KR20100105058A - Apparatus for producing trichlorosilane by thermal reaction - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An apparatus for preparing trichlorosilane by thermal transition is provided to prevent heating and to reduce powder consumption. CONSTITUTION: An apparatus for preparing trichlorosilane by thermal transition comprises: a base plate(110), a bezel(120) which forms air-tight hot zone(123) between the gap with the base plate; a heater(113) which is placed on the hot zone; an inlet hole and outlet hole(112) which supplies and discharges reaction gas; and a heat exchanger(130) which is formed inside the bezel. The heat exchanger comprises a circulation path(131) which connects the inlet hole and hot zone. The circulation path comprises: a partition(132) which divides a space near inside of the bezel and a space having the heater and outlet hole; and a through hole(132a) which is formed on the plate side of the partition.

Description

열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치 {APPARATUS FOR PRODUCING TRICHLOROSILANE BY THERMAL REACTION}Trichlorosilane production apparatus by thermal conversion reaction {APPARATUS FOR PRODUCING TRICHLOROSILANE BY THERMAL REACTION}

본 발명은 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 베젤의 내측에 마련된 열교환부를 통해 반응 가스가 핫존으로 공급되는 과정에서, 핫존의 히터로부터 베젤로 전달되어 외부로 손실되는 열에너지를 핫존으로 공급되는 반응 가스가 흡수하므로 베젤이 한계온도 이상으로 가열되는 것이 방지되며, 상기 베젤의 외측으로 손실되는 열에너지를 흡수한 반응 가스가 반응온도에 가까운 온도로 가열되어 핫존으로 공급되므로 히터의 전력소비량을 절감할 수 있는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a trichlorosilane production apparatus by a heat conversion reaction, and more particularly, in the process of supplying the reaction gas to the hot zone through a heat exchanger provided inside the bezel, the heat transfer from the heater of the hot zone to the bezel is lost to the outside Since the reaction gas supplied to the hot zone absorbs the heat energy, the bezel is prevented from being heated above the limit temperature, and the reaction gas absorbing the heat energy lost to the outside of the bezel is heated to a temperature close to the reaction temperature and supplied to the hot zone. It relates to a trichlorosilane production apparatus by a thermal conversion reaction that can reduce the power consumption of the heater.

지금까지, 태양전지급(solar grade) 실리콘은 주로 반도체 산업의 잉여물로부터 얻어졌다. 그러나, 몇몇 반도체급 실리콘의 제조업체는 태양전지급 물질을 통상의 공정을 사용하여 상업적으로 생산한다. 하나의 통상의 공정은 금속급(metallurgical) 실리콘을 실란 또는 폴리실란 또는 클로로실란 화합물들 중 하나로 변환한다. 상기 실란, 폴리실란 또는 클로로실란은 지멘스형 반응기 (Siemens-type reactor) 중에서 열분해되어, 고순도(highgrade purity)의 폴리실리 콘을 형성한다.To date, solar grade silicon has been obtained primarily from the surplus of the semiconductor industry. However, some manufacturers of semiconductor grade silicon produce commercially available solar cell grade materials using conventional processes. One conventional process converts metallurgical silicon into silane or one of polysilane or chlorosilane compounds. The silane, polysilane or chlorosilane is pyrolyzed in a Siemens-type reactor to form polysilicon of high purity.

이러한 지멘스 공정에서, 폴리실리콘 로드(rod)는 슬림 로드(slim rod)라고도 불리는 필라멘트 기판상에서 기상 실리콘 화합물, 예컨데, 실란 또는 폴리실란 또는 클로로실란의 열분해에 의하여 제조된다. 이러한 슬림 로드는 생성물 순도 수준을 확보하기 위하여 일반적으로 고순도 폴리실리콘으로 만들어진다.In this Siemens process, polysilicon rods are produced by thermal decomposition of a gaseous silicon compound, such as silane or polysilane or chlorosilane, on a filament substrate, also called a slim rod. Such slim rods are generally made of high purity polysilicon to ensure product purity levels.

상기와 같이 반응기 내에서 트리클로로실란(Trichlorosilane;TCS, 삼염화실란(SiHCl3), 이하 'TCS'라고 함)을 수소와 반응시켜 다결정 실리콘을 제조하는데 있어서, 다결정 실리콘의 석출과정에서 다량의 실리콘 테트라클로라이드(Silicon Tetracloride;STC, 사염화규소(SiCl4)이하 "STC"라고 함)이 수득된다. As described above, in the reaction of trichlorosilane (TCS, trichlorosilane (SiHCl 3 ), hereinafter referred to as 'TCS') with hydrogen in the reactor to produce polycrystalline silicon, a large amount of silicon tetra Chloride (Silicon Tetracloride (STC), silicon tetrachloride (SiCl 4 ) hereinafter referred to as "STC") is obtained.

상기 STC는 수소(H2)와 혼합된 상태에서 열 수소화 반응으로 TCS로 환원시켜 재사용된다.The STC is reused by reducing to TCS by thermal hydrogenation in the state of mixing with hydrogen (H 2 ).

도 1은 종래 STC를 열변환반응시켜 TCS로 변환하는 변환장치(Converter)의 단면도로, 도면에서와 같이 종래의 변환장치는 베이스 플레이트(10)의 상면에 히터(13)가 설치되고, 핫존(Hot zone, 21)을 형성하기 위한 종형 또는 벨자형(bell-jar type) 베젤(Vessel, 20)이 상기 베이스 플레이트(10)의 상측으로 조립되고, 상기 히터(13)와 베젤(20)의 사이에서 핫존(21) 내부의 열이 베젤(20)로 전달되어 베젤 외부로 손실되는 것을 줄이기 위한 쉴드(shield, 40)가 설치된다.1 is a cross-sectional view of a converter (Converter) for converting the conventional STC to TCS by thermal conversion reaction, as shown in the conventional converter is a heater 13 is installed on the upper surface of the base plate 10, hot zone ( A vertical or bell-jar type vessel (Vessel) 20 for forming a hot zone 21 is assembled to the upper side of the base plate 10 and between the heater 13 and the bezel 20. In the heat zone 21 is transferred to the bezel 20 is a shield (shield, 40) is installed to reduce the loss to the outside of the bezel.

