Hcl→SiH2cl2 (6)
从上述反应方程式(4)～(6)可以看出，为了尽量减少尾气中硅粉的含量，需要向还原炉尾气管道a中通入的氯化氢气体的量最好大于或等于尾气中硅粉含量的三倍。
之所以需要在还原炉内的多晶硅棒生长后期才向所述还原炉尾气管道a中通入氯化氢气体，是因为在多晶硅棒的生长初期，多晶硅棒的直径较小，多晶硅棒间的辐射热量较小，还原炉内通过提高电流升幅保证沉积反应的温度，还原炉内不会出现“雾化”现象，因此在多晶硅棒生长初期不需要向还原炉尾气管道a中通入氯化氢气体。当多晶硅棒进入生长后期，多晶硅棒的直径较大(80mm～100mm)，使得还原炉内的反应空间减少，多晶硅棒间的辐射热量增加，单位空间内物料浓度增加，利于三氯氢硅发生热分解反应，还原炉内易出现“雾化”现象，此时，需要向所述还原炉尾气管道a中通入氯化氢气体。一般地，对于24对棒、36对棒和48对棒还原炉来说，多晶硅棒的生长时间大于50小时就进入了生长后期；对于12对棒还原炉来说，多晶硅棒的生长时间大于70小时才进入生长后期。
所述氯化氢气体提供单元6可采用现有的带阀门的氯化氢气罐，至于在多晶硅棒生长后期再控制氯化氢气体向还原炉尾气管道a中通入可采用人工的方式实现，即人工观察还原炉内多晶硅棒的生长情况，并在人工判断多晶硅棒进入生长后期后手动打开氯化氢气罐的阀门，也可采用自动的方式实现，例如在氯化氢气罐上设置定时开关，并在其中预设开启时间，对于36对棒还原炉来说，所述开启时间可预设为多晶硅棒开始生长后的50小时，所述定时开关在达到开启时间后自动打开氯化氢气罐的阀门。
所述还原炉尾气管道a可采用双层套管结构，该双层套管结构的管程用于传输尾气、壳程用于传输冷却介质，用于对还原炉输出的尾气进行初步换热。
所述装置还包括氯化氢气体流量控制单元7，其设置在所述氯化氢气体管道c上，用于控制所述氯化氢气体提供单元6向所述还原炉尾气管道a中通入预定流量的氯化氢气体，即调节所述氯化氢气体提供单元6向所述还原炉尾气管道a内通入的氯化氢气体的流量，以使所述还原炉尾气管道a内流动的尾气中的硅粉能够充分与氯化氢气体发生反应从而尽量减少甚至消除尾气中的硅粉，而且又不至于造成氯化氢气体的浪费。所述氯化氢气体流量控制单元7可采用现有的调节阀、流量计。优选地，所述预定流量的氯化氢气体的流量为15kg/h～30kg/h。
所述氯化氢气体管道c与所述还原炉尾气管道a的连接处还设置有进料口8；所述进料口8包括一个位于中心的主进料口和至少两个位于四周且均匀分布的副进料口,以增加氯化氢气体与尾气中硅粉的碰撞机会，提高二者的反应效率。优选地，如图2所示，所述主进料口81采用圆柱状结构，该圆柱状主进料口的直径为10mm～15mm；每个所述副进料口82采用螺旋式结构，该螺旋式副进料口与水平面的夹角优选为60°，以进一步提高氯化氢气体与尾气中硅粉的反应效率。
所述装置还包括第一换热单元9，其分别与三氯氢硅和氢气的混合气进料管道b、所述还原炉尾气管道a的位于其与所述氯化氢气体管道c的连接处之后的管道相连，用于使所述三氯氢硅和氢气的混合气进料管道b中的进料气与所述还原炉尾气管道a的位于其与所述氯化氢气体管道c的连接处之后的管道中的尾气进行换热处理，从而提高所述进料气的温度，进而能够加剧还原炉内的沉积反应，有效提高沉积速度及多晶硅棒的单炉产量。需要说明的是，本实施例中的“后”方向指的是管道中的气体流动方向，则所述还原炉尾气管道a的位于其与所述氯化氢气体管道c的连接处之后的管道指的是图1中位于进料口8右侧的还原炉尾气管道。
具体地，所述第一换热单元可采用三层套管结构，该三层套管结构的管程用于传输所述三氯氢硅和氢气的混合气进料管道b中的进料气、壳程用于传输所述还原炉尾气管道a的位于其与所述氯化氢气体管道c的连接处之后的管道中的尾气、夹套用于传输冷却介质(例如冷却水)，从而实现进料气与尾气的换热。
进一步地，所述装置还包括第一测温单元10和第二测温单元11，所述第一测温单元10设置在位于还原炉的出气端处的还原炉尾气管道a上，用于测量还原炉的出气端的温度(即还原炉尾气管道a的进气端的温度)，所述第二测温单元11设置在位于还原炉的进气端处的三氯氢硅和氢气的混合气进料管道b上，用于测量还原炉的进气端的温度。通过设置第一测温单元10和第二测温单元11便于操作人员控制还原炉的出气端与进气端的温度，例如控制还原炉尾气管道a的进气端的温度范围为450℃～550℃。
