一种60对棒改良西门子法多晶硅还原炉底盘

摘要

一种60对棒改良西门子法多晶硅还原炉底盘，涉及一种多晶硅还原炉底盘。解决现有改良西门子法多晶硅还原炉生产的多晶硅质量差、能耗高、产量低、一次转化率低的问题。8个电极、16个电极、24个电极、32个电极及40个电极依次分布在电极一环环形中心线、电极二环环形中心线、电极三环环形中心线、电极四环环形中心线及电极五环环形中心线上；在底盘的中心位置设有中心混合气体进气喷嘴；8个第一混合气体进气喷嘴、12个第二混合气体进气喷嘴、16个第三混合气体进气喷嘴及4个混合气体出口依次设置在混合气体进气喷嘴一环环形中心线、混合气体进气喷嘴二环环形中心线、混合气体进气喷嘴三环环形中心线及底盘出口环环形中心线上。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多晶硅还原炉底盘。

背景技术

多晶硅材料作为光伏转换器最好的材料之一，一直以来都受到人们的密切关注。目前95％的太阳能电池都是以硅作为基础材料。改良西门子法是目前制备多晶硅比较成熟的工艺方法，其原理就是利用高纯氢与高纯三氯氢硅在加热的硅芯表面发生还原反应，生成多晶硅微晶粒，并吸附沉积在硅芯上的工艺过程。与传统的西门子法相比，改良西门子法具备节能、降耗、环境污染小等诸多优点。其中还原炉是改良西门子法工艺中的关键设备，还原炉的结构及运行稳定性是决定多晶硅产品质量及生产成本的重要因素。目前大多数多晶硅生产企业普遍采用的是36对棒、40对棒还原炉设备进行多晶硅生产，其多晶硅还原炉存在产量有限、TCS一次转化率低、热辐射利用率低等问题，直接影响了多晶硅还原炉的生产。

因此，为解决上述问题，有必要开发一种更大型的改良西门子法多晶硅还原炉设备，充分利用硅棒之间的热辐射，以及合理的底盘配置，进一步提高多晶硅产品质量和产量，降低生产能耗，增加企业的竞争优势。

发明内容

本发明的目的是提供一种60对棒改良西门子法多晶硅还原炉底盘；以解决现有改良西门子法多晶硅还原炉存在产量有限、TCS一次转化率低、热辐射利用率低等问题。

一种60对棒改良西门子法多晶硅还原炉底盘包括底盘及120个电极；

在底盘的圆心位置设有中心混合气体进气喷嘴；

沿底盘圆心向底盘的外围方向依次设置电极一环环形中心线、电极二环环形中心线、混合气体进气喷嘴一环环形中心线、电极三环环形中心线、混合气体进气喷嘴二环环形中心线、电极四环环形中心线、混合气体进气喷嘴三环环形中心线、电极五环环形中心线及底盘出口环环形中心线；

所述的电极一环环形中心线、电极二环环形中心线、混合气体进气喷嘴一环环形中心线、电极三环环形中心线、混合气体进气喷嘴二环环形中心线、电极四环环形中心线、混合气体进气喷嘴三环环形中心线、电极五环环形中心线及底盘出口环环形中心线和底盘为同心圆；

其中，8个电极均匀分布在电极一环环形中心线上，16个电极均匀分布在电极二环环形中心线上，24个电极均匀分布在电极三环环形中心线上，32个电极均匀分布在电极四环环形中心线上，40个电极均匀分布在电极五环环形中心线上；

在底盘上还设有8个第一混合气体进气喷嘴、12个第二混合气体进气喷嘴、16个第三混合气体进气喷嘴及4个混合气体出口；

8个第一混合气体进气喷嘴平均分为4个第一混合气体进气喷嘴组，4个第一混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴一环环形中心线上，每个第一混合气体进气喷嘴组中相邻两个第一混合气体进气喷嘴中心之间直线距离为360mm～460mm；

12个第二混合气体进气喷嘴平均分为4个第二混合气体进气喷嘴组，4个第二混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴二环环形中心线上，每个第二混合气体进气喷嘴组中相邻两个第二混合气体进气喷嘴中心之间直线距离为360mm～460mm；

16个第三混合气体进气喷嘴平均分为4个第三混合气体进气喷嘴组，4个第三混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴三环环形中心线上，每个第三混合气体进气喷嘴组中相邻两个第三混合气体进气喷嘴中心之间直线距离为360mm～460mm；

4个混合气体出口均匀分布在底盘出口环环形中心线上；

所述的底盘直径为3300mm～4200mm；所述的电极一环环形中心线、电极二环环形中心线、电极三环环形中心线、电极四环环形中心线及电极五环环形中心线中同环相邻两个电极中心之间直线距离为200mm～230mm；所述的混合气体进气喷嘴一环环形中心线的直径为1300mm～1400mm；所述的混合气体进气喷嘴二环环形中心线的直径为1900mm～2000mm；所述的混合气体进气喷嘴三环环形中心线的直径为2400mm～2500mm；所述的底盘出口环环形中心线的直径为3000mm～3200mm。