상기와 같이 조립된 상태에서, 상기 베이스 플레이트(10)의 판면에 관통형성된 유입공(11)을 통해 STC와 수소(H2)가 혼합된 가스(이하, '반응 가스'라고 함)를 핫존(21)으로 공급하면서, 상기 히터(13)에 전원을 인가하여 핫존(21)의 내부온도를 약 900℃ 내지 1500℃로 가열하면, 핫존(21) 내부에서 반응 가스가 고온에서의 수소화반응에 의해 TCS와 염화수소(HCl)로 변환되어 유출공(12)을 통해 배출된다.In the assembled state as described above, a gas (hereinafter referred to as a 'reaction gas') in which STC and hydrogen (H 2 ) are mixed through the inlet hole 11 formed through the plate surface of the base plate 10 is referred to as a hot zone ( 21, while supplying power to the heater 13 to heat the internal temperature of the hot zone 21 to about 900 ℃ to 1500 ℃, the reaction gas inside the hot zone 21 by the hydrogenation reaction at a high temperature It is converted into TCS and hydrogen chloride (HCl) and discharged through the outlet hole (12).

상기 핫존(21)을 감싸는 베젤(20)은 금속재질의 구조재로서, 통상 카본스틸과 스테인레스스틸이 크래딩(Crading) 구조로 이루어지는데, 이러한 베젤(20)이 약 500℃ 이상으로 가열되는 경우 구조재로서의 강성이 저하되므로 베젤(20)의 외측에 냉각수가 순환하는 냉각자켓(31)을 배치하여 베젤(20)의 온도를 300℃ 이하로 유지시키게 된다. The bezel 20 enclosing the hot zone 21 is a structural material made of metal, and carbon steel and stainless steel are usually made of a cladding structure. When the bezel 20 is heated to about 500 ° C. or more, the structural material Since the rigidity is lowered, the cooling jacket 31 in which the coolant circulates is disposed outside the bezel 20 to maintain the temperature of the bezel 20 at 300 ° C or lower.

그런데, 핫존(21)에서는 반응 가스의 열변환반응을 유도하기 위해 반응에 적합한 높은 온도를 유지하는 한편, 핫존(21)을 감싸는 베젤(20)은 구조적 안정을 위해 별도의 냉각시스템(30)을 구축하여 냉각시키는 것이어서, 베젤(20)을 통해 열전달되어 손실되는 열에너지가 많으므로 열에너지의 이용효율이 낮을 뿐만 아니라, 핫존으로부터 베젤로 열전달되어 손실되는 열에너지 만큼 히터(13)를 통해 다시 공급하여야 하므로 전력소비량이 상승하게 되는 문제점이 있다. By the way, in the hot zone 21 to maintain a high temperature suitable for the reaction to induce a thermal conversion reaction of the reaction gas, the bezel 20 surrounding the hot zone 21 is a separate cooling system 30 for structural stability Since it is built and cooled, since the heat energy lost through heat transfer through the bezel 20 is not only low, the efficiency of use of heat energy is low, and the heat energy lost by heat transfer from the hot zone to the bezel must be supplied again through the heater 13, thereby reducing power. There is a problem that the consumption increases.

또한, 반응 가스(STC+H2)는 핫존(21) 내부에서 골고루 순환되면서 반응을 일으킬 수 있도록 베이스 플레이트(10)의 중앙 및 외주연부에 다수 형성된 유입공(11)을 통해 고압으로 공급되는데, 이때 반응가스의 온도는 공급압력에 따른 STC 의 기화온도로 공급되므로 핫존(21)을 약 900℃ 내지 1500℃로 유지하기 위해서는 많은 열에너지를 필요로 하게 된다.In addition, the reaction gas (STC + H 2 ) is supplied at a high pressure through the inlet hole 11 formed in the center and the outer periphery of the base plate 10 to cause the reaction evenly circulated in the hot zone 21, At this time, since the temperature of the reaction gas is supplied at the vaporization temperature of the STC according to the supply pressure, a large amount of thermal energy is required to maintain the hot zone 21 at about 900 ° C to 1500 ° C.

또한, 상기 냉각시스템(30)은 상기 베젤(20)의 외측에 마련된 냉각자켓(31)으로 냉각수를 순환시키기 위한 냉각수 순환부(32)와, 상기 냉각자켓(31)을 통해 베젤(20)을 냉각시키는 과정에서 온도가 상승된 냉각수를 다시 냉각시키기 위한 냉각부(33) 및 냉각수를 보관하기 위한 탱크와 같은 장치들이 변환장치의 주변에 설치되어야 하므로 복잡한 배관과 함께 공간을 많이 차지하게 되고, 냉각수를 순환시키기 위한 펌프 등과 같은 장비들을 구동시켜야 하므로 전력의 소비가 증가할 뿐만 아니라, 냉각시스템의 구축 및 운용에 대해 막대한 투자비가 증가하게 되는 문제점이 있다.In addition, the cooling system 30 is a cooling water circulation unit 32 for circulating the cooling water to the cooling jacket 31 provided on the outside of the bezel 20 and the bezel 20 through the cooling jacket 31. In the cooling process, devices such as a cooling unit 33 for recooling the coolant having a raised temperature and a tank for storing the coolant must be installed around the converter, thus taking up a lot of space with complicated piping. Since equipment, such as a pump for circulating, must be driven, not only power consumption is increased, but also a huge investment cost for construction and operation of a cooling system increases.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 베젤의 내측에 마련된 열교환부를 통해 반응 가스가 핫존으로 공급되는 과정에서, 핫존의 히터로부터 베젤로 전달되어 외부로 손실되는 열에너지를 핫존으로 공급되는 반응 가스가 흡수하므로 베젤이 한계온도 이상으로 가열되는 것이 방지되며, 이로인해 베젤을 냉각시키기 위한 별도의 냉각시스템을 구비하지 않아도 될 뿐만 아니라, 상기 베젤의 외측으로 손실되는 열에너지를 흡수한 반응 가스가 반응온도에 가까운 온도로 가열되어 핫존으로 공급되므로 핫존의 온도가 급격히 낮아지는 것을 방지하는 것은 물론, 히터에 의한 전력소비량을 절감할 수 있는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, and in the process of supplying the reaction gas to the hot zone through a heat exchanger provided inside the bezel, heat energy transferred from the heater of the hot zone to the bezel is lost to the outside. Since the reaction gas supplied to the hot zone is absorbed, the bezel is prevented from being heated above the limit temperature, thereby eliminating the need for a separate cooling system for cooling the bezel, and absorbing the heat energy lost to the outside of the bezel. Since a reaction gas is heated to a temperature close to the reaction temperature and supplied to the hot zone, a trichlorosilane production apparatus using a thermal conversion reaction that prevents the temperature of the hot zone from dropping rapidly and reduces the power consumption by the heater is provided. In providing.

