[发明专利]流化床反应器、颗粒硅生产方法和系统

权利要求书

1.流化床反应器，其特征在于：包括反应段、和位于反应段上方且与反应段连接的扩大段，所述反应段设置有进气口，所述扩大段设置有出气口；所述反应段内和/或外设置有加热装置，所述扩大段内和/或外设置有冷却装置，所述反应段或扩大段设置有晶种添加口。

2.根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于：所述反应段下方设置有成品出口。

3.根据权利要求1所述的流化床反应器，其特征在于：所述加热装置使反应段的晶种温度保持在600-1200℃，所述冷却装置使扩大段气温保持在350-500℃。

4.颗粒硅生产方法，采用权利要求1～3中任意一项所述的流化床反应器，其特征在于：所述方法包括以下子步骤：

含硅气体通过进气口进入流化床反应器；

位于反应段的含硅气体在晶种表面发生非均相沉积反应，生成的颗粒硅下降；同时位于反应段的含硅气体发生均相沉积反应，生成的原生微硅粉上升至扩大段；

位于扩大区的含硅气体在原生微硅粉表面发生沉积反应，生成晶种下降至反应段。

5.根据权利要求4所述的颗粒硅生产方法，其特征在于：所述含硅气体包括氢气和氯硅烷、氢气和硅烷的混合气。

6.颗粒硅生产系统，其特征在于：包括：

如权利要求1～3中任意一项所述的流化床反应器；

晶种罐，与流化床反应器的晶种添加口连接；

原料气产生装置，与流化床反应器的进气口连接；

尾气分离与处理装置，与流化床反应器的出气口连接。

7.根据权利要求6所述的颗粒硅生产系统，其特征在于：所述尾气分离与处理装置包括旋风分离器，所述旋风分离器的尾气入口与流化床反应器的出气口连接；旋风分离器的硅粉分离出口与所述晶种罐连接。

8.根据权利要求7所述的颗粒硅生产系统，其特征在于：所述尾气分离与处理装置还包括尾气处理装置，所述尾气处理装置的尾气入口与旋风分离器的尾气出口连接，尾气处理装置的处理出口与原料气产生装置连接。

9.根据权利要求6或8所述的颗粒硅生产系统，其特征在于：所述原料气产生装置包括氯硅烷/硅烷储罐、氢气储罐和原料混合器，氯硅烷/硅烷储罐的出气端、氢气储罐出气端均与原料混合器的进气端连接，原料混合器的出气端与流化床反应器的进气口连接。

10.根据权利要求6所述的颗粒硅生产系统，其特征在于：所述系统还包括：

收集罐，与流化床反应器的反应段下方设置的成品出口连接。