专利名称：一种氢化炉保温隔热抗蚀结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氢化炉，尤其是涉及一种氢化炉保温隔热抗蚀结构。
背景技术：
多晶硅生产主要是采用西门子法。该法是在氢气(H2)气氛下，提纯的三氯氢硅 (SiHCl3)在被加热至一定温度的硅芯表面反应沉积，生产多晶硅。早期西门子法生产模式 多晶硅生产厂家外购粗提纯SiHCl3(该SiHCl3是用氯化氢(HCl)和硅微粉在一定温度的流化床内反应生成的)；精馏后的三氯氢硅进入还原炉，在高温硅芯棒上沉积生长多晶硅棒。 由于多晶硅气相沉积中硅的转化效率的差别，生产Ikg多晶硅会产生15kg - 17. 4kg的四氯化硅(SiCl4)。还原炉生成的尾气“湿法回收”后外送，有的用于生产白碳黑。目前广泛使用的“改良西门子法”，是在原基础上，增加了四氯硅烷的氢化和还原尾气干法回收系统。四氯化硅又称四氯硅烷，或简称硅烷，沸点57. 6°C，有强烈腐蚀性和刺激性气味， 易潮解，遇水分解放热，释放出有毒腐蚀性烟气。在多晶硅生产过程中，四氯化硅的排放造成环境严重污染。同时，硅原料价格的日趋走高，也使得多晶硅生产过程中四氯化硅氢化循环利用、提高硅原料的利用率，成为提高环保友好性、降低成本的必由之路。热氢化工艺是将SiCl4和H2通入温度1250°C、压力1. 0 — 1. 5Mpa的氢化炉内反应生成SiHCl3，产气经过纯化处理后送回到还原炉内生成多晶硅，形成改良西门子法的闭路循环，既保证了气体的高纯度，又可以保证无排放。作为氢化炉的关键部件隔热热场，一直影响着氢化炉装备的使用可靠性。由于氢化炉是在高温高压，强腐蚀性气体环境下工作，同时需要保证反应气体不受其它气体和挥发物的污染，目前隔热热场的最佳选择是采用碳素材料。目前热氢化炉隔热热场的主要结构为内层采用炭布缠绕，外层采用碳毡缠绕，制成复合结构的隔热热场。这种热场结构有较好的保温隔热效果，但是，由于在高温高压环境下，碳毡和炭布的抗蚀性能差，同时炭布层与碳毡层热膨胀系数差异大，使用过程中碳毡与炭布之间易出现分层和碳毡塌落现象，隔热场使用寿命短。同时现有热场中各种进出气孔和电极孔、保温筒的端面连接部位，由于高温高压气体的腐蚀与冲蚀作用，极易造成损坏。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，克服现有氢化炉隔热热场抗蚀性能差、使用寿命短、 单位能耗高的不足，提供一种隔热性能和抗蚀性能好，热量耗散少和使用寿命长的氢化炉保温隔热抗蚀结构。本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，一种氢化炉保温隔热抗蚀结构，包括外保温隔热层和内耐冲蚀层，所述外保温隔热层即是由上保温罩、中保温罩、下保温罩构成的保温罩，所述保温罩置于保温罩底座上，保温罩顶部设有保温罩顶盖；内耐冲蚀层包括复合于上保温罩内侧的上隔热屏、复合于中保温罩内侧的中隔热屏，复合于下保温罩内侧的下隔热屏，保温罩顶盖内侧复合有隔热屏顶盖；保温罩底座内侧设有抗冲蚀内衬。
进一歩，所述保温罩由碳毡和碳布经过树脂固化和化学气相沉积(以下简称CVD) 处理制成的复合固化保温碳布碳毡坯体构成；为避免碳毡和碳布分层和碳毡塌落现象发生，对保温罩坯体进行了穿刺处理；为提高抗冲蚀性，对碳毡和保温罩坯体端部进行了抗蚀涂层处理；抗蚀涂料由硅粉和呋喃树脂混配制成，硅粉和呋喃树脂的混配重量比为 0. 1-0. 5:1。进一歩，所述保温罩顶盖设有用于进行超压释放的压カ释放孔；所述压カ释放孔与轴线的夹角优选45° ；所述压カ释放孔设有与盖体复合的抗冲蚀内衬；保温罩顶盖边缘设有吊装缺ロ，便于安装维护。进一歩，所述上保温罩、中保温罩、下保温罩设有吊装孔，以便于安装维护。进一歩，所述内耐冲蚀层的上隔热屏、中隔热屏、下隔热屏采用三维针刺毡体制坯，树脂固化后利用CVDエ艺增密制成的碳碳复合材料制成，表面涂覆有抗冲蚀涂层。进一歩，所述保温隔热层的保温罩顶盖与上保温罩，上保温罩与中保温罩，中保温罩与下保温罩，下保温罩与保温罩底座，隔热屏盖与上隔热屏，上隔热屏与中隔热屏，中隔热屏与下隔热屏通过内止ロ、外止ロ定位密封连接，以有效提高装配稳定性。进一歩，所述耐冲蚀层的隔热屏顶盖也设有用于超压释放的压カ释放孔，所述压力释放孔设有抗冲蚀内村，中心部位还设有超压重力释放阀；
