專利名稱：熱氫化c-c熱場(chǎng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熱氫化C-C熱場(chǎng)，屬于四氯化硅熱氫化設(shè)備。屬于多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域。
二背景技術(shù)：
目前多晶硅行業(yè)熱氫化工藝中，轉(zhuǎn)化爐熱場(chǎng)上的優(yōu)化是一大方向。目前多用的轉(zhuǎn)化爐熱場(chǎng)主要有該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要為單一的進(jìn)氣路設(shè)計(jì)和保溫?zé)釄?chǎng)，該類型石墨熱場(chǎng)材料分為兩種，純石墨材質(zhì)和碳碳復(fù)合材質(zhì)。以上熱場(chǎng)在運(yùn)行中仍面臨以上問題四氯化硅轉(zhuǎn)化率較低，最好的轉(zhuǎn)化率大約在22%，電耗在3_4kwh/kg三氯氫硅。轉(zhuǎn)化率低主要受制于換熱面積不足和換熱時(shí)間短。石墨熱場(chǎng)板材強(qiáng)度低做不到整體結(jié)構(gòu)拆裝，石墨件熱場(chǎng)拆裝過程中，容易受損，重復(fù)利用性較差。相比之下碳碳復(fù)合材質(zhì)熱場(chǎng)比較好的解決了此類問題。不管是石墨材質(zhì)還是碳碳復(fù)合材質(zhì)熱場(chǎng)，在經(jīng)過半年以上(有的甚至更短)運(yùn)行后熱場(chǎng)溫度較高和溫差大的區(qū)域材料的腐蝕腐朽現(xiàn)象嚴(yán)重，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)受損或坍塌。更加加劇了材料的受損，熱場(chǎng)材料成本居高不下。三、實(shí)用新型的內(nèi)容本實(shí)用新型的目的主要針對(duì)目前的熱氫化熱場(chǎng)存在的問題而設(shè)計(jì)一種熱氫化C-C 熱場(chǎng)。其著重解決以下問題一、特殊的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增加轉(zhuǎn)化爐熱場(chǎng)的加熱面積，增加反應(yīng)氣體的換熱時(shí)間，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)化率，減低電耗。二、解決材料安裝過程中的易損問題。三、 特殊熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和氣路設(shè)計(jì)提高材料重復(fù)利用率，降低材料腐蝕腐朽，降低材料成本。本實(shí)用新是這樣來實(shí)現(xiàn)的它包括底盤、碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)、頂蓋、熱氫化設(shè)備本體鐘罩、爐膛頂部進(jìn)氣、外圍空間、出氣孔構(gòu)成，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)置于底盤上，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)分為上、下兩部，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)的上部整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)的下部整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)，其結(jié)構(gòu)相同，在下部結(jié)構(gòu)的四周按 120度均勻地設(shè)置有三個(gè)進(jìn)氣口，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)上、下部結(jié)構(gòu)板材間用碳碳螺栓一次性連接固定，在碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)上設(shè)置有頂蓋，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)置于熱氫化設(shè)備本體鐘罩內(nèi)，在熱氫化設(shè)備本體鐘罩的頂部設(shè)有爐膛頂部進(jìn)氣，整套熱場(chǎng)與熱氫化設(shè)備本體鐘罩的側(cè)面形成外圍空間，在熱氫化設(shè)備本體鐘罩的底部中心設(shè)有出氣孔，出氣孔與底盤的氣孔相通；所述的碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)在其熱場(chǎng)頂部設(shè)有9個(gè)對(duì)稱吊耳；碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)的下部整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)其底部板材為加厚板材。本實(shí)用新型的特點(diǎn)在于1、熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)采用碳碳復(fù)合材質(zhì)，增強(qiáng)材料強(qiáng)度。2、熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)實(shí)行整體固定結(jié)構(gòu)，拆裝過程中均采取整體吊裝形式。3、熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)將每對(duì)發(fā)熱體空間上隔開，使反應(yīng)氣體在各個(gè)氣腔中通過，增加反應(yīng)氣體的換熱路程和時(shí)間。4、進(jìn)氣方式為由爐膛頂部進(jìn)氣，經(jīng)過和外圍發(fā)熱板接觸換熱。[0014]5、整套熱場(chǎng)特此將整體的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)分作兩部分，上部一定高度整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)，下部一定高度整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)(板材加厚)。