또한, 상기 열교환부를 구성하는 다수의 격벽과, 격벽의 일단부 또는 타단부에 형성되는 관통공을 통해 유입공과 핫존을 연결하는 순환통로를 지그재그형태로 배치함으로써 열교환효율을 향상시킬 수 있는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치를 제공함에 있다.In addition, a plurality of partitions constituting the heat exchanger, and through the through-hole formed in one end or the other end of the partition through the circulating passage connecting the inlet hole and the hot zone in a zigzag form heat conversion reaction that can improve the heat exchange efficiency It is to provide a trichlorosilane production apparatus by.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 베이스 플레이트;와, 상기 베이스 플레이트와의 사이에 밀폐된 핫존을 형성하는 베젤;과, 상기 핫존에 배치되는 히터;와, 상기 핫존으로 반응 가스를 공급 및 배출하는 유입공과 유출공; 및, 상기 유입공을 통해 핫존으로 공급되는 반응 가스가 상기 베젤로 전달되는 열에너지를 흡수하여 베젤의 온도를 냉각시키는 것과 동시에 가열된 상태로 상기 핫존으로 공급되도록 상기 베젤의 내측에 형성되는 열교환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, the base plate; and the bezel to form a closed hot zone between the base plate; and a heater disposed in the hot zone; and to supply and discharge the reaction gas to the hot zone Inlet and outlet holes; And a heat exchange part formed inside the bezel such that the reaction gas supplied to the hot zone through the inlet hole absorbs heat energy transferred to the bezel to cool the temperature of the bezel and is supplied to the hot zone in a heated state. It is achieved by a trichlorosilane production apparatus by a thermal conversion reaction comprising a.

여기서, 상기 열교환부는 상기 베젤과 핫존 사이 공간을 순환하며 상기 유입공과 핫존을 연결하는 순환통로로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, the heat exchange part is preferably made of a circulation passage circulating the space between the bezel and the hot zone and connecting the inlet hole and the hot zone.

또한, 상기 순환통로는 유입공을 포함하는 베젤의 내측면에 인접한 공간과 히터와 유출공을 포함하는 공간을 구분하는 격벽과, 상기 유입공을 통해 공급된 반응가스가 격벽과 베젤의 사이공간을 이동하면서 열교환을 이룬 뒤 핫존으로 공급되도록 유입공으로부터 이격 되어 상기 격벽의 판면에 형성되는 관통공을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the circulation passage partition wall separating the space adjacent to the inner surface of the bezel including the inlet hole and the space including the heater and the outlet hole, the reaction gas supplied through the inlet hole is the space between the partition wall and the bezel It is preferable to include a through hole formed on the plate surface of the partition spaced apart from the inlet hole to be supplied to the hot zone after heat exchange while moving.

또한, 상기 격벽은 유입공을 포함하는 베젤의 내측면에 인접한 공간과 히터와 유출공을 포함하는 공간의 사이를 다층으로 구분하도록 서로 크기를 갖는 두개 이상의 통형으로 마련되고, 크기가 큰 격벽의 내측으로 크기가 작은 격벽이 삽입되는 형태로 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the partition wall is provided in two or more tubular sizes having a size to each other to divide the space adjacent to the inner surface of the bezel including the inlet hole and the space including the heater and the outlet hole in a multi-layer, the inside of the large partition wall As a result, it is preferable that the barrier rib be small in size.

또한, 상기 두개 이상의 격벽은 판면에 형성되는 관통공이 유입공을 기준으로 서로 엇갈리게 형성되어 공급가스의 이동경로가 전환되는 것이 바람직하다.In addition, the two or more partition walls are preferably formed through the through-holes formed on the plate surface to be alternate with each other based on the inlet hole is to switch the movement path of the supply gas.

또한, 상기 격벽은 상측이 개구된 통형으로 이루어지고, 상기 격벽들의 상측을 마감하며 외주연부가 상기 베젤의 내측면에 밀착되는 커버를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the partition wall is preferably made of a cylindrical shape, the upper side is closed, and further comprises a cover in which the outer periphery is in close contact with the inner surface of the bezel.

또한, 상기 격벽은 설치된 위치에서 핫존으로부터 전달되는 열에너지에 의해 가열되는 온도에 대하여 내열성을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the partition wall is preferably made of a material having heat resistance with respect to the temperature heated by the heat energy transferred from the hot zone at the installed position.

본 발명에 따르면, 베젤의 내측에 마련된 열교환부를 통해 반응 가스가 핫존으로 공급되는 과정에서, 핫존의 히터로부터 베젤로 전달되어 외부로 손실되는 열에너지를 핫존으로 공급되는 반응 가스가 흡수하므로 베젤이 한계온도 이상으로 가열되는 것이 방지되며, 이로인해 베젤을 냉각시키기 위한 별도의 냉각시스템을 구비하지 않아도 될 뿐만 아니라, 상기 베젤의 외측으로 손실되는 열에너지를 흡수한 반응 가스가 반응온도에 가까운 온도로 가열되어 핫존으로 공급되므로 핫존의 온도가 급격히 낮아지는 것을 방지하는 것은 물론, 히터에 의한 전력소비량을 절감할 수 있는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치가 제공된다.According to the present invention, in the process of supplying the reaction gas to the hot zone through the heat exchanger provided inside the bezel, the bezel has a limit temperature because the reaction gas supplied to the hot zone absorbs the heat energy transferred from the heater of the hot zone to the bezel and is lost to the outside. The heating is prevented from occurring, and thus, it is not necessary to provide a separate cooling system for cooling the bezel, and the reaction gas that absorbs the heat energy lost to the outside of the bezel is heated to a temperature close to the reaction temperature, thereby providing a hot zone. Since it is supplied to the to prevent the temperature of the hot zone is sharply lowered, there is provided a trichlorosilane production apparatus by the heat conversion reaction that can reduce the power consumption by the heater.

또한, 상기 열교환부를 구성하는 다수의 격벽과, 격벽의 일단부 또는 타단부에 형성되는 관통공을 통해 유입공과 핫존을 연결하는 순환통로를 지그재그형태로 배치하는 것에 의해 열교환면적이 증대되어 열교환효율을 향상시킬 수 있는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치가 제공된다.In addition, by arranging a plurality of partition walls constituting the heat exchange portion and a circulation passage connecting the inflow hole and the hot zone through a through hole formed at one end or the other end of the partition wall in a zigzag form, the heat exchange area is increased to increase heat exchange efficiency. An apparatus for producing trichlorosilane by a thermal conversion reaction that can be improved is provided.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, in the various embodiments, components having the same configuration will be representatively described in the first embodiment using the same reference numerals, and in other embodiments, different configurations from the first embodiment will be described. do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an apparatus for producing trichlorosilane by a thermal conversion reaction according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부도면 중 도 2는 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 부분절개 사시도이고, 도 3은 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 분해사시도이다.2 is a partially cutaway perspective view of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention.

