一种多晶硅还原炉停炉冷却方法及多晶硅还原炉冷却系统技术方案

本发明专利技术涉及多晶硅生产技术领域，公开了一种多晶硅还原炉停炉冷却方法及多晶硅还原炉冷却系统。多晶硅还原炉停炉冷却方法是利用被加热后的冷却气体对多晶硅还原炉进行吹扫，冷却气体在多个硅棒之间定向流动并从还原炉周围散逸同时带走热量。冷却气体的温度高于环境温度并低于还原炉中部的硅棒温度。这样经过预热的冷却气体与硅棒或者炉内部件的温差较小(相对环境气体)，在冷却过程中不容易产生炸裂。并且冷却气体的吹扫使得硅棒之间具有较快的气体流动，有利于冷却气体从还原炉中部的硅棒之间带走热量。多晶硅还原炉冷却系统包括了非接触式测温仪、加热装置、空气抽运泵、吹气装置以及连通以上各装置的管道。

The cooling method of a polysilicon reduction furnace and the cooling system of the polysilicon reduction furnace

The invention relates to the technical field of polysilicon production, and discloses a cooling method for the stopping furnace of a polysilicon reduction furnace and a cooling system of the polysilicon reduction furnace. Polysilicon reduction furnace stopping cooling method is the use of cooling gas was heated for polysilicon reducing furnace purge, cooling gas between a plurality of silicon rod and directional flow from the surrounding heat dissipation and reduction furnace. The temperature of the cooling gas is higher than that of the ambient temperature and is lower than the temperature of the silicon rod in the middle of the reduction furnace. After cooling gas preheating furnace with silicon rod or parts of the small temperature difference (relative environmental gas), is not easy to generate crack during the cooling process. And the blowing of the cooling gas makes the silicon rods flow rapidly between the rods, which is beneficial to the cooling gas to take away the heat from the silicon rods in the middle of the reduction furnace. The cooling system of the polysilicon reduction furnace consists of a non-contact temperature measuring instrument, a heating device, an air pumping pump, a blowing device, and a pipe connected to each of the above devices.