6、采用碳碳復(fù)合材質(zhì)替代石墨材質(zhì)，增加了材料的強(qiáng)度，保證在拆裝過程中不易受損。7、采用整體結(jié)構(gòu)吊裝拆裝，比傳統(tǒng)的拼接安裝時(shí)間5小時(shí)，縮短至2小時(shí)，同時(shí)杜絕了傳統(tǒng)的拼接安裝中的重復(fù)拆卸板材導(dǎo)致的材料損壞。8、此熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)中有效發(fā)熱板材(溫度大于800度)表面積超過65m2，比傳統(tǒng)熱場(chǎng)發(fā)熱表面積增加30%以上。反應(yīng)氣體在熱場(chǎng)內(nèi)通過路程比傳統(tǒng)的氣路增加一倍。以上優(yōu)化成果直接提升了轉(zhuǎn)化率至27-30%。比傳統(tǒng)的22%高處5-8個(gè)百分點(diǎn)，能耗降低至2kwh/kg 三氯氫硅以下，比傳統(tǒng)熱場(chǎng)電耗降低30%以上。9、通過熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)的下部板材加厚和可拆除更換的設(shè)計(jì)，加厚的板材抗腐蝕性增強(qiáng)，設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)至12個(gè)月以上，比傳統(tǒng)的石墨熱場(chǎng)運(yùn)行5-6個(gè)月以上即出現(xiàn)板材被腐蝕問題，有質(zhì)的提升，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)高達(dá)100%。同時(shí)，經(jīng)過一年的穩(wěn)定運(yùn)行，底部板材出現(xiàn)腐蝕腐朽后，僅需直接更換下部整體板材就可重復(fù)運(yùn)行，傳統(tǒng)的石墨熱場(chǎng)需要全部更換，成本大，操作繁瑣。碳碳材質(zhì)熱場(chǎng)帶來的穩(wěn)定生產(chǎn)和能耗的降低等經(jīng)濟(jì)成本要低得多。10、傳統(tǒng)熱場(chǎng)運(yùn)行中存在材料溫度差很大的區(qū)域，導(dǎo)致溫差大的區(qū)域容易先腐蝕受損。碳碳熱場(chǎng)和特殊結(jié)構(gòu)氣路設(shè)計(jì)保證熱場(chǎng)材料在熱場(chǎng)中溫差最小化，保證材料的使用壽命。同時(shí)特殊的整體吊裝結(jié)構(gòu)保證熱場(chǎng)損壞時(shí)，局部更新?lián)p壞部分即可重復(fù)使用，無需全部更換熱場(chǎng)。11、碳碳材質(zhì)熱場(chǎng)的板材經(jīng)過特殊純化處理，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)給來雜質(zhì)污染。
四
附圖1為本實(shí)用新型熱氫化C-C熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)剖視圖。附圖2為本實(shí)用新型熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)分解圖。附圖3為本實(shí)用新型熱場(chǎng)橫截面剖視圖。
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖來對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說細(xì)描述參照附圖，本實(shí)用新型熱氫化C-C熱場(chǎng)，，它包括底盤1、碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2、頂蓋3、熱氫化設(shè)備本體鐘罩5、爐膛頂部進(jìn)氣6、外圍空間7、出氣孔9構(gòu)成，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2置于底盤1上，底盤1為石墨材質(zhì)，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2分為上、 下兩部，其碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2的下部整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)2a，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2 的上部整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)2b，其結(jié)構(gòu)相同，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2的下部整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)加其底部板材為加厚板材，底部板材加厚在于降低底部材料溫度差較大時(shí)容易產(chǎn)生的腐蝕腐朽，同時(shí)一旦底部材料腐朽壞，即只要更換下部整體結(jié)構(gòu)即可；在下部結(jié)構(gòu)加的四周按120 度均勻地設(shè)置有三個(gè)進(jìn)氣口 4a、4b、4c，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2上、下部結(jié)構(gòu)板材間用碳碳螺栓一次性連接固定，在碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2上設(shè)置有頂蓋3，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2在其熱場(chǎng)頂部設(shè)有九個(gè)對(duì)稱吊耳2c，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)2置于熱氫化設(shè)備本體鐘罩5內(nèi)，在熱氫化設(shè)備本體鐘罩5的頂部設(shè)有爐膛頂部進(jìn)氣6，整套熱場(chǎng)與熱氫化設(shè)備本體鐘罩5的側(cè)面形成外圍空間7，在熱氫化設(shè)備本體鐘罩5的底部中心設(shè)有出氣孔 9，出氣孔9與底盤1的氣孔8相通。 