상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치는 베이스 플레이트(110)와, 베젤(120)과, 상기 베젤(120)측에 마련되는 열교환부(130)를 포함하여 구성된다. Trichlorosilane production apparatus according to the heat conversion reaction of the present invention as shown in the drawings includes a base plate 110, a bezel 120, and a heat exchanger 130 provided on the bezel 120 side It is composed.

상기 베이스 플레이트(110)는 중앙에 유출공(112)이 형성되고, 외주연부에 다수의 유입공(111)들이 원주방향으로 형성되며, 전원의 인가에 의해 발열하는 히터(113)가 상면에 설치된다. The base plate 110 has an outlet hole 112 formed at the center thereof, and a plurality of inlet holes 111 are formed in the circumferential direction at the outer circumference thereof, and a heater 113 generating heat by application of power is installed on the upper surface. do.

상기 베젤(120)은 외부영역으로부터 밀폐된 핫존(123)을 형성하도록 상기 베이스 플레이트(110)에 조립되는 것으로서, 본 실시예에서는 측벽(121)과, 상기 측벽(121)의 상측을 마감하는 덮개(122)로 구성되는 것을 예로 들어 설명한다. The bezel 120 is assembled to the base plate 110 to form a hot zone 123 sealed from an external region. In this embodiment, the bezel 120 covers a side wall 121 and an upper side of the side wall 121. A description will be given taking an example composed of 122 as an example.

상기 열교환부(130)는 상기 베이스 플레이트(110)의 유입공(111)을 통해 유입되는 반응 가스(STC+H2)가 상기 베젤(120)의 측벽(121)으로부터 열에너지를 흡수하여 가열된 상태로 상기 핫존(123)으로 공급되도록 상기 베젤(120)의 측벽(121) 내측면에 형성되는 것으로서, 반응 가스가 유입되는 유입공(111)과 핫존(123)을 연결하는 순환통로(131)로 이루어진다.The heat exchange part 130 is a state in which the reaction gas (STC + H 2 ) flowing through the inlet hole 111 of the base plate 110 absorbs heat energy from the side wall 121 of the bezel 120 and is heated. As formed on the inner side surface of the side wall 121 of the bezel 120 so as to be supplied to the hot zone 123, a circulation passage 131 connecting the inlet hole 111 into which the reaction gas flows and the hot zone 123. Is done.

특히, 본 실시예에서는 서로 다른 직경을 갖는 원통형 격벽(132)이 동심을 이루도록 배치된 상태에서 각 격벽(132)의 일단부 또는 타단부에 형성되는 관통 공(132a)이 유입공(111)의 위치를 기준으로 일단부 또는 타단부 중에서 서로 엇갈리는 위치에 각각 형성됨으로써 지그재그 형태의 순환통로(131)가 구성된다.In particular, in the present embodiment, the through-hole 132a formed at one end or the other end of each of the partitions 132 in the state in which the cylindrical partitions 132 having different diameters are arranged concentrically is formed in the inlet hole 111. The zigzag-shaped circulation passage 131 is configured by being formed at positions alternate with each other from one end or the other end based on the position.

즉, 다수의 격벽(132)들 중 외측에 배치된 격벽(132)과 베젤(120)의 측벽(121) 사이에 위치한 유입공(111)을 통해 순환통로(131)로 유입된 반응 가스가 격벽(132)들의 관통공(132a)을 통해 격벽(132)들의 사이공간을 지그재그형태로 순환되면서 베젤(120) 및 격벽(132)로 전달된 열에너지를 흡수하므로 베젤(120)이 가열되는 것은 물론, 베젤(120)의 외측으로 손실되는 열에너지를 이용하여 핫존으로 공급되는 반응 가스를 가열하므로 열에너지의 이용효율이 향상된다.That is, the reaction gas introduced into the circulation passage 131 through the inflow hole 111 located between the partition wall 132 disposed on the outside of the plurality of partition walls 132 and the side wall 121 of the bezel 120 is a partition wall. Through the through holes 132a of the 132, the space between the partition walls 132 is zigzag-circulated to absorb heat energy transferred to the bezel 120 and the partition wall 132, so that the bezel 120 is heated. Since the reaction gas supplied to the hot zone is heated by using the heat energy lost to the outside of the bezel 120, the utilization efficiency of the heat energy is improved.

한편, 본 실시예에서는 열교환면적 및 열교환시간을 연장하기 위해서 격벽(132)의 관통공(132a)이 서로 엇갈리게 형성하여 순환통로(131)가 지그재그 형태의 이동경로를 이루며 유입공과 핫존을 연결하는 것으로 설명하였으나, 반응가스가 순환통로를 경유하는 과정에서 다양한 형태로 이동경로를 분산시키거나 전환시키는 것에 의해 열교환면적 및 열교환시간이 증가되도록 하는 것도 가능할 것이다.Meanwhile, in the present embodiment, the through holes 132a of the partition wall 132 are staggered to extend the heat exchange area and the heat exchange time so that the circulation passage 131 forms a zigzag-shaped movement path and connects the inflow hole and the hot zone. As described above, it may be possible to increase the heat exchange area and the heat exchange time by dispersing or converting the movement path in various forms in the course of the reaction gas passing through the circulation passage.

또한, 상기와 같이 다수개의 격벽(132)으로 구성되는 경우, 격벽(132)의 설치되는 위치, 즉 히터(113)와의 거리에 따라 격벽(132)에 전달되는 열에너지가 서로 다르므로, 각각의 격벽(132)이 서로 다른 온도로 가열된다. In addition, when the partition wall 132 is configured as described above, the thermal energy transmitted to the partition wall 132 is different depending on the location of the partition wall 132, that is, the distance from the heater 113, and thus, each partition wall 132 is heated to different temperatures.

