專利名稱：一種氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氫化爐，尤其是涉及一種氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
多晶硅生產(chǎn)主要是采用西門子法。該法是在氫氣(H2)氣氛下，提純的三氯氫硅 (SiHCl3)在被加熱至一定溫度的硅芯表面反應(yīng)沉積，生產(chǎn)多晶硅。早期西門子法生產(chǎn)模式 多晶硅生產(chǎn)廠家外購(gòu)粗提純SiHCl3(該SiHCl3是用氯化氫(HCl)和硅微粉在一定溫度的流化床內(nèi)反應(yīng)生成的)；精餾后的三氯氫硅進(jìn)入還原爐，在高溫硅芯棒上沉積生長(zhǎng)多晶硅棒。 由于多晶硅氣相沉積中硅的轉(zhuǎn)化效率的差別，生產(chǎn)Ikg多晶硅會(huì)產(chǎn)生15kg - 17. 4kg的四氯化硅(SiCl4)。還原爐生成的尾氣“濕法回收”后外送，有的用于生產(chǎn)白碳黑。目前廣泛使用的“改良西門子法”，是在原基礎(chǔ)上，增加了四氯硅烷的氫化和還原尾氣干法回收系統(tǒng)。四氯化硅又稱四氯硅烷，或簡(jiǎn)稱硅烷，沸點(diǎn)57. 6°C，有強(qiáng)烈腐蝕性和刺激性氣味， 易潮解，遇水分解放熱，釋放出有毒腐蝕性煙氣。在多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中，四氯化硅的排放造成環(huán)境嚴(yán)重污染。同時(shí)，硅原料價(jià)格的日趨走高，也使得多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中四氯化硅氫化循環(huán)利用、提高硅原料的利用率，成為提高環(huán)保友好性、降低成本的必由之路。熱氫化工藝是將SiCl4和H2通入溫度1250°C、壓力1. 0 — 1. 5Mpa的氫化爐內(nèi)反應(yīng)生成SiHCl3，產(chǎn)氣經(jīng)過(guò)純化處理后送回到還原爐內(nèi)生成多晶硅，形成改良西門子法的閉路循環(huán)，既保證了氣體的高純度，又可以保證無(wú)排放。作為氫化爐的關(guān)鍵部件隔熱熱場(chǎng)，一直影響著氫化爐裝備的使用可靠性。由于氫化爐是在高溫高壓，強(qiáng)腐蝕性氣體環(huán)境下工作，同時(shí)需要保證反應(yīng)氣體不受其它氣體和揮發(fā)物的污染，目前隔熱熱場(chǎng)的最佳選擇是采用碳素材料。目前熱氫化爐隔熱熱場(chǎng)的主要結(jié)構(gòu)為內(nèi)層采用炭布纏繞，外層采用碳?xì)掷p繞，制成復(fù)合結(jié)構(gòu)的隔熱熱場(chǎng)。這種熱場(chǎng)結(jié)構(gòu)有較好的保溫隔熱效果，但是，由于在高溫高壓環(huán)境下，碳?xì)趾吞坎嫉目刮g性能差，同時(shí)炭布層與碳?xì)謱訜崤蛎浵禂?shù)差異大，使用過(guò)程中碳?xì)峙c炭布之間易出現(xiàn)分層和碳?xì)炙洮F(xiàn)象，隔熱場(chǎng)使用壽命短。同時(shí)現(xiàn)有熱場(chǎng)中各種進(jìn)出氣孔和電極孔、保溫筒的端面連接部位，由于高溫高壓氣體的腐蝕與沖蝕作用，極易造成損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有氫化爐隔熱熱場(chǎng)抗蝕性能差、使用壽命短、 單位能耗高的不足，提供一種隔熱性能和抗蝕性能好，熱量耗散少和使用壽命長(zhǎng)的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，一種氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，包括外保溫隔熱層和內(nèi)耐沖蝕層，所述外保溫隔熱層即是由上保溫罩、中保溫罩、下保溫罩構(gòu)成的保溫罩，所述保溫罩置于保溫罩底座上，保溫罩頂部設(shè)有保溫罩頂蓋；內(nèi)耐沖蝕層包括復(fù)合于上保溫罩內(nèi)側(cè)的上隔熱屏、復(fù)合于中保溫罩內(nèi)側(cè)的中隔熱屏，復(fù)合于下保溫罩內(nèi)側(cè)的下隔熱屏，保溫罩頂蓋內(nèi)側(cè)復(fù)合有隔熱屏頂蓋；保溫罩底座內(nèi)側(cè)設(shè)有抗沖蝕內(nèi)襯。
