一種新型進、出氣結構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、出氣結構的多晶硅還原爐，其包括頂部進氣管，底部進氣管，底盤，封頭，進氣小管，爐體，夾套，夾套進水管，夾套出水管，底盤進水管，底盤出水管，硅芯，出氣管等。其中，通過頂部進氣管和底部進氣管通入按一定比例混合的提純三氯氫硅和氫氣氣體，底部進氣管的氣體經進氣小管分散進入爐體內，與此同時，夾套進水管和底盤進水管通入冷卻水對還原爐進行降溫。此種結構較傳統的“下進下出”的進、出氣結構在氣體流場方面更加均勻，也改善了傳統結構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】
【技術領域】
[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、出氣 結構的多晶硅還原爐，屬于太陽能光伏能源【技術領域】。 一種新型進、出氣結構的多晶硅還原爐
【背景技術】
[0002] 近幾年來，全球面臨著愈加嚴重的能源短缺和生態環境惡化壓力，如何在提高多 晶硅的產量同時降低能耗成為一項重要的課題。目前，國內外在多晶硅生產中主要運用的 工藝方法是"西門子改良法"，用提純后的高純三氯氫硅與氫氣按一定比例混合后通入爐 體，在一定溫度和壓力下發生復雜的化學沉積反應，反應溫度控制在1080°C左右，最終制備 多晶硅產品。傳統的多晶硅設備通常采用提高爐體容積增加硅芯數量的方法來提高多晶硅 產量，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、出氣結構的方法，則不僅可以大幅度提高 多晶硅的產量，而且可以顯著地降低能耗。 實用新型內容
[0003] 本實用新型要解決的技術問題是提供一種新型進、出氣結構節能型多晶硅還原 爐，能夠克服能耗較高的問題，實現能源的高效利用，提高還原爐的多晶硅產量，節能降耗， 降低生產成本，提高設備安全性和穩定性。
[0004] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種新型進、出氣結構的多晶硅還原 爐，其包括頂部進氣管，底部進氣管，底盤，封頭，進氣小管，爐體，夾套，目視鏡，導流板，夾 套進水管，夾套出水管，底盤進水管，底盤出水管，硅芯，排渣口，出氣管，出氣口等。所述頂 部進氣管通過封頭進入爐體內；所述底部進氣管與進氣小管連接，所述進氣小管通過底盤 進入爐體內；所述頂部進氣管的結構形式可以是直管，開孔，彎頭等多種形式；所述底部進 氣管通過更細的進氣小管通入爐體內部，進氣小管數目可以為3個或3個以上，每個進氣小 管與周圍硅芯呈六邊形等距分布；所述硅芯在爐體內等距排布，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氣的方式，頂部進氣的進氣 管結構可以采用圓柱管直接進氣，也可以是采用氣體分布器方式進氣。此種進、出氣結構較 傳統的"下進下出"的進、出氣結構優點在于：第一，氣體在還原爐內的氣體流場分布更加均 勻，有利于氣體反應生成硅棒，可以大幅提高硅棒生長效率；第二，氣體通過上下進氣口的 對流，有利于氣體在還原爐內的流動，對于降低還原爐內部溫度，提高硅棒生長速率十分有 利；第三，還原爐每批次產量較現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、出氣結構多晶硅還原爐結構圖。
[0007] 圖2是進氣小管分布圖。
[0008] 圖中：1頂部進氣管，2夾套出水管，3封頭，4硅芯，5爐體，6夾套，7目視鏡，8導 流板，9夾套進水管，10底盤，11排渣口，12底盤出水管，13底盤進水管，14出氣管，15底部 進氣管，16出氣口，17進氣小管。
【具體實施方式】
[0009] 下面結合圖1和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員 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、出氣結構的多晶硅還原爐的實施例中，其 包括頂部進氣管1，底部進氣管15,底盤10,封頭3,進氣小管17,爐體5,夾套6,目視鏡7， 導流板8,夾套進水管9,夾套出水管2,底盤進水管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，頂部進氣管1采用圓柱管直接進氣方式進行說明。頂部進氣管1與 底部進氣管15同時通入按一定比例混合的高純三氯氫硅與氫氣，底部進氣管15與更細的 進氣小管17連接，進氣小管17通過底盤10進入爐體5內，通入底部進氣管15的氣體通過 進氣小管17進入爐體內；與此同時，打開冷卻水閥使冷卻水進入底盤進水管13和夾套進水 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則由夾套進水管9通入冷卻水而后經螺旋形導流板8經夾套出水管2流出。此例中， 氣體通入爐體循環一定時間后，氣體在爐體內分布均勻，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反應開始在硅 芯4上沉積生長，過程中可以通過目視鏡7對硅棒生長情況進行觀察，生長結束之后的硅粉 廢渣通過排渣口 11排出爐體。
[0012] 在本實施例中，采用頂部與底部進氣結構可以提高爐體內氣體流動性，改善中心 區域溫度，上述結構設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，節約用水用電等優點。
[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 保護范圍不限于此。本【技術領域】的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變換， 均在本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1. 一種新型進、出氣結構的多晶硅還原爐，包括頂部進氣管（1)，底部進氣管（15)，底 盤（10)，封頭（3)，進氣小管（17)，爐體（5)，夾套（6)，目視鏡（7)，導流板（8)，夾套進水管 (9)，夾套出水管（2)，底盤進水管（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： 所述頂部進氣管（1)通過封頭（3)進入爐體（5)內； 所述底部進氣管（15)與進氣小管（17)連接，所述進氣小管（17)通過底盤（10)進入 爐體（5)內。
2. 根據權利要求1所述的一種新型進、出氣結構的多晶硅還原爐，其特征在于，所述進 氣小管（17)的數目為3個或3個以上，每個進氣小管（17)與周圍硅芯（4)呈六邊形等距 分布。
3. 根據權利要求1所述的一種新型進、出氣結構的多晶硅還原爐，其特征在于，所述硅 芯⑷在爐體內等距排布，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 優先權日:2014年5月4日
【發明者】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