예를 들어, 핫존(123)의 온도가 약 1200℃ 이고 유입공(111)을 통해 공급되는 반응 가스의 온도가 80℃인 경우, 측벽(121)은 약 200℃이하의 온도를 유지하고, 측벽(121)과 마주하는 격벽(132)으로부터 핫존(123)에 접하는 격벽(132)들은 각각 약 300℃, 500℃, 700℃정도의 온도로 가열되므로, 다수의 격벽(122)들은 설 치된 위치에서의 가열온도에 대응되는 내열성을 갖는 재질로 구성된다.For example, when the temperature of the hot zone 123 is about 1200 ° C. and the temperature of the reaction gas supplied through the inlet hole 111 is 80 ° C., the side wall 121 maintains a temperature of about 200 ° C. or less, and the side wall is Since the partitions 132 contacting the hot zone 123 from the partition 132 facing the 121 are heated to a temperature of about 300 ° C., 500 ° C., and 700 ° C., respectively, the plurality of partitions 122 are disposed at the installed position. It consists of a material having heat resistance corresponding to the heating temperature of.

또한, 상기 베이스 플레이트(110)의 유입공(111)은 베젤(120)과 최외곽에 배치된 격벽(132)의 사이공간의 수평방향에 대하여 균등한 압력으로 반응 가스를 공급하기 위해 서로 인접한 간격으로 다수 마련된다.In addition, the inflow hole 111 of the base plate 110 is adjacent to each other to supply the reaction gas at equal pressure with respect to the horizontal direction of the space between the bezel 120 and the partition wall 132 disposed in the outermost A large number is provided.

아울러, 상기 도면에서는 격벽(132)의 판면에 관통공(132a)이 관통 형성되는 것으로 도시하였으나, 격벽(132)의 일단부가 베이스 플레이트(110) 또는 덮개(122)측에 고정되고, 타단부는 덮개(122) 또는 베이스 플레이트(110)로부터 소정간격 이격되면서 이격된 공간을 통해 관통공(132a)을 형성하는 등, 상기 관통공(132a)은 격벽(132)의 양측 공간을 연결하기 위한 다양한 형태로 형성될 수 있을 것이다.In addition, although the through hole 132a is formed to penetrate through the plate surface of the partition 132 in the drawing, one end of the partition 132 is fixed to the base plate 110 or the cover 122 side, and the other end is The through holes 132a are formed in various forms for connecting the spaces on both sides of the partition wall 132, such as to form the through holes 132a through spaces spaced apart from the cover 122 or the base plate 110 by a predetermined distance. It can be formed as.

또한, 본 실시예에서는 베젤(120)이 측벽(121)과 덮개(122)로 구성되는 것을 예로 들어 설명하였으나, 벨자형의 베젤(120)이 적용되는 경우, 상기 베젤(120)의 내측에 마련되는 열교환부(130)는 상기 베젤(120)의 내측면에 대응되는 형태, 즉 베젤(120)과 동일한 형태로 이루어져 베젤(120)의 내측면으로부터 소정간격 이격되는 격벽(132)으로 이루어지는 것도 가능하며, 상기와 같은 격벽(132)을 다중으로 배치하고, 관통공(132a)을 서로 엇갈리게 형성하여 순환통로(131)의 열교환효율을 향상시키는 것도 가능하다. In addition, in the present exemplary embodiment, the bezel 120 includes the side wall 121 and the cover 122 as an example. However, when the bell-shaped bezel 120 is applied, the bezel 120 is provided inside the bezel 120. The heat exchange part 130 may be formed in a shape corresponding to the inner surface of the bezel 120, that is, the same shape as the bezel 120, and may include a partition wall 132 spaced a predetermined distance from the inner surface of the bezel 120. In addition, it is possible to improve the heat exchange efficiency of the circulation passage 131 by arranging the partitions 132 as described above in multiples and through-holes 132a alternately formed.

지금부터는 상술한 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the first embodiment of the trichlorosilane production apparatus by the above-described thermal conversion reaction will now be described.

첨부도면 중 도 4는 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 정단면도이고, 도 5는 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 평단면도이다.Figure 4 is a front sectional view of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention, Figure 5 is a plan sectional view of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention.

먼저, 도 4에서 도시하는 바와 같이 베이스 플레이트(110)의 외연부 상측에 베젤(120)의 측벽(121)이 배치되고, 상기 측벽(121)의 상단부에는 덮개(122)가 배치되면서 기밀한 핫존(123)을 형성하게 되고, 상기 베이스 플레이트(110)의 상측에 마련되 히터(113)에 전원이 인가되면서 핫존(123)의 내부온도가 반응에 적합한 약 900℃ 내지 1500℃로 가열된다.First, as shown in FIG. 4, the side wall 121 of the bezel 120 is disposed above the outer edge of the base plate 110, and the cover 122 is disposed at the upper end of the side wall 121 while the airtight hot zone is airtight. 123 is formed, and the internal temperature of the hot zone 123 is heated to about 900 ° C. to 1500 ° C. suitable for reaction while power is applied to the heater 113 provided at the upper side of the base plate 110.

상기와 같이 핫존(123)의 내부온도가 상승한 상태에서 베이스 플레이트(110)의 유입공(111)을 통해 STC와 H2를 함께 공급하면 반응에 적합한 온도로 가열되어 핫존(123) 내에서 열 수소화반응을 통해 TCS와 HCl로 변환되어 유출공(112)을 통해 배출된다.As described above, when STC and H 2 are supplied together through the inlet hole 111 of the base plate 110 while the internal temperature of the hot zone 123 rises, it is heated to a temperature suitable for reaction and thermally hydrogenated in the hot zone 123. The reaction is converted into TCS and HCl and discharged through the outlet hole 112.

이때, 상기 베젤(120)의 측벽(121)의 내측면에는 열교환부(130)가 마련되어 유입공(111)과 핫존(123)을 연결하는 순환통로(131)에 의해 핫존(123)을 감싸는 측벽(121)을 냉각시키는 것과 동시에 핫존(123)으로 공급되는 반응 가스의 온도를 상승시키게 된다. At this time, the heat exchanger 130 is provided on the inner surface of the side wall 121 of the bezel 120 to surround the hot zone 123 by a circulation passage 131 connecting the inlet 111 and the hot zone 123. Cooling the 121 and at the same time increasing the temperature of the reaction gas supplied to the hot zone 123.

