專利名稱：鋅絲進料裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光伏技術，尤其涉及一種鋅絲進料裝置。
技術背景
在光伏產(chǎn)業(yè)中，多晶硅的生產(chǎn)工藝主要有西門子法、改良西門子法、硅烷熱分解法和流化床法，此外還有采用區(qū)域熔煉法對冶金級硅進行提純的。而采用SiHCl3作為原料的改進西門子法供應的太陽能級多晶硅占整個世界太陽能級多晶硅供應量的70 80%。在國外，每公斤太陽能級多晶硅將產(chǎn)生10 15公斤的SiCl4，通過SiCl4的氫化還原閉環(huán)工藝循環(huán)后，SiCl4的排放量仍然高達5 IOKg/公斤多晶硅。
由于SiCl4對人、生物及環(huán)境的危害性較大，因此SiCl4的環(huán)境危害和巨量儲存問題成為了多晶硅企業(yè)急需解決的重大問題。
目前處理SiCl4的方法主要有
A、SiCl4的氫化處理，這種方法國內(nèi)的技術相對弱一點，轉(zhuǎn)化效率不高，國外處理得較好，但是SiCl4的氫化轉(zhuǎn)化率也只能達到34%。
B、以SiCl4為原料制備硅酸乙酯、白炭黑、光纖原料和煙幕劑，在這類方法中，存在著環(huán)境污染大、市場容量小、被新技術逐步取代等問題。
C、利用鋅與SiCl4反應來制備多晶硅，這種工藝可以很好地解決SiCl4的回收問題，不僅有著巨大商業(yè)效益，同時也存在著環(huán)境保護效益。其副產(chǎn)物鋅Cl2可電解回收利用， 環(huán)境污染很小。與改良西門子法相比，從原理上來說，具有反應工藝簡短、反應速率快、成本低、污染少等優(yōu)點，是低成本生產(chǎn)太陽能級多晶硅的一種優(yōu)良途徑。
鋅還原SiCl4制備多晶硅的反應式為
SiCl4 (g) +2Zn (g) — Si (s) +2ZnCl2 (g)
美國、日本、挪威等發(fā)達國家先后對鋅還原SiCl4制備多晶硅技術展開了研究，例如，日本(Chisso)、新日礦控股、東邦鈦(Toho TitaniUm)3家公司共同投資組建“新太陽硅公司”，共同開發(fā)鋅還原SiCl4技術，并力求形成量產(chǎn)。而在我國，錦州新世紀石英玻璃公司、上海電力學院太陽能研究所及北京京儀世紀自動化設備有限公司等也分別對此技術展開了研究。
這種以鋅來還原SiCl4生產(chǎn)多晶硅的方法，大多采用氣氣反應，工藝溫度一般在 1000°C左右，原料鋅需要經(jīng)過加熱從固態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)再進入到反應系統(tǒng)。在此過程中鋅與 SiCl4的摩爾比對產(chǎn)物的形貌及收率有很大的影響，然而由于高溫及腐蝕等原因，目前還沒有一種裝置能夠?qū)鈶B(tài)鋅的進料量進行精確控制從而可以調(diào)節(jié)鋅與SiCl4的反應摩爾比。 因此，如何精確控制鋅進料量成為當前鋅還原法中的一個技術難題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是為了提供一種鋅絲進料裝置，以實現(xiàn)鋅進料量的精確控制。