專利名稱：電極以及向反應(yīng)器供給電流的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電極的同步監(jiān)控、密封和電絕緣的裝置，并且涉及向反應(yīng)器供給電流的方法。
背景技術(shù)：
尤其是，本發(fā)明涉及化學(xué)反應(yīng)器的電源，所述化學(xué)反應(yīng)器包括反應(yīng)器室，其中某些反應(yīng)氣體通過加熱元件被加熱至一定的溫度，所述加熱元件通過直流電流加熱。為此目的，所述加熱元件由導(dǎo)電材料制成，并且與電源相連。本發(fā)明類似地涉及所謂西門子反應(yīng)器的電源。對(duì)于根據(jù)西門子方法的多晶硅的沉積，高純的元素硅從氣相沉積到硅棒的表面 上。在此情況下，元素硅在沉積反應(yīng)器中由氫氣和鹵硅烷(例如三氯硅烷)的混合物或含氫的硅化合物從氣相沉積到加熱至900-1200°C的薄硅棒的表面上。硅棒通過特殊的電極固定在反應(yīng)器中，電極通常由高純的電石墨構(gòu)成。在每一情況下，立在(poling)電極固定器(holder)上的兩個(gè)電壓不同的薄棒通過橋連接至另一薄棒的末端，形成閉合電路。加熱薄棒的電能通過電極以及其電極固定器提供。氫和鹵硅烷的混合物通過沉積反應(yīng)器底板上的入口噴嘴提供。鹵硅烷在薄棒的表面上分解。薄棒的直徑因此生長。達(dá)到要求的硅棒設(shè)定直徑后，終止沉積方法，冷卻并抽出熱硅棒。在此情況下，強(qiáng)調(diào)保護(hù)電極和圍繞電極固定器的密封體特別重要。因?yàn)橛性诟痰某练e周期得到越來越長、越重的棒的傾向，電極密封保護(hù)體的布置和形狀以及將要被保護(hù)的密封體的材料特別重要。這是因?yàn)橥ㄟ^優(yōu)化的布置，可以在多晶硅沉積方法中避免影響收率和/或質(zhì)量的可能干擾。這些可能的干擾包括沉積過程中的電氣故障，例如由于接地失效引起的電氣故障，以及在CVD反應(yīng)器的反應(yīng)器底部中帶電流的電極由于穿透引起的反應(yīng)器密封體缺陷。進(jìn)一步，依賴于這種方法生產(chǎn)的硅棒的后續(xù)應(yīng)用，對(duì)硅棒和沉積方法、并因此對(duì)電極以及其保護(hù)有非常不同的要求。如果多晶硅隨后用于例如太陽能和電子應(yīng)用的硅塊(chunk)，則硅棒不能在沉積反應(yīng)器中的沉積方法過程期間或之后倒塌，或者被出現(xiàn)的外來物污染，外來物例如來自與產(chǎn)品接觸的密封材料。WO專利2010/083899A1公開了一種根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電極保護(hù)裝置。在此情況下，據(jù)描述薄棒位于石墨轉(zhuǎn)接器(adapter)中，所述石墨轉(zhuǎn)接器與石墨壓環(huán)(clamping)齒合，石墨壓環(huán)自身則通過石英環(huán)與CVD反應(yīng)器的底板相互作用，用于根據(jù)單硅烷方法生產(chǎn)多晶硅。在多晶硅沉積方法中可能影響收率和/或質(zhì)量的干擾包括由于沉積過程中接地失效引起的電氣故障。該干擾造成實(shí)際產(chǎn)量和最高可能產(chǎn)量之間的差異。在現(xiàn)有技術(shù)中，已經(jīng)嘗試通過對(duì)電極固定器進(jìn)行密封和絕緣來解決該問題。由WO 2010/083899A1知道，可通過石英制造的保護(hù)環(huán)來保護(hù)電極固定器的密封體不受熱負(fù)荷影響。
