JP5951681B2 - 腐食性ガスの温度処理装置および温度処理方法 - Google Patents
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Description
ここでは、例えばドイツ特許公開公報第3024320号A1に記載された反応室と、ガス流入口とガス排出口とを有する従来の反応器を使用した。構造を簡略化するため、反応器カバー内には熱交換ユニットを使用しなかった。外部熱交換器において30kg/minの質量流を有するシリコンテトラクロリドを蒸発させ、既に約80℃にあらかじめ加熱した、0.712kg/minの質量流を有する水素とを固定ミキサにおいて混合した。引き続き、132℃の温度で、反応器のガス流入口を介してシリコンテトラクロリドおよび水素とからなるこのガス混合物を反応室に供給した。この反応器の動作圧力は20barである。
格段の改善は、本発明の装置を使用することによって得られる。すなわち、6つの加熱素子をすべて別個に制御することにより、すべての加熱素子の温度を1209℃に設定することができたため、シランおよび炭素のSiCへの変性をすべてのヒータにおいて同じ速度を生じさせることができた。したがって早期に損傷されてしまい、これによって反応器全体を故障させてしまうヒータはなかった。この反応器の動作時間は、これによって137%に増大させることができた。
ここでは図3に示した、加熱素子の温度の時間的な変化を使用した。X軸は、時間軸であり、単位は日である。Y軸は、摂氏で温度を示している。ここでは、別個に制御可能な6つの加熱素子を有する加熱システムを、1000℃の中程度の加熱素子温度4で動作させた。時間的にずらして正弦波状に制御した加熱素子温度3により、個々の加熱素子3の温度はつねに変動するが、850℃の一定の反応器温度が得られた。
例3とは異なり、(全体出力が一定で連続的にエネルギー増加および減少させる)非周期的な関数を使用する。驚いたことにも、ここでも加熱素子の寿命の延ばす作用が観察された。
Claims (14)
- 腐食性ガスを温度処理する装置であって、
当該装置には、ガス加熱するためのチャンバが含まれており、
当該チャンバには、導電性材料からなる加熱素子の少なくとも4つの加熱素子、または少なくとも4つの加熱素子の群が設けられており、
各加熱素子または加熱素子の各群は、独立して、電気エネルギー網の閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能なサブシステムに接続されており、且つそれ故直接的な電流通流により加熱可能であり、
独立して閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能な各加熱素子または独立して閉ループ制御および/または開ループ制御可能な加熱素子の各群は、温度、加熱出力、電流、電圧、抵抗からなる群のうちの少なくとも1つの同じ値または異なる値のパラメタよって閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能であり、
少なくとも4つの閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能なサブシステムがアースに対してガルバニック絶縁されており、
損傷した加熱素子を補償するように、その他の加熱素子の温度が制御されて、前記装置の全体の温度が調整され、
前記装置がシリコンテトラクロリドを水素により水素化するための反応器である、ことを特徴とする、腐食性ガスを温度処理する装置。 - 請求項1に記載の装置において、
少なくとも4つの閉ループ制御および/または開ループ制御可能なサブシステムは、互いにガルバニック絶縁されている、ことを特徴とする装置。 - 請求項1または2に記載の装置において、
前記電気エネルギー網のガルバニック絶縁された閉ループ制御および/または開ループ制御可能な各サブシステムはそれぞれ、地絡監視のための独立したシステムに接続されている、ことを特徴とする装置。 - 請求項1から3までのいずれか1項に記載の装置において、
前記電気エネルギー網は、三相交流構成で実施されている、ことを特徴とする装置。 - 請求項1から4までのいずれか1項に記載の装置において、
前記電気エネルギー網の各閉ループ制御および/または開ループ制御可能なサブシステムは、交流調整器、電圧インバータおよび三相変圧器からなる群から選択される電流制御器または電圧制御器に接続されている、ことを特徴とする装置。 - 請求項1から5までのいずれか1項に記載の装置において、
前記エネルギー網には基本波補償装置または高調波補償装置が含まれている、ことを特徴とする装置。 - シリコンテトラクロリドを水素により水素化するための反応器中の腐食性ガスを温度処理する方法であって、
チャンバにあるガスは、導電性材料からなる加熱素子の少なくとも4つの加熱素子または少なくとも4つの加熱素子の群によって加熱され、
各加熱素子または加熱素子の各群は、電気エネルギー網の、独立して閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能なサブシステムに接続されており、
各加熱素子または加熱素子の各群は、閉ループ制御および/または開ループ制御されかつ直接的な電流通流により加熱され、
独立して閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能な各加熱素子または独立して閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能な加熱素子の各群は、温度、加熱出力、電流、電圧、抵抗からなる群のうちの少なくとも1つの同じ値または異なる値のパラメタによって閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能であり、
少なくとも4つの閉ループ制御および/または開ループ制御可能なサブシステムがアースに対してガルバニック絶縁されており、
損傷した加熱素子を補償するように、その他の加熱素子の温度が制御されて、前記反応器の全体の温度が調整される、ことを特徴とする、腐食性ガスを温度処理する方法。 - 請求項7に記載の方法において、
少なくとも4つの閉ループ制御および/または開ループ制御可能なサブシステムは、互いにガルバニック絶縁されている、ことを特徴とする方法。 - 請求項7または8に記載の方法において、
前記電気エネルギー網の各閉ループ制御および/または開ループ制御可能な各サブシステムは、交流調整器、電圧変換器および三相変圧器からなる群から選択される電流制御器または電圧制御器に接続されている、ことを特徴とする方法。 - 請求項7から9までのいずれか1項に記載の方法において、
前記加熱素子は、前記反応器の出力が一定の状態で、インサイチュで、SiC,SiおよびCからなる群から選択される材料によってコーティングされる、ことを特徴とする方法。 - 請求項10に記載の方法において、
前記コーティング中、前記ガス反応器温度を上昇させない、ことを特徴とする方法。 - 請求項7から11までのいずれか1項に記載の方法において、
前記電気エネルギー網の前記閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能なサブシステムに対し、一次変圧器の30°位相シフトされた2つの三相交流システムによってそれぞれ給電する、ことを特徴とする方法。 - 請求項7から12までのいずれか1項に記載の方法において、
電気抵抗の異なる各加熱素子に対し、前記電気エネルギー網の前記閉ループ制御および/または開ループ制御可能な各サブシステムを位相点弧でもって動作させる、ことを特徴とする方法。 - 請求項7から13までのいずれか1項に記載の方法において、
前記電気エネルギー網の前記閉ループ制御可能および/または開ループ制御可能な各サブシステムをそれぞれ、位相点弧制御で動作させることを特徴する方法。
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