所述保温罩底座设有电极孔和进出气管道孔，孔内壁复合有抗冲蚀内村。进一歩，所述的抗冲蚀内衬由采用炭布加树脂成型，经过CVDエ艺增密エ艺制成抗冲蚀碳碳复合材料。本发明之氢化炉保温隔热抗冲蚀结构，采用密度高抗蚀性好的隔热屏构成内层结构，采用密度低导热系数低的固化碳毡构成热场的外层结构，筒盖设计有防超压释放孔，所有孔内壁和保温罩底座上表面都设有耐高温抗冲蚀内村，内衬表面还涂覆有抗冲蚀涂层， 使隔热场寿命显著提高，同时大幅降低设备能耗；上保温罩、中保温罩、下保温罩分别设有吊装孔，保温罩顶盖与上保温罩、上保温罩与中保温罩、中保温罩与下保温罩、下保温罩与保温罩底座、隔热屏盖与上隔热屏、上隔热屏与中隔热屏、中隔热屏与下隔热屏分别设计有定位密封止ロ，装配、维护简便。
图1是本发明之氢化炉保温隔热抗蚀结构示意图； 图2是本发明之保温罩顶盖结构示意图； 图3是图2 A-A处剖视图； 图4是本发明之保温罩止ロ及吊装孔结构示意图。
具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本发明作进ー步详细说明。參照附图，本实施例包括外保温隔热层和内耐冲蚀层，所述外保温隔热层即是由上保温罩3、中保温罩5、下保温罩8构成的保温罩，所述保温罩置于保温罩底座9上，保温罩顶部设有保温罩顶盖1 ；内耐冲蚀层包括复合于上保温罩3内侧的上隔热屏4、复合于中保温罩5内侧的中隔热屏6，复合于下保温罩8内侧的下隔热屏7，保温罩顶盖1内侧复合有隔热屏顶盖2 ；保温罩底座9内侧设有抗冲蚀内衬11。所述保温罩由碳毡和碳布经过树脂固化和化学气相沉积(CVD)处理制成的复合固化保温碳布碳毡坯体构成；为避免碳毡和碳布分层和碳毡塌落现象发生，对保温罩坯体进行了穿刺处理；为提高抗冲蚀性，对碳毡和保温罩坯体端部进行了抗蚀涂层处理；抗蚀涂料由硅粉和呋喃树脂混配制成，硅粉和呋喃树脂的混配重量比为0. 2:1。所述保温罩顶盖1设有三个用于进行超压释放的压カ释放孔；所述压カ释放孔与轴线的夹角为45° ；所述压カ释放孔设有与盖体复合的抗冲蚀内衬10 ；保温罩顶盖1边缘设有吊装缺ロ 14，便于安装维护。所述上保温罩3、中保温罩5、下保温罩8设有吊装孔15，以便于安装维护。所述内耐冲蚀层的上隔热屏4、中隔热屏6、下隔热屏7采用三维针刺毡体制坯，树脂固化后利用CVDエ艺增密制成的碳碳复合材料制成，表面涂覆有抗冲蚀涂层。所述保温隔热层的保温罩顶盖1与上保温罩3，上保温罩3与中保温罩5，中保温罩5与下保温罩8，下保温罩8与保温罩底座9，隔热屏盖2与上隔热屏4，上隔热屏4与中隔热屏6，中隔热屏6与下隔热屏7通过内止ロ 17、外止ロ 16定位密封连接，以有效提高装配稳定性。所述耐冲蚀层的隔热屏顶盖2也设有用于超压释放的压カ释放孔，所述压カ释放孔设有抗冲蚀内村，中心部位还设有超压重力释放阀13 ；
所述保温罩底座9设有电极孔和进出气管道孔，孔内壁复合有抗冲蚀内衬12。所述各抗冲蚀内衬由采用炭布加树脂成型，经过CVDエ艺增密エ艺制成抗冲蚀碳碳复合材料制成。本发明所采用的多层梯度结构设计既保证了内层高温面耐高温和抗蚀性能，又提高了外层隔热保温效果，降低了氢化炉罐体温升，大幅减少了氢化炉的设备单位能耗，有效提高氢化炉热场的使用寿命。
权利要求