DE 2328303A1描述了在加熱的伸長支撐物的、尤其是硅或石墨制造的側(cè)表面上由氣相沉積相應(yīng)的半導(dǎo)體材料來生產(chǎn)硅棒和硅管的裝置，所述裝置由反應(yīng)容器構(gòu)成，反應(yīng)容器包括金屬基板，并配備有至少一個(gè)電極，該電極用于固定伸長支撐物的一端并加熱支撐物，所述電極是電絕緣的，并以無漏損方式穿過底板送入，其特征在于由金屬構(gòu)成的第一電極部分緊固在基板上，其插入有惰性絕緣材料的封閉層，尤其是四氟乙烯，并且包括擴(kuò)展到反應(yīng)空間中的凸出部分，在其上可替換地安置由金屬或碳構(gòu)成的其它的電極部分，該部分包括目的用于在其自由表面上容納并固定支撐物的安裝面。電極固定器的第一部分由金屬構(gòu)成，因此緊固在底板上，并且插入有惰性絕緣材料制造的密封層。JP 2009-221058A2公開了使用特種鋯陶瓷及柔性石墨、以及涂敷的O型圈作為密封件的密封體和絕緣件。這類材料有耐火穩(wěn)定性，并且可以密封電極與基板之間的間隙。
WO 2010/068849A1描述了使用金屬體的電極固定器穿過底板區(qū)域中的絕熱性的改進(jìn)，所述金屬體配備有絕緣表面涂層。然而，目前所知的裝置不能為電極固定器密封體提供足夠的保護(hù)。其影響是，由于腐蝕作用和接地失效增加了故障的概率。此外，還沒有找到能使密封體耐腐蝕、并因此能抵御影響產(chǎn)品質(zhì)量(尤其是摻雜物)的物質(zhì)釋放的充分保護(hù)。DE 3024320A1公開了一種用于氣體高溫處理的裝置，由含氣體進(jìn)口孔和氣體出口孔的絕熱外殼以及惰性的電阻加熱器構(gòu)成，電阻加熱器安排在這些開孔之間，并通過直流電流加熱。導(dǎo)電的電阻體加熱優(yōu)選在對(duì)稱的多相交流系統(tǒng)中使用星形電路進(jìn)行。在此情況下獨(dú)立的加熱器組可以彼此不同地進(jìn)行調(diào)節(jié)，即通過電流進(jìn)行不同的加熱。這類裝置的實(shí)例是用于將四氯化硅轉(zhuǎn)化成三氯硅烷的反應(yīng)器。在西門子方法中，三氯硅烷用于生產(chǎn)多晶硅。在此情況下，硅沉積在反應(yīng)器中加熱的薄棒上。三氯硅烷在存在氫時(shí)用作工藝氣體。在三氯硅烷轉(zhuǎn)化為沉積硅(歧化)的過程中，形成大量的四氯化硅。通過在升溫下燃燒室中與氫和氧的反應(yīng)，例如，可以從四氯化硅生產(chǎn)高分散的二
氧化硅。然而經(jīng)濟(jì)上最有利的四氯化硅的使用方法是將其轉(zhuǎn)化為三氯硅烷。該轉(zhuǎn)化通過四氯化硅與氫反應(yīng)形成三氯硅烷和氯化氫進(jìn)行。因此可以從沉積過程中形成的四氯化硅副產(chǎn)物生產(chǎn)三氯硅烷，并將三氯硅烷送回到沉積方法中，以生產(chǎn)元素硅。四氯化硅與氫轉(zhuǎn)化為三氯硅烷典型地在高溫下在反應(yīng)器中進(jìn)行，溫度至少為600°C，理想地為至少850°C，并且壓力為0-30bar。為此目的，電流直接通過導(dǎo)電的加熱元件輸送，并且在加熱元件中通過電阻將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊?。加熱元件通常包括含碳材料如石墨、CFC、碳化硅或類似的材料。已經(jīng)知道，在存在氫時(shí)的四氯化硅的轉(zhuǎn)化過程中，安裝的含碳的反應(yīng)器組件會(huì)暴露于化學(xué)侵蝕(chemical attack)中。這些含碳組件的化學(xué)侵蝕會(huì)引起碳沉積，碳沉積物是導(dǎo)電的，因此可能會(huì)導(dǎo)致電能網(wǎng)絡(luò)的接地失效。進(jìn)一步，化學(xué)侵蝕還會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部組件的元件故障，然后引起小部件的剝落或裂紋，這反過來又會(huì)導(dǎo)致接地失效。