本实用新型专利技术提供了一种制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置。该装置包括：本体，所述本体内限定出汽化空间；氢气进料口，所述氢气进料口设置在所述本体上；三氯氢硅进料口，所述三氯氢硅进料口设置在所述本体上；二氯二氢硅进料口，所述二氯二氢硅进料口设置在所述本体上；以及还原生产用混合气供料出口，所述还原生产用混合气供料出口设置在所述本体上。由此，利用该装置得到的还原生产用混合气供料，可以提高三氯氢硅的一次转化率，进而提高多晶硅在还原炉内的沉积速率；还可以通过控制参数调整过程中诱发二氯二氢硅的气相沉积，从而提高了三氯氢硅的还原利用率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置。该装置包括：本体，所述本体内限定出汽化空间；氢气进料口，所述氢气进料口设置在所述本体上；三氯氢硅进料口，所述三氯氢硅进料口设置在所述本体上；二氯二氢硅进料口，所述二氯二氢硅进料口设置在所述本体上；以及还原生产用混合气供料出口，所述还原生产用混合气供料出口设置在所述本体上。由此，利用该装置得到的还原生产用混合气供料，可以提高三氯氢硅的一次转化率，进而提高多晶硅在还原炉内的沉积速率；还可以通过控制参数调整过程中诱发二氯二氢硅的气相沉积，从而提高了三氯氢硅的还原利用率。【专利说明】制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置
本技术涉及化工领域，具体地，涉及制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置。
技术介绍
多晶硅生产中大量采用改良西门子法生产工艺，目前国内外市场上太阳能用多晶硅有85%以上是采用改良西门子工艺生产所得；改良西门子工艺生产技术主要是将提纯所得的高纯液态三氯氢硅与氢气在特点的设备内进行混合，液态三氯氢硅在设备内汽化后与氢气完全混合被输送到还原炉内在炽热的高温载体上进行气相沉积反应，多晶硅不断的沉积在硅芯载体上，直径增大到一定的值后，到达生产要求时即可停炉，完成多晶硅的生长过程。但是，目前制备多晶硅的还原生产用混合气供料的装置仍有待改进。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本技术的一个目的在于提出一种在制备多晶硅过程中提高三氯氢硅还原利用率的还原生产用混合气供料的装置。本技术是技术人基于以下发现而完成的:多晶硅沉积过程中在还原炉内的主要反应有:(I) SiHCl3+H2=Si+3HCl ； (2) 4SiHCl3=Si+2H2+3SiCl4 ； (3) Si+2HCl=SiH2Cl2 ；和(4)2SiHCl3=SiH2Cl2+SiCl4。其中，反应(I)为氢还原反应，为多晶硅沉积的主要反应；反应(2)、(4)均为热分解反应；反应(3)为氯化氢腐蚀硅反应；从反应方程式中可以看出，副反应中有二氯二氢硅生成；通过实践证明，供料中加入适量的二氯二氢硅有利于抑制副反应的进行，提高三氯氢硅的一次转化率，提高多晶硅在还原炉内的沉积速率，此外，还原炉运行控制参数是根据三氯氢硅的气相沉积来确定的，因此二氯二氢硅的少量添加还可以使得控制参数调整过程中诱发二氯二氢硅的气相沉积，从而提高了三氯氢硅的还原利用率。同时，由于制备多晶硅还原生产用混合气供料装置内的混合气温度最高只能达到混合器中氯硅烷的饱和蒸汽温度，不能加热到更高，因此从制备多晶硅还原生产用混合气供料装置内输出去的多晶硅还原生产用混合气供料在输送过程中会出现液化现象，不仅降低了生产系统的稳定性，并且降低了还原生产用混合气供料以高温气态的形式进入还原炉进行气相沉积反应而获得多晶娃的效率。本技术的第一个目的在于提供一种制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置。该装置包括:本体，所述本体内限定出汽化空间；氢气进料口，所述氢气进料口设置在所述本体上，用于向所述汽化空间中引入所述氢气；三氯氢硅进料口，所述三氯氢硅进料口设置在所述本体上，用于向所述汽化空间中弓I入所述三氯氢硅；二氯二氢硅进料口，所述二氯二氢硅进料口设置在所述本体上，用于向所述汽化空间中弓I入所述二氯二氢硅；以及还原生产用混合气供料出口，所述还原生产用混合气供料出口设置在所述本体上，用于将获得的还原生产用混合气供料输送出所述制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置。