所述装置还包括第二换热单元12和取样分析单元13，所述还原炉尾气管道a的位于其与所述氯化氢气体管道c的连接处之后的管道上设置有取样口，所述第二换热单元12分别与所述取样口和取样分析单元13相连，用于对从所述取样口流出的尾气进行换热处理，以使得从所述取样口流出的尾气(其包括氯硅烷气体、氢气和微量的硅粉颗粒)中的氯硅烷气体液化，从该取样口流出的尾气较少，其只占还未流入该取样口的尾气总量的2％左右，所述取样分析单元13用于检测从所述取样口流出的经过所述第二换热单元换热处理后的尾气(其包括氢气和微量的硅粉颗粒)的澄清度和尾气中硅粉颗粒的含量，根据取样分析单元13的检测结果可以判断氯化氢气体提供单元6通入的氯化氢气体与尾气中的硅粉的配比是否为最佳。所述第二换热单元12可采用现有的小型换热器，所述取样分析单元13可采用现有的取样分析设备。
以36对棒还原炉为例，通过三氯氢硅和氢气的混合气进料管道向还原炉进气端通入体积流量为300m3/h～2500m3/h的三氯氢硅气体和氢气混合气，且氢气和三氯氢硅气体的摩尔比为3:1～1.7:1，当还原炉运行50h后，还原炉尾气管道的进气端的温度处于450℃～550℃范围内，向还原炉尾气管道通入的氯化氢气体的流量控制在15kg/h～30kg/h，在还原炉运行周期内每隔10小时从所述取样口取样一次，得到的尾气样品澄清度较好，且尾气样品中的硅粉颗粒物含量仅为25mg/L，而未采用本实施例所述装置的36对棒还原炉，在相同的运行周期内每隔10小时取得的尾气样品澄清度极差，目测极为浑浊，不透明，且尾气样品中的硅粉颗粒物含量高达3400mg/L，可见采用本实施例所述装置能够有效地减少尾气中的硅粉含量。
所述还原炉尾气管道a的位于其与所述氯化氢气体管道c的连接处之后的管道输出的尾气(包括氯硅烷气体、氢气和微量的硅粉颗粒)直接进入下游工序，下游工序设备可以将该尾气中的氯硅烷气体和氢气分离回收，具体地，可将分离后的氢气传输至三氯氢硅和氢气的混合气进料管道b中，用于还原炉内的沉积反应，从而节约了通入三氯氢硅和氢气的混合气进料管道b中的氢气的量，节约了进料气的成本，还可将分离后的氯硅烷气体(包括SiH2cl2气体、SiHcl3气体和Sicl4气体)通过冷凝、吸附、解析等方法回收物料再利用。由于尾气中的硅粉已经和预先通入的氯化氢气体发生反应而被减少甚至消除，使得此处分离得到的氢气的纯度，以及分离得到的氯硅烷气体的纯度均较高，该高纯度的氢气进入还原炉内参与沉积反应，能够提高还原炉内生成的多晶硅棒的内在品质，该高纯度的氯硅烷气体中的SiH2cl2气体、SiHcl3气体和Sicl4气体还可进一步分离回收，其中分离回收的SiHcl3气体也可传输至三氯氢硅和氢气的混合气进料管道b中，用于还原炉内的沉积反应，从而节约了通入三氯氢硅和氢气的混合气进料管道b中的SiHcl3气体的量，节约了进料气的成本。
需要说明的是，所述装置中的氯化氢气体流量控制单元7、第一换热单元9、第一测温单元10、第二测温单元11、第二换热单元12、取样分析单元13均为可选单元，本领域技术人员可根据实际情况自行增减这些可选单元，并根据实际情况调整已选择的这些可选单元连接关系。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置，所述尾气包含硅粉、氢气、二氯二氢硅气体、三氯氢硅气体和四氯化硅气体，其特征在于，所述装置包括氯化氢气体提供单元，其通过氯化氢气体管道与还原炉尾气管道相连，用于在还原炉内的多晶硅棒生长后期向所述还原炉尾气管道中通入氯化氢气体，所述氯化氢气体能够与所述尾气中的硅粉发生反应生成氯硅烷气体和氢气从而减少所述尾气中硅粉的含量。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括氯化氢气体流量控制单元，其设置在所述氯化氢气体管道上，用于控制所述氯化氢气体提供单元向所述还原炉尾气管道中通入预定流量的氯化氢气体。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述预定流量的氯化氢气体的流量为15kg/h～30kg/h。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述氯化氢气体管道与所述还原炉尾气管道的连接处设置有进料口；所述进料口包括一个位于中心的主进料口和至少两个位于四周且均匀分布的副进料口。