這些接地失效帶來的問題是不能與電極密封體的損壞區(qū)分開。如果電極密封體損壞，必須將電源和反應(yīng)器從操作中取出，因?yàn)檫B續(xù)操作會(huì)導(dǎo)致密封缺陷或反應(yīng)氣體流出，所以需予以防止。傳統(tǒng)上，非金屬或不導(dǎo)電的密封體被用于電極，因?yàn)檫@些密封體可實(shí)現(xiàn)雙重作用，即電極與反應(yīng)器壁的電絕緣和密封作用。然而，這些反應(yīng)器中的溫度如此之高，幾乎沒有什么電絕緣的且在化學(xué)上穩(wěn)定的材料能實(shí)現(xiàn)電絕緣和壓力密封的作用。進(jìn)一步，可以嘗試通過在反應(yīng)器中安裝另外的組件來保護(hù)密封體免受過高溫度的影響。盡管這樣，這類措施并不能排除從電極通過反應(yīng)器壁到另一個(gè)電極的意外電流所引發(fā)的密封體損壞。本發(fā)明的目的基于該問題。

發(fā)明內(nèi)容
實(shí)現(xiàn)該目的的一種方法是向反應(yīng)器供給電流，其中電能網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)電極分別連接到導(dǎo)電元件，這樣工作電壓可以分別施加到至少一個(gè)導(dǎo)電元件上，并且電流通過它流動(dòng)，電極穿過反應(yīng)器壁送入，電能網(wǎng)絡(luò)與地電位是直流電隔離的，其中分別有電絕緣材料制成的密封體位于反應(yīng)器壁與電極之間，其中就絕緣故障對(duì)電能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控，絕緣電阻下降到低于一定的值時(shí)觸發(fā)電能供應(yīng)的停止操作(shut down),其中考慮至少一個(gè)選自以下的參數(shù)來決定開關(guān)閾值密封體的幾何尺寸、密封體材料、緊接停止操作前輸入到密封體中的供給電壓和最高可能的電能，該停止操作由通過密封體的理論上可能的最大漏電流(maximum possible leakage current)角蟲發(fā)。該方法優(yōu)選用于西門子方法，導(dǎo)電元件為加熱的薄棒，硅沉積在其上。在此情況下的反應(yīng)器壁為反應(yīng)器的底板。絕緣密封體優(yōu)選位于底板和電極之間，或電極固定器之間。還優(yōu)選使用氣體的熱處理方法，特別優(yōu)選氣體的高溫處理。在此情況下導(dǎo)電元件優(yōu)選含碳的加熱元件，或者電阻加熱器，其可用于將待處理的氣體或氣體混合物加熱到至少300°C的特定溫度。處理的氣體優(yōu)選包括至少一種含硅組分。含硅氣體特別優(yōu)選四氯化硅或另一種鹵娃燒。處理室優(yōu)選還含有氫氣。不希望以任何方式限定本發(fā)明的一般概念，上述四氯化硅的轉(zhuǎn)化在本文中將通過舉例來說明。就轉(zhuǎn)化而言，要求氫作為第二反應(yīng)物氣體。轉(zhuǎn)化優(yōu)選在800-1500°C的溫度和0_30巴或更高的壓力下進(jìn)行。在此情況下特別優(yōu)選選擇大于或等于反應(yīng)物氣體超臨界壓力的壓力。H2:STC的摩爾比優(yōu)選為1:1-10:1。電源的電極有絕緣密封體。使用適合所用密封體的絕緣監(jiān)控。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，有必要進(jìn)行探測并迅速切斷對(duì)密封體有害的漏電電流或電弧放電。然而，同時(shí)，盡管有導(dǎo)電污染，反應(yīng)器的運(yùn)行時(shí)間應(yīng)在下一次拆卸和清洗前保持盡可能長的時(shí)間。反應(yīng)器內(nèi)部從一個(gè)電位向另一個(gè)電位的電弧放電只有發(fā)生在密封體附近時(shí)才會(huì)對(duì)密封體有害。