在太阳能的利用过程中,多晶硅是重要的原材料。现有太阳能级多晶硅生产主要采用改良西门子法,约占总产量的80%以上。该过程中最关键的设备是多晶硅还原炉,其还原电耗占整个多晶硅生产过程总电耗的60%以上。因此改进多晶硅生产设备、降低多晶硅生产过程能耗是目前太阳能光伏产业的紧迫课题。多晶硅还原炉内的SiHCl3氢还原过程极其复杂,并且受多种因素的影响,目前还没有完整的理论对所有的影响因素进行系统的分析,对多晶硅还原炉的研究重点主要集中在物理场的数值模拟方面。但是,对还原炉的数值模拟大多未涉及到化学反应过程,这与实际情况相差很大。部分研究者进行了化学气相沉积反应的数值模拟,但基本集中在研究工艺参数对硅沉积速率的影响,没有对结构参数进行研究和探讨。为了真实地再现炉内的情况,利用CFD软件对炉内的流动、传热和化学反应过程进行数值模拟,并分析不同硅碳棒高度及直径情况下硅碳棒表面沉积速率、SiHCl3转化率、硅产率及单位能耗的变化规律,计算结果可以为实际生产实践提供相关依据和参考。反应机理在多晶硅还原炉内,SiHCl3被H2还原建立了多晶硅还原炉内SiHCl3氢还原过程的三维模型,利用CFD软件对炉内的流动、传热和化学反应过程进行了数值模拟,并分析了硅碳棒高度和硅碳棒直径对沉积特性的影响。结果表明:随着硅碳棒高度的增加,SiHCl3转化率、硅产率和硅表面沉积速率不断增大,单位能耗不断减小;从反应的角度来说,硅碳棒高度越高越好。