本发明专利技术涉及一种用于在流化床反应器中制造颗粒状多晶硅的方法，所述方法包括：借助在被加热到600-1200℃温度的流化床中的进料的流化气体流化硅颗粒，加入含硅反应气体以及在硅颗粒上沉积硅，借此形成颗粒状多晶硅，随后将多晶硅从反应器中移除，并还移除废气。该方法的特征为所移除的废气用于加热流化气体或反应气体，或用于加热热交换器中的冷却水流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种。
技术介绍
多晶体硅颗粒，或简称多晶硅颗粒，是西门子方法所制造的多晶硅的替代品。然 而，在西门子方法中，多晶硅以圆柱体硅棒产生，这使其在进一步加工前必须以耗时且成本 高昂的方式粉碎成所谓的碎片多晶硅，并且可能还需要净化；多晶硅颗粒具有粒状产品特 性且可直接作为原料使用，例如，用于光伏和电子工业的单晶生产。 多晶娃颗粒是在流化床反应器中制造的。其是如下实施：借助流化床中的气流，使 硅颗粒流化，其中所述流化床借助加热器加热至高温。通过添加含硅反应气体，在热颗粒表 面进行热解反应。在此过程中，元素硅在硅颗粒上沉积且单个颗粒的直径增大。由于规律 地取出已经长大的颗粒并加入较小的硅颗粒作为种子颗粒（在后文中称为"种子"），所以 该方法具有所有与其相关的优势且可被持续操作。作为含硅反应气体，描述了硅-卤素化 合物（例如氯硅烷或溴硅烷），单硅烷（SiH4)，以及这些气体和氢气的混合物。例如，由US 4786477A公开了此类沉积方法及其设备。 在含有硅烷（SiHnX4n其中X=卤素，η= 0-4)的流化床反应器中，硅的沉积通常 在600°C至1200°C之间的温度下发生。为了清洁和/或进一步的加工，原料气流必须被加 热，废气气流和固体产品（多晶颗粒）必须被冷却。因为在多晶硅的生产中生产成本变得愈发重要，所以节约热能是所希望的。在此 方面，现有技术已经有所建议。US6827786B2公开了一种用于制造颗粒状多晶硅的反应器，包括：加热区，其处 于反应区下方，且具有通过一个或多个加热器加热的一个或多个管；容许硅颗粒在加热区 和反应区之间来回脉冲的机械装置，其中该机械装置包括用于将不含硅的气体引入到加热 区的单独入口，用于将含硅气体引入到反应区的单独入口，以及将不含硅的气体加热至反 应温度的加热装置。已知可以通过加热引入的硅烷借助热交换器从分岔排出的颗粒回收热 量。然而，问题是如果壁温度太高，含硅气体会导致壁沉积物的形成。通过与含硅气体直接 接触，所述颗粒也可对其释放热量。US2011212011A1公开了一种用于制造多晶硅颗粒的方法，其中废气热量借助热 交换器用于加热种子颗粒。US2012207662A1公开了一种用于制造多晶体硅的反应器（西门子方法，圆柱体 硅棒），其中借助用于反应器冷却的冷却剂来回收热量。通过使用温度高于冷却剂沸点的热 水并降低热水压力，由此一些热水以蒸汽形式从反应器中排出，并作为其他用途的热源使 用。本专利技术的目的就是解决所述问题。
技术实现思路
所述问题是通过一种在流化床反应器中来解决的， 该方法包括：借助在被加热到600-1200°C的温度的流化床中的进料的流化气体流化硅颗 粒，加入含硅反应气体以及在硅颗粒上沉积硅，由此形成颗粒状多晶硅，随后将多晶硅从反 应器中移除，并且还移除废气，其中所移除的废气用于加热流化气体或反应气体，或用于在 热交换器中加热水介质。 优选地，作为流化气体，使用H2、N2、Ar或SiCl4。含娃反应气体优选为硅烷 (SiH4nCln，η= 0-4)或硅烷与H2、N2、Ar或 31(：14的混合物。 优选地，被加热的水介质用于产生电或产生蒸汽，或用于加热具有低于所加热的 水介质的温度的其他介质。优选地，废气在热交换器中加热冷却水流，冷却水流随后用于产 生电或用于加热具有较低温度的介质，或随后蒸发。 优选地，被移除的废气用于加热流化气体或反应气体，以及用于在热交换器中加 热冷却水流。 此外，优选地，移除的颗粒状多晶硅用于加热流化气体。出于此目的，特别优选地，在容器中或导管中，流化气体围绕颗粒状多晶硅流动， 在此过程中，热量以直接接触释放给流化气体。 同样地，废气优选用于加热硅颗粒，其中该热交换是通过以下方式实施的：在容器 或导管中废气围绕硅颗粒流动，并且在此过程中，硅颗粒以直接接触从废气中吸热。 在优选的实施方式中，废气加热两种进料气流，也就是流化气体和反应气体，其中 使用两个热交换器。 作为热交换器，双联管热交换器或管束热交换器是优选的。 通过废气从反应器排出的热量可用于加热一种或多种原料气流以及其他种子材 料。 因为废气流还包含粉尘状硅，其在热交换器中有形成壁沉积物的趋势，所以在选 择热交换器时，优选具有大流量横截面的设备。当利用废气加热反应气体时，双联管热交换 器或管束热交换器是特别适宜的。 废气热量可通过使废气流经存在种子颗粒的容器而被利用，其结果是种子颗粒被 加热。可以选择使用导管来代替容器，所有物料流通过导管直接接触，而且通过导管它们尤 其以逆向流动。 因此，本专利技术提供利用废气热量以加热原料气体或产生蒸汽。此外，本专利技术提供利 用颗粒用于形成蒸汽。 已发现，与利用颗粒的废气热量相比，利用废气热量用于加热介质或用于产生蒸 汽可对方法的能量效率做出更显著的贡献。 下文将通过参考实施例和参考图1至4描述本专利技术。 所用的附图标记的清单 1原料气流1 2原料气流2 3热交换器1 4热交换器2 5流化床反应器 6反应器废气 7种子 8产品颗粒 9冷却水【附图说明】 图1示意性地显示了在流化床反应器中如何将废气用于加热原料气流。 图2示意性地显示了在流化床反应器中如何将废气用于加热种子颗粒。 图3示意性地显示了在流化床反应器中如何将产品颗粒用于加热流化气体。 图4示意性地显示了在流化床反应器中如何将废气用于加热冷却水。【具体实施方式】 实施例 涉及一种用于从三氯硅烷沉积硅的流化床方法，其中使用氏作为辅气（流化气 体）。 该沉积方法在1000°C的温度及6bar(abs)的压力下进行。H2的物料流为 24. 66kg/h。[当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于在流化床反应器中制造颗粒状多晶硅的方法，包括：借助被加热到600‑1200℃温度的流化床中的进料的流化气体流化硅颗粒，加入含硅反应气体以及在所述硅颗粒上沉积硅，借此形成颗粒状多晶硅，随后将所述多晶硅从所述反应器中移除，并还移除废气，其中所移除的废气用于加热流化气体或反应气体，或用于在热交换器中加热水介质。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·佩德龙，
申请(专利权)人：瓦克化学股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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