24对电击棒多晶硅还原炉的简介

1、 多晶硅还原（三氯氢硅还原）炉原理 SiHCL3+H2 1100℃ Si +3HCL

上述反应是吸热反应，还原转化率随着氢气与三氯氢硅的分子比增大而提高，但配比太大氢气得不到充分的利用，而消耗大量的能量和原材料来提纯氢气，而且还会因为过大的氢气配比会降低多晶硅的沉降速度，降低了生产效率。实际生产中一般对三氯氢硅的氢还原，选择氢与三氯氢硅的配比在10%~15%左右。

2、 国内用改良西门子法生产多晶硅还原炉的现状

据我们对国内多家采用改良西门子法生产多晶硅还原炉现状的调查和了解，目前90%左右的厂家的还原炉采用的是8对电极和12对电极，8对电极还原炉每生产1公斤多晶硅实际耗电100度左右，12对电极还原炉（大部分为德国进口）每生产1公斤多晶硅实际耗电在80~90度，采用24对电极还原炉的厂家较少，如洛阳中硅高科有限责任公司、江西赛维LDK太阳能高科技有限公司，采用18对电极还原炉目前了解到的仅武汉东立光伏有限公司，计划在2010年底投产。

3、 多晶硅还原炉电极数量及炉子大小的选择

实践证明，在选择了合适的配比和在最佳的还原温度下，进入还原炉的体积越大，则多晶硅沉积的速度越快，生产率也就越高，采用大流量的气体进入还原炉，是一种提高生产能力的有效方法，根据这种原理，如果采用大的还原设备，并适当增加发热载体（即电极）的数量，是可提高多晶硅生产率的，基于这一原理并结合国内多晶硅还原炉的现状，我们决定开发24对电极多晶硅还原炉，以适应和满足多晶硅行业的发展。 4、24对多晶硅还原炉的开发 4.1技术参数的确定 1）设计压力

还原炉内：-0.1Mpa~0.66Mpa,夹套内：0.75Mpa,炉底：0.65Mpa 2）操作压力

还原炉内：0.6Mpa,夹套内：0.6~0.75Mpa,炉底：0.6Mpa 3）设计温度

还原炉内筒体：320℃，夹套：150℃，炉底：180℃ 4）操作温度

还原炉内筒体：300℃，夹套：145℃，炉底：150℃ 5）介质

内筒体：H2，SiHCL3,SiCL4,夹套：水，炉底：水

※ 原方案采用导热油冷却以便更好地利用余热热源，经调查采用导热油冷却因渗透性大会对炉内多晶硅产生污染，影响产品纯度和质量，还是选择用水冷却。

6）电极（发热体）数量

48根/台，长度2800mm,温度：1190℃~1120℃ 4、2技术指标

1）每生产1公斤多晶硅还原电耗＜75度 2）一个生产周期180小时，产量4800KG

3）单晶硅芯10mm，高2800mm，成品棒粗160mm左右 4、3材料及结构的确定 1）还原炉钟罩材料

内筒体：316L，夹套：Q345R 2）炉底材料

底板：316L，底座板Q345R 3)电极材料 无氧铜

4、4还原炉结构 还原炉结构见图

主要由炉体钟罩和炉底、电极及支座所组成，炉体钟罩和炉底之间用快开螺栓进行连接，炉底可直接支承在车间楼板上或用裙座进行支承。为保证炉内维持最佳反应温度（1100℃）和降低炉体内筒体及炉底的壁温，炉体钟罩和炉底都设有水夹套冷却。为了强化冷却效果，夹套内都设有螺旋导流板。为观察炉内硅沉积情

况，炉体上安装有窥视孔。为防止多晶硅附着在炉体内筒体壁面上，所有内表面应进行抛光处理。还原炉筒体与炉底大垫片材料采用改性PTFE(聚四氟乙烯)。电极材料采用无氧铜，电极棒与石墨底座结合部分（头部）进行镀银处理。见电极组件图。

5、24对电极还原炉突出特点

5.1采用JB4732-95《钢制压力容器-分析设计标准》进行计算、设计，使结构趋于合理，用材经济适宜，降低设备造价。

5.2进气口布局合理：特别是进气口采用我公司专有产品螺旋流喷嘴喷入炉内，并对炉内流场和气体旋流方向以及进气速度进行模拟试验，确定最佳流场和气流方向及气流速度。使炉内气体形成旋流湍动，消除了边界层和气体分布不均匀的现象，有利于还原反应的进行，提高了氢与三氯氢硅的转化率。采用螺旋流喷嘴进气另一个优点是提高了多晶硅的表面质量，使多晶硅棒表面光滑，无起凸和凹坑现象（见多晶硅产品相片）。

5.3国内多晶硅还原炉电极棒长一般在2.2~2.5米左右，我们设计的电极棒长2.8米，即可在同样能源耗量下，可增产10%左右。

5.4 24对电极棒还原炉同8对电极棒和12对电极棒还原炉相比，每生产1公斤多晶硅分别节电20度和10度左右，充分显示了24对电极还原炉的节电幅度和降低多晶硅的生产成本及提高多晶硅产品利润率的效果。 6、相片

6.1多晶硅还原炉外形 6.2多晶硅还原炉炉底 6.3多晶硅还原炉车间布置 6.4多晶硅产品