多晶硅还原系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多晶硅还原系统，涉及多晶硅生产技术领域，主要目的是提供一种能够降低生产过程中无定型硅粉产生的多晶硅还原系统。本实用新型专利技术的主要技术方案为：一种多晶硅还原系统，包括：还原单元；进气单元，进气单元包括气化部、混合部和换热部，气化部连接于混合部，用于将三氯氢硅气体通入混合部，换热部包括换热器和加热器，换热器的一端连接于混合部，用于加热三氯氢硅和氢气的混合气体，另一端连接于还原单元，用于将混合气体通入还原单元，加热器连接于换热器，用于加热换热器；尾气单元，尾气单元包括冷却部和回收部，冷却部连接于还原单元，回收部连接于冷却部。本实用新型专利技术主要用于多晶硅生产。

【技术实现步骤摘要】
多晶硅还原系统
本技术涉及多晶硅生产
，尤其涉及一种多晶硅还原系统。
技术介绍
多晶硅是重要的半导体原料，目前其生产的主流工艺为改良西门子法。多晶硅还原是改良西门子法的一个重要生产环节，其原料为三氯氢硅和氢气按照一定的摩尔比混合，混合气再与还原尾气进行换热之后进入还原炉在1000-1100℃的硅芯上进行反应。反应后的还原尾气携带大量的热量，需要经过冷却后进入尾气回收系统。多晶硅制备是一个高耗能的产业，如何改进工艺降低生产成本则成为各企业是否可持续发展的重点，而各工序余热的利用又是该重点中的重点。整个多晶硅沉积过程中，随着硅棒慢慢变粗之后整个还原炉内热场的变化很大，炉内热场温度越高，原料混合气进气容易在炉腔内气相空间发生反应生成无定型硅。这样以来对原料混合气进气温度要求也会随着反应段的不同需要进行调整，但是，现有的多晶硅还原进料系统中原料混合气进气是与还原尾气进行换热的，由于还原尾气携带大量的热量，原料混合进气温度随着反应进行到中后期温度逐步上升，随着反应的进行硅芯上不断沉积多晶硅，会慢慢变粗，所需要的原料气量也会逐步增大，反应所需热量也会增加，因此需要逐步增加电流，从还原炉内出来的还原尾气温度也会逐步上升，那么还原尾气与原料混合气进气换热之后，原料进气温度也会越来越高，这样以来原料混合气进气容易在炉腔内气相空间发生反应生成无定型硅，不仅降低了多晶硅的质量和生产成本，并且，由于还原尾气的温度过高，导致还原尾气携带的大量热量也无法回收利用，从而降低了热量的利用效率。
技术实现思路
有鉴于此，本技术实施例提供一种多晶硅还原系统，主要目的是提供一种能够降低生产过程中无定型硅粉产生的多晶硅还原系统。为达到上述目的，本技术主要提供如下技术方案：本技术实施例提供了一种多晶硅还原系统，该系统包括：还原单元；进气单元，所述进气单元包括气化部、混合部和换热部，所述气化部连接于所述混合部，用于将三氯氢硅气体通入所述混合部，所述换热部包括换热器和加热器，所述换热器的一端连接于所述混合部，用于加热三氯氢硅和氢气的混合气体，另一端连接于所述还原单元，用于将所述混合气体通入所述还原单元，所述加热器连接于所述换热器，用于加热所述换热器；尾气单元，所述尾气单元包括冷却部和回收部，所述冷却部连接于所述还原单元，用于降低所述还原单元排出的尾气的温度，所述回收部连接于所述冷却部，用于回收所述尾气。进一步的，所述加热器包括供热装置、检测器和调节器，所述供热装置连接于所述换热器，所述检测器设置在所述换热器上，并且连接于所述供热装置，用于检测所述换热器的温度，所述调节器连接于所述供热装置，用于调节所述供热装置的流量。进一步的，所述供热装置为蒸汽供热装置。进一步的，所述加热器还包括回流管，所述回流管的一端连接于所述换热器，另一端连接于所述蒸汽供热装置，用于将所述换热器上的冷凝水回收至所述蒸汽供热装置中。进一步的，预热器，所述预热器的一端连接于氢气单元，另一端连接于所述混合部，用于加热氢气，并将加热的氢气通入所述混合部中。进一步的，所述换热器为直管式换热器。进一步的，所述冷却部包括冷却器和闪蒸罐，所述冷却器的一端连接于所述还原单元，用于收集所述还原单元排出的尾气，另一端连接于所述回收部，用于将所述尾气通入所述回收部，所述闪蒸罐连接于所述冷却器，用于置换所述冷却器内的尾气的温度。进一步的，精馏单元，所述精馏单元连接于所述闪蒸罐，用于接收所述闪蒸罐提供的蒸汽。与现有技术相比，本技术具有如下技术效果：本技术实施例提供的技术方案中，还原单元的作用提供三氯氢硅气体与氢气反应的场所；进气单元的作用是将三氯氢硅气体和氢气通入还原单元，进气单元包括气化部、混合部和换热部，气化部连接于混合部，用于将三氯氢硅气体通入混合部，换热部包括换热器和加热器，换热器的一端连接于混合部，用于加热三氯氢硅和氢气的混合气体，另一端连接于还原单元，用于将混合气体通入还原单元，加热器连接于换热器，用于加热换热器；尾气单元的作用是回收还原单元产生的尾气和杂质，尾气单元包括冷却部和回收部，冷却部连接于还原单元，用于降低还原单元排出的尾气的温度，回收部连接于冷却部，用于回收尾气，先将三氯氢硅液体通入气化部中，使三氯氢硅液体气化为三氯氢硅气体，并通入混合部中，再将氢气通入混合部中，对三氯氢硅气体和氢气进行混合形成混合气体，再将混合气