[实用新型]一体换热式多晶硅氢化炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于多晶硅生产领域由四氯化硅转化三氯氢硅的反应设备，特别涉及换热与反应布置较为紧凑的多晶硅氢化炉。

背景技术

在多晶硅生产过程中，四氯化硅热氢化转化为三氯氢硅是较为普遍的工艺方法。

现有技术中，四氯化硅热氢化转化为三氯氢硅普遍采用氢化炉来反应完成。氢化炉一般包括炉体、隔热筒、电极，加热元件和尾气管构成。为了避免氢化炉内部热量损害炉体，在炉筒、封头、底盘、尾气管设有冷却水腔。加热元件的电极固定于底盘。反应后气体通过尾管进入换热器进行冷却后进入下段工序。

由于氢化炉与换热器分体设置，反应后高温气体需通过冷却水冷却才能进入换热器，冷却水带走大量的热量，加上封头和筒体上的冷却水，这些冷却过程与氢化炉内的四氯化硅和氢气反应过程相矛盾，因而使氢化炉反应消耗相对较多的热能，导致氢化炉能耗较高；冷却水系统还需要配套，增加了装置的复杂程度；同时，分体式布置会增大占地面积，增加建设成本。

因此，需要一种多晶硅氢化炉，能够节约能耗，简化装置，减小建设占地面积，节约生产成本和制造成本。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种一体换热式多晶硅氢化炉，能够节约能耗，提高处理量，减小建设占地面积，节约生产成本和制造成本。

本实用新型的一体换热式多晶硅氢化炉，包括反应器和通过反应器的反应后气体加热四氯化硅和氢气混合物的换热器，所述换热器位于反应器下部并与其固定连接。

进一步，所述反应器包括反应器壳体和隔热罩，所述隔热罩内部空间为反应室，隔热罩外表面与反应器壳体内表面之间形成竖向夹层；或者，隔热罩本身形成竖向夹层；所述竖向夹层下部设置反应前混合气体入口，竖向夹层上部开口与反应室连通；

进一步，所述换热器为立式列管换热器，所述立式列管换热器的管程向上连通于反应室，向下设置反应后气体出口，所述立式列管换热器的壳程下部设置氢气进口和四氯化硅进口，上部设置被加热的混合原料气出口；

进一步，所述立式列管换热器的管程与反应室的连通方式为列管直接连通于反应室；

进一步，所述反应室与立式列管换热器上管板之间设置隔热板，隔热板与立式列管换热器的列管相对设置有与反应室连通的反应后气体出气孔；

进一步，所述反应室上部设置盖板，盖板上分布有连通于反应室和竖向夹层的进气孔；

进一步，所述立式列管换热器的列管为耐高温金属管，耐高温金属管至少上部管段的管内设置耐高温保护层；

进一步，所述反应室的热源为电加热元件，所述电加热元件的电极位于反应室上部固定设置于反应器壳体；

进一步，所述反应器壳体设置上封头，所述电加热元件的电极固定设置于上封头，上封头设置用于通入冷氢气的第二氢气进气口；

进一步，所述反应器壳体与换热器壳体以可拆卸的方式固定连接或者通过焊接固定连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一体换热式多晶硅氢化炉，氢化炉与换热器一体设置，并且通过反应后的高温气体预热氢气和四氯化硅，热量得到充分利用，减少加热氢气和四氯化硅所需的能耗，降低生产成本；出反应室的高温气体不需通过冷却水冷却，采用换热器增加了高温尾气冷却换热面积，可以大幅度提高四氯化硅的处理量，再配以其它改造结构，可省去冷却水装置，降低装置的复杂程度，同时，简化结构，从而降低制造成本和建设成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

附图为本实用新型结构示意图。

具体实施方式

附图为本实用新型结构示意图，如图所示：本实施例的一体换热式多晶硅氢化炉，包括反应器13和通过反应器13的反应后气体加热四氯化硅和氢气混合物的换热器17，所述换热器17位于反应器13下部并与其固定连接。