一种多晶硅生产系统及方法_3

文档序号:9499838阅读:来源:国知局
值A1用于作为物料输送管线18内三氯氢硅和氢气的混合气的温度T1的上限,第一阈值A1可以为135-250°C,优选的,第一阈值A1选定为230°C。第二阈值A2用于作为第一尾气管线11内尾气的温度T2的上限,第二阈值A2可以为500-600°C,优选的,第二阈值A2选定为550°C。
[0062]控制器具体用于,当控制周期到达时,获取尾气调节阀7当前的状态,将第一温度检测装置5检测到的物料输送管线18内混合气的温度T1与第一阈值A1相比较,并将第二温度检测装置6检测到的第一尾气管线11内尾气的温度T2与第二阈值A2相比较;当所述混合气的温度T1大于第一阈值A1和/或所述尾气的温度T2大于第二阈值A2时,判断尾气调节阀7当前是否处于开启状态,若是,则控制尾气调节阀7增大阀门开度,否则,控制尾气调节阀7开启,以开通第二尾气管线14。
[0063]当所述混合气的温度T1小于或等于第一阈值A1,且所述尾气的温度T2小于或等于第二阈值A2时,说明此时物料输送管线18和第一尾气管线11均处于正常工作状态,不属于高温运行,相应的,还原炉1内气场的温度也处于产生雾化效应和硅棒表面米花率的合理范围内,因此,在这种情况下,控制器可以控制尾气调节阀7保持当前的阀门开度,无需增加第二尾气管线14内尾气的流量。此时,尾气调节阀7可能处于开启状态,即第二尾气管线14为开通状态,尾气调节阀7也可能处于关闭状态,即第二尾气管线14为关闭状态,无论尾气调节阀7处于开启或关闭状态,都无需改变当前的阀门状态和阀门开度,也就是说,在这种情况下,控制器不对尾气调节阀7执行任何操作。
[0064]进一步的,控制器内还预设有尾气调节阀7的各个档位,不同的档位分别对应尾气调节阀7的不同阀门开度,控制器能够根据预设的档位控制尾气调节阀7的阀门开度。
[0065]控制器具体用于,当所述混合气的温度T1大于第一阈值A1和/或所述尾气的温度T2大于第二阈值A2,且尾气调节阀7当前处于关闭状态时,控制尾气调节阀7以最小档位开启,从而开通第二尾气管线14,并以最小的流量开始输送尾气。当所述混合气的温度T1大于第一阈值A1和/或所述尾气的温度T2大于第二阈值A2,且尾气调节阀7当前处于开启状态时,控制尾气调节阀7在当前的档位上再上调1个档位,以增加第二尾气管线14内尾气的流量。当所述混合气的温度T1小于或等于第一阈值A1,且所述尾气的温度T2小于或等于第二阈值A2时,控制尾气调节阀7保持当前的档位,以保持第二尾气管线14内尾气的流量不变。
[0066]通过以上描述可以看出,控制器要么增加尾气调节阀7的阀门开度,要么保持尾气调节阀7当前的阀门开度,不存在减小尾气调节阀7的阀门开度的情况,即使物料输送管线18内混合气的温度降低到第一阈值以下和/或第一尾气管线11内尾气的温度降低到第二阈值以下,也保持第二尾气管线14内尾气当前的流量。
[0067]进一步的,如图1所示,该多晶硅生产系统还包括:用于向第二尾气管线14提供高温冷却水的分流尾气冷却水上水管线15。
[0068]分流尾气冷却水上水管线15的一端与冷却水上水管线13相连,另一端与第二尾气管线14和第一尾气管线11相连的一端相连,用以将冷却水上水管线13中的高温冷却水输送至第二尾气管线14的夹套内,从而为第二尾气管线14内的尾气降温。
[0069]第一尾气管线11为夹套管结构,管层输送尾气,夹套层输送高温冷却水。冷却水上水管线13与第一尾气管线11相连,能够为第一尾气管线11的夹套层提供高温冷却水,以降低第一尾气管线11内尾气的温度。
[0070]第二尾气管线14也可以为夹套管结构,冷却水上水管线13借助分流尾气冷却水上水管线15为第二尾气管线14的夹套层提供高温冷却水,以降低第二尾气管线14内尾气的温度。
[0071]第二尾气管线14的与尾气输出管线12相连的一端还与第二尾气冷却水回水管线20相连,第二尾气冷却水回水管线20可以与冷却水回水管线22相连,能够输出第二尾气管线14的夹套层内的高温冷却水。还原炉冷却水回水管线21、尾气换热器冷却水回水管线19和第二尾气冷却水回水管线20中的高温冷却水可以在冷却水回水管线22中汇总,以便后续统一回收利用。