【技术实现步骤摘要】
一种多晶硅还原炉停炉冷却方法及多晶硅还原炉冷却系统
本专利技术涉及一种多晶硅生产领域，且特别涉及一种多晶硅还原炉停炉冷却方法及多晶硅还原炉冷却系统。
技术介绍
目前，多晶硅还原炉停炉后，一般先采用氮气置换还原炉钟罩内物料气体，再打开还原炉钟罩，将硅棒暴露在室内环境中自然冷却到一定的温度再进行卸炉及后续作业。这种利用硅棒与环境的温度梯度得到降温的方法，是静态冷却，热对流效果不明显，且冷却时间较长。其次，由于一些多晶硅还原炉内硅棒分布较为密集，内环硅棒处无流动空气，热量难以传递。再者，当炉内硅棒和电极处绝缘部件在常规冷却方式下容易造成结构骤冷炸裂，增加后续作业风险以及物耗。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多晶硅还原炉停炉冷却方法，此方法可以使多晶硅还原炉在停炉后，其内部的部件和硅棒能够较快冷却且不易发生骤冷炸裂的现象。本专利技术的另一目的在于提供一种多晶硅还原炉冷却系统，以在多晶硅还原炉停炉后对其内部的硅棒和部件进行较快冷却，且不易使硅棒或者炉内部件因骤冷而炸裂，提高了生产效率，保证了生产安全。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。一种多晶硅还原炉停炉冷却方法，其包括：在多晶硅还原炉钟罩取下的情况下，将冷却气体通入还原炉内，使冷却气体在多个硅棒之间定向流动并从还原炉周围散逸同时带走热量；其中，冷却气体的温度高于环境温度，冷却气体的温度低于最靠近多晶硅还原炉中部的硅棒的温度。在本专利技术的一种实施例中，上述多晶硅还原炉停炉冷却方法中的冷却气体由多晶硅还原炉的中部向四周吹扫。在本专利技术的一种实施例中，上述多晶硅还原炉停炉冷却方法还包括加热步骤，加热步骤包括对还未进入多晶硅还原炉的冷却气体进行加热。在本专利技术的一种实施例中，上述多晶硅还原炉停炉冷却方法还包括净化步骤，净化步骤包括使用过滤器对还未进入多晶硅还原炉的冷却气体进行过滤净化。在本专利技术的一种实施例中，上述多晶硅还原炉停炉冷却方法中的冷却气体通入多晶硅还原炉时的温度比多晶硅还原炉内最靠近中部的硅棒温度低10℃以上。在本专利技术的一种实施例中，上述多晶硅还原炉停炉冷却方法中经过加热的冷却气体通过管道输送到多晶硅还原炉，管道的端部连通吹气装置，吹气装置为管状，吹气装置的一端连通管道，吹气装置的侧壁设置有喷头，吹气装置沿竖直方向插入到多晶硅还原炉中部，并由多晶硅还原炉的中心向外侧吹气。在本专利技术的一种实施例中，上述多晶硅还原炉停炉冷却方法中的冷却气体通过管道输送到多晶硅还原炉，管道上设置加热装置，冷却方法包括利用测温仪检测多晶硅还原炉内最靠近中心的硅棒温度，并将测温仪与控制器电连接，控制器与加热装置电连接，控制器根据硅棒温度数据并控制加热装置的加热温度始终低于硅棒温度。本专利技术还提供一种多晶硅还原炉冷却系统，其包括空气抽运泵、加热装置以及吹气装置，空气抽运泵、加热装置以及吹气装置通过管道连通，吹气装置用于在多晶硅还原炉中由内向外吹送冷却气体；吹气装置包括围成腔体的侧壁，侧壁上设置有用于将吹气装置内的冷却气体喷出的喷头。在本专利技术的一种实施例中，上述多晶硅还原炉冷却系统的吹气装置为管状，吹气装置的一端与管道连通，吹气装置的另一端封闭；多个喷头在吹气装置的长度方向上间隔排列设置。在本专利技术的一种实施例中，上述多晶硅还原炉冷却系统还包括控制器和测温仪，加热装置与测温仪分别与控制器电连接，测温仪用于检测多晶硅还原炉中硅棒的温度；控制器能够根据测温仪反馈的温度信息，控制加热装置的功率以调节通入多晶硅还原炉的冷却气体的温度。本专利技术实施例的多晶硅还原炉停炉冷却方法及多晶硅还原炉冷却系统的有益效果是：本专利技术实施例的冷却方法是利用被加热后的冷却气体对多晶硅还原炉进行吹扫，冷却气体在多个硅棒之间定向流动并从还原炉周围散逸同时带走热量。冷却气体的温度高于环境温度并低于还原炉中部的硅棒温度。这样经过预热的冷却气体与硅棒或者炉内部件的温差较小(相对环境气体)，在冷却过程中不容易产生炸裂。并且冷却气体的吹扫使得硅棒之间具有较快的气体流动，有利于冷却气体从还原炉中部的硅棒之间带走热量。冷却气体在硅棒间定向流动也可以防止环境气体在一些扰动下灌入到硅棒之间，造成骤冷炸裂。本专利技术实施例的多晶硅还原炉冷却系统包括了加热装置、空气抽运泵、吹气装置以及连通以上各装置的管道，空气抽运泵给冷却气体的输送提供动力，加热装置对冷却气体进行加热，被加热的冷却气体能够通过吹气装置排入到多晶硅还原炉内进行冷却。多晶硅还原炉冷却系统可以给多晶硅还原炉提供加热后的冷却气体，该冷却气体相较于环境气体温度较高，能够避免因骤冷而造成硅棒或炉内部件炸裂。并且多晶硅还原炉内硅棒间的气体定向流动，可以加快热量交换的速率。该冷却系统可以使多晶硅还原炉即安全又快速地冷却。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。图1为本专利技术实施例1中多晶硅还原炉冷却系统在使用状态下的示意图；图2为本专利技术实施例1中吹气装置的结构示意图。图标：100-多晶硅还原炉冷却系统；110-空气抽运泵；120-过滤器；130-加热装置；140-吹气装置；142-喷头；150-管道；160-控制器；170-测温仪；180-硅棒。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的多晶硅还原炉停炉冷却方法及多晶硅还原炉冷却系统进行具体说明。一种多晶硅还原炉停炉冷却方法，其包括：在多晶硅还原炉停炉后，生产气氛被氮气置换掉，打开还原炉的钟罩。利用空气抽运泵将冷却气体通过管线送入到过滤器中进行过滤。根据环境空气质量可以采用初效过滤器、中效过滤器、高效过滤器或者叠加使用。通过设置过滤器保证冷却气体的洁净度维持在一个较高的水平，可以防止硅棒受到冷却气体的污染。在一些环境空气质量较好的地方，也可以省略过滤器。经过过滤的冷却气体通过管道进入到加热装置内被加热，加热装置可以是热风炉、电加热炉等。检测多晶硅还原炉内的最靠近中部的硅棒温度，使加热装置将冷却气体的温度控制为高于环境温度但低于该硅棒温度。为了保持较好的冷却效果同时保证炉内部件和硅棒不容易发生骤冷崩坏，本专利技术实施例中将温度控制在低于硅棒温度10℃～30℃的区间内。应当理解，这个温度区间可以根据具体情况进行调整，但不应该低于环境温度，当环境温度位于该温度区间时，可以不必对冷却气体进行加热。被加热的冷却气体被管道输送至吹气装置，通过吹气装置将冷却气体排入还原炉内。吹气装置为管状，其侧壁开设有多个喷头。多个喷头绕吹气装置的周侧设置形成一个组，使其可以向吹气装置的四周吹气。在吹气装置的长度方向上设置有多组喷头。在对多晶硅还原炉进行冷却时，吹气装置竖直地置于还原炉中部，其被周围的多个硅棒包围。此时冷却气体从喷头喷出，向四周扩散并从还原炉的最外围散逸出去。冷却气体在这样的定向流动下，使得环境空气难以回灌入硅棒之间，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多晶硅还原炉停炉冷却方法，其特征在于，其包括：在多晶硅还原炉钟罩取下的情况下，将冷却气体通入还原炉内，使所述冷却气体在多个硅棒之间定向流动并从还原炉周围散逸同时带走热量；其中，所述冷却气体的温度高于环境温度，所述冷却气体的温度低于最靠近多晶硅还原炉中部的硅棒的温度。

