[发明专利]还原炉余热回收利用的方法

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅制备的技术领域，具体而言，涉及一种还原炉余热回收利用的方法。

背景技术

多晶硅是一种超高纯材料，用于集成电路、电子器件和太阳能电池领域。目前国内多晶硅的主要生产方法是改良西门子法，主要包括三氯氢硅合成、精馏提纯、三氯氢硅氢气还原、尾气干法回收、四氯化硅氢化等工序。

改良西门子法的高纯氢气还原工序生产多晶硅过程中，包括三氯氢硅与氢气的反应原料在还原炉内约1050℃高温下通过化学气相沉积生成高纯度多晶硅。与高温硅棒有直接辐射热传递的还原炉炉筒和底盘需要通入冷却介质，以防止其被持续的高温热损伤。传统的还原炉换热方法为用高温水(或导热油)冷却还原炉的炉筒和底盘，然后高温水(或导热油)再用循环水或风机进行冷却，这样虽达到了冷却还原炉的效果，但同时从还原炉带出的热量也被浪费掉。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种还原炉余热回收利用的方法，以解决现有技术中还原炉在换热工序中热量浪费的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种还原炉余热回收利用的方法，方法包括：步骤S1、使处于第一温度范围的第一换热介质通过还原炉中的第一换热通道，并将第一换热介质升温至第二温度范围后通入换热单元中；步骤S2、换热单元通过连接管道将原料单元的第二换热通道中的第二换热介质由第三温度范围升温至第四温度范围，并将第一换热介质降温至第一温度范围后通入第一换热通道。

进一步地，步骤S1还包括：使具有第一温度范围的第一换热介质通过设置于还原炉底盘中的第三换热通道后，回到设置于还原炉炉筒中的第一换热通道。

进一步地，第一温度范围为120～130℃；第二温度范围为140～150℃；第三温度范围为115～130℃；第四温度范围为140～150℃。

进一步地，方法还包括：步骤S3、具有第四温度范围的第二换热介质在原料单元中降温至第三温度范围。

进一步地，在将第一换热介质通入第一换热通道之前，步骤S2还包括：将通过换热单元的第一换热介质通过排热单元进行降温处理，以将第一换热介质降温至第一温度范围。

进一步地，在步骤S2中，将通过换热单元的第一换热介质通过排热单元的换热器进行降温处理，以将第一换热介质降温至第一温度范围。

进一步地，步骤S2还包括：将第二换热介质通过补热单元进行补热处理，以将第二换热介质升温由第三温度范围升至第四温度范围。

进一步地，步骤S2还包括：将第二换热介质通过补热单元中的定压补热罐进行补热处理，以将第二换热介质由第三温度范围升温至第四温度范围。

进一步地，排热单元通过排热管道与换热单元的出口和第一换热通道的入口之间的管道连接，排热管道上设置有第一阀门，在将第一换热介质通入第一换热通道之前，当第一换热介质高于第一温度范围，打开第一阀门，以将第一换热介质通过排热单元后降温至第一温度范围。

进一步地，补热单元通过补热管道与连接管道相连，补热管道上设置有第二阀门，当第二换热介质低于第四温度范围，打开第二阀门，以将第二换热介质升温至第四温度范围。

进一步地，还原炉用于将反应原料反应形成多晶硅，原料单元包括提纯塔再沸器和还原炉供料挥发器，在步骤S3中，升至第四温度范围的第二换热介质向提纯塔再沸器和还原炉供料挥发器提供热量后，降温至第三温度范围。

应用本发明的技术方案，本发明提供了一种还原炉余热回收利用的方法，由于该方法中第一换热介质带走还原炉的热量并升温，升温后的第一换热介质通入换热单元中利用连接管道将热量转移至原料单元的第二换热介质并降温，降温后的第一换热介质再通回还原炉升温，从而实现了对还原炉中余热的回收再利用，进而大幅度地降低了原料单元的采热成本。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了本发明实施方式所提供的还原炉余热回收利用的方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施方式所提供的换热系统的示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。