[发明专利]一种氢化炉用组合式绝热、绝缘装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝热、绝缘装置，特别是一种多晶硅生产过程中氢化炉中使用的绝热、绝缘装置。

背景技术

在SiHCl₃ 合成工序和氢还原制取多晶硅的工序中，会产生大量的副产物SiCl₄，如果不能有效的进行回收利用，不仅造成巨大的资源浪费，增加生产成本，而且会造成严重的环境污染和灾难性后果。目前，最好的办法就是将SiCl₄经氢化后转化为三氯氢硅，这样操作不仅处理了副产物SiCl₄，还重新得到了生产多晶硅的原料SiHCl₃，目前国内多晶硅企业大多采用热氢化法进行SiCl₄的处理。但是，目前热氢化法中所采用的热氢化炉，采用钟罩式结构，由炉筒(钟罩)、底盘、电极、进出气管等组成，其中底盘是夹套式结构，在底盘上布置有一定数量的电极，氢化炉的电源通过电极向载体供电，使载体发热，提供炉内反应所需的温度。电极的中间是空心的，可以通冷却水进行冷却，以防止电极的密封垫圈损坏，电极与载体用石墨连接脚进行连接。为了防止电极与底座形成短路，在电极上装有四氟绝缘套，同时为了隔绝热辐射，在绝缘套外加装绝热环，保护绝缘套不在高温下碳化、熔化。

但是目前热氢化法中使用的绝热环，结构单一，不能有效隔绝热量，在高温下绝缘套容易碳化，甚至熔化，造成氢化炉整体绝缘下降，使得氢化炉不能长期稳定运行，减少了运行时间和三氯氢硅的产量。热氢化炉内加热器一般是石墨或C-C复合材料，存在脱层现象。脱层掉落在底盘，一旦搭接在电极与底盘之间，就会形成短路，造成氢化炉瞬间接地故障停炉。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种结构简单、加工方便的氢化炉用组合式绝热、绝缘装置，该装置能有效隔绝氢化炉内热量对绝缘套的辐射传热，避免加热器表面脱层搭接在电极与底盘表面之间，造成的瞬间接地故障停炉，从而有效地保证了氢化炉长期稳定地运行，保证三氯氢硅的生产产量。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的氢化炉用组合式绝热环装置，包括氢化炉的底盘，所述底盘上布置有电极，所述电极与底座之间设置有绝缘环，所述电极外套有陶瓷杯，所述陶瓷杯上设置有上部端口与下部端口，其中电极穿过陶瓷杯的上部端口，所述陶瓷杯的下部端口置于底盘上，且电极的下部以及绝缘环被罩于陶瓷杯内。

由于采用了上述结构，在电极与绝缘环的外部套有陶瓷杯，用于保护极与绝缘环，隔绝氢化炉内辐射热，尽可能地避免辐射热进入到陶瓷杯内，有效地防止了辐射热对绝缘环造成的损坏，同时陶瓷杯能够防止加热器表面脱层脱离后掉入到陶瓷杯内，搭接在电极与底盘表面之间，造成的瞬间接地故障停炉，从而有效地保证了氢化炉长期稳定地运行，保证三氯氢硅的生产产量，同时陶瓷杯采用的陶瓷制成，能够具有很好的防磁隔热的效果。

本发明的氢化炉用组合式绝热、绝缘装置，所述电极与底座之间设置有绝缘环组件，所述绝缘环组合件主要由一个绝缘环和两个石墨垫重叠组成，其中绝缘环位于两石墨垫之间。

由于采用了上述结构，绝缘环主要起绝缘作用，石墨垫主要起密封作用，将二者重叠形成绝缘环组合件，使得绝缘效果和密封效果良好，同时与陶瓷杯组合使用能够耐受热辐射，且不受高温的影响而产生绝缘性能的下降，保证了氢化炉长周期大功率的稳定运行的需要。

本发明的氢化炉用组合式绝热、绝缘装置，所述石墨垫为金属缠绕石墨垫，且分别位于绝缘环的上下两侧，绝缘环组合件的上表面与电极的底面贴合，绝缘环组合件的上表面与底盘的上表面贴合。

由于采用了上述结构，金属缠绕石墨垫主要起密封作用，使得电极与绝缘环组合件之间、绝缘环组合件与底盘之间具有良好的密封效果，避免炉内介质从密封处泄露，使绝缘环组合件具有更好的绝缘效果。

本发明的氢化炉用组合式绝热、绝缘装置，所述绝缘环和金属缠绕石墨垫的直径均大于电极的直径，所述电极位于绝缘环组合件的上表面的中心。

由于采用了上述结构，绝缘环组合件的直径较大，电极位于绝缘环组合件的上表面的中心，便于电极的固定，密封效果好，且能够保证电极与底盘之间的绝缘效果更好。

本发明的氢化炉用组合式绝热、绝缘装置，所述陶瓷杯的上部端口与电极之间的间歇不大于5mm。

由于采用了上述结构，要求电极的外壁到陶瓷杯的上部端口侧壁之间的间歇最大为5mm，能够尽可能地将辐射热量隔绝在陶瓷杯的外部，尽可能地避免其进入到陶瓷杯得内部，且由于间歇很小，因此能够防止加热器表面脱层脱离后调入到陶瓷杯内。