如果加熱元件遠(yuǎn)離電極發(fā)生接觸而不觸及其它部件，由于反應(yīng)器構(gòu)造堅(jiān)固，這通常不會(huì)造成問題。如果電能網(wǎng)絡(luò)接地，只有當(dāng)由電極通過密封體向反應(yīng)器壁上放電時(shí)，電弧放電或漏電流才會(huì)對(duì)密封體有害，而密封體同時(shí)也應(yīng)是絕緣的。否則，只有當(dāng)由電極通過相關(guān)的電極密封體向反應(yīng)器壁上放電，然后反過來通過第二電極的電極密封體向第二電極放電時(shí)，才會(huì)發(fā)生對(duì)密封體有害的電弧放電或漏電流。在這兩種情況下，反應(yīng)器壁都是電弧放電電路的一部分。在接地的網(wǎng)絡(luò)中(反應(yīng)器壁接地，并且連接到供電網(wǎng)絡(luò)的電位)，通過故障電流探測，就可以探測并切斷由電極通過密封體到地電位的故障電流。這一布置的缺點(diǎn)是通過密封體的故障足以誘發(fā)操作停止。因此不太優(yōu)選這類布置。優(yōu)選的是將直流電與地電位分離的網(wǎng)絡(luò)作為供電網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施方案。

優(yōu)選用商業(yè)途徑可得到的絕緣監(jiān)控裝置對(duì)直流隔離的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控，所述絕緣監(jiān)控裝置在技術(shù)上基于任何類型的相對(duì)于地電位電壓注入(voltage injection)的已知原理。如果污染或熱損傷導(dǎo)致電極絕緣的絕緣故障，那么系統(tǒng)可以迅速切斷，不會(huì)發(fā)生由于漏電流或電弧放電所引起的密封體損壞。研究表明只有明顯低于10歐姆的絕緣故障實(shí)際上才會(huì)導(dǎo)致密封體損壞，而操作過程中也會(huì)發(fā)生低至10歐姆的絕緣故障。由此原因，優(yōu)選測量范圍從O歐姆開始的裝置用于密封體監(jiān)控。開關(guān)閾值優(yōu)選處于0-1000歐姆的電阻范圍，特別優(yōu)選0-100歐姆，更具體地優(yōu)選0-10歐姆。考慮密封體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在可以定義絕緣故障的最大容許功率損耗。最大功率損耗用密封體相應(yīng)材料類型和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)無損所允許的最高能量輸入來定義。優(yōu)選也考慮安全余量。由該最大容許功率損耗和加熱元件的工作電壓，可以在動(dòng)力學(xué)上計(jì)算最低的容許絕緣故障電阻，直到此值也不會(huì)發(fā)生密封體的損壞。在本說明書中，對(duì)于恒定功率損耗，電極工作電壓越低，絕緣故障就應(yīng)該越低。通過相應(yīng)地增加計(jì)算值，還可以在停止操作前產(chǎn)生預(yù)警，為系統(tǒng)臨時(shí)停止操作提供時(shí)機(jī)。因此當(dāng)電加熱器網(wǎng)絡(luò)(electrical heater network)被構(gòu)造成直流隔離的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的方法使得可以通過電加熱器網(wǎng)絡(luò)的絕緣電阻，間接地探測到即將發(fā)生的密封體損壞。優(yōu)選地，當(dāng)達(dá)到開關(guān)閾值時(shí)，系統(tǒng)停止操作。