[发明专利]一种气体放电反应器、气体放电系统及三氯氢硅的制备方法

说明书

本发明提供一种气体放电反应器、气体放电系统及三氯氢硅的制备方法，属于多晶硅生产技术领域。气体放电反应器，包括内电极、外电极、第一电介质和第二电介质，外电极设置于内电极外，第二电介质设置于外电极内，第一电介质设置于内电极和外电极之间，内电极与第一电介质之间形成稀有气体放电腔室，第一电介质与外电极之间形成物料气放电腔室，气体放电反应器具有物料气进口和物料气出口，物料气进口和物料气出口均设置于外电极且连通物料气放电腔室。三氯氢硅的制备方法使用上述气体放电系统的气体放电反应器，在制备过程中将物料气和稀有气体分开，使稀有气体能够循环使用，并可以避免三氯氢硅的污染。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，具体而言，涉及一种气体放电反应器、气体放电系统及三氯氢硅的制备方法。

背景技术

目前，改良西门子法是生产多晶硅的主流技术，市场上95％以上的多晶硅由改良西门子法生产。据统计，采用改良西门子法生产多晶硅时，每产出1吨多晶硅，便会产出16吨左右的四氯化硅。四氯化硅氢化制备三氯氢硅环节是保障改良西门子法闭路循环的关键，而实现四氯化硅低污染氢化，进而制备高纯三氯氢硅，是生产高纯多晶硅的必然需求。

当下，多晶硅工厂多采用冷氢化方法处理四氯化硅。冷氢化方法的特点是，四氯化硅，氢气以及金属级硅粉在大型流化床反应器内，以气－固流化状态，在850K左右温度，2.2MPa左右压力条件下反应生成三氯氢硅，二氯二氢硅等物质。

四氯化硅超低温氢化方法是新兴的四氯化硅处理技术。四氯化硅超低温氢化方法的特点是，四氯化硅和氢气以混合气形式在气体放电反应器中，在电磁场激励下发生放电反应，产物为三氯氢硅和氯化氢，反应温度仅为298K－373K。

现有的气体放电反应器采用单层介质，在放电过程中裸露电极会溅射出金属粒子，继而污染放电气，影响产品质量，产物的分离困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气体放电反应器，提高产品质量，避免产品污染。

本发明的第二目的在于提供一种气体放电系统，使稀有气体能够循环使用，能够提高产品质量，避免产品污染。

本发明的第三目的在于提供一种三氯氢硅的制备方法，使稀有气体能够循环使用，并可以避免三氯氢硅的污染。

本发明是采用以下技术方案实现的：

一种气体放电反应器，包括内电极、外电极、第一电介质和第二电介质，外电极设置于内电极外，第二电介质设置于外电极内，第一电介质设置于内电极和外电极之间，内电极与第一电介质之间形成稀有气体放电腔室，第一电介质与外电极之间形成物料气放电腔室，气体放电反应器具有物料气进口和物料气出口，物料气进口和物料气出口均设置于外电极且连通物料气放电腔室。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述外电极和第一电介质均为圆环形。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述内电极为圆环形。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述内电极与外电极之间的距离为1mm－20mm；

优选地，内电极与外电极之间的距离为3mm－9mm。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述内电极与第一电介质的距离为0.5mm－5mm；

优选地，内电极与第一电介质的距离为1mm－1.5mm。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述内电极和外电极均为金属材料；

优选地，内电极和外电极均为Cu。

进一步地，本发明较佳的实施例中，上述第一电介质为透明绝缘材料，第二电介质为不透明绝缘材料；

优选地，第一电介质为石英，第二电介质为氧化锆、氧化铝或氮化硅。