由此，利用该装置得到的还原生产用混合气供料，不仅可以提高三氯氢硅的一次转化率，从而提高多晶硅在还原炉内的沉积速率；还可以通过控制参数调整过程中诱发二氯二氢硅的气相沉积，从而提高了三氯氢硅的还原利用率。根据本技术实施例的制备多晶硅还原生产用混合气器供料的装置，还可以具有如下附加的技术特征:根据本技术的实施例，所述制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置进一步包括:温度控制组件，所述温度控制组件设置在所述本体上，用于控制所述汽化空间内的温度。由此，可以保证液态三氯氢硅和液态二氯二氢硅在适当的温度下被充分汽化，并与氢气充分混合，同时还可以保证制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置的稳定性。根据本技术的实施例，所述温度控制组件为夹套式加热器和盘管式加热器的至少一种。根据本技术的实施例，所述制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置进一步包括:进料控制组件，所述进料控制组件分别与氢气进料口、三氯氢硅进料口和二氯二氢硅进料口相连，用于控制进入所述汽化空间的氢气、三氯氢硅和二氯二氢硅的摩尔比例。由此，通过控制汽化空间的氢气、三氯氢硅和二氯二氢硅的摩尔比例可以保证制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置中的温度和压力，从而保证该装置的稳定性。根据本技术的实施例，所述汽化过程是在-5摄氏度?100摄氏度的温度以及0.2MPa?0.SMPa的压力下进行的。通过根据亨利定律控制制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置的温度和压力，从而保证混合气中各组分的稳定性。根据本技术的实施例，所述氢气和三氯氢硅的摩尔比为I?10:1。由此，可以保证制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置的安全稳定，并提高制备多晶硅还原生产用混合气供料的效率，从而进一步提闻制备多晶娃的生广效率。根据本技术的实施例，所述氢气、三氯氢硅和二氯二氢硅的摩尔比为40:10:0.1?I。由此，可以通过调节氢气、三氯氢硅和二氯二氢硅的比例，而提高多晶硅还原中的三氯氢硅的一次转化率，提高多晶硅的沉积速率，降低多晶硅生产成本。本技术的另一个目的在于提供一种用于制备多晶硅的设备。该设备包括:还原生产用混合气供料制备装置，所述还原生产用混合气供料制备装置为上述的制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置，用于利用氢气、三氯氢硅和二氯二氢硅获得多晶硅还原生产用混合气供料；以及多晶硅还原炉，所述多晶硅还原炉与所述还原生产用混合气供料制备装置相连，并且从所述还原生产用混合气供料制备装置接收所述多晶硅还原生产用混合气供料，用于制备多晶硅。由此，可以提高制备多晶硅还原生产用混合气供料的效率，并进一步提闻制备多晶娃还原炉中的气相沉积反应效率，从而提闻多晶娃的生广效率。另外，根据本技术上述实施例的用于制备多晶硅的设备，还可以具有如下附加的技术特征:根据本技术的实施例，所述用于制备多晶硅的设备进一步包括:预热装置，所述预热装置分别与所述还原生产用混合气供料制备装置和多晶硅还原炉相连，用于在将所述还原混合气供料引入多晶硅还原炉中之前，对所述还原混合气供料进行预热处理。由此，可以对经过汽化并充分混合的还原气进行保温操作，从而防止生产过程中还原生产用混合气供料在从制备多晶硅还原生产用混合气供料的装置输送到还原炉的过程中由于温度降低而出现三氯氢硅和二氯二氢硅的液化现象，从而提高了多晶硅的生产效率。根据本技术的实施例，所述预热装置包括电加热组件。由此，通过加热组件的加热功能解决了还原生产用混合气供料在输送过程中的液化问题，保证了还原生产用混合气供料以高温气态的形式进入还原炉进行气相沉积反应而获得多晶硅，因此提高了多晶硅的生产效率。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石何武，严大洲，肖荣晖，汤传斌，毋克力，杨永亮，郑红梅，
申请(专利权)人：中国恩菲工程技术有限公司，
类型：实用新型
国别省市：
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