专利名称：多晶硅氢化炉的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种氢化炉，特别是一种属于太阳能光伏能源技术的多晶硅氢化炉。
背景技术：
随着国内外电子信息产业和光伏能源产业的飞速发展，多晶硅产品市场一直方兴 未艾。多晶硅氢化炉作为工艺尾气处理装置，其工艺条件非常苛刻，反应后尾气温度高到 1000°C以上，对尾气管道的安全性和材料的选择提出了很高的要求。业界一般采用下述方 法处理在尾气管道外设置长距离冷却水夹套，使用冷却水将尾气管道中的高温尾气冷却 至三百度左右，冷却后的尾气再按常规方法进行处理。此种处理方法的缺点是能量浪费严 重，成为多晶硅行业“三高”佐证之一。其原因是低温反应气体进入氢化炉之后开始被加 热，在气体温度达到1000°c之前，反应非常缓慢，当加热至1000°c以上气体开始快速反应， 维持反应所需的热量较少。反应后的高温尾气在尾气管道中被冷却降温，能量转移至冷却 水中。升温后的冷却水大部分热量无法回收利用，直接造成氢化炉能耗居高不下，限制了多 晶硅产业的发展，在多晶硅生产工艺中，四氯化硅氢化炉能耗高的问题日益凸显，严重影响 多晶硅行业的健康科学发展。而且，随着市场竞争的加剧，业界也迫切希望增产降耗，降低 运行成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现能源的高效利用，节能降耗，并且降低生产成本 的多晶硅氢化炉。为解决上述技术问题本发明多晶硅氢化炉，包括支座；底盘，设置在所述支座之 上；钟罩，设置在所述底盘之上，与所述底盘形成一空腔；隔热罩，设置在所述空腔内，与所 述底盘连接，所述隔热罩内部与所述底盘形成反应区；导气管，贯穿所述钟罩，所述导气管 一端与所述隔热罩连通；气体分布装置，设置在所述空腔内；热交换装置，设置在所述钟罩 外，所述热交换装置分别与所述导气管相对于所述导气管与所述隔热罩连通的一端的另外 一端及所述气体分布装置连通；反应气体进气口，与所述热交换装置连通；反应气体出气 口，与所述热交换装置连通。所述隔热罩上设有进气通道；所述热交换装置通过连接管或直接与所述气体分布 装置连通；所述热交换装置为螺旋板换热器；所述螺旋板换热器与所述钟罩同轴连接；所 述螺旋板换热器采用蜂窝板结构或平板配合定距柱结构；所述螺旋板换热器的螺旋板的旋 向为顺时针或逆时针；所述气体分布装置环设于所述导气管外壁上，所述气体分布装置与 所述导气管同轴设置；所述气体分布装置与所述钟罩连接；所述隔热罩的外壁与所述钟罩 的内壁形成一气流通道；所述底盘采用带冷却结构的夹套；所述支座为圆形或矩形；所述 钟罩的上部为球冠形或平板；所述热交换装置设置在开放的环境中或设置在密封的保护罩 内。本发明多晶硅氢化炉通过在氢化炉钟罩内部设置热交换装置和隔热罩内部形成的反应区，形成独特的流道和反应区域，低温气体从反应气体进气口进入钟罩再进入热交 换装置，高温尾气通过导气管从反应区进入热交换装置，冷热气体在热交换装置中进行热 量交换，其一是实现了能量的大量回收；其二是提高了进入反应区气体的温度，提高了氢化 炉的处理能力；其三是降低了反应尾气的温度，降低了尾气处理的难度，使设备更加安全和稳定。
图1为本发明多晶硅氢化炉实施例一的正面剖视图。图2为本发明多晶硅氢化炉实施例二的正面剖视图。图3为本发明多晶硅氢化炉实施例三的正面剖视图。本发明多晶硅氢化炉附图中附图标记说明1-钟罩2-底盘3-支座
4-热交换装置5-反应区6-气体分布器
7-隔热罩8-导气管9-反应气体进气口
10-反应气体出气口11-进气通道12-气流通道
14-连接管15-保护罩
