CN206735808U - 一种多晶硅还原炉底盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多晶硅还原炉底盘，所述多晶硅还原炉底盘上设有电极孔，以所述多晶硅还原炉底盘中心为中心设一正六边形，再以所述正六边形的六条边展开形成6个正六边形，在形成的24个顶点上各分布1个电极孔，外圈电极孔按环向对称紧凑布置，至少布置两圈，形成至少36对电极孔，硅芯按照中心六边形、外圈环向混合搭接，所述7个正六边形的中心分别设有1个进气口，外圈的进气口与环向搭接的硅芯形成同心圆环向布置至少三圈，所述多晶硅还原炉底盘上均布有出气口；可以降低中心温度，避免副反应的生成，提高反应选择性，提高产量，降低消耗。

Description

一种多晶硅还原炉底盘

技术领域

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种多晶硅还原炉底盘。

背景技术

目前国内外多晶硅生产企业主要采用“改良西门子法”，其生产流程是利用氯气和氢气合成氯化氢(或外购氯化氢)，氯化氢和硅粉在一定温度下合成三氯氢硅，然后提纯三氯氢硅后与氢气按一定比例混合后，在一定的温度压力下从还原炉的底盘上的进气口进入炉体内，在通电的高温硅棒上沉积生成多晶硅，反应尾气经底盘上的出气口排出。多晶硅还原炉是改良西门子法多晶硅沉积的关键反应器。多晶硅还原炉的设计直接影响多晶硅的产量、质量和生产成本，也是整个生产系统能耗控制的关键。

多晶硅还原炉的设计趋向大型化，或在同结构尺寸下实现增产，即通过增加硅芯来提高单炉的产量和降低能耗。即硅芯越多，还原炉多晶硅产量越大，其单位质量的多晶硅能耗相对越低；再者，硅芯分布越均匀、越密集，则硅芯之间相互热辐射的作用越强烈，这种热辐射作用将进一步减小硅芯表面之间的温度差，使得各个硅芯的温度趋向平均，从而保证各个硅芯硅的生长情况比较一致。

目前实际运行的多晶硅还原炉的电极排布和连接方式以圆周或六边形均匀排布，其不同圆周电极之间的空间间隙比较大，而同一圆周上的两相邻电极之间比较密，造成底盘上的电极排布不够完善，并没有充分优化反应器内的空间。大型的多晶硅还原炉以36对棒最为成熟，电极布置为六边形，空间布置均匀密集，但运行过程中容易出现硅棒生长过程“雾化”，生长终止。或顶部生长疏松，表面质量不高，主要是因为六边形的布置紧密，硅芯之间相互热辐射的作用强烈，尽管温度分布均匀，但热辐射导致内部温度偏高，这种热辐射作用没有合理的释放，导致生长过程难以控制。

还原炉内气场和热场是否合理是由底盘上电极、进气口和出气口的排布决定的，同时底盘上电极排布决定着底盘上电极及电极组的连接和电源控制系统对电极组的控制。目前尚无最优的还原炉底盘电极布置和连接方法来同时解决硅棒的生长产量、质量以及能耗问题。

实用新型内容

鉴于目前存在的上述不足，本实用新型提供一种多晶硅还原炉底盘，能够可以降低中心温度，避免副反应的生成，提高反应选择性，提高产量，降低消耗。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种多晶硅还原炉底盘，所述多晶硅还原炉底盘上设有电极孔，以所述多晶硅还原炉底盘中心为中心设一正六边形，再以所述正六边形的六条边展开形成6个正六边形，在形成的24个顶点上各分布1个电极孔，外圈电极孔按环向对称紧凑布置，至少布置两圈，形成至少 36对电极孔，硅芯按照中心六边形、外圈环向混合搭接，所述7个正六边形的中心分别设有1个进气口，外圈的进气口与环向搭接的硅芯形成同心圆环向布置至少三圈，所述多晶硅还原炉底盘上布有出气口。

依照本实用新型的一个方面，所述电极孔数量为：外圈至少两圈环向布置，内圈至少12对(24个)电极孔，外圈至少12对电极孔(24 个)，共计至少24对(48个)电极孔，和中心合计至少形成36对(72 个)电极孔。

依照本实用新型的一个方面，所述中心硅芯以正六边形的六个顶点射线搭接，形成六对；再以六边形的周向直边搭接形成六对，共计 12对。

依照本实用新型的一个方面，所述外圈环向硅芯按照环形对称搭接，形成环形等距硅芯。

依照本实用新型的一个方面，所述外圈的进气口满足条件，至少一个进气口分布在两两对应的硅芯周边。

依照本实用新型的一个方面，所述多晶硅还原炉底盘上设有多个出气口，按照一定的方式分布在底盘上。

依照本实用新型的一个方面，所述多晶硅还原炉底盘上设有多个出气口，出气口按照内外圈组合布置,均布在外圈硅芯同心圆上，形成对称布置；优选地，所述多晶硅还原炉底盘上设有6个出气口，均布在外圈硅芯同心圆上，形成对称布置。

