多晶矽還原生產新型汽化器的製作方法

2023-10-10 19:27:44 3

本實用新型涉及多晶矽生產領域中還原進料的汽化裝置，具體是一種利用還原尾氣及蒸汽加熱三氯氫矽的汽化器。

背景技術：

多晶矽是單質矽的一種形態，在電子信息基礎材料、太陽能電池等行業有著廣泛的應用。同時多晶矽是生產單晶矽的原料。改良西門子法是目前主要的生產太陽能及電子級多晶矽的工業路線。方法是將工業級矽粉與氯化氫反應生成三氯氫矽，再讓三氯氫矽在氫氣氛圍下在CVD反應爐中還原沉積得到多晶矽。

為避免在CVD反應爐內生產無定形矽，要求進入CVD反應爐的進料氣（三氯氫矽）為氣相，CVD反應爐的尾氣溫度較高，可用於加熱三氯氫矽，但CVD為間歇操作，如CVD反應爐的尾氣直接加熱三氯氫矽，則無法實現穩定生產。

此外，由於三氯氫矽遇水反應生成HC、SiO2，會腐蝕設計及堵塞列管，常規的AKT型汽化器，單臺無法同時滿足上述要求。本實用新型專利採用特殊型式的AKT型汽化器，一方面能回收還原爐尾氣的熱量，另一方面實現穩定生產，並可減少設備投資。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種多晶矽還原生產新型汽化器，將多晶矽生產中還原爐的進料通過本汽化器後，一方面滿足還原爐的進料溫度要求，另一方面節約蒸汽消耗、節省設備投資。

本實用新型採取的技術方案是：一種多晶矽還原生產新型汽化器，其包括汽化器，所述汽化器分別連接還原爐和蒸汽加熱裝置，汽化器包括管殼，在管殼的兩端分別安裝有平蓋管箱，在管殼上方設有氣體出口，管殼下方設有液體入口，在管殼的內部設有蒸汽換熱U管和還原尾氣換熱U管，所述蒸汽換熱U管和還原尾氣換熱U管分別安裝在管殼兩端平蓋管箱的管板上，蒸汽換熱U管的一端通過蒸汽進口管連接蒸汽加熱裝置，另一端連接冷凝水出水管，還原尾氣換熱U管的兩端分別通過還原尾氣進口管和還原尾氣出口管連接還原爐，所述管殼上方的氣體出口通過氣相三氯氫矽出口管連接還原爐，管殼下方的液體入口連接液相三氯氫矽進口管。

所述蒸汽換熱U管的長度大於還原尾氣換熱U管的長度。

所述管殼的內徑與蒸汽換熱U管或還原尾氣換熱U管的直徑之比小於2。

本實用新型的有益效果是：通過一種特殊設計的AKT型汽化器，在正錐殼內，設置兩段U型管束，滿足不同操作階段汽化三氯氫矽的需求，一方面能回收還原爐尾氣的熱量，另一方面能實現開車階段穩定生產，並可減少設備投資。

附圖說明

圖1是多晶矽生產還原進料的汽化器系統圖。

圖2是汽化器結構簡圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。

如圖1和圖2所示，一種多晶矽還原生產新型汽化器，其包括汽化器7，所述汽化器7分別連接還原爐和蒸汽加熱裝置，汽化器7包括管殼71，在管殼71的兩端分別安裝有平蓋管箱72，在管殼71上方設有氣體出口，管殼71下方設有液體入口，在管殼71的內部設有蒸汽換熱U管73和還原尾氣換熱U管74，所述蒸汽換熱U管73和還原尾氣換熱U管74分別安裝在管殼71兩端平蓋管箱72的管板上，蒸汽換熱U管73的一端通過蒸汽進口管3連接蒸汽加熱裝置，另一端連接冷凝水出水管4，還原尾氣換熱U管74的兩端分別通過還原尾氣進口管5和還原尾氣出口管6連接還原爐，所述管殼71上方的氣體出口通過氣相三氯氫矽出口管2連接還原爐，管殼71下方的液體入口連接液相三氯氫矽進口管1。

本實用新型正常操作時，來自罐區的液相三氯氫矽通過液相三氯氫矽進口管1進入三氯氫矽汽化器7，在三氯氫矽汽化器7內，三氯氫矽被來自還原爐的還原尾氣加熱、汽化，氣相三氯氫矽在汽化器7內經氣、液分離後通過氣相三氯氫矽出口管2去還原爐。

在裝置開車階段，還原爐的還原尾氣溫度不能滿足加熱三氯氫矽的要求，此時蒸汽通過蒸汽進口管3進入三氯氫矽汽化器7，液相三氯氫矽被蒸汽加熱、汽化。

本新型實用專利的獨到之處在於：通過一種特殊設計的AKT型汽化器，在正錐管殼內，設置兩段U型管束，兩段管束各自設置平蓋管箱，兩段管束長度一般並不相同，兩段管束之間，取消堰板設計，管殼內徑與兩端管束的直徑之比一般小於2，採用此種型式的汽化器可滿足不同操作階段汽化三氯氫矽的需求，一方面能回收還原爐尾氣的熱量，另一方面能實現開車階段穩定生產，並可減少設備投資。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理、主要特徵和優點。本領域的普通技術人員應該了解，上述實施例不以任何形式限制本實用新型的保護範圍，凡採用等同替換等方式所獲得的技術方案，均落於本實用新型的保護範圍內。本實用新型未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。