[实用新型]一种三氯氢硅的制备系统

说明书

本实用新型公开一种三氯氢硅的制备系统，包括炉体，所述炉体包括反应段，所述反应段从下到上包括依次连通的三段，分别为主反应段(1)、副反应段(2)和缓冲段(3)，其中，所述主反应段用于进行生成三氯氢硅的主反应，所述副反应段用于进行三氯氢硅的副反应，所述缓冲段用于发生三氯氢硅与氯化氢气体生成四氯化硅的反应，所述制备系统还包括降温机构，所述降温机构包括第一夹套(4)，所述第一夹套包覆在所述主反应段之外，所述第一夹套内部流通有冷却液。所述制备系统能够减少四氯化硅的生成量，并提高三氯氢硅的收率。

技术领域

本实用新型属于多晶硅生产技术领域，具体涉及一种三氯氢硅的制备系统。

背景技术

直接氯化法是生产三氯氢硅的主要方法，目前通常是使冶金级工业硅粉(其中金属硅的质量分数大于95％)与干燥的氯化氢气体在流化床合成炉内进行反应，反应生成三氯氢硅及副产物四氯化硅、二氯二氢硅等，同时还会生成氯硅烷高聚物、金属氯化物等，其主要化学反应式如下：

Si+3HCl→SiHCl₃+H₂(主反应) (1)

Si+2HCl→SiH₂Cl₂(副反应) (2)

Si+4HCl→SiCl₄+2H₂(副反应) (3)

在热力学上，三氯氢硅合成过程属于放热反应，其反应热为141.8KJ·mol^-1，较高的反应温度从动力学上可以加快反应速率，但是从热力学上将会促使反应生成的三氯氢硅转换为四氯化硅，不利于三氯氢硅的生成。同时，反应物料的配比对上述反应的影响较大，当流化床合成炉中硅粉过量时，主要是进行生成三氯氢硅的主反应；当流化床合成炉中氯化氢过量时，主要是进行生成四氯化硅的副反应。由于副产物四氯化硅需要经过冷氢化或热氢化反应才能转变为三氯氢硅，因此增加了三氯氢硅的生产成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种能够减少四氯化硅的生成量，并提高三氯氢硅的收率的三氯氢硅的制备系统，因而可以降低生产成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种三氯氢硅的制备系统，包括炉体，所述炉体的底部和顶部分别设有进气口和进料口，所述炉体包括反应段，所述反应段从下到上包括依次连通的三段，分别为主反应段、副反应段和缓冲段，

其中，所述主反应段用于进行生成三氯氢硅的主反应，所述副反应段用于进行三氯氢硅的副反应，所述缓冲段用于发生三氯氢硅与氯化氢气体生成四氯化硅的反应，

所述制备系统还包括降温机构，所述降温机构包括第一夹套，

所述第一夹套包覆在所述主反应段之外，所述第一夹套内部流通有冷却液。

优选的，所述降温机构还包括第一上液管道、第一回液管道、控制器、第一温度检测器和第一调节阀，

所述第一上液管道与所述第一夹套的进液端连通，用于向所述第一夹套提供冷却液，所述第一回液管道与所述第一夹套的出液端连通，

所述第一调节阀设于所述第一上液管道上，

所述第一温度检测器，与所述控制器电连接，用于实时检测所述主反应段内的温度，并将检测到的第一温度值传送给所述控制器，

所述控制器内设有第一阈值，并与所述第一调节阀电连接，用于根据所述第一温度值与第一阈值的比较结果控制所述第一调节阀的开闭。

优选的，所述降温机构还包括第二夹套，

所述第二夹套包覆在所述副反应段之外，所述第二夹套内部流通有冷却液。