依照本实用新型的一个方面，所述电极孔内电极铜排串联分相控制，单相至少控制6组(12根)硅芯。

依照本实用新型的一个方面，所述相邻两两电极的间距为200mm～ 400mm，所述多晶硅还原炉底盘的直径为2500～3500mm。

本实用新型实施的优点：本实用新型所述的多晶硅还原炉底盘，其上设有电极孔，以所述多晶硅还原炉底盘中心为中心设一正六边形，再以所述正六边形的六条边展开形成6个正六边形，在形成的24个顶点上各分布1个电极孔，外圈电极孔按环向对称紧凑布置，至少布置两圈，形成至少36对电极孔，硅芯按照中心六边形、外圈环向混合搭接，所述7个正六边形的中心分别设有1个进气口，外圈的进气口与环向搭接的硅芯形成同心圆环向布置至少三圈，所述多晶硅还原炉底盘上均布有出气口；可以降低中心温度，避免副反应的生成，提高反应选择性，提高产量，降低消耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所述的一种多晶硅还原炉底盘上的电极孔、出气口和进气口的分布示意图；

图2为本实用新型所述的一种多晶硅还原炉底盘上的硅芯连接示意图。

图1中，1～72为电极孔，1a～31a为进气口，1b～6b为出气口；图 2中，1c～36c为硅芯。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，一种多晶硅还原炉底盘，还原炉底盘优选36 对电极(72根)。电极孔按混合型的方位布置，中心以正六边形展开，在该正六边的6个顶点上设置6个电极孔；电极孔再以中心正六边形的六条边展开，再形成六个正六边形，其中展开六边形与中心六边形及相邻六边形顶点共用，共计形成18个顶点，分布18个电极孔。

在实际应用时，优选两圈环向布置，内圈12对(24个)电极孔，外圈12对电极孔(24个)，共计24对(48个)电极孔，和中心合计形成36对(72个)电极孔。

如上述的电极孔布置，硅芯按照中心六边形，外圈环向混合搭接。中心硅芯以正六边形的六个顶点射线搭接，形成六对；再以六边形的周向直边搭接形成六对，共计12对。

如上述的电极孔布置，外圈环向硅芯按照环形对称搭接，形成环形等距硅芯。

如上述的电极孔布置，进气口的设置规则为：以6个以底盘中心为心的正六边形中心处以及相邻的展开正六边形中心处，布置1+6个进气口；外圈的进气口与环向搭接的硅芯形成同心圆环向布置至少三圈，至少一个进气口分布在两两对应的硅芯周边。

如上所述的电极孔布置，其中，出气口位置设置的规则如下，包括多种出气口分布形式，例如中心出口、内外结合；出气口均布,优选 6个出气口均布在外圈硅芯同心圆上，形成对称布置。

如上所述的电极孔布置，电极铜排串联分相控制，单相至少控制6 组(12根)硅芯。

如上所述的电极孔布置，相邻两两电极的间距优选为200mm～ 400mm，还原炉底盘和顶盘的直径优选为2500～3500mm。

本实用新型实施的优点：本实用新型所述的多晶硅还原炉底盘，其上设有电极孔，以所述多晶硅还原炉底盘中心为中心设一正六边形，再以所述正六边形的六条边展开形成6个正六边形，在形成的24个顶点上各分布1个电极孔，外圈电极孔按环向对称紧凑布置，至少布置两圈，形成至少36对电极孔，硅芯按照中心六边形、外圈环向混合搭接，所述7个正六边形的中心分别设有1个进气口，外圈的进气口与环向搭接的硅芯形成同心圆环向布置至少三圈，所述多晶硅还原炉底盘上均布有出气口；可以降低中心温度，避免副反应的生成，提高反应选择性，提高产量，降低消耗。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本实用新型公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述多晶硅还原炉底盘上设有电极孔，以所述多晶硅还原炉底盘中心为中心设一正六边形，再以所述正六边形的六条边展开形成6个正六边形，在形成的24个顶点上各分布1个电极孔，外圈电极孔按环向对称紧凑布置，至少布置两圈，形成至少36对电极孔，硅芯按照中心六边形、外圈环向混合搭接，所述7个正六边形的中心分别设有1个进气口，外圈的进气口与环向搭接的硅芯形成同心圆环向布置至少三圈，所述多晶硅还原炉底盘上布有出气口。

2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述电极孔数量为：外圈至少两圈环向布置，内圈至少12对电极孔，外圈至少12对电极孔，至少24对电极孔，和中心合计形成至少36对电极孔。

3.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述中心硅芯以正六边形的六个顶点射线搭接，形成六对；再以六边形的周向直边搭接形成六对，共计12对。

4.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述外圈环向硅芯按照环形对称搭接，形成环形等距硅芯。

5.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述外圈的进气口满足条件，至少一个进气口分布在两两对应的硅芯周边。

6.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述多晶硅还原炉底盘上设有多个出气口，按照一定的方式分布在底盘上。

7.根据权利要求6所述的多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述多晶硅还原炉底盘上设有多个出气口，出气口按照内外圈组合布置,均布在外圈硅芯同心圆上，形成对称布置。

8.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述电极孔内电极铜排串联分相控制，单相至少控制6组硅芯。

9.根据权利要求1至8之一所述的多晶硅还原炉底盘，其特征在于，所述相邻两两电极的间距为200mm～400mm，所述多晶硅还原炉底盘的直径为2500～3500mm。