一種新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)的多晶硅還原爐的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)的多晶硅還原爐，其包括頂部進(jìn)氣管，底部進(jìn)氣管，底盤，封頭，進(jìn)氣小管，爐體，夾套，夾套進(jìn)水管，夾套出水管，底盤進(jìn)水管，底盤出水管，硅芯，出氣管等。其中，通過頂部進(jìn)氣管和底部進(jìn)氣管通入按一定比例混合的提純?nèi)葰涔韬蜌錃鈿怏w，底部進(jìn)氣管的氣體經(jīng)進(jìn)氣小管分散進(jìn)入爐體內(nèi)，與此同時，夾套進(jìn)水管和底盤進(jìn)水管通入冷卻水對還原爐進(jìn)行降溫。此種結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)的“下進(jìn)下出”的進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)在氣體流場方面更加均勻，也改善了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)由于爐體中心溫度較高影響硅棒生長的情況，同時提高了能量利用效率，降低了能耗。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種用西門子法生成多晶硅的還原爐，特別是一種新型進(jìn)、出氣 結(jié)構(gòu)的多晶硅還原爐，屬于太陽能光伏能源【技術(shù)領(lǐng)域】。 一種新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)的多晶硅還原爐

【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年來，全球面臨著愈加嚴(yán)重的能源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化壓力，如何在提高多 晶硅的產(chǎn)量同時降低能耗成為一項重要的課題。目前，國內(nèi)外在多晶硅生產(chǎn)中主要運用的 工藝方法是"西門子改良法"，用提純后的高純?nèi)葰涔枧c氫氣按一定比例混合后通入爐 體，在一定溫度和壓力下發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)沉積反應(yīng)，反應(yīng)溫度控制在1080°C左右，最終制備 多晶硅產(chǎn)品。傳統(tǒng)的多晶硅設(shè)備通常采用提高爐體容積增加硅芯數(shù)量的方法來提高多晶硅 產(chǎn)量，降低能耗比，此種方法雖然有效，但提高幅度較小，因此亟需一種新型的能夠顯著降 低能耗、提高能源利用率的方法，而采用改良進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)的方法，則不僅可以大幅度提高 多晶硅的產(chǎn)量，而且可以顯著地降低能耗。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)節(jié)能型多晶硅還原 爐，能夠克服能耗較高的問題，實現(xiàn)能源的高效利用，提高還原爐的多晶硅產(chǎn)量，節(jié)能降耗， 降低生產(chǎn)成本，提高設(shè)備安全性和穩(wěn)定性。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)的多晶硅還原 爐，其包括頂部進(jìn)氣管，底部進(jìn)氣管，底盤，封頭，進(jìn)氣小管，爐體，夾套，目視鏡，導(dǎo)流板，夾 套進(jìn)水管，夾套出水管，底盤進(jìn)水管，底盤出水管，硅芯，排渣口，出氣管，出氣口等。所述頂 部進(jìn)氣管通過封頭進(jìn)入爐體內(nèi)；所述底部進(jìn)氣管與進(jìn)氣小管連接，所述進(jìn)氣小管通過底盤 進(jìn)入爐體內(nèi)；所述頂部進(jìn)氣管的結(jié)構(gòu)形式可以是直管，開孔，彎頭等多種形式；所述底部進(jìn) 氣管通過更細(xì)的進(jìn)氣小管通入爐體內(nèi)部，進(jìn)氣小管數(shù)目可以為3個或3個以上，每個進(jìn)氣小 管與周圍硅芯呈六邊形等距分布；所述硅芯在爐體內(nèi)等距排布，可以為18對，24對，36對， 48對等。
[0005] 本實用新型的多晶硅還原爐采用了頂部和底部同時進(jìn)氣的方式，頂部進(jìn)氣的進(jìn)氣 管結(jié)構(gòu)可以采用圓柱管直接進(jìn)氣，也可以是采用氣體分布器方式進(jìn)氣。此種進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)較 傳統(tǒng)的"下進(jìn)下出"的進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)優(yōu)點在于：第一，氣體在還原爐內(nèi)的氣體流場分布更加均 勻，有利于氣體反應(yīng)生成硅棒，可以大幅提高硅棒生長效率；第二，氣體通過上下進(jìn)氣口的 對流，有利于氣體在還原爐內(nèi)的流動，對于降低還原爐內(nèi)部溫度，提高硅棒生長速率十分有 利；第三，還原爐每批次產(chǎn)量較現(xiàn)在多晶硅還原爐有大幅增加，同時電耗大幅降低，降低了 能源消耗。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0006] 圖1是本實用新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)多晶硅還原爐結(jié)構(gòu)圖。