【技术特征摘要】
1.一种多晶硅还原炉停炉冷却方法，其特征在于，其包括：在多晶硅还原炉钟罩取下的情况下，将冷却气体通入还原炉内，使所述冷却气体在多个硅棒之间定向流动并从还原炉周围散逸同时带走热量；其中，所述冷却气体的温度高于环境温度，所述冷却气体的温度低于最靠近多晶硅还原炉中部的硅棒的温度。2.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉停炉冷却方法，其特征在于，所述冷却气体由所述多晶硅还原炉的中部向四周吹扫。3.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉停炉冷却方法，其特征在于，所述冷却方法还包括加热步骤，所述加热步骤包括对还未进入所述多晶硅还原炉的所述冷却气体进行加热。4.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉停炉冷却方法，其特征在于，所述冷却方法还包括净化步骤，所述净化步骤包括使用过滤器对还未进入所述多晶硅还原炉的所述冷却气体进行过滤净化。5.根据权利要求1-4中任一项所述的多晶硅还原炉停炉冷却方法，其特征在于，所述冷却气体通入所述多晶硅还原炉时的温度比所述多晶硅还原炉内最靠近中部的硅棒温度低10℃以上。6.根据权利要求1所述的多晶硅还原炉停炉冷却方法，其特征在于，经过加热的冷却气体通过管道输送到所述多晶硅还原炉，所述管道的端部连通吹气装置，所述吹气装置为管状，所述吹气装置的一端连通所述管道，所述吹气装置的侧壁设置有喷头，所述吹气装置沿竖直方向插入到所述多晶硅还原炉中部，并由所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁小海，唐国强，王生红，蔡延国，宗冰，王体虎，
申请(专利权)人：亚洲硅业青海有限公司，
类型：发明
国别省市：青海,63