這樣可以防止由于漏電流或電弧放電及氣體因此的流出而造成的對(duì)密封體的破壞。為了系統(tǒng)利用率最大化，可以將停止操作極限作為工作電壓的函數(shù)進(jìn)行調(diào)整。優(yōu)選地，考慮密封體幾何尺寸和/或工作電壓和/或緊接停止操作前輸入到密封體的最高可能的電能，一次性決定所述開關(guān)閾值，該停止操作由通過密封體的理論上可能的漏電流觸發(fā)。同樣優(yōu)選地，考慮密封體幾何尺寸和/或工作電壓和/或緊接停止操作前輸入到密封體的最高可能的電能，連續(xù)地決定開關(guān)閾值，該停止操作由通過密封體的理論上可能的漏電流觸發(fā)。本發(fā)明的目的也通過以下一種方法實(shí)現(xiàn)向反應(yīng)器供給電流，其中電能網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)電極分別連接到導(dǎo)電元件，這樣工作電壓可以施加到至少一個(gè)導(dǎo)電元件上，并且電流通過它流動(dòng)，所述電極穿過反應(yīng)器壁送入，其中分別有絕緣材料制成的密封體位于反應(yīng)器壁與電極之間，其中導(dǎo)電的密封體芯部嵌在至少一個(gè)的這些密封體中，其中導(dǎo)電的密封體芯部連接到絕緣監(jiān)控裝置或者輔助電壓網(wǎng)絡(luò)，并且其中密封體破壞可能生產(chǎn)的漏電流通過監(jiān)控密封體芯部的絕緣電阻或者通過監(jiān)控輔助電壓網(wǎng)絡(luò)中的電流來識(shí)別。通過嵌入導(dǎo)電芯部并監(jiān)控所述芯部的絕緣故障，該方法可以探測即將發(fā)生的密封體破壞。在此情況下可以一起監(jiān)控反應(yīng)器的所有電極或電極密封體。
然而特別優(yōu)選單獨(dú)地進(jìn)行對(duì)反應(yīng)器電極的監(jiān)控。也可以監(jiān)控兩個(gè)或更多相互絕緣的不同報(bào)警水平的密封體芯部。


圖I所示為電能通過容器壁的電流透入布置(電極)。使用的附圖標(biāo)記目錄I電極的上接觸點(diǎn)2容器壁3支撐盤4螺母5導(dǎo)電密封體芯部6電絕緣密封體7密封體芯部與絕緣監(jiān)控之間的電連接8故障電流與導(dǎo)電密封體芯部的接觸點(diǎn)9完全不受影響的密封體的漏電路徑或電流路徑10密封體破壞11絕緣監(jiān)控裝置12密封體表面區(qū)域中產(chǎn)生密封體破壞前不久發(fā)生絕緣故障時(shí)的電流路徑13電極14密封體表面
具體實(shí)施例方式正常操作期間，密封體6起電極13與容器壁2之間電絕緣的作用。在其內(nèi)部有導(dǎo)電污染或?qū)щ姵练e物的電化學(xué)反應(yīng)器中，此時(shí)可能會(huì)發(fā)生從電極到容器壁、或從一個(gè)電極通過容器壁到另一電極的漏電流。這些漏電電流可以如此之大，以至于使密封體6的密封功能由此因電能輸入而受損。這是由于，例如，密封材料的熱分解或密封材料的機(jī)械強(qiáng)度損失所引起的。取決于反應(yīng)器的應(yīng)用，這可能由于出現(xiàn)的氣體而有害，但無論如何其都是不希望的。
傳統(tǒng)上，通過接地供電網(wǎng)絡(luò)中的故障電流監(jiān)控或通過不接地網(wǎng)絡(luò)中的絕緣監(jiān)控來檢測這些漏電流。這些系統(tǒng)的缺點(diǎn)是它們通常響應(yīng)很靈敏，會(huì)對(duì)所有的漏電流作出反應(yīng)。用這種方法不能區(qū)別反應(yīng)器內(nèi)部兩個(gè)加熱元件之間發(fā)生的漏電流與對(duì)密封體有破壞性的漏電流，而前者是非關(guān)鍵的。因此，常常會(huì)過早地發(fā)生反應(yīng)器的不必要的操作停止。本發(fā)明的方法可以區(qū)別對(duì)密封體有破壞性的漏電流與其它的漏電流，因此可提高電化學(xué)反應(yīng)器的利用率。為此目的，可將一個(gè)導(dǎo)電層(金屬芯)嵌在同時(shí)構(gòu)成電絕緣的密封體中，所述導(dǎo)電層可以用商業(yè)途徑可得到的絕緣監(jiān)控裝置進(jìn)行電監(jiān)控。如果發(fā)生經(jīng)過密封體8的漏電流，絕緣嵌入體10在實(shí)際的密封體表面受破壞之前先被破壞。
