一种高效生产多晶硅的还原装置及工艺制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高效生产多晶硅的还原装置及工艺，该装置包括物料混合系统、物料汽化系统及氯硅烷还原生成多晶硅的系统。其中物料混合系统包括三氯氢硅和二氯二氢硅进料调节阀及物料混合器，在还原工程中不同阶段，调整二氯二氢硅的比例。汽化系统是以1MPa的蒸汽作为热源，将二氯二氢硅、三氯氢硅及氢气汽化为0.9‑1MPa的混合气体。多晶硅生成系统主要是指CVD还原炉，其主要由底盘和炉筒两部分组成，还原炉底盘上分布有电极、进料喷嘴以及出气口，通过调整喷嘴的布置。本发明专利技术通过优化的喷嘴布置，在还原过程的不同阶段，调整二氯二氢硅的比例，物料量大小，电流增加量等，在保证还原过程稳定运行的前提下，达到提高硅的沉积速率，降低还原电耗的目的。

A Reduction Device and Technology for High Efficiency Production of Polycrystalline Silicon

The invention discloses a reduction device and process for producing polycrystalline silicon with high efficiency. The device comprises a material mixing system, a material vaporization system and a system for reducing chlorosilane to produce polycrystalline silicon. The material mixing system includes trichlorosilane and dichlorosilane feed control valves and material mixers. The proportion of dichlorosilane is adjusted at different stages of reduction engineering. The vaporization system uses 1MPa steam as the heat source, which vaporizes dichlorodihydrosilicon, trichlorohydrosilicon and hydrogen into a mixture of 0.9 1MPa. Polycrystalline silicon generation system mainly refers to CVD reduction furnace, which mainly consists of chassis and hearth. There are electrodes, feeding nozzles and outlets on the chassis of reduction furnace, and the arrangement of nozzles is adjusted. By optimizing the nozzle arrangement, adjusting the proportion of dichlorodihydrosilicon, the amount of material and the increase of current in different stages of the reduction process, the invention can improve the deposition rate of silicon and reduce the reduction power consumption on the premise of ensuring the stable operation of the reduction process.

【技术实现步骤摘要】
一种高效生产多晶硅的还原装置及工艺
本专利技术属于多晶硅生产领域，具体为一种高效生产多晶硅的还原装置及工艺。
技术介绍
我国多晶硅工业化始于上世纪50年代，于21世纪初迅速发展，随着科技创新和技术进步，多晶硅行业竞争越演越烈，如何降低多晶硅的生产成本，提高多晶硅的生产效率，是立足于多晶硅行业的关键。还原工序是多晶硅生产过程中最重要的一个环节，该工序的核心设备为CVD还原炉，该炉型在多晶硅沉积过程中对温场、流场的控制要求很高，需要保证多晶硅沉积过程的均匀性，否则就会发生“雾化”、“接地”、甚至“倒炉”等情况。如何使还原过程稳定高效的运行，是多晶硅行业一直都在探索的问题。传统的多晶硅生产工艺是将三氯氢硅提纯，然后和氢气混合后进入到还原炉内，在高温条件下进行反应，制备多晶硅。后来人们发现，三氯氢硅中含有少量的二氯二氢硅能够促进该还原反应的进行，由于二氯二氢硅的活性较高，能够使该还原反应进行的更快，且消耗的能量更少；但是，如果二氯二氢硅的含量太高，当炉内的空间温度达到一定时，还原生成的硅就没有在硅棒表面沉积，而是在发生了空间反应，漂浮在炉内，生成了不定型硅，这种形态的硅呈粉末状，会通过尾气口本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效生产多晶硅的还原装置，其特征在于：包括依次连接的物料混合系统、物料汽化系统及还原生成多晶硅的系统；其中物料混合系统包括三氯氢硅进料系统（1）、二氯二氢硅进料系统（2）及物料混合器（3）；物料汽化系统包括蒸汽加热系统（6）及物料汽化器（7）；物料混合器（3）与物料汽化器（7）之间还设有氢气进料系统（4）；还原生产多晶硅的系统包括还原炉，还原炉包括底盘和炉筒，其中底盘为36对电极（9），36对电极沿底盘圆心向底盘外围方向依次设置6对、12对和18对共3环，底盘上还设有19个喷嘴（8），其中1个喷嘴位于底盘圆心处，6个喷嘴分布于第二环12对电极之间，12个喷嘴分布于最外环的18对电极之间...

【技术特征摘要】
1.一种高效生产多晶硅的还原装置，其特征在于：包括依次连接的物料混合系统、物料汽化系统及还原生成多晶硅的系统；其中物料混合系统包括三氯氢硅进料系统（1）、二氯二氢硅进料系统（2）及物料混合器（3）；物料汽化系统包括蒸汽加热系统（6）及物料汽化器（7）；物料混合器（3）与物料汽化器（7）之间还设有氢气进料系统（4）；还原生产多晶硅的系统包括还原炉，还原炉包括底盘和炉筒，其中底盘为36对电极（9），36对电极沿底盘圆心向底盘外围方向依次设置6对、12对和18对共3环，底盘上还设有19个喷嘴（8），其中1个喷嘴位于底盘圆心处，6个喷嘴分布于第二环12对电极之间，12个喷嘴分布于最外环的18对电极之间。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述6个喷嘴分布于第二环12对电极之间时，每两对电极之间设置一个喷嘴。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述12个喷嘴分布于最外环的18对电极之间时，18对电极分为6组，每组3对电极，且3对电极之间设有2个喷嘴。4.采用权利要求1-3任意一项所述装置生产多晶硅的还原工艺，其特征在于，包括以下步骤：1）在还原炉底盘的电极上安装硅棒，合上还原炉筒，并进行气密检测，合格后进行打压，空烧，升压准备工作，待电流为170-200A时开始通入物料，开始还原反应；2）还原反应运行初期，通过控制电流为30-35A/h的速度增加，使硅棒表面的温度在1200℃-...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾浩，高长昆，左昭贵，高明，陈静，
申请(专利权)人：中国南玻集团股份有限公司，宜昌南玻硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42