多晶硅還原爐流場、溫度場數(shù)值模擬及能耗分析.pdf

1、目前化石能源枯竭是人類所面臨的一個(gè)嚴(yán)峻課題。太陽能光伏發(fā)電成為替代化石燃料發(fā)電的重要途徑。但光伏產(chǎn)業(yè)一直存在原料成本高、能耗大等特點(diǎn)。多晶硅為太陽能電池板的主要原材料,其生產(chǎn)成本在整個(gè)太陽能發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈中所占比重最大,減少多晶硅生產(chǎn)中能耗是關(guān)系到太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)能否持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵。
　　改良西門子工藝為目前多晶硅生產(chǎn)的主要工藝，其中多晶硅還原爐為該工藝中的重要耗能設(shè)備。本文分析計(jì)算得出多晶硅反應(yīng)理論與該爐(24對電極爐)實(shí)際電

2、能消耗之比為3.5％?？梢娫摖t有很大的節(jié)能空間。但因影響該爐能耗因素較多，機(jī)理復(fù)雜，目前還沒有理論指出如何節(jié)能。本文采用計(jì)算機(jī)模擬該爐生產(chǎn)的流場、溫度場和壓力場，探索影響能耗的規(guī)律。得出結(jié)論如下：
　　1)爐徑的增大與能耗成反比，其原因是爐徑增大，爐內(nèi)硅棒數(shù)增多，反應(yīng)面積與爐內(nèi)總體積比增大；
　　2)螺旋形噴嘴與圓臺形噴嘴相比,螺旋形噴嘴能夠明顯改善流場內(nèi)部流場、溫度場,保證硅棒附近氣流速度和溫度。從而提高還原爐反應(yīng)效率,有