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這還是人們認(rèn)識的還原爐嗎?

更新時間:2020-12-23 00:00:00      點(diǎn)擊次數(shù):2549

  還原爐是皮江法煉鎂還原工序的關(guān)鍵主體設(shè)備,還原爐從爐型選擇到結(jié)構(gòu)設(shè)計再到車間系統(tǒng)配置設(shè)計,對其工程建設(shè)投資、生產(chǎn)實用性、能耗指標(biāo)、工藝技術(shù)指標(biāo)、生產(chǎn)運(yùn)行成本等,有著重要的影響。
  還原爐是生產(chǎn)多晶硅的核心設(shè)備,其采用鐘罩式反應(yīng)器,將混合后的SiHCl3和H2從反應(yīng)器底部的眾多噴口噴入,SiHCl3和H2反應(yīng),非均向成核生成多晶硅沉積在硅芯表面,逐漸長大成硅棒,生長過程中硅棒表面溫度1050~1100C。在非均向成核進(jìn)行的同時,SiHCl3和H2也發(fā)生均向成核反應(yīng)生成無定型硅粉,反應(yīng)的程度主要取決于溫度、配比等方面的因素。為避免均向成核產(chǎn)生大量的硅粉,流體采用混流,即噴嘴引入冷物流持續(xù)噴向高溫的硅棒表面,避免局部溫度過高引發(fā)爆米花和大量硅粉的產(chǎn)生,這種模式也決定了還原爐噴口直噴、氣流底進(jìn)底出的現(xiàn)有模式。也正因為此,高溫進(jìn)料(進(jìn)料溫度高會引起大量硅粉)及平推式反應(yīng)模型(比如噴口完全側(cè)噴、氣流底進(jìn)頂出)都是會失敗的。
  流體力學(xué)模擬是個復(fù)雜的計算過程,小編為了簡化說明問題,把復(fù)雜的計算和抽象的模擬舍棄,僅以幾個氣體射流基本公式來推理噴口流速的合理取值。
  氣體射流是流體力學(xué)基本的模型,當(dāng)氣體從孔口或管嘴以一定的流速噴出后,由于射流為紊流流態(tài),紊流的橫向脈動造成射流與周圍氣體發(fā)生動量交換,從而把相鄰的靜止流體卷吸到射流中來,兩者一起向前運(yùn)動,于是射流的過流斷面沿程不斷擴(kuò)大,流量不斷增加。

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