所述的底盘1为圆盘结构。

本发明的有益效果是：本发明设计的60对棒改良西门子法多晶硅还原炉底盘能够承载更多的硅棒，可以大幅提升多晶硅的产量，达到120kg/h～140kg/h。同时，还原炉底盘电极排布设计更为合理，更加充分的利用了底盘空间，提高了硅棒之间的热辐射利用率，能耗可降低至30kwh/kg～45kwh/kg。由于还原炉底盘喷嘴位置的合理布局及结构的合理设计，使进料混合气体在还原炉内分布更加均匀，可以进行更强有力的循环，更有利于内部温场及硅棒表面温度的均匀分布，进一步增强了还原炉内部所有硅芯生长情况的一致性，能明显提高多晶硅的质量和产量，降低能耗，增加TCS的一次转化率，达到9％～11％。

本发明用于改良西门子法多晶硅还原炉底盘。

附图说明

图1为本发明的60对棒改良西门子法多晶硅还原炉底盘的结构示意图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：下面结合图1具体说明本实施方式。

本实施方式的一种60对棒改良西门子法多晶硅还原炉底盘包括底盘1及120个电极；

在底盘1的圆心位置设有中心混合气体进气喷嘴2；

沿底盘1圆心向底盘的外围方向依次设置电极一环环形中心线3、电极二环环形中心线4、混合气体进气喷嘴一环环形中心线5、电极三环环形中心线6、混合气体进气喷嘴二环环形中心线7、电极四环环形中心线8、混合气体进气喷嘴三环环形中心线9、电极五环环形中心线10及底盘出口环环形中心线11；

所述的电极一环环形中心线3、电极二环环形中心线4、混合气体进气喷嘴一环环形中心线5、电极三环环形中心线6、混合气体进气喷嘴二环环形中心线7、电极四环环形中心线8、混合气体进气喷嘴三环环形中心线9、电极五环环形中心线10及底盘出口环环形中心线11和底盘1为同心圆；

其中，8个电极均匀分布在电极一环环形中心线3上，16个电极均匀分布在电极二环环形中心线4上，24个电极均匀分布在电极三环环形中心线6上，32个电极均匀分布在电极四环环形中心线8上，40个电极均匀分布在电极五环环形中心线10上；

在底盘1上还设有8个第一混合气体进气喷嘴5-1、12个第二混合气体进气喷嘴7-1、16个第三混合气体进气喷嘴9-1及4个混合气体出口11-1；

8个第一混合气体进气喷嘴5-1平均分为4个第一混合气体进气喷嘴组，4个第一混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴一环环形中心线5上，每个第一混合气体进气喷嘴组中相邻两个第一混合气体进气喷嘴5-1中心之间直线距离为360mm～460mm；

12个第二混合气体进气喷嘴7-1平均分为4个第二混合气体进气喷嘴组，4个第二混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴二环环形中心线7上，每个第二混合气体进气喷嘴组中相邻两个第二混合气体进气喷嘴7-1中心之间直线距离为360mm～460mm；

16个第三混合气体进气喷嘴9-1平均分为4个第三混合气体进气喷嘴组，4个第三混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴三环环形中心线9上，每个第三混合气体进气喷嘴组中相邻两个第三混合气体进气喷嘴9-1中心之间直线距离为360mm～460mm；

4个混合气体出口11-1均匀分布在底盘出口环环形中心线11上；

所述的底盘1直径为3300mm～4200mm；所述的电极一环环形中心线3、电极二环环形中心线4、电极三环环形中心线6、电极四环环形中心线8及电极五环环形中心线10中同环相邻两个电极中心之间直线距离为200mm～230mm；所述的混合气体进气喷嘴一环环形中心线5的直径为1300mm～1400mm；所述的混合气体进气喷嘴二环环形中心线7的直径为1900mm～2000mm；所述的混合气体进气喷嘴三环环形中心线9的直径为2400mm～2500mm；所述的底盘出口环环形中心线11的直径为3000mm～3200mm。

