[实用新型]一种三氯硅烷合成装置用的硅粉分配器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三氯硅烷合成装置用的硅粉分配器,包括带通孔的锥面部件和固定所述锥面部件的支架。

背景技术

太阳能电池所使用的多晶硅主要是用三氯硅烷（SiHCl₃—TCS）和氢为原料，将混合气体导入反应炉中与炽热的硅棒接触，在高温下，三氯硅烷的氢还原及热分解而使硅在上述硅棒表面析出而制得的。所以，三氯硅烷是制造多晶硅的重要原料。

三氯硅烷主要是通过用金属硅粉与氯化氢气体在280℃～300℃按照下式发生反应而合成的:

Si + 3HCl---- SiHCl3 + H2 + 50kcal

工业生产的合成反应是在合成装置里进行的,在合成装置里，工业级硅粉从合成装置的反应室上部用载气投入，同时用气体导入机构将氯化氢气体从下部导入，从氯化氢气体分配板的喷嘴喷出，形成向上的气流与金属硅粉接触而发生反应，反应生成的以三氯硅烷为主的气体从顶部取出。现有技术中，经过预热的硅粉是用载气将其加入到三氯硅烷合成装置的反应室里，不能均匀地分散到整个反应室里，造成硅粉末与氯化氢气体接触不良。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的缺陷，在三氯硅烷合成装置反应室的硅粉加料口的下方安装一硅粉分配器，使得硅粉均匀地分散在整个反应室里，硅粉与氯化氢气体有良好的接触。

本实用新型通过下述技术方案，实现本实用新型目的：

一种三氯硅烷合成装置用的硅粉分配器，包括带孔的锥面部件、加固所述锥面部件的加固环和、与反应室固结的固结件；所述硅粉分配器被安装在三氯硅烷合成装置反应室的硅粉进料口的下方，其锥顶朝上。

所述的硅粉分配器，其中通孔直径为10~20mm。

所述的硅粉分配器，其中锥面为圆锥面，其锥顶角度为70度~120度。

所述的硅粉分配器，其中圆锥面锥底直径小于三氯硅烷合成装置反应室内径10~30cm.

采用本实用新型进行三氯硅烷合成，硅粉与氯化氢气体接触良好，合成三氯硅烷转换率高，生产效率高。

附图说明

图1是本实用新型的一种硅粉分配器的主视图。

图2是图1锥面展开图。

图3是本实用新型安装有硅粉分配器的合成装置反应室示意图。

附图标记说明

10 三氯硅烷合成反应装置    11反应室    12 气-固分离室    13气体取出口    14硅粉加料口     15载气管道    17 缓冲室    18供气管道    19 硅粉加入口   20 进料斗    30 旋风分离器    31取出气体管道   40 硅粉分配器    41 锥面部件，   42通孔    43加固环    43-1 硅粉分配器的固结件    43-2反应室内壁固结件   43-3固定螺钉     50反应气体分配板  。

具体实施方式

本发明提供一种如图1所示的包括有通孔42的锥面部件41、加固环43、和与反应室固结的固结件43-1的硅粉分配器40。所述锥面部件优选圆锥面部件，由于合成三氯硅烷所使用的硅粉粒径是约100~250微米，具有较好的流动性，所以圆锥面部件的顶角优选为70~120度，用不锈钢板制成，优选用316L不锈钢板，对不锈钢板的厚度没有特别的限制，只要具有一定的强度，如3~6mm厚的不锈钢板。如图2所示，为了能够使硅粉均匀地分散在硅粉分配器下部的整个区域，优选在所述的锥面部件上打多个通孔42，如直径为10~20mm的通孔，相邻两孔间的距离与孔径之比约为2~4，这样，便于从硅粉加料口14加入到反应室里的硅粉从所述锥面上的通孔42和边沿均匀地分散到硅粉分散器下部的反应室各处。在当选定锥面部件的顶角和锥底直径后，即可计算出如图2所示的扇形不锈钢板的尺寸，打好孔后将扇形板制成圆锥面41，焊接到加固环43上，加固环 43可以用直径为10~16mm的不锈钢条卷成一个外径和所述圆锥面部件的锥底直径相同的圆圈，将锥面部件焊接到所述圆圈上，加固环的外径比反应室内径小10~30cm，并从不锈钢圆圈上焊接出至少4个带孔的固结件43-1与焊接在反应室内壁的固结件43-2连接，用螺钉43-3连接或焊接。

参照图3，本实用新型的一个优选实施方案示意图，三氯硅烷合成装置包括圆筒状反应室11，气-固分离器12，所述分离器12的顶部设有将主要是三氯硅烷的反应生成物取走的气体取出口13，取出的气体经管道31进入旋风分离器30进行分离，使未反应的硅粉回收再利用，气体进行分离提纯；一个有锥面41的硅粉分配器40安装在合成装置反应室11内硅粉加料口14的下方，用螺钉43-3将其固定在反应室壁11上，也可以用别的固定方式，如焊接；所述硅粉分配器40的锥顶朝上，锥顶距离加料口的高度约20厘米 ~60厘米，锥面底部直径比反应室内径小，如小10~30厘米mm；金属硅粉末从进料口19加入到进料斗20，经载气管道15，从加料口14向所述合成装置反应室11供给，硅粉落到硅粉分配器40上通过锥面上的通孔及周边均匀地分散在硅粉分配器下方区域；在底部有反应气体分配底板50，所述反应气体分配板50下面是氯化氢气体缓冲室17，氯化氢气体从供气管道18进入到所述氯化氢气体缓冲室17，通过氯化氢气体分配板50喷入反应室11里，氯化氢气体和分散均匀的硅粉充分接触反应。