由于无法对大型还原炉环状硅碳管排布方式对能耗的影响做出准确判断，对42对棒西门子多晶硅还原炉进行仿真模拟计算，建立两种环状硅碳管布棒方式(三环排布、四环排布)的还原炉模型。通过对还原炉的炉行为及棒行为分析发现，硅碳管直径加大能耗也会相应加大，且这种变化受炉内流场和温度场共同影响;同时，还原炉内内环硅碳管辐射能耗随硅碳管直径的增大呈先增大后减小的变化趋势，而排列在外环的硅碳管辐射损耗则随硅碳管直径的增大而不断增大。针对42对棒西门子还原炉内硅碳管的排布方法，提出选用硅碳管三环排布的方式可达到降低该还原炉总能耗的目的。

        近十年来，由于中国光伏行业和集成电路产业的发展，其主要原材料多晶硅需求量急剧增加，而世界上超过75%的多晶硅制造商采用改良西门子法生产多晶硅。虽然西门子法工艺已相当成熟，但其高耗能是限制其发展的一大障碍+，其能耗一般在75100 kWh/kg(Si)之间，占生产总能耗的比重超过60%。近年来，为了降耗，国内外研究者对多晶硅还原炉进行了模拟计算研究。提出一种调整嘴直径的优化方案，对炉内气体流动、辐射传热等进行模拟计算，结果表明优化后的设计气体停滞面积显著减少，炉内气体循环更强，硅碳管表面平均流速提高;研究采用改良西门子法来生产多晶硅的过程中如何降低还原炉能耗的问题，结果表明改良沉积工艺技术、开发设计大型还原炉等是提升传统工艺和降低能耗的关键;建立了西门子反应器完全模型，对硅碳管热辐射损失进行了数值模拟研究，结果表明增加还原炉内硅碳管数目、增强内壁材料发射率可达到降耗目的。

        由于多晶硅价格不断下跌，降低还原炉的能耗已成为当务之急，而降低能耗的主要方法之一是增加硅碳管数量，使用大型还原炉。本文设计两种42对棒大型还原炉硅碳管排布方式，对比其流场、温度场以及能耗发现，相对于环数较少的硅碳管排布方式，该方法可达到降低还原炉总能耗的目的结合实际生产工艺参数，建立42对棒还原炉两种硅碳管布棒方式物理模型(三环排布、四环排布)，并对还原炉物理模型进行简化。根据前人研究，为使进人还原炉的气体能快速均匀地分布，两种硅碳管排布方式采用进气口与硅碳管交叉方式进行排布。三环排布进气口采用两环排布(内环12个，外环18个)，四环排布进气口采用三环排布(内环8个，中环10个，外环12个)。如图1所示。还原炉详细参数。http://www.guitanbang.net.cn/

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