具体实施例方式下面结合附图对本发明多晶硅氢化炉做进一步详细说明。实施例一如图1所示，本发明多晶硅氢化炉，包括圆形支座3 ；设置在支座3之 上的底盘2 ；设置在带冷却结构夹套的底盘2之上且上部呈球冠形的钟罩1，其与底盘2形 成一空腔；设置在空腔内并与底盘2连接的隔热罩7，隔热罩7内部与底盘2形成反应区5， 隔热罩7上设有进气通道11，隔热罩7的外壁与钟罩1的内壁形成一气流通道12 ；贯穿于 钟罩丨且一端与隔热罩7连通的导气管8，导气管8与隔热罩1连通的一端设置在反应区 5的上部；设置在空腔内的气体分布装置6，其环设于导气管8外壁上且与导气管8同轴设 置，气体分布装置6还与钟罩1连接；热交换装置4设置在钟罩1外且与钟罩1同轴连接， 热交换装置4分别与导气管8相对于导气管8与隔热罩1连通的一端的另外一端及气体分 布装置6连通，热交换装置4为螺旋板换热器，采用蜂窝板结构，螺旋板旋向为逆时针，热交 换装置4外侧设有保护罩15 ；与钟罩1连接的反应气体进气口 9，其与保护罩15连通；与热 交换装置4连接的反应气体出气口 10。实施例二 如图2所示，本发明多晶硅氢化炉，包括圆形支座3 ；设置在支座3之 上的底盘2 ；设置在带冷却结构夹套的底盘2之上且上部呈球冠形的钟罩1，其与底盘2形 成一空腔；设置在空腔内并与底盘2连接的隔热罩7，隔热罩7内部与底盘2形成反应区5， 隔热罩7上设有进气通道11，隔热罩7的外壁与钟罩1的内壁形成一气流通道12 ；贯穿于 钟罩丨且一端与隔热罩7连通的导气管8，导气管8与隔热罩1连通的一端设置在反应区 5的上部；设置在空腔内的气体分布装置6，其环设于导气管8外壁上且与导气管8同轴设 置，气体分布装置6还与钟罩1连接；热交换装置4通过支撑棒设置在钟罩1外且与钟罩1 同轴，热交换装置4与导气管8相对于导气管8与隔热罩1连通的一端的另外一端连接，热 交换装置4还与气体分布装置6通过连接管14连通，热交换装置4为螺旋板换热器，采用蜂窝板结构，螺旋板旋向为逆时针；与热交换装置4连接的反应气体进气口 9及反应气体出 气口 10。实施例三如图3所示，本发明多晶硅氢化炉，包括圆形支座3 ；设置在支座3之 上的底盘2 ；设置在带冷却结构夹套的底盘2之上且上部呈球冠形的钟罩1，其与底盘2形 成一空腔；设置在空腔内并与底盘2连接的隔热罩7，隔热罩7内部与底盘2形成反应区5， 隔热罩7上设有进气通道11，隔热罩7的外壁与钟罩1的内壁形成一气流通道12 ；贯穿于 钟罩丨且一端与隔热罩7连通的导气管8，导气管8与隔热罩1连通的一端设置在反应区 5的上部；设置在空腔内的气体分布装置6，其环设于导气管8外壁上且与导气管8同轴设 置，气体分布装置6还与钟罩1连接；热交换装置4通过支撑棒设置在钟罩1外且与钟罩1 同轴，热交换装置4分别与导气管8相对于导气管8与隔热罩1连通的一端的另外一端及 气体分布装置6连通，热交换装置4为螺旋板换热器，采用蜂窝板结构，螺旋板旋向为逆时 针；与热交换装置4连接的反应气体进气口 9及反应气体出气口 10。工作时，本发明多晶硅氢化炉反应气体由反应气体进气口 9进入热交换装置4，流 经热交换装置4的螺旋通道与高温尾气换热后获取尾气的大量热量，再通过导气管8外侧， 并由气体分布器6整流后均勻进入到由钟罩1与隔热罩7形成的气流通道12内，经过隔热 罩7下部的进气通道11进入隔热罩7内部形成的反应区5，进入反应区5的反应气体温度 已有了大幅度提高，反应效率得以提升。气体反应后，高达1000°C以上的尾气经由穿过隔热 罩7的导气管8，进入热交换装置4，在螺旋通道中与进气进行换热，实现能量的回收利用， 换热后的尾气温度大幅下降，降低了后处理的难度，尾气再由反应气体出气口 10进入后续 处理工艺，保护罩15的设置，如果炉中的反应气体和/或尾气发生泄漏的话，不至于泄漏到 环境中，对周围的环境起到了 一定的保护作用。
权利要求