[0072]进一步的,如图1所示,该多晶硅生产系统还包括:第三温度检测装置8和分流尾气冷却水调节阀9,第三温度检测装置可以设置于第二尾气管线14上,用于检测第二尾气管线14内尾气的温度T3,分流尾气冷却水调节阀9设置于分流尾气冷却水上水管线15上,用于调节进入第二尾气管线14的高温冷却水的流量。需要说明的是,无论尾气调节阀7处于关闭状态还是开启状态,第二尾气管线14的夹套管内均有高温冷却水,即分流尾气冷却水调节阀9均处于开启状态。
[0073]第三温度检测装置8可以采用温度计实现。
[0074]控制器分别与第三温度检测装置8和分流尾气冷却水调节阀9相连,还用于,当控制周期到达时,根据第三温度检测装置8检测到的第二尾气管线14内尾气的温度T3,调节分流尾气冷却水调节阀9的阀门开度,从而控制第二尾气管线14内高温冷却水的流量,以保证第二尾气管线14的温度处于安全范围之内。
[0075]具体的,控制器内还预设有第三阈值A3,第三阈值A3用于作为第二尾气管线14内尾气的温度T3的上限。由于第一尾气管线11内的尾气在进入下游工序之前,通常还会经过尾气换热器2和氢气换热器3进行第二次和第三次冷却,之后再进入尾气总管。而第二尾气管线14直接与尾气总管相连,只有高温冷却水对第二尾气管线14内的尾气进行冷却,冷却后的第二尾气管线14内的尾气直接进入下游工序,因此,要控制第二尾气管线14内尾气的温度小于第一尾气管线11内尾气的温度,即第三阈值A3小于第二阈值A2。另外,在第二尾气管线14内高温冷却水与尾气进行换热,因此,第三阈值A3大于冷却水上水管线13中高温冷却水的初始温度。通常,冷却水上水管线13中高温冷却水的初始温度至少为135°C,即第三阈值A3大于135°C。第三阈值A3可以为200_350°C,优选的,第三阈值A3选定为300°C。
[0076]控制器具体用于,当控制周期到达时,将第三温度检测装置8检测到的第二尾气管线14内尾气的温度T3与第三阈值A3相比较,若第二尾气管线内尾气的温度T3大于第三阈值A3,则控制分流尾气冷却水调节阀9增大阀门开度,以增加第二尾气管线14内高温冷却水的流量,以便为第二尾气管线14内的尾气降温。若第二尾气管线14内尾气的温度T3小于或等于第三阈值A3,则控制分流尾气冷却水调节阀9保持当前的阀门开度,以保持第二尾气管线14内高温冷却水当前的流量。
[0077]具体的,控制器内还预设有分流尾气冷却水调节阀9的各个档位,不同的档位对应分流尾气冷却水调节阀9的不同阀门开度,需要说明的是,当尾气调节阀7处于关闭状态时,分流尾气冷却水调节阀9以最小档位开启。
[0078]控制器具体用于,当第二尾气管线14内尾气的温度T3大于第三阈值A3时,说明此时第二尾气管线14内尾气的温度T3过高,控制分流尾气冷却水调节阀9在当前的档位提升1个档位,以增加第二尾气管线14内高温冷却水的流量,以便有效地对第二尾气管线14内的尾气降温。当第二尾气管线14内尾气的温度T3小于或等于第三阈值A3时,说明此时第二尾气管线14内尾气的温度T3处于正常范围,控制分流尾气冷却水调节阀9保持当前的档位,以保持第二尾气管线14内高温冷却水当前的流量。
[0079]通过以上描述可以看出,本发明实施例是通过监控第一尾气管线11内尾气的温度和物料输送管线18内三氯氢硅和氢气的混合气的温度,控制第二尾气管线14所分流的尾气的流量,从而降低第一尾气管线11内尾气的温度和物料输送管线18内三氯氢硅和氢气的混合气的温度,以及,通过增加第二尾气管线14内高温冷却水的流量,降低第二尾气管线14内尾气的温度。
[0080]本发明实施例还提供一种多晶硅生产方法,该方法应用于多晶硅反应过程中,包括以下步骤:利用第二尾气管线14,对从还原炉1输送出的第一尾气管线11内的尾气进行分流,且第二尾气管线14内的尾气不与物料进行换热。
[0081]以下结合图2,对该方法进行详细说明,如图2所示,该方法还包括步骤201:
[0082]步骤20
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