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述主进料口采用圆柱状结构，该圆柱状主进料口的直径为10mm～15mm；每个所述副进料口采用螺旋式结构，该螺旋式副进料口与水平面的夹角为60°。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一换热单元，其分别与三氯氢硅和氢气的混合气进料管道、所述还原炉尾气管道的位于其与所述氯化氢气体管道的连接处之后的管道相连，用于使所述三氯氢硅和氢气的混合气进料管道中的进料气与所述还原炉尾气管道的位于其与所述氯化氢气体管道的连接处之后的管道中的尾气进行换热处理，从而提高所述进料气的温度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一换热单元采用三层套管结构，该三层套管结构的管程用于传输所述三氯氢硅和氢气的混合气进料管道中的进料气、壳程用于传输所述还原炉尾气管道的位于其与所述氯化氢气体管道的连接处之后的管道中的尾气、夹套用于传输冷却介质。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第一测温单元和第二测温单元，所述第一测温单元设置在位于还原炉的出气端处的还原炉尾气管道上，用于测量还原炉的出气端的温度，所述第二测温单元设置在位于还原炉的进气端处的三氯氢硅和氢气的混合气进料管道上，用于测量还原炉的进气端的温度。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括第二换热单元和取样分析单元，所述还原炉尾气管道的位于其与所述氯化氢气体管道的连接处之后的管道上设置有取样口，所述第二换热单元分别与所述取样口和取样分析单元相连，用于对从所述取样口流出的尾气进行换热处理，以使得从所述取样口流出的尾气中的氯硅烷气体液化，所述取样分析单元用于检测从所述取样口流出的经过所述第二换热单元换热处理后的尾气的澄清度和尾气中硅粉颗粒的含量。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的装置，其特征在于，所述还原炉尾气管道采用双层套管结构，该双层套管结构的管程用于传输尾气、壳程用于传输冷却介质。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420524630.4U CN204057976U (zh) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | 一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420524630.4U CN204057976U (zh) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | 一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204057976U true CN204057976U (zh) | 2014-12-31 |
Family
ID=52199531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420524630.4U Expired - Lifetime CN204057976U (zh) | 2014-09-12 | 2014-09-12 | 一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204057976U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107304050A (zh) * | 2016-04-18 | 2017-10-31 | 新特能源股份有限公司 | 多晶硅还原尾气回收方法及回收系统 |
| CN108862281A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-23 | 亚洲硅业（青海）有限公司 | 一种棒状多晶硅和颗粒多晶硅的联合生产方法 |
| CN110167878A (zh) * | 2017-01-16 | 2019-08-23 | 株式会社德山 | 多晶硅制造方法 |