多晶硅氢化炉，包括支座；底盘，设置在所述支座之上；钟罩，设置在所述底盘之上，与所述底盘形成一空腔；隔热罩，设置在所述空腔内，与所述底盘连接，所述隔热罩内部与所述底盘形成反应区；其特征在于，导气管，贯穿所述钟罩，所述导气管一端与所述隔热罩连通；气体分布装置，设置在所述空腔内；热交换装置，设置在所述钟罩外空腔，所述热交换装置分别与所述导气管相对于所述导气管与所述隔热罩连通的一端的另外一端及所述气体分布装置连通；反应气体进气口，空腔与所述热交换装置空腔连通；反应气体出气口，空腔与所述热交换装置空腔连通。
2.根据权利要求1所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述隔热罩上设有进气通道。
3.根据权利要求1所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述热交换装置通过连接管或 直接与所述气体分布装置连通。
4.根据权利要求1所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述热交换装置为螺旋板换热ο
5.根据权利要求4所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述螺旋板换热器与所述钟罩 同轴连接。
6.根据权利要求5所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述螺旋板换热器采用蜂窝板 结构或平板配合定距柱结构。
7.根据权利要求6所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述螺旋板换热器的螺旋板的 旋向为顺时针或逆时针。
8.根据权利要求1所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述气体分布装置环设于所述 导气管外壁上，所述气体分布装置与所述导气管同轴设置。
9.根据权利要求8所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述气体分布装置与所述钟罩 连接。
10.根据权利要求2所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述隔热罩的外壁与所述钟罩 的内壁形成一气流通道。
11.根据权利要求1所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述底盘采用带冷却结构的夹套。
12.根据权利要求1所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述支座为圆形或矩形。
13.根据权利要求1所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述钟罩的上部为球冠形或平板。
14.根据权利要求1所述的多晶硅氢化炉，其特征在于，所述热交换装置设置在开放的 环境中或设置在密封的保护罩内。
全文摘要
本发明提供了一种多晶硅氢化炉，包括支座；底盘，设置在支座之上；钟罩，设置在底盘之上，与底盘形成一空腔；隔热罩，设置在空间内，与底盘连接，隔热罩内部与底盘形成反应区；导气管，贯穿钟罩，导气管一端与隔热罩连通；气体分布装置，设置在空间内；热交换装置，设置在钟罩外，热交换装置分别与导气管相对于导气管与隔热罩连通的一端的另外一端及气体分布装置连通；反应气体进气口，与热交换装置连通；反应气体出气口，与热交换装置连通。低温的反应气体与高温尾气在热交换装置中进行热量交换，实现了能量的大量回收，提高了进入反应区气体的温度，也降低了反应尾气的温度，同时也提高了氢化炉的生产效力及降低了尾气处理的难度。
文档编号C01B33/03GK101973550SQ20101051497
公开日2011年2月16日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者周积卫, 李东曦, 茅陆荣, 郝振良 申请人:上海森松压力容器有限公司