专利名称：氢化炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及氢化炉，具体涉及一种多晶硅行业大型氢化炉。用于对四氯化硅的综 合回收利用。
背景技术：
多晶硅生产中，会产生大量的副产品四氯化硅。而四氯化硅引发的环保压力，已成 为严重的社会问题。倾倒入溪水中，会造成水源受到严重污染，用掩埋的办法处理，对土壤 造成不可挽回的破坏。“有效利用四氯化硅、减少环境污染是当前必须解决的首要问题。”这 也是多晶硅企业的共识。各生产企业的成本压力，多晶硅价格的下滑，在目前全球金融危机的国际环境中， 已迫使多晶硅生产企业必须考虑对四氯化硅的综合利用。目前多晶硅行业大型氢化炉在设 计、制造中存在的不足，造成四氯化硅回收率严重偏低。原氢化炉设备具有以下缺点1、电极布置数量有限，仅为18对，发热量小，处理量相对较小仅为1吨/小时，转 化率偏低。2、电极连接及发热体的布置比较随意，很难保证炉内圆周方向温度的均勻一致 性。3、不设测温孔，无法了解炉内物料及发热体运行情况，无法保证炉内温度的可控 性及均勻性。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种电极布置数量多、确保炉内温度均勻 一致的氢化炉。本发明的目的是这样实现的一种氢化炉，包括炉体、底盘、电极和发热、隔热系 统，氢化炉总体采用立置式，底盘位于炉体的下方，底盘与炉体底部用法兰连接，电极置于 底盘上，发热、隔热系统置于炉体内，发热、隔热系统的电极发热体与所述底盘上的电极相 连，所述电极沿底盘圆周方向分五圈布置由内向外分别为第一圈、第二圈、第三圈、第四圈 和第五圈，第一圈的电极与第三圈的电极通过导电板相连，构成电极组合一，第二圈的电极 与第四圈的电极通过导电板相连，构成电极组合二，第五圈的电极单独相连，并按所述电极 组合一、电极组合二和第五圈按圈单独供电及控制，在所述发热、隔热系统的上、中、下部不 同位置设置测温孔，通过测温装置及调功系统对炉内发热体的表面温度进行测控，确保各 圈发热体温度一致。本发明充分考虑气流场和热场特征，确定电极发热体在炉内的布置，确保炉内温 度均勻一致；同时引入发热体功率按圈控制理念，确定电极的连接；采用发热体温度实时 测控技术，通过测温装置对炉内发热体的表面温度进行测量，实现各相独立调节和控制，确 保各圈发热体温度一致，从而保证了炉内温度场的均勻，最终确保四氯化硅的转化率。本发明的有益效果是
本发明针对目前多晶硅行业现有的氢化炉在设计、结构中存在的不足，造成四氯 化硅处理量小、回收率低的问题，充分利用底盘的有限空间，布置更多的电极，共24对，发 热量大，处理量相对较大，可达2. 5吨/小时，转化率增大；同时结合电极布置，按照电极不 同的圆周方向位置连接，对电极实现按圈供电和控制；还通过不同位置的测温装置进行独 立调节，确保炉内高温的实现及圆周方向温度的均勻一致性，保证氢化反应的正常进行，从 而确保四氯化硅的转化率。
图1为本发明氢化炉的总体结构示意图。图2为本发明氢化炉的电极及底盘、电极连接结构示意图。图3为本发明氢化炉的测温孔位置示意图。图4为图3的俯视图。图5为本发明氢化炉的工艺介质流程图。图中炉体1、底盘2、电极3、冷却系统4、发热、隔热系统5、电源调功系统6、导向系统7、 导电板8 ；外隔热罩51、内隔热罩52、电极发热体53、测温孔54 ；工艺介质进口 A、工艺介质出口 B。