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術方案一種鋅絲進料裝置，與鋅還原法制多晶硅反應器密封連接，其特點是，包括鋅絲提供機構、固定面板、送絲機構、鋅絲導向輪、鋅絲定向輪和鋅絲進料套管；鋅絲提供機構、固定面板和鋅絲進料套管按鋅絲的前進路線順序設置；送絲機構、鋅絲導向輪和鋅絲定向輪按鋅絲的前進路線順序固定在固定面板上；由鋅絲提供機構引出的鋅絲順序經(jīng)過送絲機構、鋅絲導向輪、鋅絲定向輪和鋅絲進料套管進入所述的鋅還原法制多晶硅反應器；在鋅絲進料套管的前部斜向連接有第一惰性氣體進口管，在鋅絲進料套管的后部斜向連接有第二惰性氣體進口管；從第一惰性氣體進口管進入鋅絲進料套管前部的惰性氣體流入鋅還原法制多晶硅反應器，從第二惰性氣體進口管進入鋅絲進料套管后部的惰性氣體從鋅絲進料套管的后部向外排出以阻止環(huán)境氣體進入鋅絲進料套管。
所述的送絲機構包括主動輪和從動輪，主動輪由伺服電機或者異步電動機驅(qū)動， 主動輪和從動輪并排吻合設置，主動輪和從動輪的圓周上分別設有一圈用于將鋅絲夾緊送出的凹槽。
所述鋅絲進料套管由石英或者耐高溫腐蝕的陶瓷制成；所述的耐高溫腐蝕的陶瓷選自^o2陶瓷、Al2O3陶瓷或Si3N4陶瓷中的一種。
所述的惰性氣體選自氬氣或氮氣中的一種。
所述的鋅絲定向輪包括兩個吻合設置的滾輪，兩滾輪的圓周上分別設有一圈用于通過鋅絲的凹槽。
所述的鋅絲導向輪為兩個，兩個導向輪按鋅絲的前進路線順序設置，兩個導向輪的圓周上分別設有一圈用于導引鋅絲轉(zhuǎn)向的凹槽。
所述的鋅絲提供機構包括存儲室和放置在存儲室內(nèi)的盤裝鋅絲或簡裝鋅絲。
本發(fā)明的鋅絲進料裝置由于采用了以上技術方案，使其與現(xiàn)有技術相比，具有以下的優(yōu)點和特點
1、由于伺服電機或者異步電動機轉(zhuǎn)速的確定，保證了單位時間內(nèi)鋅的精確進料量，通過設置參數(shù)，來改變電機的轉(zhuǎn)速，從而可改變鋅進料量的大小。
2、惰性氣體及進料套管的保護可有效防止外界空氣進入鋅還原法制多晶硅反應ο
3、本發(fā)明的進料裝置結構簡單，能耗低，設備穩(wěn)定性高，易于操作且維護方便。


圖1是本發(fā)明鋅絲進料裝置的基本結構示意圖。
具體實施方式
參見圖1，本發(fā)明鋅絲進料裝置，與鋅還原法制多晶硅反應器密封連接。包括鋅絲提供機構1、固定面板2、送絲機構3、鋅絲導向輪4、鋅絲定向輪5和鋅絲進料套管6。鋅絲提供機構1、固定面板2和鋅絲進料套管6按鋅絲7的前進路線順序設置。送絲機構3、鋅絲導向輪4和鋅絲定向輪5按鋅絲7的前進路線順序固定在固定面板2上。由鋅絲提供機構1引出的鋅絲7順序經(jīng)過送絲機構3、鋅絲導向輪4、鋅絲定向輪5和鋅絲進料套管6進入鋅還原法制多晶硅反應器。在鋅絲進料套管6的前部斜向連接有第一惰性氣體進口管8， 在鋅絲進料套管6的后部斜向連接有第二惰性氣體進口管9 ；從第一惰性氣體進口管8進入鋅絲進料套管6前部的惰性氣體流入鋅還原法制多晶硅反應器，從第二惰性氣體進口管 9進入鋅絲進料套管6后部的惰性氣體從鋅絲進料套管的后部向外排出以阻止環(huán)境氣體進入鋅絲進料套管。
本發(fā)明中的送絲機構3包括主動輪和從動輪，主動輪由伺服電機或者異步電動機驅(qū)動，主動輪和從動輪并排吻合設置，主動輪和從動輪的圓周上分別設有一圈用于將鋅絲夾緊送出的凹槽。通過對伺服電機或者異步電動機的轉(zhuǎn)速的設置，鋅絲的進料量可以精確控制。
本發(fā)明中的鋅絲進料套管6由石英或者耐高溫腐蝕的陶瓷制成；其中的耐高溫腐蝕的陶瓷選自^O2陶瓷、Al2O3陶瓷或Si3N4陶瓷中的一種。
本發(fā)明中的惰性氣體選自氬氣或氮氣中的一種。