所述的底盘1为圆盘结构。

本具体实施方式的有益效果：本具体实施方式的60对棒改良西门子法多晶硅还原炉底盘能够承载更多的硅棒，可以大幅提升多晶硅的产量，达到120kg/h～140kg/h。同时，还原炉底盘电极排布设计更为合理，更加充分的利用了底盘空间，提高了硅棒之间的热辐射利用率，能耗可降低至30kwh/kg～45kwh/kg。由于还原炉底盘喷嘴位置的合理布局及结构的合理设计，使进料混合气体在还原炉内分布更加均匀，可以进行更强有力的循环，更有利于内部温场及硅棒表面温度的均匀分布，进一步增强了还原炉内部所有硅芯生长情况的一致性，能明显提高多晶硅的质量和产量，降低能耗，增加TCS的一次转化率，达到9％～11％。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述的底盘1直径为4000mm。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述的底盘1直径为3600mm。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：8个第一混合气体进气喷嘴5-1平均分为4个第一混合气体进气喷嘴组，4个第一混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴一环环形中心线5上，每个第一混合气体进气喷嘴组中相邻两个第一混合气体进气喷嘴5-1中心之间直线距离为390mm。其它与具体实施方式一至三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：12个第二混合气体进气喷嘴7-1平均分为4个第二混合气体进气喷嘴组，4个第二混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴二环环形中心线7上，每个第二混合气体进气喷嘴组中相邻两个第二混合气体进气喷嘴7-1中心之间直线距离为390mm。其它与具体实施方式一至四相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：16个第三混合气体进气喷嘴9-1平均分为4个第三混合气体进气喷嘴组，4个第三混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴三环环形中心线9上，每个第三混合气体进气喷嘴组中相邻两个第三混合气体进气喷嘴9-1中心之间直线距离为390mm。其它与具体实施方式一至五相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：所述的电极一环环形中心线3、电极二环环形中心线4、电极三环环形中心线6、电极四环环形中心线8及电极五环环形中心线10中同环相邻两个电极中心之间直线距离为220mm。其它与具体实施方式一至六相同。

具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：所述的混合气体进气喷嘴一环环形中心线5的直径为1350mm。其它与具体实施方式一至七相同。

具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：所述的混合气体进气喷嘴二环环形中心线7的直径为1950mm。其它与具体实施方式一至八相同。

具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：所述的混合气体进气喷嘴三环环形中心线9的直径为2450mm；所述的底盘出口环环形中心线11的直径为3100mm。其它与具体实施方式一至九相同。

实施例一：

一种60对棒改良西门子法多晶硅还原炉底盘包括底盘1及120个电极；

在底盘1的圆心位置设有中心混合气体进气喷嘴2；

沿底盘1圆心向底盘的外围方向依次设置电极一环环形中心线3、电极二环环形中心线4、混合气体进气喷嘴一环环形中心线5、电极三环环形中心线6、混合气体进气喷嘴二环环形中心线7、电极四环环形中心线8、混合气体进气喷嘴三环环形中心线9、电极五环环形中心线10及底盘出口环环形中心线11；

所述的电极一环环形中心线3、电极二环环形中心线4、混合气体进气喷嘴一环环形中心线5、电极三环环形中心线6、混合气体进气喷嘴二环环形中心线7、电极四环环形中心线8、混合气体进气喷嘴三环环形中心线9、电极五环环形中心线10及底盘出口环环形中心线11和底盘1为同心圆；

其中，8个电极均匀分布在电极一环环形中心线3上，16个电极均匀分布在电极二环环形中心线4上，24个电极均匀分布在电极三环环形中心线6上，32个电极均匀分布在电极四环环形中心线8上，40个电极均匀分布在电极五环环形中心线10上；

在底盘1上还设有8个第一混合气体进气喷嘴5-1、12个第二混合气体进气喷嘴7-1、16个第三混合气体进气喷嘴9-1及4个混合气体出口11-1；

8个第一混合气体进气喷嘴5-1平均分为4个第一混合气体进气喷嘴组，4个第一混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴一环环形中心线5上，每个第一混合气体进气喷嘴组中相邻两个第一混合气体进气喷嘴5-1中心之间直线距离为390mm；

12个第二混合气体进气喷嘴7-1平均分为4个第二混合气体进气喷嘴组，4个第二混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴二环环形中心线7上，每个第二混合气体进气喷嘴组中相邻两个第二混合气体进气喷嘴7-1中心之间直线距离为390mm；

16个第三混合气体进气喷嘴9-1平均分为4个第三混合气体进气喷嘴组，4个第三混合气体进气喷嘴组均匀设置在混合气体进气喷嘴三环环形中心线9上，每个第三混合气体进气喷嘴组中相邻两个第三混合气体进气喷嘴9-1中心之间直线距离为390mm；

4个混合气体出口11-1均匀分布在底盘出口环环形中心线11上；

所述的底盘1直径为3600mm；所述的电极一环环形中心线3、电极二环环形中心线4、电极三环环形中心线6、电极四环环形中心线8及电极五环环形中心线10中同环相邻两个电极中心之间直线距离为220mm；所述的混合气体进气喷嘴一环环形中心线5的直径为1350mm；所述的混合气体进气喷嘴二环环形中心线7的直径为1950mm；所述的混合气体进气喷嘴三环环形中心线9的直径为2450mm；所述的底盘出口环环形中心线11的直径为3100mm。

所述的底盘1为圆盘结构。

本实施例产率可达到120kg/h～140kg/h，能耗为30kwh/kg～45kwh/kg，一次转化率为9～11％。