進(jìn)一歩，所述保溫罩由碳?xì)趾吞疾冀?jīng)過(guò)樹(shù)脂固化和化學(xué)氣相沉積(以下簡(jiǎn)稱CVD) 處理制成的復(fù)合固化保溫碳布碳?xì)峙黧w構(gòu)成；為避免碳?xì)趾吞疾挤謱雍吞細(xì)炙洮F(xiàn)象發(fā)生，對(duì)保溫罩坯體進(jìn)行了穿刺處理；為提高抗沖蝕性，對(duì)碳?xì)趾捅卣峙黧w端部進(jìn)行了抗蝕涂層處理；抗蝕涂料由硅粉和呋喃樹(shù)脂混配制成，硅粉和呋喃樹(shù)脂的混配重量比為 0. 1-0. 5:1。進(jìn)一歩，所述保溫罩頂蓋設(shè)有用于進(jìn)行超壓釋放的壓カ釋放孔；所述壓カ釋放孔與軸線的夾角優(yōu)選45° ；所述壓カ釋放孔設(shè)有與蓋體復(fù)合的抗沖蝕內(nèi)襯；保溫罩頂蓋邊緣設(shè)有吊裝缺ロ，便于安裝維護(hù)。進(jìn)一歩，所述上保溫罩、中保溫罩、下保溫罩設(shè)有吊裝孔，以便于安裝維護(hù)。進(jìn)一歩，所述內(nèi)耐沖蝕層的上隔熱屏、中隔熱屏、下隔熱屏采用三維針刺氈體制坯，樹(shù)脂固化后利用CVDエ藝增密制成的碳碳復(fù)合材料制成，表面涂覆有抗沖蝕涂層。進(jìn)一歩，所述保溫隔熱層的保溫罩頂蓋與上保溫罩，上保溫罩與中保溫罩，中保溫罩與下保溫罩，下保溫罩與保溫罩底座，隔熱屏蓋與上隔熱屏，上隔熱屏與中隔熱屏，中隔熱屏與下隔熱屏通過(guò)內(nèi)止ロ、外止ロ定位密封連接，以有效提高裝配穩(wěn)定性。進(jìn)一歩，所述耐沖蝕層的隔熱屏頂蓋也設(shè)有用于超壓釋放的壓カ釋放孔，所述壓力釋放孔設(shè)有抗沖蝕內(nèi)村，中心部位還設(shè)有超壓重力釋放閥；
所述保溫罩底座設(shè)有電極孔和進(jìn)出氣管道孔，孔內(nèi)壁復(fù)合有抗沖蝕內(nèi)村。進(jìn)一歩，所述的抗沖蝕內(nèi)襯由采用炭布加樹(shù)脂成型，經(jīng)過(guò)CVDエ藝增密エ藝制成抗沖蝕碳碳復(fù)合材料。本發(fā)明之氫化爐保溫隔熱抗沖蝕結(jié)構(gòu)，采用密度高抗蝕性好的隔熱屏構(gòu)成內(nèi)層結(jié)構(gòu)，采用密度低導(dǎo)熱系數(shù)低的固化碳?xì)謽?gòu)成熱場(chǎng)的外層結(jié)構(gòu)，筒蓋設(shè)計(jì)有防超壓釋放孔，所有孔內(nèi)壁和保溫罩底座上表面都設(shè)有耐高溫抗沖蝕內(nèi)村，內(nèi)襯表面還涂覆有抗沖蝕涂層， 使隔熱場(chǎng)壽命顯著提高，同時(shí)大幅降低設(shè)備能耗；上保溫罩、中保溫罩、下保溫罩分別設(shè)有吊裝孔，保溫罩頂蓋與上保溫罩、上保溫罩與中保溫罩、中保溫罩與下保溫罩、下保溫罩與保溫罩底座、隔熱屏蓋與上隔熱屏、上隔熱屏與中隔熱屏、中隔熱屏與下隔熱屏分別設(shè)計(jì)有定位密封止ロ，裝配、維護(hù)簡(jiǎn)便。


