[发明专利]一种还原炉保温结构、多晶硅还原炉及工作方法

说明书

本发明涉及保温结构技术领域，尤其涉及一种还原炉保温结构，从内至外依次包括：均流板、缓冲板和炉壁；均流板包括若干均匀分布的第一孔位，且内部围设成反应区；缓冲板包括若干均匀分布的第二孔位，且与均流板之间形成均流区；炉壁包括内壁和外壁，二者间形成环形腔体，环形腔体一侧底部设置有入口，另一侧顶部设置有出口，内壁与缓冲板之间形成缓冲区；其中，原料气体自缓冲区流入还原炉内，且自反应区流出还原炉。本发明中提供了一种能够对反应区内的温度进行有效保温的还原炉保温结构，目的在于确保反应区内温度场的平衡，从而有效保证最终多晶硅产品的质量。本发明中还请求保护一种多晶硅还原炉及工作方法，具有同样的技术效果。

技术领域

本发明涉及保温结构技术领域，特别是涉及一种还原炉保温结构、多晶硅还原炉及工作方法。

背景技术

多晶硅生产是太阳能产业链中的重要环节，目前我国制造企业大多采用改良西门子法生产多晶硅，改良西门子工艺由5个环节组成，包括：生成SiHCl₃、提纯SiHCl₃、氢还原SiHCl₃（还原沉积）、尾气处理和SiCl₄的氢化分离。SiHCl₃在最初生成时，产物中伴有杂质，需要进一步精馏制得高纯SiHCl3，最后将高纯SiHCl₃与高纯H₂按一定比例通入反应器内，1100℃（1373K）左右的高纯硅芯表面上连续不间断长时间还原沉积得到多晶硅棒。

多晶硅还原沉积过程的主要能量是通过给硅棒通电加热而获得的，是改良西门子工艺最主要的耗能环节，约占生产综合电耗的60%。还原炉在生产过程中，除了原料气体发生化学反应所需要的反应热，其余热量的一部分是通过辐射散热传递给炉内壁，并由炉壁夹套的冷却水系统带走，此部分热量无法得到应用，使得能耗的损失较大，同时，由于冷却水系统与炉内存在温差，当冷却过程控制不平稳时，可能会破坏反应腔内的温度场平衡，使得多晶硅的生产质量受到影响。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期设计一种还原炉保温结构、多晶硅还原炉及工作方法。

发明内容

本发明提供了一种还原炉保温结构，可有效解决背景技术中的问题，同时本发明中还请求保护一种多晶硅还原炉及工作方法，具有同样的技术效果。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种还原炉保温结构，从内至外依次包括：均流板、缓冲板和炉壁；

所述均流板包括若干均匀分布的第一孔位，且内部围设成反应区；

所述缓冲板包括若干均匀分布的第二孔位，且与所述均流板之间形成均流区；

所述炉壁包括内壁和外壁，二者间形成供冷却介质流通的环形腔体，所述环形腔体一侧底部设置有入口，另一侧顶部设置有出口，所述内壁与所述缓冲板之间形成缓冲区；

其中，原料气体自所述缓冲区流入还原炉内，且自所述反应区流出所述还原炉。

进一步地，所述均流板、缓冲板和内壁为两两平行设置的空心圆柱体结构。

进一步地，所述第一孔位和第二孔位错位设置。

进一步地，所述均流区分别位于所述缓冲板和均流板上的侧壁覆盖有二氧化硅气凝胶和二氧化硅微米球形成的复合结构层。

进一步地，所述炉壁内设置有若干隔流挡板，用于对流通中的冷却介质提供阻力。

一种采用上述的还原炉保温结构的多晶硅还原炉，还包括保温端板，分别用于所述还原炉保温结构顶部和底部的封堵，所述保温端板包括：

内层板，设置有至少两个第一贯通孔，且围绕所述第一贯通孔沿垂直板面的方向引出有第一导管；