一种多晶硅还原装置制造方法及图纸

一种多晶硅还原装置，包括至少两台多晶硅还原炉，所述多晶硅还原炉为多级串联连接，或并联后再多级串联连接，所述多级为至少两级，每级设有至少一台多晶硅还原炉。本实用新型专利技术的有益效果是，1、省略了换热装置和冷凝装置，或大大减少了换热装置和冷凝装置以及尾气分离冷冻回收装置的数量或功率，极大减少了固定资产的投资和对土地的占用，并节约了该部分装置的能量消耗及运行费用。2、热能得到充分利用，节能环保。3、尾气量大大减少。4、原料经过充分反应，产得率提高，产能提高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多晶硅的生产设备，尤其是一种用于生产多晶硅的多晶硅还原装直O
技术介绍
随着科技的发展，太阳能光伏产业和半导体工业的发展也越来越迅猛。作为太阳能光伏产业以及半导体工业主要的原料的多晶硅，其工业需求也是越来越大。目前，业界生产多晶硅的方法有多种，其中较为常见的是氢还原法。其是把提纯好的三氯氢硅和净化好的氢气作为原料，通入到反应容器内，在高温、加压环境下，两者在反应容器内发生化学反应，形成多晶硅，并沉积在反应容器内的发热体上。随着化学反应的继续，沉积在发热体上的多晶硅越来越多，逐渐的将发热体全部覆盖，变成一根外表包裹着多晶硅的棒状体，俗称硅棒。反应容器内的化学反应将继续进行，多晶硅也会继续沉积在硅棒上，使得硅棒的直径逐渐加大，直到最后达到预定的直径尺寸，停止反应容器内的化学反应。业界通常使用多晶硅还原炉，作为实施上述化学反应的反应容器。其自身的性能好坏，对其生产的多晶硅的品质有着重大的影响。通常其包括有底座以及与底座连接的炉体，并且一般是多台并联式的还原装置。现有还原装置主要问题是，还原气体在炉内达到还原温度，并进行还原结晶，同时大量的加热气体(SiHC13)伴随高温生成的SiC14从尾气中排出，由于沉积过程太短，造成一次性实收率低下、尾气中的能量白白损耗、能耗和尾气量都很大，并且这些未还原为固态多晶硅的尾气还需耗用大量的冷媒来进行冷却回收，造成冷却系统投资加大，运行成本增大。以如图1所示一种传统多晶硅还原装置，为两台多晶硅还原炉1并联，其尾气需经换热装置散热降温，再经过冷凝器冷凝，最后尾气分离冷冻回收，该装置既损失了尾气中的热能，又需要增设换热装置、冷凝装置和尾气分离冷冻回收装置，能耗高、产能低及投资大。
技术实现思路
为了克服现有业界使用的多晶硅还原炉成本高、能耗量巨大、产量低的问题，本技术提供一种多晶硅还原装置，以达到降低生产成本，减小能耗，提高生产效率的目的。本技术的技术方案如下一种多晶硅还原装置，包括至少两台多晶硅还原炉，所述多晶硅还原炉为多级串联连接，或并联后再多级串联连接，所述多级为至少两级，每级设有至少一台多晶硅还原炉，所述多晶硅还原装置每级的多晶硅还原炉设有的数量逐级减少。优选的，所述多晶硅还原装置为4级，所述第一级并联4台所述多晶硅还原炉，第二级并联3台所述多晶硅还原炉，第三级并联2台所述多晶硅还原炉，第四级为1台所述多晶硅还原炉，所述第一级4台所述多晶硅还原炉的出气口汇总后分别与所述第二级的3台所述多晶硅还原炉的进气口连通，所述第二级3台所述多晶硅还原炉的出气口汇总后分别与所述第三级的2台所述多晶硅还原炉的进气口连通，所述第三级2台所述多晶硅还原炉的出气口汇总后与所述第四级的1台所述多晶硅还原炉的进气口连通。优选的，所述多晶硅还原装置为4级，所述第一级并联6台所述多晶硅还原炉，第二级并联4台所述多晶硅还原炉，第三级并联2台所述多晶硅还原炉，第四级为1台所述多晶硅还原炉，所述第一级6台所述多晶硅还原炉的出气口汇总后分别与所述第二级的4台所述多晶硅还原炉的进气口连通，所述第二级4台所述多晶硅还原炉的出气口汇总后分别与所述第三级的2台所述多晶硅还原炉的进气口连通，所述第三级2台所述多晶硅还原炉的出气口汇总后与所述第四级的1台所述多晶硅还原炉的进气口连通。本技术的有益效果是，1、省略了换热装置和冷凝装置，或大大减少了换热装置和冷凝装置以及尾气分离冷冻回收装置的数量或功率，极大减少了固定资产的投资和对土地的占用，并节约了该部分装置的能量消耗及运行费用。2、热能得到充分利用，节能环保。3、尾气量大大减少。4、原料经过充分反应，产得率提高，产能提高。