ENG
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО КРЕМНИЯ ТЕРМИЧЕСКИМ РАЗЛОЖЕНИЕМ МОНОСИЛАНА В СМЕСИ С ВОДОРОДОМ В РЕАКТОРЕ КИПЯЩЕГО СЛОЯ
Назначение:
Предназначена для изготовления гранулированного поликристаллического кремния солнечного качества с размером гранул до 1 мм из моносилана в непрерывном режиме работы после предварительной оптимизации режимных параметров процесса получения гранулированного поликристаллического кремния в реакторе кипящего слоя.
Краткое описание и основные технико-экономические показатели, преимущества перед существующими аналогами:
Принцип работы установки заключается в создании кипящего (псевдоожиженного) слоя мелкодисперсных кремниевых частиц-затравок с последующим осаждением кремния на их поверхности из моносилана.
Для этого в кварцевый реактор загружается исходное количество мелкодисперсных кремниевых частиц-затравок с заданным распределением частиц по размерам. Проводится откачка и продувка азотом реактора и газовых магистралей для удаления из технологической среды следов воздуха и влаги. В процессе вывода температуры в реакторе на заданное значение в нижнюю его часть через газораспределительную решетку с заданной скоростью подается ожижающий азот для создания кипящего слоя частиц-затравок. В ходе нагрева кипящего слоя азот постепенно замещается водородом.
После достижения кипящим слоем рабочей температуры в реактор подается моносилан в смеси с водородом. На поверхности нагретых кремниевых частиц-затравок происходит химическая реакция с образованием кремния. Частицы-затравки при этом увеличиваются в размере, за счёт чего образуются гранулы поликристаллического кремния. Гранулы поликристаллического кремния заданного размера опускаются в нижнюю часть реактора и выводятся из реактора при помощи устройства выгрузки. Для возмещения массы кипящего слоя и обеспечения непрерывности процесса в реактор через устройство загрузки подаётся определенное количество новых кремниевых частиц-затравок.
Основные преимуществами разработанной технологии являются:
высокая производительность;
сравнительная простота оборудования и возможность организации
непрерывного автоматизированного технологического процесса;
низкое удельное потребления энергии по сравнению с используемыми реакторами стержневого типа;
низкая, по сравнению с традиционной Сименс-технологией, себестоимость получаемых изделий.
Техническая характеристика реактора кипящего слоя
|
Производительность |
до 3 кг/ч |
|
Расход моносилана |
2500 л/ч |
|
Расход водорода |
18000 л/ч |
|
Расход инертного газа |
18000 л/ч |
|
Внутренний диаметр рабочей зоны реактора |
150 мм |
|
Температура в зоне кипящего слоя |
до 850 °С |
|
Мощность внешнего резистивного электронагревателя |
до 25 кВт |
|
Размер исходных частиц кремния |
от 0,25 до 0,30 мм |
|
Размер выгружаемых частиц кремния |
до 1 мм |
Степень готовности разработки:
Лабораторный образец установки с реактором кипящего слоя (фото), математические модели позволяющие провести оптимизацию процесса в реакторе кипящего слоя и масштабный переход, исходные расчетные данные на опытно-промышленную установку для получения гранулированного кремния термическим разложением моносилана в смеси с водородом в реакторе кипящего слоя
| 