具体实施例方式参见图1，图1为本发明氢化炉的总体结构示意图。由图1可以看出，本发明氢化 炉，它主要由炉体1、底盘2、电极3、冷却系统4、发热、隔热系统5、电源调功系统6和导向系 统7组成。其各组成部件的布置为氢化炉总体采用立置式，对于整台氢化炉，炉体1立置 于中间位置的上方，炉体1由夹套和内筒组成。底盘2位于炉体的下方，与炉体1底部用法 兰连接。电极3置于底盘2上，底盘2上开孔，电极3插入孔中，用螺栓紧固。炉体1、底盘 2和电极3均有独立的冷却系统4，采用夹套冷却。发热、隔热系统5采用内、外双层隔热罩 51、52、电极发热体53结构，发热、隔热系统5置于炉体1内，通过三个限位块定位于底盘2 上，发热、隔热系统5中的电极发热体与所述底盘2上的电极3相连。电源调功系统6通过 发热、隔热系统5上的测温装置的反馈，对电极发热体进行功率的调节，保证炉内温度的均 勻性。导向系统7独立于炉体1及底盘2之外，通过炉体外部的定位装置与导向系统7的 配合，实现氢化炉的导向。参见图2，图2为本发明氢化炉的电极及底盘、电极连接结构示意图。由图2可以 看出，本发明氢化炉改变原俄罗斯氢化炉设备相邻电极的两两连接，充分考虑热场均勻分 布，电极3共有24对，所述24对电极3沿底盘2圆周方向分五圈布置，由内向外分别为第 一圈、第二圈、第三圈、第四圈和第五圈，第一圈的电极3与第三圈的电极3通过导电板8相 连，构成电极组合一，第二圈的电极3与第四圈的电极3通过导电板8相连，构成电极组合 二，第五圈的电极3单独相连，并按所述电极组合一、电极组合二和第五圈单独供电和单独 控制，参见图2。参见图3，图3为本发明氢化炉的测温孔位置示意图。图4为图3的俯视图。由图3可以看出，本发明氢化炉，在所述发热、隔热系统5的上、中、下部通过不同位置测温孔 的设定，配以专业的测温装置，可以随时检测炉内不同位置发热体的温度，对发热体电流电 压的自动调节创造了条件，从而确保炉内温度的均勻性。参见图3 4。工艺介质流程四氯化硅、氢气等混合气体经炉体上部穿过夹套，直接进入内筒，沿内筒内壁向 下，由发热、隔热系统中外隔热罩下部流入外隔热罩内，沿外隔热罩内壁向上，由内隔热罩 顶部进入反应腔内，高温下发生化学反应生成三氯氢硅，通过底盘上的气体出口流出氢化 炉，完成四氯化硅的转化。参见图5。
权利要求
一种氢化炉，包括炉体(1)、底盘(2)、电极(3)和发热、隔热系统(5)，氢化炉总体采用立置式，底盘(2)位于炉体(1)的下方，底盘(2)与炉体(1)底部用法兰连接，电极(3)置于底盘(2)上，发热、隔热系统(5)置于炉体(1)内，发热、隔热系统(5)的电极发热体与所述底盘(2)上的电极(3)相连，其特征在于所述电极(3)沿底盘(2)圆周方向分五圈布置由内向外分别为第一圈、第二圈、第三圈、第四圈和第五圈，第一圈的电极(3)与第三圈的电极(3)通过导电板(8)相连，构成电极组合一，第二圈的电极(3)与第四圈的电极(3)通过导电板(8)相连，构成电极组合二，第五圈的电极(3)单独相连，并按所述电极组合一、电极组合二和第五圈按圈单独供电，在所述发热、隔热系统(5)的上、中、下部不同位置设置测温孔(54)。
全文摘要
本发明涉及一种氢化炉，用于对四氯化硅的综合回收利用。包括炉体(1)、底盘(2)、电极(3)和发热、隔热系统(5)，氢化炉总体采用立置式，底盘(2)位于炉体(1)的下方，底盘(2)与炉体(1)底部用法兰连接，电极(3)置于底盘(2)上，发热、隔热系统(5)置于炉体(1)内，发热、隔热系统(5)的电极发热体与所述底盘(2)上的电极(3)相连，电极(3)沿底盘(2)圆周方向分五圈布置，第一圈的电极(3)与第三圈的电极(3)通过导电板(8)相连，构成电极组合一，第二圈的电极(3)与第四圈的电极(3)通过导电板(8)相连，构成电极组合二，第五圈的电极(3)单独相连，并按所述电极组合一、电极组合二和第五圈按圈单独供电。在所述发热、隔热系统(5)的上、中、下部不同位置设置测温孔(54)。本发明处理量大，四氯化硅的转化率明显增加。
文档编号C01B33/03GK101798084SQ20101014595
公开日2010年8月11日 申请日期2010年4月2日 优先权日2010年4月2日
发明者刘慧颖, 刘美芬, 潘宇辉, 盛斌, 赵建, 郑瑜 申请人:江苏双良锅炉有限公司