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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技术的一些实施例，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为一种传统的多晶硅还原装置的结构示意图；图2为本技术公开的一种多晶硅还原装置的结构示意图。图中的数字或字母所代表的相应部件的名称1、多晶硅还原炉 14、进气口 15、出气口 2、换热装置 3、冷凝装置 4、尾气回收装置具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例1，如图2所示，本技术涉及的一种用于生产多晶硅的多晶硅还原装置，包括10台多晶硅还原炉1，所述多晶硅还原炉1为并联后再4级串联连接，所述多晶硅还原装置每级的多晶硅还原炉1设有的数量逐级减少，即所述第一级并联4台所述多晶硅还原炉1，第二级并联3台所述多晶硅还原炉1，第三级并联2台所述多晶硅还原炉1，第四级为1台所述多晶硅还原炉1，所述第一级4台所述多晶硅还原炉1的出气口 14汇总后分别与所述第二级的3台所述多晶硅还原炉1的进气口 15连通，所述第二级3台所述多晶硅还原炉1的出气口 14汇总后分别与所述第三级的2台所述多晶硅还原炉1的进气口 15连通，所述第三级2台所述多晶硅还原炉1的出气口 14汇总后与所述第四级的1台所述多晶硅还原炉1的进气口 1连通。第四级的多晶硅还原炉1的出气口 15依次连接换热装置2、 冷凝装置3和尾气回收装置4。工作原理是，先把提纯好的三氯氢硅和净化好的氢气作为原料，通入到第一级的4 台多晶硅反应炉1内，在高温、加压环境下，两者在4台多晶硅反应炉1内发生化学反应，形成多晶硅，并沉积在4台多晶硅反应炉1内的发热体上。随着化学反应的继续，沉积在发热体上的多晶硅越来越多，逐渐的将发热体全部覆盖，变成一根外表包裹着多晶硅的棒状体， 俗称硅棒。同时大量的加热气体(SiHC13)伴随高温生成的SiC14从4台多晶硅反应炉1的出气口 14中排出，并通过管道输送到第二级的3台多晶硅还原炉1中，同样的化学反应继续在第二级的3台多晶硅还原炉1中进行，同理，剩余的加热气体(SiHC13)伴随高温生成的SiC14从3台多晶硅反应炉1的出气口 14中排出，并通过管道输送到第三级的2台多晶硅还原炉1中，继续反应，并最后进入第四级的1台多晶硅还原炉1中进行最后的化学反应之后，进入换热装置2、能领装置3和尾气回收装置4进行降温、冷凝和分离回收，此时，经过 4级多晶硅还原炉1的逐级反应消耗，尾气的量显著降低，大大降低了后续处理设备的容量和能耗，另外，原料气体经过多级反应，实质是大大增加了还原反应的时间、反应面积和路径，使得原料的产得率也大大提高，随着总共10台多晶硅反应炉1内的化学反应进行，多晶硅也会继续沉积在硅棒上，使得硅棒的直径逐渐加大，直到最后达到预定的直径尺寸，停止反应容器内的化学反应。同时，不再需要在每一台多晶硅还原炉1后装设换热装置2、能领装置3和尾气回收装置4，而仅仅只需要在末级装设一套，大大的减少了固定资产投资和节约了土地，同时减少相应设备的能耗和运行维护费用。实施例2，其余与实施例1相同，不同之处在于，所述多晶硅还本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种多晶硅还原装置，其特征在于，包括至少两台多晶硅还原炉，所述多晶硅还原炉为多级串联连接，或并联后再多级串联连接，所述多级为至少两级，每级设有至少一台多晶硅还原炉，所述多晶硅还原装置每级的多晶硅还原炉设有的数量逐级减少。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅还原装置，其特征在于，包括至少两台多晶硅还原炉，所述多晶硅还原炉为多级串联连接，或并联后再多级串联连接，所述多级为至少两级，每级设有至少一台多晶硅还原炉，所述多晶硅还原装置每级的多晶硅还原炉设有的数量逐级减少。2.根据权利要求1所述的多晶硅还原装置，其特征在于，所述多晶硅还原装置为4级， 所述第一级并联4台所述多晶硅还原炉，第二级并联3台所述多晶硅还原炉，第三级并联2 台所述多晶硅还原炉，第四级为1台所述多晶硅还原炉，所述第一级4台所述多晶硅还原炉的出气口汇总后分别与所述第二级的3台所述多晶硅还原炉的进气口连通，所述第二级 3台所述多晶硅还原炉的出气口汇总后分别与所述第三级的2台所述多晶硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春龙，
申请(专利权)人：王春龙，
类型：实用新型
国别省市：32