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如何为串联的末端还原炉加压?

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如何为串联的末端还原炉加压?

如何为串联的末端还原炉加压?

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  • 2017-02-13 15:51:34
      
    按理说,还原炉串联并不难,只要将第一台还原炉的尾气通人第二台还原炉的进气口内
    。如此串联后,第一台还原炉的尾气就成了第二台还原炉的原料。这样一来,第二台还原炉就不用再加原料了,也就节省了原料。由于尾气是热的,所以可以省掉一部分加热电能,因此又可以节能。
      其实好处还不仅如此,尾气是有毒的,还原炉串联后,尾气得到了利用,因此,又可以起到环保作用。 还原炉串联好处多,但实现还原炉串联有三个难题:一个是压力问题;另一个是尾气管道材质问题;再一个是氣化氢过高问题。 (1) 压力问题的解决。
      由于过去进炉的原料气压力低,所以串联的末端还原炉里的压力就低,不利于化学还原反应的发生,因此还原炉的串联不易实现。但现在不同了,现在的多晶硅都是加压生产,完全可以保证第二台、第三台炉都能具有满足发生化学还原反应的压力,因此,压力已不成问题。但这样一来,只能保证第一台还原炉是处于加压状态,而无法保证第二台、第三台炉都处于加压状态。
      要想让第二台、第三台炉也处于加压状态,就要对第二台、第三台炉加压,也就是对末端还原炉加压。 还原炉的尾气温度太高,而且加压又不能对尾气有所沾污。因此,目前还没有发现能够满足上述要求的机械泵。没有机械泵可供加压,又如何对末端还原炉加压,有一个方法可以对末端还原炉加压,那就是用喷射器。
      喷射器没有转动的机械部件,因此没有润滑油,也不会有机械磨损,因此,也就不会对尾气有任何的机械沾污,但由于喷射器是利用流体流动的能量来达到加压目的,所以必须要有一个动力流体来驱动。 在还原炉串联中,可以选有压力的纯净氢气为驱动的动力流体。氢气是生产多晶硅的原料,不但不会对生产多晶硅有任何负面影响,而且还可为还原炉补充新鲜的原料,对生产多晶硅极为有利。
      问题是,有压力的纯净氢气加人,势必会使原料气体中的氯硅烷浓度变低。氯硅烷浓度过低对生产多晶硅极为不利,办法是先让纯净氢气进鼓泡器,在氯硅烷中鼓泡,使氢气先带有部分铽硅烷,然后再接人喷射器。由于原料气体中的氯硅烷得到了补充,所以原料气体中的氣硅烷浓度就不会再低了。
       有了喷射器加压,串联的末端还原炉加压问题就会得到解决。这样一来,不但可以串联 2~3台还原炉,就是8台、10台还原炉串联也不会出问题了。 (2) 尾气管道的材质问题。还原炉串联的第二个难题就是尾气管道材质问题。还原尾气的温度太高,一般的不锈钢承受不了这样的高温,但也不是不能解决。
      现在耐温的材料有很多,石英玻璃就是其中之一。用石英玻璃管作为尾气管道,其耐温是不成问题的,只是强度可能有问题。如果尾气管做成双层的,外层是不锈钢,内层是石英玻璃,这样,强度问题就可以解决了。除了石英玻璃之外,钛金属也是可耐高温的材料,因此也可以考虑采用。
       (3) 氯化氢过高的问题。防止还原炉氯化氢过高的方法是在每条尾气管路上加装三个分离器,用分离器来去掉部分氯化氢气体。 从还原炉里出来的尾气先进人初级分离器中,尾气中密度小的氢气和一部分密度居中的氯化氢气体浮向上方,从初级分离器的上端排出,而密度大的四氯化硅或三氯氢硅和一部分密度居中的氯化氢气体沉落向下方,从初级分离器的下端排出。
       由初级分离器下端排出的气体进人第一台还原炉的下分离器中。在下分离器中,密度小的氯化氢气体大部分上浮,从下分离器8的上端排出。这排出的气体虽氯化氢含量很高,但主要的成分还是有用的氢气和氯硅烷,因此可送氢回收系统处理后再用。密度大的氯硅烷大部分下沉,从下分离器的下端排出,然后进人混合器中。
       由初级分离器上端排出的气体进人第一台还原炉的上分离器中。在上分离器中,密度小的氢气大部分上浮,从上分离器的上端排出,然后进人混合器中,与从下分离器来 的氯硅烷混合后进人喷射器,供第二台还原炉使用。密度比氢气大的氣化氢大部分下沉,从上分离器7的下端排出,然后与下分离器上端排出的氯化氢一起送氢回收系统处理后再用。
       通过上述三个分离器,尾气中的氯化氢浓度就会大大下降。

    近***

    2017-02-13 15:51:34

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