導(dǎo)電密封體芯部5與周圍產(chǎn)生電接觸，這可以通過固有高阻抗的嵌入金屬芯的絕緣電阻的明顯降低觀察到?？梢酝ㄟ^商業(yè)途徑可得到的絕緣監(jiān)控裝置11檢測到絕緣電阻的降低，并且將其用于預(yù)警或切斷反應(yīng)器的電能供應(yīng)。這樣，反應(yīng)器只有在產(chǎn)生有害或不合要求的漏電流時(shí)才停止操作。電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)部的非關(guān)鍵的漏電流不再被檢測，因而不會(huì)導(dǎo)致停止操作。當(dāng)每個(gè)反應(yīng)器有多個(gè)電極時(shí)，反應(yīng)器的所有導(dǎo)電密封體芯部都可以電連接到反應(yīng)器的外部或內(nèi)部，并且可以一次性地監(jiān)控相對(duì)于反應(yīng)容器的絕緣電阻。然而，當(dāng)每個(gè)電極單獨(dú)或成組監(jiān)控，并且每個(gè)密封體或者每個(gè)組安裝一個(gè)絕緣監(jiān)控器時(shí)，監(jiān)控將更具選擇性。芯部的電導(dǎo)率(electrical conductivity)可以選擇的范圍非常寬,但是恰當(dāng)?shù)貞?yīng)該至少大于密封體材料電導(dǎo)率的100倍。芯部材料通常選自導(dǎo)電固體一類，例如金屬、石墨、碳、導(dǎo)電塑料等，并且可以有各種形式(片、網(wǎng)格、纖維墊等)。優(yōu)選使用網(wǎng)格或纖維墊，因?yàn)樵诖饲闆r下可以在生產(chǎn)過程中在外部周圍壓制或澆注密封材料，由此得到致密體，密封表面甚至經(jīng)常會(huì)穩(wěn)定，并且最常用的基于烴和/或氟化氫的塑料在壓力下的流動(dòng)特性也會(huì)得到改善。然而，也可以設(shè)計(jì)使用由如上所述的不同材料構(gòu)成的松散層體系，或者甚至是多層相互配合的殼，這樣可將導(dǎo)電芯部與其它電位(電極或反應(yīng)器殼的)電隔離。通過輔助電壓網(wǎng)絡(luò)和隨機(jī)的電流監(jiān)控，沒有絕緣監(jiān)控裝置也可以進(jìn)行故障探測，例如用保險(xiǎn)絲或者用預(yù)警和/或停止操作的開關(guān)閾值進(jìn)行隨機(jī)電流測量。為此目的，金屬芯電連接到接地的輔助電位。然后，電流流動(dòng)就可發(fā)出發(fā)生故障的信號(hào)。為此目的，一個(gè)輔助電壓網(wǎng)絡(luò)可以用于多個(gè)電極。根據(jù)要求，單個(gè)電極觸點(diǎn)的電流監(jiān)控可以單獨(dú)地進(jìn)行，或者所有電極一起進(jìn)行。在本發(fā)明的范圍中，發(fā)明人進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，將密封體收縮到電極上，通常經(jīng)過冷卻，并將密封體的壁厚度減少至電學(xué)和機(jī)械上必需的尺寸時(shí)，可以降低電極密封體上的熱負(fù)荷。