| CN115092931A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-23 | 新特能源股份有限公司 | 新型的生产多晶硅的控制方法及控制系统 |
-
2014
- 2014-09-12 CN CN201420524630.4U patent/CN204057976U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107304050A (zh) * | 2016-04-18 | 2017-10-31 | 新特能源股份有限公司 | 多晶硅还原尾气回收方法及回收系统 |
| CN107304050B (zh) * | 2016-04-18 | 2019-07-23 | 新特能源股份有限公司 | 多晶硅还原尾气回收方法及回收系统 |
| CN110167878A (zh) * | 2017-01-16 | 2019-08-23 | 株式会社德山 | 多晶硅制造方法 |
| CN108862281A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-11-23 | 亚洲硅业（青海）有限公司 | 一种棒状多晶硅和颗粒多晶硅的联合生产方法 |
| CN115092931A (zh) * | 2022-06-29 | 2022-09-23 | 新特能源股份有限公司 | 新型的生产多晶硅的控制方法及控制系统 |
| CN115092931B (zh) * | 2022-06-29 | 2023-10-27 | 新特能源股份有限公司 | 生产多晶硅的控制方法及控制系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204057976U (zh) | 一种减少多晶硅还原炉尾气中硅粉含量的装置 | |
| CN102502646B (zh) | 快速循环流化床化学气相沉积制备多晶硅的设备及方法 | |
| CN101239723A (zh) | 多晶硅的等离子生产方法及其装置 | |
| CN201473329U (zh) | 多晶硅还原炉 | |
| CN104803387B (zh) | 一种多晶硅还原炉的原料气进料量的控制装置 | |
| CN104229802A (zh) | 多晶硅的制作方法 | |
| CN216005231U (zh) | 一种混合酸液高温氯化提纯石英砂装置 | |
| CN101759187B (zh) | 一种太阳能级多晶硅的制备方法及装置 | |
| CN102515167B (zh) | 一种装有保温内桶的周期交替操作的多晶硅还原炉及操作方法 | |
| CN104891499B (zh) | 一种硅烷法制备多晶硅的工艺方法 | |
| CN201214631Y (zh) | 多晶硅还原炉 | |
| CN102745694B (zh) | 一种多晶硅生产工艺及用于该工艺的生产系统 | |
| CN207243476U (zh) | 电子级多晶硅还原炉 | |
| CN205687571U (zh) | 一种带内冷却系统的多晶硅还原炉 | |
| CN205709892U (zh) | 一种乙硅烷生产装置 | |
| CN101830467B (zh) | 一种多晶硅分解炉 | |
| CN203498095U (zh) | 一种多晶硅还原炉控温节能系统 | |
| CN103936009B (zh) | 一种硅烷热分解生产纳米级高纯硅粉的装置及方法 | |
| CN102674360B (zh) | 带有多晶硅片的节能型多晶硅还原炉的保温内胆及实施方法 | |
| CN203965272U (zh) | 一种多晶硅还原尾气中的氯化氢的检测装置 | |
| CN203558859U (zh) | 制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置 | |
| CN201678457U (zh) | 一种用于多晶硅分解炉的导热油硅芯夹套装置 | |
| CN202272744U (zh) | 硅烷分解法多晶硅制备设备 | |
| CN206108909U (zh) | 液态硅生产装置 | |
| CN201525755U (zh) | 一种多晶硅氢还原炉上的视镜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20141231 |