圖1是本發(fā)明之氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明之保溫罩頂蓋結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2 A-A處剖視圖； 圖4是本發(fā)明之保溫罩止ロ及吊裝孔結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。參照附圖，本實(shí)施例包括外保溫隔熱層和內(nèi)耐沖蝕層，所述外保溫隔熱層即是由上保溫罩3、中保溫罩5、下保溫罩8構(gòu)成的保溫罩，所述保溫罩置于保溫罩底座9上，保溫罩頂部設(shè)有保溫罩頂蓋1 ；內(nèi)耐沖蝕層包括復(fù)合于上保溫罩3內(nèi)側(cè)的上隔熱屏4、復(fù)合于中保溫罩5內(nèi)側(cè)的中隔熱屏6，復(fù)合于下保溫罩8內(nèi)側(cè)的下隔熱屏7，保溫罩頂蓋1內(nèi)側(cè)復(fù)合有隔熱屏頂蓋2 ；保溫罩底座9內(nèi)側(cè)設(shè)有抗沖蝕內(nèi)襯11。所述保溫罩由碳?xì)趾吞疾冀?jīng)過(guò)樹(shù)脂固化和化學(xué)氣相沉積(CVD)處理制成的復(fù)合固化保溫碳布碳?xì)峙黧w構(gòu)成；為避免碳?xì)趾吞疾挤謱雍吞細(xì)炙洮F(xiàn)象發(fā)生，對(duì)保溫罩坯體進(jìn)行了穿刺處理；為提高抗沖蝕性，對(duì)碳?xì)趾捅卣峙黧w端部進(jìn)行了抗蝕涂層處理；抗蝕涂料由硅粉和呋喃樹(shù)脂混配制成，硅粉和呋喃樹(shù)脂的混配重量比為0. 2:1。所述保溫罩頂蓋1設(shè)有三個(gè)用于進(jìn)行超壓釋放的壓カ釋放孔；所述壓カ釋放孔與軸線的夾角為45° ；所述壓カ釋放孔設(shè)有與蓋體復(fù)合的抗沖蝕內(nèi)襯10 ；保溫罩頂蓋1邊緣設(shè)有吊裝缺ロ 14，便于安裝維護(hù)。所述上保溫罩3、中保溫罩5、下保溫罩8設(shè)有吊裝孔15，以便于安裝維護(hù)。所述內(nèi)耐沖蝕層的上隔熱屏4、中隔熱屏6、下隔熱屏7采用三維針刺氈體制坯，樹(shù)脂固化后利用CVDエ藝增密制成的碳碳復(fù)合材料制成，表面涂覆有抗沖蝕涂層。所述保溫隔熱層的保溫罩頂蓋1與上保溫罩3，上保溫罩3與中保溫罩5，中保溫罩5與下保溫罩8，下保溫罩8與保溫罩底座9，隔熱屏蓋2與上隔熱屏4，上隔熱屏4與中隔熱屏6，中隔熱屏6與下隔熱屏7通過(guò)內(nèi)止ロ 17、外止ロ 16定位密封連接，以有效提高裝配穩(wěn)定性。所述耐沖蝕層的隔熱屏頂蓋2也設(shè)有用于超壓釋放的壓カ釋放孔，所述壓カ釋放孔設(shè)有抗沖蝕內(nèi)村，中心部位還設(shè)有超壓重力釋放閥13 ；
所述保溫罩底座9設(shè)有電極孔和進(jìn)出氣管道孔，孔內(nèi)壁復(fù)合有抗沖蝕內(nèi)襯12。所述各抗沖蝕內(nèi)襯由采用炭布加樹(shù)脂成型，經(jīng)過(guò)CVDエ藝增密エ藝制成抗沖蝕碳碳復(fù)合材料制成。本發(fā)明所采用的多層梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既保證了內(nèi)層高溫面耐高溫和抗蝕性能，又提高了外層隔熱保溫效果，降低了氫化爐罐體溫升，大幅減少了氫化爐的設(shè)備單位能耗，有效提高氫化爐熱場(chǎng)的使用壽命。
權(quán)利要求
1.一種氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括外保溫隔熱層和內(nèi)耐沖蝕層，所述外保溫隔熱層即是由上保溫罩、中保溫罩、下保溫罩構(gòu)成的保溫罩，所述保溫罩置于保溫罩底座上，保溫罩頂部設(shè)有保溫罩頂蓋；內(nèi)耐沖蝕層包括復(fù)合于上保溫罩內(nèi)側(cè)的上隔熱屏、復(fù)合于中保溫罩內(nèi)側(cè)的中隔熱屏，復(fù)合于下保溫罩內(nèi)側(cè)的下隔熱屏，保溫罩頂蓋內(nèi)側(cè)復(fù)合有隔熱屏頂蓋；保溫罩底座內(nèi)側(cè)設(shè)有抗沖蝕內(nèi)襯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保溫罩由碳?xì)趾吞疾冀?jīng)過(guò)樹(shù)脂固化和化學(xué)氣相沉積處理制成的復(fù)合固化保溫碳布碳?xì)峙黧w構(gòu)成；對(duì)保溫罩坯體進(jìn)行穿刺處理；對(duì)碳?xì)趾捅卣峙黧w端部進(jìn)行了抗蝕涂層處理；抗蝕涂料由硅粉和呋喃樹(shù)脂混配制成，硅粉和呋喃樹(shù)脂的混配重量比為0. 