[0007] 圖2是進(jìn)氣小管分布圖。
[0008] 圖中：1頂部進(jìn)氣管，2夾套出水管，3封頭，4硅芯，5爐體，6夾套，7目視鏡，8導(dǎo) 流板，9夾套進(jìn)水管，10底盤，11排渣口，12底盤出水管，13底盤進(jìn)水管，14出氣管，15底部 進(jìn)氣管，16出氣口，17進(jìn)氣小管。

【具體實施方式】
[0009] 下面結(jié)合圖1和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員 可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。 [0010] 如圖1所示，本實用新型的一種新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)的多晶硅還原爐的實施例中，其 包括頂部進(jìn)氣管1，底部進(jìn)氣管15,底盤10,封頭3,進(jìn)氣小管17,爐體5,夾套6,目視鏡7， 導(dǎo)流板8,夾套進(jìn)水管9,夾套出水管2,底盤進(jìn)水管13,底盤出水管12,硅芯4,排渣口 11，出 氣管14等。
[0011] 在本實施例中，頂部進(jìn)氣管1采用圓柱管直接進(jìn)氣方式進(jìn)行說明。頂部進(jìn)氣管1與 底部進(jìn)氣管15同時通入按一定比例混合的高純?nèi)葰涔枧c氫氣，底部進(jìn)氣管15與更細(xì)的 進(jìn)氣小管17連接，進(jìn)氣小管17通過底盤10進(jìn)入爐體5內(nèi)，通入底部進(jìn)氣管15的氣體通過 進(jìn)氣小管17進(jìn)入爐體內(nèi)；與此同時，打開冷卻水閥使冷卻水進(jìn)入底盤進(jìn)水管13和夾套進(jìn)水 管9開始對爐體5和封頭3降溫，底盤冷卻水通過底盤出水管12流出底盤10,爐體5和封 頭3則由夾套進(jìn)水管9通入冷卻水而后經(jīng)螺旋形導(dǎo)流板8經(jīng)夾套出水管2流出。此例中， 氣體通入爐體循環(huán)一定時間后，氣體在爐體內(nèi)分布均勻，溫度場開始分布均勻，氣體則通過 底盤上的若干個出氣口 16由出氣管14排出爐體，在此過程中氣體通過化學(xué)反應(yīng)開始在硅 芯4上沉積生長，過程中可以通過目視鏡7對硅棒生長情況進(jìn)行觀察，生長結(jié)束之后的硅粉 廢渣通過排渣口 11排出爐體。
[0012] 在本實施例中，采用頂部與底部進(jìn)氣結(jié)構(gòu)可以提高爐體內(nèi)氣體流動性，改善中心 區(qū)域溫度，上述結(jié)構(gòu)設(shè)計的多晶硅還原爐具有硅棒生長更加均勻，多晶硅沉積率高，硅棒生 長速率快，能耗低，節(jié)約用水用電等優(yōu)點。
[0013] 以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的實施例之一，本實用新型的 保護(hù)范圍不限于此。本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換， 均在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)的多晶硅還原爐，包括頂部進(jìn)氣管（1)，底部進(jìn)氣管（15)，底 盤（10)，封頭（3)，進(jìn)氣小管（17)，爐體（5)，夾套（6)，目視鏡（7)，導(dǎo)流板（8)，夾套進(jìn)水管 (9)，夾套出水管（2)，底盤進(jìn)水管（13)，底盤出水管（12)，硅芯（4)，排渣口（11)，出氣管 (14)，出氣口（16)，其特征在于： 所述頂部進(jìn)氣管（1)通過封頭（3)進(jìn)入爐體（5)內(nèi)； 所述底部進(jìn)氣管（15)與進(jìn)氣小管（17)連接，所述進(jìn)氣小管（17)通過底盤（10)進(jìn)入 爐體（5)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)的多晶硅還原爐，其特征在于，所述進(jìn) 氣小管（17)的數(shù)目為3個或3個以上，每個進(jìn)氣小管（17)與周圍硅芯（4)呈六邊形等距 分布。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型進(jìn)、出氣結(jié)構(gòu)的多晶硅還原爐，其特征在于，所述硅 芯⑷在爐體內(nèi)等距排布，為18對，24對，36對或48對。
【文檔編號】C01B33/035GK203904000SQ201420221899
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】馬寧, 茅陸榮, 張華芹, 程佳彪 申請人:上海森松化工成套裝備有限公司