[实用新型]一种四氯化硅制备三氯氢硅的设备

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及太阳能电池领域，尤指涉及制备多晶硅主要原料三氯氢硅的设备。

【背景技术】

近几年，在电子以及光伏产业的快速发展的带动下，世界范围内多晶硅产业得到了迅猛的发展。目前，生产多晶硅主要方法是西门子法，但是此方法会产生大量的副产物SiCl4(四氯化硅)，每生产1吨的HSiCl3(三氯氢硅)大约要产生8吨的SiCl4。如果处理不好的话，这将会给废物处理带来极大的挑战，甚至会影响整个行业的发展。

现阶段，如果能够找到合理可行的解决方案，实现多晶硅主要副产物SiCl4的回收利用，并且转化为多晶硅的主要原料HSiCl3，不但有效的降低多晶硅的生产成本，而且还能够较好的保护生态环境，实现产业的健康发展。

目前将SiCl4氢化为HSiCl3的方法分为两种：

A高温氢化即使SiCl4/氢气在1250℃左右无催化剂的条件下形成HSiCl3。

B低温氢化即SiCl4/氢气/硅在500℃左右/2.5MPa有催化剂的条件下氢化成HSiCl3。

相比高温氢化法，低温氢化具有能耗低，转换效率高等特点。但是低温氢化所需要的高压条件对生产设备的要求较高。如此高的压力条件(2.5MPa)也给固体物料的输送带来相当大的困难。传统的由低压到高压的物料输送装置很难实现。有方案采用间断反应的方式进行，在反应进行时，关闭物料控制装置，停止加料；当物料消耗到一定情况下，再加入新的硅粉物料进行相应的原料补充。这样的生产装置具有较好的可操作性，容易控制，而且还具有较高的安全性能。但是间断性的加料方式中断了反应的连续性，降低了生产效率；同时反应条件的间断性的变化在提高了能耗的同时也给设备带来不利的影响。

【发明内容】

为解决物料输送时，由于高压而带来的物料输送难的问题，本实用新型提供了一种能连续输送固体物料的四氯化硅制备三氯氢硅的设备。

一种四氯化硅制备三氯氢硅的设备，包括硅粉活化器，供气装置，氢化反应器，后处理装置；硅粉活化器和氢化反应器之间设有第一管道；供气装置和氢化反应器之间设有第二管道；后处理装置用于对氢化反应器中出来的物质进行过滤、冷凝、分馏；其中，第一管道上设有若干阀门，阀门与阀门之间形成若干管段；各管段上设有抽真空口和充气口，可对各管段抽真空或向内充入气体。

采用本实用新型技术方案，可实现固体颗粒的稳定的连续补充，从而保证生产反应的连续进行，降低生产能耗，增加生产效率，提高生产设备的操作安全性能。

【附图说明】

图1本实用新型具体实施方式中整体设备示意图；

图2本实用新型具体实施方式中氢化反应器主视示意图；

图3本实用新型具体实施方式中氢化反应器俯视示意图；

图4本实用新型具体实施方式中硅粉活化器和氢化反应器连接示意图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

如图1所示，本例中描述的四氯化硅制备三氯氢硅的设备，包括硅粉活化器1，供气装置3，氢化反应器2，后处理装置4；硅粉活化器1和氢化反应器2之间设有第一管道11；供气装置3和氢化反应器2之间设有第二管道12；硅粉活化器1用于储存硅料并通过第一管道11向氢化反应器2内输入硅粉和催化剂的固体颗粒；供气装置3用于通过第二管道12向氢化反应器2内供应氢气和四氯化硅气体的混合气体；后处理装置4用于对氢化反应器2中出来的物质进行处理。该处理可以为直接用于供给后续设备使用，也可以经过滤、冷凝、分馏等步骤后，没有反应的氢气和四氯化硅气体可以重新返回利用，产生的三氯氢硅可以供给后续设备使用，或者用储存罐储存以备用。后续装置中的后续过程可以在一个设备中进行，也可以分为过滤装置、冷凝装置、分馏装置等常见装置，然后中间通过管道连接的方式连接，这些本领域技术人员根据上述描述，无需付出创造性劳动，可轻易实现。本例中采用过滤装置、冷凝装置、分馏装置等通过管道连接的方式，但并不拘泥于此，后续将做进一步说明。

如图4中所示，其中，第一管道11上设有若干阀门，阀门与阀门之间形成若干管段；各管段上设有抽真空口216，217和充气口213，214，可对各管段抽真空或向内充入气体。

供气装置3包括氢气储存钢瓶31、四氯化硅储存钢瓶32及气体混合器30。