本發(fā)明中的鋅絲定向輪5包括兩個吻合設置的滾輪，兩滾輪的圓周上分別設有一圈用于通過鋅絲的凹槽。鋅絲定向輪5可讓鋅絲7沿水平方向進入鋅絲進料套管6，避免鋅絲輸送過程中受阻彎曲，不能順利進料。
本發(fā)明中的鋅絲導向輪4為兩個，兩個導向輪按鋅絲的前進路線順序設置，兩個導向輪的圓周上分別設有一圈用于導引鋅絲轉(zhuǎn)向的凹槽。
本發(fā)明中的鋅絲提供機構1包括存儲室和放置在存儲室內(nèi)的盤裝鋅絲或簡裝鋅絲。鋅絲用完后可換裝。
權利要求
1.一種鋅絲進料裝置，與鋅還原法制多晶硅反應器密封連接，其特征在于包括鋅絲提供機構、固定面板、送絲機構、鋅絲導向輪、鋅絲定向輪和鋅絲進料套管；鋅絲提供機構、 固定面板和鋅絲進料套管按鋅絲的前進路線順序設置；送絲機構、鋅絲導向輪和鋅絲定向輪按鋅絲的前進路線順序固定在固定面板上；由鋅絲提供機構引出的鋅絲順序經(jīng)過送絲機構、鋅絲導向輪、鋅絲定向輪和鋅絲進料套管進入所述的鋅還原法制多晶硅反應器；在鋅絲進料套管的前部斜向連接有第一惰性氣體進口管，在鋅絲進料套管的后部斜向連接有第二惰性氣體進口管；從第一惰性氣體進口管進入鋅絲進料套管前部的惰性氣體流入鋅還原法制多晶硅反應器，從第二惰性氣體進口管進入鋅絲進料套管后部的惰性氣體從鋅絲進料套管的后部向外排出以阻止環(huán)境氣體進入鋅絲進料套管。
2.如權利要求1所述的鋅絲進料裝置，其特征在于所述的送絲機構包括主動輪和從動輪，主動輪由伺服電機或者異步電動機驅(qū)動，主動輪和從動輪并排吻合設置，主動輪和從動輪的圓周上分別設有一圈用于將鋅絲夾緊送出的凹槽。
3.如權利要求1所述的鋅絲進料裝置，其特征在于所述鋅絲進料套管由石英或者耐高溫腐蝕的陶瓷制成；所述的耐高溫腐蝕的陶瓷選自^O2陶瓷、Al2O3陶瓷或Si3N4陶瓷中的一種。
4.如權利要求1所述的鋅絲進料裝置，其特征在于所述的惰性氣體為氬氣。
5.如權利要求1所述的鋅絲進料裝置，其特征在于所述的鋅絲定向輪包括兩個吻合設置的滾輪，兩滾輪的圓周上分別設有一圈用于通過鋅絲的凹槽。
6.如權利要求1所述的鋅絲進料裝置，其特征在于所述的鋅絲導向輪為兩個，兩個導向輪按鋅絲的前進路線順序設置，兩個導向輪的圓周上分別設有一圈用于導引鋅絲轉(zhuǎn)向的凹槽。
7.如權利要求1所述的鋅絲進料裝置，其特征在于所述的鋅絲提供機構包括存儲室和放置在存儲室內(nèi)的盤裝鋅絲或簡裝鋅絲。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種鋅絲進料裝置，它包括鋅絲提供機構、固定面板、送絲機構、鋅絲導向輪、鋅絲定向輪和鋅絲進料套管；鋅絲提供機構、固定面板和鋅絲進料套管順序設置；送絲機構、鋅絲導向輪和鋅絲定向輪固定在順序固定面板上；在鋅絲進料套管上連接有第一惰性氣體進口管和第二惰性氣體進口管。本發(fā)明通過控制伺服電機或者異步電動機的轉(zhuǎn)速，保證了單位時間內(nèi)鋅的精確進料量；通過采用惰性氣體及進料套管的保護可有效防止外界空氣進入鋅還原法制多晶硅反應器。本發(fā)明的進料裝置結構簡單，能耗低，設備穩(wěn)定性高，易于操作且維護方便。
文檔編號C01B33/033GK102530952SQ20101058330
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2010年12月10日
發(fā)明者張愿成, 張瀅清, 張玉霞, 李紅波, 賀珍俊 申請人:上海太陽能工程技術研究中心有限公司