1-0. 5:1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保溫罩頂蓋設(shè)有用于進(jìn)行超壓釋放的壓力釋放孔；所述壓力釋放孔設(shè)有與蓋體復(fù)合的抗沖蝕內(nèi)襯；保溫罩頂蓋邊緣設(shè)有吊裝缺口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述壓力釋放孔與軸線的夾角為45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述上保溫罩、 中保溫罩、下保溫罩設(shè)有吊裝孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)耐沖蝕層的上隔熱屏、中隔熱屏、下隔熱屏采用三維針刺氈體制坯，樹(shù)脂固化后利用化學(xué)氣相沉積工藝增密制成的碳碳復(fù)合材料制成，表面涂覆有抗沖蝕涂層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保溫隔熱層的保溫罩頂蓋與上保溫罩，上保溫罩與中保溫罩，中保溫罩與下保溫罩，下保溫罩與保溫罩底座，隔熱屏蓋與上隔熱屏，上隔熱屏與中隔熱屏，中隔熱屏與下隔熱屏通過(guò)內(nèi)止口、外止口定位密封連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述耐沖蝕層的隔熱屏頂蓋設(shè)有用于超壓釋放的壓力釋放孔，所述壓力釋放孔設(shè)有抗沖蝕內(nèi)襯，中心部位設(shè)有超壓重力釋放閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保溫罩底座設(shè)有電極孔和進(jìn)出氣管道孔，孔內(nèi)壁復(fù)合有抗沖蝕內(nèi)襯。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述抗沖蝕內(nèi)襯由采用炭布加樹(shù)脂成型，經(jīng)過(guò)CVD工藝增密制成的抗沖蝕碳碳復(fù)合材料。
全文摘要
一種氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，其包括外保溫隔熱層和內(nèi)耐沖蝕層，所述外保溫隔熱層即是由上保溫罩、中保溫罩、下保溫罩構(gòu)成的保溫罩，所述保溫罩置于保溫罩底座上，保溫罩頂部設(shè)有保溫罩頂蓋；內(nèi)耐沖蝕層包括復(fù)合于上保溫罩內(nèi)側(cè)的上隔熱屏、復(fù)合于中保溫罩內(nèi)側(cè)的中隔熱屏，復(fù)合于下保溫罩內(nèi)側(cè)的下隔熱屏，保溫罩頂蓋內(nèi)側(cè)復(fù)合有隔熱屏頂蓋；保溫罩底座內(nèi)側(cè)設(shè)有抗沖蝕內(nèi)襯。本發(fā)明之氫化爐保溫隔熱抗蝕結(jié)構(gòu)，隔熱性能和抗蝕性能好，能大幅降低設(shè)備能耗；隔熱場(chǎng)壽命顯著提高，同時(shí)裝配、維護(hù)簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)C01B33/035GK102557037SQ201110440440
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月26日
發(fā)明者姚勇剛, 張弛, 潘純純, 肖志英, 蔣建純, 鐘元龍 申請(qǐng)人:湖南南方搏云新材料有限責(zé)任公司