특히, 상기 순환통로(131)는 유입공(111)과 히터(113)의 사이에서 하단부가 베이스 플레이트(110)에 고정되고 상단부는 덮개(122)에 고정되고 판면에 관통공(132a)이 형성되어 양측 공간을 연결하는 격벽(132)에 의해 구성되며, 상기 관통공(132a)이 상기 유입공(111)을 기준으로 격벽(132)의 일단부 또는 타단부에 서로 엇갈리게 형성되면서 상기 유입공(111)과 핫존(123)을 지그재그형태로 연결하게 된다. 즉 약 80℃의 온도로 유입공(111)을 통해 순환통로(131)로 유입된 반응 가스는 베젤(120)의 측벽(121)과 격벽(132)의 사이공간, 즉 지그재그형태의 순환통로(131)를 통과하면서 핫존(123)의 히터(113)에 의해 베젤(120) 및 격벽(132)으로 전달된 열에너지를 흡수하여 베젤(120)을 냉각시키는 것과 동시에 가열된 상태로 핫존(123)으로 공급된다. In particular, the circulation passage 131 is fixed between the inlet hole 111 and the heater 113, the lower end is fixed to the base plate 110, the upper end is fixed to the cover 122 and the through hole 132a is formed on the plate surface And the barrier ribs 132 connecting the two side spaces, and the through holes 132a are alternately formed at one end or the other end of the barrier rib 132 with respect to the inlet hole 111. 111 and the hot zone 123 are connected in a zigzag form. That is, the reaction gas introduced into the circulation passage 131 through the inlet 111 at a temperature of about 80 ° C. is a space between the side wall 121 of the bezel 120 and the partition wall 132, that is, the zigzag-shaped circulation passage ( While passing through 131, the heat energy transmitted to the bezel 120 and the partition wall 132 by the heater 113 of the hot zone 123 is absorbed to cool the bezel 120, and at the same time, it is heated to the hot zone 123. Supplied.

따라서, 유입공(111)을 통해 유입되는 반응 가스에 의해 베젤(120)의 냉각이 이루어지므로 베젤(120)을 냉각시키기 위한 별도의 냉각시스템이 필요로 하지 않게 되는 것과 동시에, 상기 베젤(20)의 외측으로 열에너지가 손실되는 것을 방지하므로 열에너지의 이용효율이 향상되는 잇점을 제공하게 된다. Therefore, since the bezel 120 is cooled by the reaction gas flowing through the inlet hole 111, a separate cooling system for cooling the bezel 120 is not required, and at the same time, the bezel 20 Since the heat energy is prevented from being lost to the outside, the use efficiency of the heat energy is improved.

또한, 베젤(120)의 측벽(121)으로 전달된 열에너지를 이용해 저온의 반응 가스를 가열하여 핫존(123)으로 공급하는 것이므로, 열에너지의 이용효율이 향상되는 것은 물론, 핫존(123)의 온도를 반응에 적합한 고온의 온도로 유지하기 위한 히터(113)의 전력소비량을 줄일 수 있게 된다. In addition, since the low-temperature reaction gas is heated and supplied to the hot zone 123 using the thermal energy transferred to the sidewall 121 of the bezel 120, the utilization efficiency of the thermal energy is improved, and the temperature of the hot zone 123 is increased. It is possible to reduce the power consumption of the heater 113 for maintaining at a high temperature suitable for the reaction.

또한, 상기와 같이 순환통로(131)를 구성하는 격벽(132)이 다수 마련되고, 상기 격벽(132)에 형성되는 관통공(132a)이 유입공(111)을 기준으로 일단부 또는 타단부에 교차되게 배치되어 지그재그형태의 순환통로(131)를 구성하는 것에 의해 유입공(111)을 통해 순환통로(131)로 유입된 반응 가스와 베젤(120) 및 격벽(132)과의 열교환면적이 증대된다.In addition, as described above, a plurality of partitions 132 constituting the circulation passage 131 is provided, and the through hole 132a formed in the partition 132 is provided at one end or the other end based on the inflow hole 111. The heat exchange area between the bezel 120 and the partition wall 132 with the reactant gas introduced into the circulation passage 131 through the inlet hole 111 is increased by constituting the zigzag circulation passage 131. do.

한편, 도 5는 도 4의 A-A'선 단면을 나타낸 것으로, 도면에서와 같이 베이스 플레이트(110)의 외주연부에 관통형성되어 측벽(121)과 외측 격벽(132)의 사이에 위치하는 유입공(111)은 원주방향을 따라 등간격으로 다수 형성되어 각각의 유입공(111)을 통해 반응 가스가 공급되어 순환통로(131)를 통해 핫존(123)으로 공급된다.FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'of FIG. 4, and is formed through the outer periphery of the base plate 110 as shown in the drawing, and is located between the side wall 121 and the outer partition 132. Balls 111 are formed in plural at equal intervals along the circumferential direction, the reaction gas is supplied through each inlet hole 111 is supplied to the hot zone 123 through the circulation passage 131.

이때, 상기 유입공(111)이 등간격으로 조밀하게 형성되어 있으므로, 순환통로(131)의 유입측 전 영역에 대하여 반응 가스가 균등한 압력으로 공급되며, 이로인해 반응 가스가 순환통로(131)의 각 영역에서의 수평방향에 대하여 균등한 압력으로 이동하게 되므로 측벽(121)과 격벽(132)들의 온도가 일부 영역에서 집중적으로 상승하게 되는 것을 방지하게 된다. At this time, since the inlet hole 111 is densely formed at equal intervals, the reaction gas is supplied at an equal pressure to all the inflow side regions of the circulation passage 131, and thus the reaction gas is supplied to the circulation passage 131. Since it moves at an equal pressure with respect to the horizontal direction in each region of the to prevent the temperature of the side wall 121 and the partition walls 132 to rise intensively in some regions.

다음으로 본 발명의 다른실시예에 따른 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치에 대하여 설명한다. Next, a trichlorosilane production apparatus by a thermal conversion reaction according to another embodiment of the present invention will be described.

첨부도면 중 도 6은 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 다른실시예의 부분절개 사시도이고, 도 7은 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 다른실시예에 따른 분해사시도이다.6 is a partially cutaway perspective view of another embodiment of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention, Figure 7 is an exploded perspective view according to another embodiment of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention to be.

상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명의 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 다른실시예에서는 베젤(120)이 일측이 개구된 벨자형(bell-jar type)으로 이루어져 개구측이 베이스 플레이트(110)에 조립되면서 내측에 핫존을 형성한다.In another embodiment of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention as shown in the drawings, the bezel 120 is formed in a bell-jar type (bell-jar type), one side of the opening side of the base plate ( While assembled to 110 to form a hot zone inside.

