【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多晶硅生产，特别是一种多晶硅高效生产工艺装置及方法。
技术介绍
1、目前国际上生产多晶硅的主要工艺有改良西门子法、硅烷流化床法。其中改良西门子法是主流的生产方法，其原理就是在1100℃左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅，生成多晶硅沉积在硅芯上。改良西门子工艺是在传统的西门子工艺的基础上，同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量h2、hcl、sicl4等副产物以及大量副产热能的配套工艺，实现了生产过程的闭路循环生产。
2、但改良西门子法还原炉生产多晶硅也存在一些问题：
3、1、生产过程具有周期性，即硅芯启炉阶段-si还原沉积阶段-硅棒停出炉阶段，周期时间长。
4、2、核心部分“si还原沉积阶段”的控制是一个难题，在生产过程中，还原炉炉内浑浊、雾化导致硅棒质量不佳。
5、3、大型还原炉进行高纯多晶硅生产的技术普遍还存在电耗高、沉积速率低、产品外观差等问题。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是生产周期长、产品质量不佳且生产成本高。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种多晶硅高效生产工艺装置，包括通过管道依次连接的静态混合器、进气加热器和还原炉，还原炉的底盘上设置有三圈电极，通一圈的电极串联布置，底盘上罩设有炉筒，底盘上布置有直喷式进气喷嘴，进气喷嘴布置有两圈。
3、优选的，所述电极成对布置，所述进气喷嘴布置于成对的所述电机之间，所述进气喷嘴的两圈与所
4、优选的，所述进气喷嘴内部竖直布置有气体流道，气体流道的底端口径大于顶端口径，气体流道的中部设置有倒锥状的变径段。
5、一种多晶硅高效生产工艺装置的生产方法，包括如下步骤：
6、s1、将硅芯安装在底盘电极上，对还原炉做气密性检测，检测合格后进行高压启炉，逐个击穿硅芯，电流升至220～225a空烧20分钟，230a开始进料，将进气加热器的温度设置为150℃；
7、s2、在硅棒生长初期（0～20h），控制电极的电流以30～45a/h速度增加，三氯氢硅起始进料量控制在2100～2220kg/h，并且以270kg/h左右的速度增加，并且以270kg/h左右的速度增加，氢气与三氯氢硅的配比控制在1.35～1.95；
8、s3、在硅棒生长中期（20～65h），电流保持在45～20a/h速度增加，在中后期增加速度逐渐减缓，三氯氢硅进料量最高达到6000～6500kg/h，氢气与三氯氢硅配比控制在1.95～2.68；
9、s4、在硅棒生长后期（65～85h），电流增加速度从20a/h不断减小，直至降为0，三氯氢硅进料量以90kg/h～60kg/h的速度减少，最低控制在4200kg/h～3900kg/h左右，氢气与三氯氢硅的配比控制在2.46～2.94。
10、优选的，在所述步骤s1中，对还原炉做气密检测后，使用氮气对还原炉内部进行吹扫，排空还原炉内部的空气。
11、优选的，在所述步骤s2中，将三氯氢硅中二氯二氢硅的平均含量控制在2.0%。
12、优选的，在所述步骤s3中，将进气加热器的温度设置到80℃一下，维持三氯氢硅为气体状态。
13、优选的，使用6相×6对控制柜控制和调节还原炉的电源，一共布置36对电极，内圈布置6对电极，中圈布置12对电极，外圈布置18对电极，采用a1、b1、c1三相和a2、b2、c2三相分别对电极的电流、电压控制，a1、b1、c1控制外圈的电极，a2、b2控制中圈的电极，c2控制内圈的电极。
14、1、本专利技术提供一种多晶硅高效生产工艺装置及方法，通过加大三氯氢硅平均进料量，优化物料配比和电流控制，提高硅棒表面温度，使沉积速率由80kg/h提高至130kg/h，周期时间由100小时缩短为80小时，还原炉运行效率得到提升。
15、2、平均电耗降低，由46.5 kwh/kgsi降至37.0kwh/kgsi左右。
16、3、三氯氢硅一次转化率由8.5%提升到11.5%。
17、4、36对棒还原炉单炉平均产量提升。
18、5、致密料比例平均达到60%。
19、6、减小二氯二氢硅含量，降低进料温度，有效改善大型还原炉中后期炉内浑浊、雾化的问题。
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1.一种多晶硅高效生产工艺装置，包括通过管道依次连接的静态混合器（1）、进气加热器（2）和还原炉（3），其特征在于：还原炉（3）的底盘（31）上设置有三圈电极，通一圈的电极串联布置，底盘（31）上罩设有炉筒（32），底盘（31）上布置有直喷式进气喷嘴（33），进气喷嘴（33）布置有两圈。
2.如权利要求1所述一种多晶硅高效生产工艺装置，其特征在于：所述电极成对布置，所述进气喷嘴（33）布置于成对的所述电机之间，所述进气喷嘴（33）的两圈与所述电极的中圈和外圈对应。
3.如权利要求1或2所述一种多晶硅高效生产工艺装置，其特征在于：所述进气喷嘴（33）内部竖直布置有气体流道，气体流道的底端口径大于顶端口径，气体流道的中部设置有倒锥状的变径段。
4.如权利要求1所述一种多晶硅高效生产工艺装置的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述一种多晶硅高效生产工艺装置的生产方法，其特征在于：在所述步骤S1中，对还原炉（3）做气密检测后，使用氮气对还原炉（3）内部进行吹扫，排空还原炉（3）内部的空气。
6.如权利要求4所
7.如权利要求4所述一种多晶硅高效生产工艺装置的生产方法，其特征在于：在所述步骤S3中，将进气加热器（2）的温度设置到80℃一下，维持三氯氢硅为气体状态。
8.如权利要求4所述一种多晶硅高效生产工艺装置的生产方法，其特征在于：使用6相×6对控制柜控制和调节还原炉（3）的电源，一共布置36对电极，内圈布置6对电极，中圈布置12对电极，外圈布置18对电极，采用A1、B1、C1三相和A2、B2、C2三相分别对电极的电流、电压控制，A1、B1、C1控制外圈的电极，A2、B2控制中圈的电极，C2控制内圈的电极。
...【技术特征摘要】
1.一种多晶硅高效生产工艺装置，包括通过管道依次连接的静态混合器（1）、进气加热器（2）和还原炉（3），其特征在于：还原炉（3）的底盘（31）上设置有三圈电极，通一圈的电极串联布置，底盘（31）上罩设有炉筒（32），底盘（31）上布置有直喷式进气喷嘴（33），进气喷嘴（33）布置有两圈。
2.如权利要求1所述一种多晶硅高效生产工艺装置，其特征在于：所述电极成对布置，所述进气喷嘴（33）布置于成对的所述电机之间，所述进气喷嘴（33）的两圈与所述电极的中圈和外圈对应。
3.如权利要求1或2所述一种多晶硅高效生产工艺装置，其特征在于：所述进气喷嘴（33）内部竖直布置有气体流道，气体流道的底端口径大于顶端口径，气体流道的中部设置有倒锥状的变径段。
4.如权利要求1所述一种多晶硅高效生产工艺装置的生产方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.如权利要求4所述一种多晶硅高效生产工...
【专利技术属性】
技术研发人员：左昭贵，杨万沛，张坤，刘平，王雪娇，
申请(专利权)人：宜昌南玻硅材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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