本實(shí)用新型的氣路設(shè)計(jì)進(jìn)氣通過外圍板底部三個(gè)進(jìn)氣口 4a、4b、4c，整個(gè)熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)2a、2b設(shè)計(jì)進(jìn)氣多氣腔氣路設(shè)計(jì)，每對(duì)發(fā)熱體空間上用碳碳材料隔板隔開形成一個(gè)氣腔，使反應(yīng)氣體在各個(gè)氣腔中通過，最終由中間底部出氣孔9出氣；就進(jìn)氣口如舉例，進(jìn)氣開始通過進(jìn)氣口 4c進(jìn)氣進(jìn)入外圈氣腔，先在逆時(shí)針走過三個(gè)外圈氣腔k-l、4c-2、k-3，再進(jìn)入中圈氣腔，在順時(shí)針走過兩個(gè)中圈氣腔如-4、4c-5，最后在進(jìn)入內(nèi)圈氣腔如-6，在內(nèi)圈氣腔由底部出氣口 9出氣。其他進(jìn)氣口 4a，4b進(jìn)氣方式和如進(jìn)氣方式相同。氣路通過每一個(gè)氣腔原則上進(jìn)氣則下出氣，下進(jìn)氣則上出氣。本氣路運(yùn)行增加反應(yīng)氣體的換熱路程和時(shí)間；運(yùn)行中保證每個(gè)隔板在受到加熱體加熱后溫度在800度以上，增加的高溫隔板增加了反應(yīng)氣體的換熱面積。提高轉(zhuǎn)化率。同時(shí)此設(shè)計(jì)最大限度的減少內(nèi)部熱場(chǎng)材料的溫差區(qū)，減少材料腐蝕腐朽。
權(quán)利要求1.一種熱氫化C-C熱場(chǎng)，它包括底盤(1)、碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)O)、頂蓋(3)、 熱氫化設(shè)備本體鐘罩(5)、爐膛頂部進(jìn)氣(6)、外圍空間(7)、出氣孔(9)構(gòu)成，其特征在于 碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)(2)置于底盤(1)上，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)(2)分為上、下兩部，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)(2)的下部整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)( )，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)(2) 的上部整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng)(2b)，其結(jié)構(gòu)相同，在下部結(jié)構(gòu)Qa)的四周按120度均勻地設(shè)置有三個(gè)進(jìn)氣口(如、仙、如)，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)(2)上、下部結(jié)構(gòu)板材間用碳碳螺栓一次性連接固定，在碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)(2)上設(shè)置有頂蓋(3)，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu) (2)置于熱氫化設(shè)備本體鐘罩(5)內(nèi)，在熱氫化設(shè)備本體鐘罩(5)的頂部設(shè)有爐膛頂部進(jìn)氣(6)，整套熱場(chǎng)與熱氫化設(shè)備本體鐘罩(5)的側(cè)面形成外圍空間(7)，在熱氫化設(shè)備本體鐘罩(5)的底部中心設(shè)有出氣孔(9)，出氣孔(9)與底盤⑴的氣孔⑶相通。
2.如權(quán)利要求1所述的熱氫化C-C熱場(chǎng)，其特征在于碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)(2) 在其熱場(chǎng)頂部設(shè)有9個(gè)對(duì)稱吊耳Qc)；碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)(2)的下部整體結(jié)構(gòu)熱場(chǎng) (2a)其底部板材為加厚板材。
專利摘要本實(shí)用新型涉及熱氫化C-C熱場(chǎng)，屬于四氯化硅熱氫化設(shè)備。屬于多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域。其碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)置于底盤上，碳碳復(fù)合材料多氣腔結(jié)構(gòu)分為上、下兩部，其結(jié)構(gòu)相同，在下部結(jié)構(gòu)的四周按120度均勻地設(shè)置有三個(gè)進(jìn)氣口，多氣腔結(jié)構(gòu)上、下部結(jié)構(gòu)板材間用碳碳螺栓一次性連接固定，在多氣腔結(jié)構(gòu)上設(shè)置有頂蓋，多氣腔結(jié)構(gòu)置于熱氫化設(shè)備本體鐘罩內(nèi)，在熱氫化設(shè)備本體鐘罩的頂部設(shè)有爐膛頂部進(jìn)氣，頂蓋與熱氫化設(shè)備本體鐘罩的側(cè)面形成外圍空間，在熱氫化設(shè)備本體鐘罩的底部中心設(shè)有出氣孔，出氣孔與底盤的氣孔相通；其一、特殊的熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增加轉(zhuǎn)化爐熱場(chǎng)的加熱面積，增加反應(yīng)氣體的換熱時(shí)間，進(jìn)而提高轉(zhuǎn)化率，減低電耗。其二、解決材料安裝過程中的易損問題。其三、特殊熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和氣路設(shè)計(jì)提高材料重復(fù)利用率，降低材料腐蝕腐朽，降低材料成本。
文檔編號(hào)C01B33/107GK202124491SQ20112027245
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者何克周, 劉建中, 葉軍, 尹敏, 張玉泉, 李波 申請(qǐng)人:陜西天宏硅材料有限責(zé)任公司