密封體通常含有聚合物,使用聚四氟乙烯(PTFE)為優(yōu)選。電極通常用水冷卻。PTFE受熱時(shí)膨脹。這樣，密封體可以脫離與水冷卻的電極的接觸，因此而脫離冷卻。通過收縮密封體可以防止其發(fā)生。為此目的，將密封體加熱，導(dǎo)致其膨脹，隨后快速將其拉伸在電極上。冷卻時(shí)密封體再次收縮，因此壓制到所述電極上，并保持與其非常牢固的連接。因此，密封體可以不停地保持與電極的接觸,并通過電極而內(nèi)冷卻。優(yōu)選PTFE密封體在僅低于大約200_350°C的分解溫度下收縮到電極上，雖然也可在更低的溫度下進(jìn)行。密封體的最低壁厚度由密封體的電氣和機(jī)械要求決定。所述壁厚度優(yōu)選O. l-3mm,特別優(yōu)選大約O. 5-2mm。 由此可以明顯降低密封體上的熱負(fù)荷。即使降低了密封體的壁厚度，與常規(guī)的5mm的厚度相比，導(dǎo)致隨后反應(yīng)器停止操作的密封體破壞也不會(huì)太頻繁地發(fā)生。
權(quán)利要求
1.ー種向反應(yīng)器供給電流的方法，其中電能網(wǎng)絡(luò)的ー個(gè)或多個(gè)電極分別連接到導(dǎo)電元件，以使工作電壓被分別施加到至少ー個(gè)導(dǎo)電元件上，并且電流通過它流動(dòng)，所述電極穿過反應(yīng)器的壁送入，所述電能網(wǎng)絡(luò)與地電位是直流電隔離的，其中分別有由電絕緣材料制成的密封體位于反應(yīng)器的壁與電極之間，其中就絕緣故障對(duì)電能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控，絕緣電阻下降到低于一定的值時(shí)觸發(fā)電能供應(yīng)的停止操作，并且，其中通過考慮至少ー個(gè)選自以下的參數(shù)來決定電能供應(yīng)停止操作的開關(guān)閾值密封體幾何尺寸、密封體材料、緊接停止操作前輸入密封體中的供給電壓和最高可能的電能，該停止操作由通過密封體的可能的最大漏電流觸發(fā)。
2.權(quán)利要求I的方法，其中考慮至少ー個(gè)選自以下的參數(shù)一次性決定所述開關(guān)閾值密封體幾何尺寸、密封體材料、緊接停止操作前輸入到密封體中的供給電壓和最高可能的電能，該停止操作由通過密封體的可能的最大漏電流觸發(fā)。
3.權(quán)利要求I的方法，其中考慮至少ー個(gè)選自以下的參數(shù)，在操作過程中連續(xù)地決定所述開關(guān)閾值密封體幾何尺寸、密封體材料、緊接停止操作前輸入到密封體中的供給電壓和最高可能的電能，該停止操作由通過密封體的可能的最大漏電流觸發(fā)。
4.權(quán)利要求1-3之一的方法，其中開關(guān)閾值為O.1-1000歐姆的電阻。
5.權(quán)利要求1-3之一的方法，其中開關(guān)閾值為O.1-100歐姆的電阻。
6.權(quán)利要求1-3之一的方法，其中開關(guān)閾值為O.1-10歐姆的電阻。
7.權(quán)利要求1-6之一的方法，其中導(dǎo)電元件是在其上沉積硅的薄棒。
8.權(quán)利要求1-6之一的方法，其中導(dǎo)電元件是含碳的加熱元件或電阻加熱器，其用于加熱反應(yīng)器中待處理的氣體或氣體混合物。
9.ー種向反應(yīng)器供給電流的方法，其中電能網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)電極分別連接到導(dǎo)電元件，以使工作電壓被施加到至少ー個(gè)導(dǎo)電元件上，并且電流通過它流動(dòng)，所述電極穿過反應(yīng)器壁送入，其中分別有由絕緣材料制成的密封體位于反應(yīng)器的壁與電極之間，其中導(dǎo)電的密封體芯部嵌在至少ー個(gè)這些密封體中，并且其中所述導(dǎo)電的密封體芯部連接到絕緣監(jiān)控裝置或者輔助電壓網(wǎng)絡(luò)，并且，其中密封體破壞可能產(chǎn)生的漏電流通過監(jiān)控密封體芯部的絕緣電阻或者通過監(jiān)控輔助電壓網(wǎng)絡(luò)中的電流來識(shí)別。