또한, 상기 베젤(120)의 내측에 마련되어 유입공(111)과 핫존(121)을 연결하 는 열교환부(130)의 순환통로(131)는 상기 베이스 플레이트(110)의 유입공(111)과 히터(113) 사이에 사이에 설치되는 적어도 하나의 통형 격벽(132)과, 상기 격벽(132)의 판면에서 상기 유입공(111)의 반대측 단부에 형성되는 관통공(132a) 및, 외주연부가 상기 베젤의 내측면에 밀착되도록 형성되어 상기 통형 격벽(132)의 상측을 마감하는 커버(133)를 포함하여 구성된다. In addition, the circulation passage 131 of the heat exchanger 130 which is provided inside the bezel 120 and connects the inlet hole 111 and the hot zone 121 is the inlet hole 111 of the base plate 110 and At least one cylindrical partition wall 132 provided between the heaters 113, a through hole 132a formed at an end of the partition wall 132 opposite to the inflow hole 111, and an outer peripheral portion thereof. It is formed to be in close contact with the inner surface of the bezel is configured to include a cover 133 for closing the upper side of the cylindrical partition 132.

아울러, 상술한 실시예에서와 같이 순환통로의 열교환 효율을 증가시키기 위해 도 6에서와 같이 직경이 서로 다른 다수의 통형 격벽을 다수 마련하고, 각 격벽에 형성되는 관통공이 유입공을 기준으로 하여 서로 엇갈리게 형성되는 것에 의해 지그재그 형태의 이동경로를 이루도록 하는 것도 가능하다. In addition, in order to increase the heat exchange efficiency of the circulation passage as in the above-described embodiment, as shown in FIG. 6, a plurality of cylindrical partitions having different diameters are provided, and the through-holes formed in each of the partition walls are based on the inlet hole. It is also possible to achieve a zigzag-shaped movement path by being staggered.

한편, 상기 베젤과 열교환부 이외의 구성요소는 상술한 실시예와 동일한 구성을 가지므로 상세한 설명은 생략한다.On the other hand, components other than the bezel and the heat exchanger have the same configuration as the above-described embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.

첨부도면 중 도 8은 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 다른실시예에 따른 정단면도이다.8 is a cross-sectional view according to another embodiment of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention.

도 8에서 도시하는 바와 같이 베이스 플레이트(110)의 유입공(111)과 벨자형 베젤(120)의 사이에 설치되는 상측이 개구된 통형 격벽(132)과, 상기 격벽(132)의 판면에서 상기 유입공(111)으로부터 이격된 위치에 형성되어 양측 공간을 연결하는 관통공(132a)과, 상기 격벽(132)의 상측을 개구측을 마감하며 외주연부가 상기 베젤(120)의 내측면에 밀착되는 커버(133)로 구성되는 열교환부(130)에 의해 유입공(111)과 핫존(123)의 사이를 연결하는 순환통로(131)가 형성된다.As shown in FIG. 8, a cylindrical partition 132 having an upper side formed between the inlet hole 111 of the base plate 110 and the bell-shaped bezel 120 is opened, and the plate surface of the partition 132 is formed on the plate surface. A through hole 132a formed at a position spaced apart from the inflow hole 111 to connect the two side spaces, and the upper side of the partition 132 closes the opening side, and an outer circumferential portion closely adheres to the inner surface of the bezel 120. A circulation passage 131 is formed between the inlet hole 111 and the hot zone 123 by the heat exchange part 130 including the cover 133.

또한, 상기 격벽(132)이 크기가 서로 다른 다수개로 마련되고 커버(133)와 베이스 플레이트(110)에 양단부가 지지되면서 유입공(111)을 포함하는 베젤(120)의 내측면에 인접한 공간과 유출공(112)과 히터(113)를 포함하는 공간의 사이를 다수개의 층으로 구분하게 되는데, 이때, 상기 다수의 격벽(132)은 유입공(111)을 기준으로하여 서로 엇갈리는 위치에 관통공(132a)이 형성되면서 유입공(111)과 핫존(123)의 사이를 연결하는 순환통로(131)가 지그재그 형태의 이동경로를 이루게 된다. In addition, the partition wall 132 is provided with a plurality of different sizes and the both ends of the cover 133 and the base plate 110 while supporting the space adjacent to the inner surface of the bezel 120 including the inlet hole 111 and The space between the outlet hole 112 and the space including the heater 113 is divided into a plurality of layers, wherein the plurality of partition walls 132 are through holes at different positions based on the inlet hole 111. As the 132a is formed, the circulation passage 131 connecting the inflow hole 111 and the hot zone 123 forms a zigzag movement path.

즉, 열교환부(130)가 약 900℃ 내지 1500℃의 온도를 유지하는 핫존(123)을 감싸고 있는 베젤(120)의 내측에 배치된 상태에서 유입공(111)을 통해 반응가스가 핫존의 온도보다 매우 낮은 STC의 기화온도로 공급되는데, 이러한 반응가스가 유입공(111)과 핫존(123)을 연결하는 지그재그형태의 순환통로(131)를 통과하면서 베젤(120) 및 격벽(132)으로 전달된 열에너지를 흡수하게 되므로 베젤(120)을 냉각시키기 위하여 종래와 같이 별도의 냉각시스템을 마련하지 않아도 된다. That is, the reaction gas is the temperature of the hot zone through the inlet hole 111 while the heat exchanger 130 is disposed inside the bezel 120 surrounding the hot zone 123 maintaining the temperature of about 900 ° C to 1500 ° C. It is supplied at a much lower STC vaporization temperature, and the reaction gas passes through the zigzag circulation passage 131 connecting the inlet hole 111 and the hot zone 123 to the bezel 120 and the partition wall 132. Since the heat energy is absorbed, it is not necessary to provide a separate cooling system as in the prior art to cool the bezel 120.

아울러, 상기와 같이 핫존의 온도보다 매우 낮은 STC의 기화온도로 공급되는 반응가스가 열교환부(130)의 순환통로(131)를 통과하면서 약 500℃ 내지 900℃ 정도의 온도로 가열된 상태로 핫존(123)으로 공급되므로 핫존(123)의 온도가 반응 가스의 유입에 의해 급격하게 저하되는 것을 방지할 수 있으므로, 히터(113)의 구동량을 추가로 줄일 수 있게 된다. In addition, as described above, the reaction gas supplied at the vaporization temperature of the STC, which is much lower than the temperature of the hot zone, is heated to a temperature of about 500 ° C. to 900 ° C. while passing through the circulation passage 131 of the heat exchange unit 130. Since it is supplied to 123, the temperature of the hot zone 123 can be prevented from being rapidly lowered due to the inflow of the reaction gas, so that the driving amount of the heater 113 can be further reduced.