体通入换热器中，开启加热器，加热器对换热器中的混合气体进行加热，再将加热后的混合气体通入还原单元，使氢气与三氯氢硅气体发生反应，生成硅棒，还原单元再将产生的废气通过冷却部进行冷却，最后将冷却的尾气通入回收部中，相对于现有技术，原料混合气进气是与还原尾气进行换热的，由于还原尾气携带大量的热量，原料混合进气温度随着反应进行到中后期温度逐步上升，随着反应的进行硅芯上不断沉积多晶硅，会慢慢变粗，所需要的原料气量也会逐步增大，反应所需热量也会增加，因此需要逐步增加电流，从还原炉内出来的还原尾气温度也会逐步上升，那么还原尾气与原料混合气进气换热之后，原料进气温度也会越来越高，这样以来原料混合气进气容易在炉腔内气相空间发生反应生成无定型硅，不仅降低了多晶硅的质量和生产成本，并且，由于还原尾气的温度过高，导致还原尾气携带的大量热量也无法回收利用，从而降低了热量的利用效率，本技术实施例中，通过加热器单独对换热器进行加热，通过加热器控制混合气体进入还原单元时的温度，使混合气体的温度始终处于控制范围内，从而达到减少无定型硅粉的产生的技术效果。附图说明图1为本技术实施例提供的一种多晶硅还原系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种加热器的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。如图1和图2所示，本技术实施例提供了一种多晶硅还原系统，该系统包括：还原单元1；进气单元，进气单元包括气化部2、混合部3和换热部，气化部2连接于混合部3，用于将三氯氢硅气体通入混合部3，换热部包括换热器4和加热器5，换热器4的一端连接于混合部3，用于加热三氯氢硅和氢气的混合气体，另一端连接于还原单元1，用于将混合气体通入还原单元1，加热器5连接于换热器4，用于加热换热器4；尾气单元，尾气单元包括冷却部和回收部9，冷却部连接于还原单元1，用于降低还原单元1排出的尾气的温度，回收部9连接于冷却部，用于回收尾气。本技术实施例提供的技术方案中，还原单元1的作用提供三氯氢硅气体与氢气反应的场所；进气单元的作用是将三氯氢硅气体和氢气通入还原单元1，进气单元包括气化部2、混合部3和换热部，气化部2连接于混合部3，用于将三氯氢硅气体通入混合部3，换热部包括换热器4和加热器5，换热器4的一端连接于混合部3，用于加热三氯氢硅和氢气的混合气体，另一端连接于还原单元1，用于将混合气体通入还原单元1，加热器5连接于换热器4，用于加热换热器4；尾气单元的作用是回收还原单元1产生的尾气和杂质，尾气单元包括冷却部和回收部9，冷却部连接于还原单元1，用于降低还原单元1排出的尾气的温度，回收部9连接于冷却部，用于回收尾气，先将三氯氢硅液体12通入气化部2中，使三氯氢硅液体12气化为三氯氢硅气体，并通入混合部3中，再将氢气通入混合部3中，对三氯氢硅气体和氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多晶硅还原系统，其特征在于，包括：还原单元；进气单元，所述进气单元包括气化部、混合部和换热部，所述气化部连接于所述混合部，用于将三氯氢硅气体通入所述混合部，所述换热部包括换热器和加热器，所述换热器的一端连接于所述混合部，用于加热三氯氢硅和氢气的混合气体，另一端连接于所述还原单元，用于将所述混合气体通入所述还原单元，所述加热器连接于所述换热器，用于加热所述换热器；尾气单元，所述尾气单元包括冷却部和回收部，所述冷却部连接于所述还原单元，用于降低所述还原单元排出的尾气的温度，所述回收部连接于所述冷却部，用于回收所述尾气。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅还原系统，其特征在于，包括：还原单元；进气单元，所述进气单元包括气化部、混合部和换热部，所述气化部连接于所述混合部，用于将三氯氢硅气体通入所述混合部，所述换热部包括换热器和加热器，所述换热器的一端连接于所述混合部，用于加热三氯氢硅和氢气的混合气体，另一端连接于所述还原单元，用于将所述混合气体通入所述还原单元，所述加热器连接于所述换热器，用于加热所述换热器；尾气单元，所述尾气单元包括冷却部和回收部，所述冷却部连接于所述还原单元，用于降低所述还原单元排出的尾气的温度，所述回收部连接于所述冷却部，用于回收所述尾气。2.根据权利要求1所述的多晶硅还原系统，其特征在于，所述加热器包括供热装置、检测器和调节器，所述供热装置连接于所述换热器，所述检测器设置在所述换热器上，并且连接于所述供热装置，用于检测所述换热器的温度，所述调节器连接于所述供热装置，用于调节所述供热装置的流量。3.根据权利要求2所述的多晶硅还原系统，其特征在于，所述供热装置为蒸汽供热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张金宝，方仕林，鲁瑞尧，隋宝勋，
申请(专利权)人：新疆合晶能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：新疆,65