10.權(quán)利要求9的方法，其中，在反應(yīng)器中有多個(gè)電極的情況下，反應(yīng)器的多個(gè)導(dǎo)電密封體芯部電連接到反應(yīng)器外部或內(nèi)部，并且一次性監(jiān)控相對(duì)于反應(yīng)容器的絕緣電阻。
11.權(quán)利要求9的方法，其中，在反應(yīng)器中有多個(gè)電極的情況下，監(jiān)控每個(gè)單個(gè)電極密封體的絕緣電阻或多個(gè)組中的絕緣電阻。
12.權(quán)利要求9-11之一的方法,其中密封體芯部的材料選自金屬、石墨、碳和導(dǎo)電塑料。
13.權(quán)利要求9-12之一的方法，其中密封體芯部的電阻率低于密封體材料電阻率的1/100。
14.權(quán)利要求9-13之一的方法，其中密封體芯部為環(huán)、網(wǎng)格或纖維墊的形式，并且分別配備有電連接設(shè)備。
15.權(quán)利要求9-14之一的方法，其中通過保險(xiǎn)絲或者用開關(guān)閾值的隨機(jī)電流測量來監(jiān)控輔助電壓網(wǎng)絡(luò)。
16.權(quán)利要求15的方法,其中ー個(gè)輔助電壓網(wǎng)絡(luò)用于多個(gè)電極。
17.權(quán)利要求15或16的方法，其中單個(gè)電極觸點(diǎn)的電流監(jiān)控單獨(dú)進(jìn)行，或者對(duì)所有電極一起進(jìn)行。
18.一種用于電極的同步監(jiān)控、密封和電絕緣的裝置，其特征在于，密封體含有包括電連接設(shè)備的導(dǎo)電芯部。
19.用于化學(xué)反應(yīng)器電流供給的含電絕緣密封體的電極，其中密封體由聚合物構(gòu)成，并且收縮在電極上。
20.權(quán)利要求19的電極，其中密封體由PTFE構(gòu)成。
21.權(quán)利要求19或20的電極，收縮區(qū)中的壁厚度為O.l-3mm。
全文摘要
用于向反應(yīng)器供給電流的方法，其中電能網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)或多個(gè)電極分別連接到導(dǎo)電元件，這樣工作電壓可以分別施加到至少一個(gè)導(dǎo)電元件上，并且電流通過它流動(dòng)，所述電極穿過反應(yīng)器壁送入，所述電能網(wǎng)絡(luò)與地電位是直流電隔離的，其中分別有電絕緣材料制成的密封體位于反應(yīng)器壁與電極之間，其中就絕緣故障對(duì)電能網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控，絕緣電阻下降到低于一定的值時(shí)就會(huì)觸發(fā)電能供應(yīng)的操作停止，其中考慮至少一個(gè)選自以下的參數(shù)來決定開關(guān)閾值密封體幾何尺寸、密封體材料、緊接斷電前輸入到密封體中的供給電壓和最高可能的電能，該操作停止由通過密封體的理論上可能的最大漏電流觸發(fā)。用于電極的同步監(jiān)控、密封和電絕緣的裝置，其特征在于密封體含有包括電連接設(shè)備的導(dǎo)電芯部。用于向化學(xué)反應(yīng)器供電的含絕緣密封體的電極，其中密封體由聚合物構(gòu)成，并且收縮到電極上面。
文檔編號(hào)H02H3/16GK102842884SQ20121021388
公開日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者N·埃林格爾, R·林, J·維斯貝奧格 申請(qǐng)人:瓦克化學(xué)股份公司