한편, 상술한 바와 같이 상기 순환통로(131)를 구성하는 다수의 격벽(132)들은 핫존으로 공급되는 반응 가스의 공급 온도와, 베젤(120)의 외부로 손실되는 열 량과, 격벽(132)의 재질에 따른 열교환효율 등을 고려하여 그 갯수가 조절될 수 있을 것이다.On the other hand, as described above, the plurality of partitions 132 constituting the circulation passage 131 has a supply temperature of the reaction gas supplied to the hot zone, the amount of heat lost to the outside of the bezel 120, and the partition 132 Considering the heat exchange efficiency according to the material of the number will be able to be adjusted.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described herein to various extents that can be modified.

도 1은 종래 실리콘 테트라클로라이드의 열변환반응에 의한 트리클로로실란 변환장치의 단면도,1 is a cross-sectional view of a conventional trichlorosilane conversion apparatus by thermal conversion reaction of silicon tetrachloride,

도 2는 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 사시도,2 is a perspective view of a trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention,

도 3은 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 분해사시도,3 is an exploded perspective view of a trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention,

도 4는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 정단면도,4 is a front sectional view of a trichlorosilane production apparatus by a thermal conversion reaction,

도 5는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 평단면도,5 is a plan sectional view of an apparatus for producing trichlorosilane by thermal conversion reaction,

도 6은 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 다른실시예의 부분절개 사시도, Figure 6 is a partial cutaway perspective view of another embodiment of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention,

도 7은 본 발명 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 다른실시예에 따른 분해사시도Figure 7 is an exploded perspective view according to another embodiment of the trichlorosilane production apparatus according to the thermal conversion reaction of the present invention

도 8은 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치의 다른실시예의 정단면도이다.8 is a front sectional view of another embodiment of an apparatus for producing trichlorosilane by thermal conversion reaction.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

110:베이스 플레이트, 111:유입공, 112:유출공, 113:히터, 120:베젤, 110: base plate, 111: inlet hole, 112: outlet hole, 113: heater, 120: bezel,

121:측벽, 122:덮개, 123:핫존, 130:열교환부, 131:순환통로, 132:격벽, 121: side wall, 122: cover, 123: hot zone, 130: heat exchanger, 131: circulation passage, 132: bulkhead,

132a:관통공, 140:쉴드, 141:구획벽, 142:커버132a: through-hole, 140: shield, 141: compartment wall, 142: cover

Claims (7)

베이스 플레이트;Base plate; 상기 베이스 플레이트와의 사이에 밀폐된 핫존을 형성하는 베젤;A bezel forming a sealed hot zone between the base plate and the base plate; 상기 핫존에 배치되는 히터;A heater disposed in the hot zone; 상기 핫존으로 반응 가스를 공급 및 배출하는 유입공과 유출공; 및,Inlet and outlet holes for supplying and discharging reaction gas to the hot zone; And, 상기 유입공을 통해 핫존으로 공급되는 반응 가스가 상기 베젤로 전달되는 열에너지를 흡수하여 베젤의 온도를 냉각시키는 것과 동시에 가열된 상태로 상기 핫존으로 공급되도록 상기 베젤의 내측에 형성되는 열교환부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치.A heat exchanger formed inside the bezel such that the reaction gas supplied to the hot zone through the inlet hole absorbs the heat energy transferred to the bezel to cool the temperature of the bezel and is supplied to the hot zone in a heated state. Trichlorosilane production apparatus by a thermal conversion reaction, characterized in that. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열교환부는 상기 베젤과 핫존 사이 공간을 순환하며 상기 유입공과 핫존을 연결하는 순환통로로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치.The heat exchange unit is a trichlorosilane production apparatus by the heat conversion reaction, characterized in that consisting of a circulation passage connecting the inlet hole and the hot zone circulating the space between the bezel and the hot zone. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 순환통로는 유입공을 포함하는 베젤의 내측면에 인접한 공간과 히터와 유출공을 포함하는 공간을 구분하는 격벽과, 상기 유입공을 통해 공급된 반응가스가 격벽과 베젤의 사이공간을 이동하면서 열교환을 이룬 뒤 핫존으로 공급되도록 유입공으로부터 이격 되어 상기 격벽의 판면에 형성되는 관통공을 포함하는 것을 특징으로 하는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치.The circulation passage partitions a partition separating a space adjacent to an inner surface of the bezel including an inlet hole and a space including a heater and an outlet hole, and the reaction gas supplied through the inlet hole moves between the partition wall and the bezel. And a through hole spaced apart from the inlet hole so as to be supplied to the hot zone after heat exchange, and formed on the plate surface of the partition wall. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 격벽은 유입공을 포함하는 베젤의 내측면에 인접한 공간과 히터와 유출공을 포함하는 공간의 사이를 다층으로 구분하도록 서로 크기를 갖는 두개 이상의 통형으로 마련되고, 크기가 큰 격벽의 내측으로 크기가 작은 격벽이 삽입되는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치.The partition wall is provided in two or more tubular sizes having a size to each other to divide the space adjacent to the inner surface of the bezel including the inlet hole and the space including the heater and the outlet hole in a multi-layer, and the size of the partition wall inside the large partition wall Trichlorosilane production apparatus by a thermal conversion reaction characterized in that the small partition is arranged in the form of being inserted. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 두개 이상의 격벽은 판면에 형성되는 관통공이 유입공을 기준으로 서로 엇갈리게 형성되어 공급가스의 이동경로가 전환되는 것을 특징으로 하는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치.The two or more partitions are trichlorosilane production apparatus by the heat conversion reaction, characterized in that the through-holes formed on the plate surface are formed to be staggered with each other based on the inlet hole to switch the movement path of the feed gas. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 격벽은 상측이 개구된 통형으로 이루어지고, 상기 격벽들의 상측을 마감하며 외주연부가 상기 베젤의 내측면에 밀착되는 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치.The partition wall is formed in a cylindrical shape of the upper side, the upper end of the partition wall trichlorosilane production apparatus by a heat conversion reaction characterized in that it further comprises a cover that the outer periphery is in close contact with the inner surface of the bezel. 제 6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 격벽은 설치된 위치에서 핫존으로부터 전달되는 열에너지에 의해 가열되는 온도에 대하여 내열성을 갖는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 열변환반응에 의한 트리클로로실란 제조장치.The partition wall is trichlorosilane production apparatus by a heat conversion reaction, characterized in that made of a material having a heat resistance with respect to the temperature heated by the heat energy transferred from the hot zone at the installed position.
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