[实用新型]多晶硅还原炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及多晶硅的生产设备，更具体地说，涉及一种多晶硅还原炉。

背景技术

随着科技的发展，太阳能光伏产业和半导体工业的发展也越来越迅猛，因此对于太阳能光伏产业和半导体工业生产用的主要原料多晶硅的需求也越来越大。

目前，业界生产多晶硅的方法有多种，其中比较常见的是氢还原法，也称西门子法，其原理是，将高纯的氢气和高纯度的硅的反应物作为原料，按一定比例通入到反应容器内(即多晶硅还原炉)，在高温高压的环境下，氢气还原硅的反应物，从而形成多晶硅，形成的多晶硅会沉积在硅芯上。随着化学反应的继续，沉积在硅芯上的多晶硅越来越多，逐渐将硅芯全部覆盖，变成一根外部包裹着多晶硅的棒状体，俗称硅棒。随着还原炉内化学反应的继续进行，硅棒的半径越来越大，直到达到预定的尺寸，即停止还原炉内的化学反应。

多晶硅还原炉一般包括底盘和设置于底盘上的炉体，底盘上设置有多对电极，每对电极间具有一根硅芯。采用西门子法生产多晶硅时，需要将还原炉内的温度维持在1100℃左右的高温，这样在多晶硅的生产过程中，通过还原炉的炉壁就会散发出大量的热量，而且在开停炉的过程中也会损失大量能量，为了解决能量损耗严重的问题，现有技术中采用了增加还原炉内的电极对数的方法，如图1所示，为现有技术中还原炉底盘的俯视图，图中各标号分别表示，1、底盘；2、混合气进料喷气口，以下简称进气口；3、混合气尾气出气导管口，以下简称排气口；4、电极。

从图1中可以看出，现有技术中采用了在还原炉底盘1上设置36对电极4的方式，来提高单台还原炉的多晶硅产量，从而降低每公斤多晶硅的单位能耗。但是，现有技术中的还原炉底盘上的电极是以同心圆结构布置的，仅是传统12对电极还原炉的简单放大，而且，在实际生产过程中发现，采用如图1所示的还原炉生产出的多晶硅棒常常出现酥松的现象，多晶硅棒的表面产生严重的“爆米花现象”，甚至出现倒棒等影响正常生产的情况。

基于以上原因，亟需一种新的多晶硅还原炉，以解决多晶硅生产过程中的高能耗、低质量的问题。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种多晶硅还原炉，解决了现有技术中的问题，提高了多晶硅产品的质量，并且，通过扩展电极的对数，在保证产品质量的同时，还能够降低生产单位质量的多晶硅产品的能量消耗。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了如下技术方案：

一种多晶硅还原炉，包括炉体和底盘，所述底盘上具有多对均匀分布的电极，所述电极的排布呈蜂窝状，具体为：

所述底盘中心具有六个电极，所述六个电极以所述底盘的中心为中心点呈正六边形排布，所述六个电极分别位于所述正六边形的六个顶点处；

以所述正六边形为中心，其它电极依次向外排布，并且，最外层电极的连线近似为以所述底盘的中心为圆心的圆。

优选的，所述底盘上还包括：

位于正六边形中心位置处的进气口；

位于所述底盘中心位置处的排气口和/或位于所述最外层电极连线处且均匀排布的多个排气口。

优选的，每两个电极间的最小距离为130mm-260mm。

优选的，每两个电极间设置一个硅芯，最外层硅芯的中心与所述多晶硅还原炉的内筒壁间的距离为100mm-300mm。

优选的，以所述底盘的中心为圆心，设置有硅芯的区域被平均分为6个夹角为60°的扇形区，每个扇形区内的硅芯布置方式关于底盘中心对称，并且，位于所述底盘中心处的六个电极分别与外层的电极相连，以在所述底盘中心处设置六个硅芯。

优选的，所述底盘上设置的电极对数为6对、18对、36对、60对、90对。

优选的，以所述底盘的中心为圆心，设置有硅芯的区域被平均分为3个夹角为120°的扇形区，每个扇形区的硅芯布置方式关于底盘中心对称。

优选的，所述底盘上设置的电极对数为3对、42对、48对、54对、63对、84对。

优选的，所述电极的正负两极在所述底盘上交替间隔设计。

优选的，所述底盘采用水冷却式结构，其上设置冷却水进口和冷却水出口。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：