[发明专利]一种流化床装置生产高纯度硅的新工艺

权利要求书

1.一种流化床装置生产高纯度硅的新工艺，其特征在于：该工艺的流程是：

(1)将工业硅制成300-700μm硅粉，与氯气混合在反应器中制成四氯化硅；

(2)四氯化硅经多个四氯化硅精馏塔精馏后，制成高纯四氯化硅蒸气；

(3)将金属提纯，制成高纯金属蒸气，通常可以采取电解其金属盐或对该金属进行精馏的方法，也可将电解和精馏结合对金属进行提纯；

(4)将纯四氯化硅蒸气和提纯后的高纯金属的蒸气，送进流化床反应器，两者在反应器内进行还原反应得到硅；

(5)流化床反应器直接输出高纯硅粒，或者将高纯硅粒送进过热器，进一步除杂质，然后将其定向凝固后得到太阳能级多晶硅锭；

(6)流化床反应器里的尾气，进入旋风分离器回收硅粉；

(7)尾气旋风分离后进入三级分离器；

(8)一级分离器分离出未反应的金属蒸气，返回至(3)；二级分离器分离出金属氯化物，经电解后得到金属和氯气，分别返回至(3)和(1)；三级分离器分离出未反应的四氯化硅，返回至(2)；

2.按权利要求1所述的一种流化床装置生产高纯度硅的新工艺，其特征在于：所述四氯化硅是将300-700μm的硅粒，从一充满保护性气体的反应器上部加入，氯气从该反应器下部加入，反应器温度为400-850℃，保护性气体为氮、氖、氩、氪或上述气体的混合气。

3.一种流化床反应器，其特征在于：该反应器为上部粗、下部细的圆筒状体，顶部有粉硅加入管和排气管，底部有金属蒸气加入管，该管旁边为颗粒硅出料管，底部还有四氯化硅及保护性气体加入管，底部内设置有气体分配板；反应器下部外壳体设置有高频加热装置和保温层。

4.按权利要求3所述的流化床反应器，其特征在于：流化床反应器内的反应温度为700-1300℃，流化床反应器内的尾气导出后，进入旋风分离器回收硅粉，再进入三级分离器。

5.按权利要求4所述的流化床反应器，其特征在于：所述分离器，第一极分离器的温度为500-850℃，第二极分离器的温度为300-500℃，第三极分离器的温度为0-55℃。