1.一种氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，包括外保温隔热层和内耐冲蚀层，所述外保温隔热层即是由上保温罩、中保温罩、下保温罩构成的保温罩，所述保温罩置于保温罩底座上，保温罩顶部设有保温罩顶盖；内耐冲蚀层包括复合于上保温罩内侧的上隔热屏、复合于中保温罩内侧的中隔热屏，复合于下保温罩内侧的下隔热屏，保温罩顶盖内侧复合有隔热屏顶盖；保温罩底座内侧设有抗冲蚀内衬。
2.根据权利要求1所述的氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，所述保温罩由碳毡和碳布经过树脂固化和化学气相沉积处理制成的复合固化保温碳布碳毡坯体构成；对保温罩坯体进行穿刺处理；对碳毡和保温罩坯体端部进行了抗蚀涂层处理；抗蚀涂料由硅粉和呋喃树脂混配制成，硅粉和呋喃树脂的混配重量比为0. 1-0. 5:1。
3.根据权利要求1或2所述的氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，所述保温罩顶盖设有用于进行超压释放的压力释放孔；所述压力释放孔设有与盖体复合的抗冲蚀内衬；保温罩顶盖边缘设有吊装缺口。
4.根据权利要求3所述的氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，所述压力释放孔与轴线的夹角为45°。
5.根据权利要求1或2所述的氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，所述上保温罩、 中保温罩、下保温罩设有吊装孔。
6.根据权利要求1或2所述的氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，所述内耐冲蚀层的上隔热屏、中隔热屏、下隔热屏采用三维针刺毡体制坯，树脂固化后利用化学气相沉积工艺增密制成的碳碳复合材料制成，表面涂覆有抗冲蚀涂层。
7.根据权利要求1或2所述的氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，所述保温隔热层的保温罩顶盖与上保温罩，上保温罩与中保温罩，中保温罩与下保温罩，下保温罩与保温罩底座，隔热屏盖与上隔热屏，上隔热屏与中隔热屏，中隔热屏与下隔热屏通过内止口、外止口定位密封连接。
8.根据权利要求1或2所述的氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，所述耐冲蚀层的隔热屏顶盖设有用于超压释放的压力释放孔，所述压力释放孔设有抗冲蚀内衬，中心部位设有超压重力释放阀。
9.根据权利要求1或2所述的氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，所述保温罩底座设有电极孔和进出气管道孔，孔内壁复合有抗冲蚀内衬。
10.根据权利要求1或2所述的氢化炉保温隔热抗蚀结构，其特征在于，所述抗冲蚀内衬由采用炭布加树脂成型，经过CVD工艺增密制成的抗冲蚀碳碳复合材料。
全文摘要
一种氢化炉保温隔热抗蚀结构，其包括外保温隔热层和内耐冲蚀层，所述外保温隔热层即是由上保温罩、中保温罩、下保温罩构成的保温罩，所述保温罩置于保温罩底座上，保温罩顶部设有保温罩顶盖；内耐冲蚀层包括复合于上保温罩内侧的上隔热屏、复合于中保温罩内侧的中隔热屏，复合于下保温罩内侧的下隔热屏，保温罩顶盖内侧复合有隔热屏顶盖；保温罩底座内侧设有抗冲蚀内衬。本发明之氢化炉保温隔热抗蚀结构，隔热性能和抗蚀性能好，能大幅降低设备能耗；隔热场寿命显著提高，同时装配、维护简便。
文档编号C01B33/035GK102557037SQ201110440440
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月26日 优先权日2011年12月26日
发明者姚勇刚, 张弛, 潘纯纯, 肖志英, 蒋建纯, 钟元龙 申请人:湖南南方搏云新材料有限责任公司