颗粒状多晶硅生产工艺及硅晶种制造系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于颗粒状多晶硅的生产制造技术领域，特指一种颗粒状多晶硅生产工艺及娃晶种制造系统。
【背景技术】
[0002]1955年，西门子公司成功开发了利用氢气还原三氯硅烷(SiHCl3)在硅芯发热体上沉积硅的工艺技术，并于1957年开始了工业规模的生产，这就是通常所说的西门子法。西门子法存在能耗较高、产品效率低、工艺复杂等缺点。
[0003]后来发展出了流化床法，流化床法是美国联合碳化合物公司早年研发的多晶硅制备工艺技术。该方法是以SiCl4(或SiF4)、H2, HCl和冶金硅为原料在高温高压流化床(沸腾床)内生成SiHCl3，将SiHCl3再进一步歧化加氢反应生成SiH2Cl2，继而生成SiH4气。制得的SiH4气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅
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[0004]使用流化床法时，合适规格的晶种是生产中的重要原料，为了得到合适规格(150 μm一250 μm直径)的娃晶种，需要对大颗粒的娃晶种进彳丁机械式粉碎、筛选、酸洗和烘干等步骤，但是采用机械粉碎时，金属材质的粉碎锤会对粉碎后的硅晶种造成金属杂质的污染，严重影响产品的纯度；因次，需要对筛选后的合适规格的硅晶种进行酸清洗以去除金属杂质，再进行烘干，其步骤复杂且成本高。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种结构简单，安全可靠的硅晶种制造系统和多晶硅生产工
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[0006]本发明的目的是这样实现的:
[0007]颗粒状多晶硅生产工艺，包括以下步骤:
[0008]①准备硅晶种原料；
[0009]②对硅晶种原料进行粉碎，并筛选得到直径合适的硅晶种；
[0010]③在流化床内对娃烧进行加热分解并对娃晶种进行流化，使广生的娃粉在娃晶种上沉积；
[0011]④对反应后的硅颗粒进行脱氢，并得到符合要求的颗粒状多晶硅；
[0012]所述步骤②中，硅晶种原料粉碎时，先将硅晶种原料分为两部分，并分别通入高速气流，使得硅晶种原料分别从两个相对的方向高速接近并碰撞，硅晶种原料碰撞并粉碎成大小不一的颗粒。
[0013]所述步骤②中，筛选的方式为风筛。
[0014]所述步骤②中，合适的娃晶种为150 μ m—250 μ m直径。
[0015]所述步骤③中，控制流化的温度为400-900°C。
[0016]所述步骤③中，流化时持续通入空气。
[0017]所述步骤④中，脱氢的温度控制在1000-1200°C。
[0018]所述步骤④中，脱氢是在脱氢炉中进行的。
[0019]一种用于所述的颗粒状多晶硅生产工艺的硅晶种制造系统，包括
[0020]硅晶种制造气流破碎器，在破碎器本体的中部设置有碰撞室，破碎器本体上设置有两个进气通道，两个进气通道的内端分别连通至碰撞室的相对侧，两个进气通道分别通过支路管道与储料罐连通，所述碰撞室中部一侧的碎料出口通过送筛管路与风筛装置连通；
[0021]储料罐，其用于储存硅晶种，并将硅晶种通过所述支路管道送入对应的进气通道;
[0022]气源，其用于给所述进气通道输入高速气流；
[0023]风筛装置，其用于对碰撞后的晶种颗粒进行筛选并分别储存。
[0024]本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是:
[0025]1、本发明通过气流带动娃晶种尚速移动，娃晶种制造气流破碎器两侧进入的娃晶种在碰撞室中心对撞并碎裂，风筛对碎裂后的硅晶种进行筛选并得到合适规格的硅晶种，彻底避免传统的破碎环节带来的二次污染，减少了加工步骤和成本。
[0026]2、本发明通过风筛装置，其用于对碰撞后的晶种颗粒进行筛选并分别储存，通过这种方式进行筛选，解决了传统工艺中用筛网重复筛选的问题，同时也降低了人工成本。
[0027]3、本发明通过流化床法制备颗粒状多晶硅，具有生产效率高、电耗低、成本低等特点。
[0028]4、本发明通过脱氢的温度控制在1000-1200 V，使得反应效率高，得到产品纯度高，氢含量少。
【附图说明】
[0029]图1是颗粒状多晶硅生产工艺流程示意图。
[0030]图2是娃晶种制造系统的不意图。
[0031 ] 图3是硅晶种制造气流破碎器的结构简图。
[0032]图中:1-储料罐；2_支路管道；3_支路管道；4_进气通道；5_送筛管路；6_风筛装置；7_小颗粒晶种集料仓；8_合格晶种集料仓；9_大颗粒晶种集料仓；10_大颗粒管路；11_气源；12_碰撞室；13_进气通道；14_破碎器本体；20_硅晶种制造系统；21_储料罐；22_衬里；23_加热器(400-900°C ) ;24_流化床；25_进风口 ；26_脱氢炉；27_加热器(1000-1200°C ) ;28-产品出口 ；29_ 晶种入口 ；30_ 晶种出口。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述:
[0034]颗粒状多晶硅生产工艺，包括以下步骤:
[0035]①预备硅晶种原料；
[0036]②对娃晶种原料进彳丁粉碎，并筛选得到直径为150 μ m一250 μ m的娃晶种；
[0037]③在流化床内对娃烧进行加热分解并对娃晶种进行流化，使广生的娃粉在娃晶种上沉积；
[0038]④对流化后的硅晶种进行脱氢，并得到符合要求的颗粒状多晶硅；
[0039]所述步骤②中，硅晶种原料粉碎时，先将硅晶种原料分为两部分，并分别通入高速气流，使得硅晶种原料分别从两个相对的方向高速接近并碰撞，硅晶种原料碰撞并粉碎成大小不一的颗粒。
[0040]所述步骤②中，筛选的方式为风筛。
[0041 ] 所述步骤②中，控制流化的温度为400_900°C。
[0042]所述步骤④中，脱氢的温度控制在1000-1200°C。
[0043]所述步骤④中，流化时持续通入空气。
[0044]一种用于所述的颗粒状多晶硅生产工艺的硅晶种制造系统，包括
[0045]硅晶种制造气流破碎器，在破碎器本体14的中部设置有碰撞室12，破碎器本体14上设置有两个进气通道4，13，两个进气通道4，13的内端分别连通至碰撞室12的相对侧，两个进气通道4，13分别通过支路管道2，3与储料罐I连通，所述碰撞室12中部一侧的碎料出口通过送筛管路5与风筛装置6连通；具体的，经过碰撞后的大小不一的颗粒，经过高速气流，直径大于250 μ m的硅晶种落入大颗粒晶种集料仓9，大颗粒集料仓反回储料罐I经行再次碰撞粉碎，直径为150 μ m—250 μ m的硅晶种落入合格晶种集料仓8，直径小于150 μ m的硅晶种落入小颗粒晶种集料仓7，粉末状的硅晶种随着气流从侧边通孔吹出并落入收集仓。
[0046]储料罐1，其用于储存硅晶种，并将硅晶种通过所述支路管道2，3送入对应的进气通道13，4 ；
[0047]气源11，其用于给所述进气通道输入高速气流；
[0048]风筛装置6，其用于对碰撞后的晶种颗粒进行筛选并分别储存。
[0049]所述风筛装置6通过大颗粒管路10连通至所述储料罐I。
[0050]所述风筛装置6内设置有大颗粒晶种集料仓9、合格晶种集料仓8和小颗粒晶种集料仓7。超出设定规格的硅晶种颗粒在风筛内沉降并进入大颗粒晶种集料仓，再通过管路回收至储料罐进行二次破碎，合适规格的硅晶种进入合格晶种集料仓并储存，小颗粒的硅晶种进入小颗粒晶种集料仓并储存回收。
[0051]所述风筛装置6的进筛分气管路与所述气源连通。
[0052]本发明通过气流带动娃晶种尚速移动，娃晶种制造气流破碎器两侧进入的娃晶种在碰撞室中心对撞并碎裂，风筛对碎裂后的硅晶种进行筛选并得到合适规格的硅晶种，彻底避免传统的破碎环节带来的二次污染，减少了加工步骤和成本。
[0053]上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故:凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.颗粒状多晶硅生产工艺，其特征在于，包括以下步骤: ①预备硅晶种原料； ②对硅晶种原料进行粉碎，并筛选得到直径合适的硅晶种； ③在流化床内对娃烧进行加热分解并对娃晶种进行流化，使广生的娃粉在娃晶种上沉积； ④对流化后的硅晶种进行脱氢，并得到符合要求的颗粒状多晶硅； 所述步骤②中，硅晶种原料粉碎时，先将硅晶种原料分为两部分，并分别通入高速气流，使得硅晶种原料分别从两个相对的方向高速接近并碰撞，硅晶种原料碰撞并粉碎成大小不一的颗粒。2.根据权利要求1所述的颗粒状多晶硅生产工艺，其特征在于，所述步骤②中，筛选的方式为风筛。3.根据权利要求1所述的颗粒状多晶硅生产工艺，其特征在于，所述步骤③中，控制流化的温度为400-900 °C。4.根据权利要求1所述的颗粒状多晶硅生产工艺，其特征在于，所述步骤④中，脱氢的温度控制在1000-1200 °C。5.根据权利要求1所述的颗粒状多晶硅生产工艺，其特征在于，所述步骤③中，流化时持续通入空气。6.一种用于权利要求1所述的颗粒状多晶硅生产工艺的硅晶种制造系统，其特征在于，包括 硅晶种制造气流破碎器，在破碎器本体的中部设置有碰撞室，破碎器本体上设置有两个进气通道，两个进气通道的内端分别连通至碰撞室的相对侧，两个进气通道分别通过支路管道与储料罐连通，所述碰撞室中部一侧的碎料出口通过送筛管路与风筛装置连通； 储料罐，其用于储存硅晶种，并将硅晶种通过所述支路管道送入对应的进气通道； 气源，其用于给所述进气通道输入高速气流； 风筛装置，其用于对碰撞后的晶种颗粒进行筛选并分别储存。
【专利摘要】本发明属于颗粒状多晶硅的生产制造技术领域，特指一种颗粒状多晶硅生产工艺及硅晶种制造系统，颗粒状多晶硅生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：①预备硅晶种原料；②对硅晶种原料进行粉碎，并筛选得到直径合适的硅晶种；③在流化床内对硅烷进行加热分解并对硅晶种进行流化，使产生的硅粉在硅晶种上沉积；④对硫化后的硅晶种进行脱氢，并得到符合要求的颗粒状多晶硅；采用此工艺，彻底避免传统的破碎环节带来的二次污染，减少了加工步骤和成本。
【IPC分类】C01B33/029
【公开号】CN105174264
【申请号】
【发明人】陶刚义
【申请人】内蒙古兴洋新材料科技有限公司
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月1日