多晶硅解决方案.doc

1?多晶硅分类 按纯度分为冶金级（工业硅）、太阳能级、电子级。 冶金级硅（MG）:是硅的氧化物在电弧炉屮被碳还原而成，一般含Si为90 - 95%以上。 太阳能级硅（S0G）:纯度介于冶金级硅与电子级硅之间，至今未有明确界定。 一般认为含 Si 在 99. 99 %- 99. 9999% （4?6 个 9）。 电子级硅（EG）： —般要求含Si 99. 9999%以丄，超高纯达到99. 9999999%? 99.999999999% （9?11 个 9）。 2.多晶硅的生产方法 改良西门子法、硅烷法和流化床法。 3?改良西门子法——闭环式SiHCl3氢还原法的生产流程与工艺 改良西门子法是在四门子法工艺的基础上，增加还原尾气干法回收系统、 SiCh氢化工艺,实现了闭路循环;主要由SiHCL合成、SiHCL精馅提纯、SiHCL 的氢还原、尾气的冋收和SiCl4的氢化分离制氢、氯化氢合成、废气废液的处理、 硅棒的整理等工艺过程组成。 3.1改良西门子法的生产工艺流程 1 3. 2改良西门子法的生产工艺 3. 2.1氢气制备与净化工序 电解制得的氢气经过冷却、分离液体后，进入除氧器，在催化剂的作用下， 氢气屮的微量氧气与氢气反应生成水而被除去。除氧后的氢气通过一组吸附干燥 器而被干燥。净化干燥后的氢气送入氢气贮罐，然后送往氯化氢合成、三氯氢硅 氢还原、四氯化硅氢化工序。 3. 2. 2氯化氢的制备 从氢气制备与净化工序来的氢气和从合成气干法分离工序返冋的循环氢气 分别进入本工序氢气缓冲罐并在罐内混合，出氢气缓冲罐的氢气引入氯化氢合成 炉底部的燃烧枪。从液氯汽化工序来的氯气经氯气缓冲罐，也引入氯化氢合成炉 的底部的燃烧枪。氢气与氯气的混合气体在燃烧枪出口被点燃，经燃烧反应牛成 氯化氢气体。出合成炉的氯化氢气体流经空气冷却器、水冷却器、深冷却器、雾 沫分离器后，被送往三氯氢硅合成工序。 3. 2. 3三氯氢硅合成工序 主要反应:Si+HCl---SiHCl3+H2 原料硅粉经吊运，通过硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗，硅粉从接收料斗 放入下方的屮间料斗，经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料斗压 力平衡后，硅粉被放入下方的硅粉供应料斗。供应料斗内的硅粉用安装于料斗底 部的星型供料机送入三氯氢硅合成炉进料管。 从氯化氢合成工序来的氯化氢气，与从循环氯化氢缓冲罐送来的循环氯化氢 气混合后，引入三氯氢硅合成炉进料管，将从硅粉供应料斗供入管内的硅粉挟带 并输送，从底部进入三氯氢硅合成炉。 在三氯氢硅合成炉内，硅粉与氯化氢气体形成沸腾床并发生反应，生成三氯 氢硅，同时生成四氯化硅、二氯二氢硅、金属氯化物、聚氯硅烷、氢气等产物， 此混合气体被称作三氯氢硅合成气。反应大量放热。合成炉外壁设置有水夹套， 通过夹套内水带走热量维持炉壁的温度。 出合成炉顶部挟带有硅粉的合成气，经三级旋风除尘器组成的干法除尘系统 除去部分硅粉后，送入湿法除尘系统，被四氯化硅液体洗涤，气体屮的部分细小 硅尘被洗下；洗涤同时，通入湿氢气与气体接触，气体所含部分金属氧化物发生 水解而被除去。除去了硅粉而被净化的混合气体送往合成气干法分离工序。 3. 2. 4合成气干法分离工序 三氯氢硅合成气流经混合气缓冲罐，然后进入喷淋洗涤塔，被塔顶流下的低 温氯硅烷液体洗涤。气体屮的人部份氯硅烷被冷凝并混入洗涤液屮。出塔底的氯 硅烷用泵增圧，大部分经冷冻降温后循环回塔顶用于气体的洗涤，多余部份的氯 硅烷送入氯化氢解析塔。 出喷淋洗涤塔塔顶除去了人部分氯硅烷的气体，用混合气用缩机斥缩并经冷 冻降温后，送入氯化氢吸收塔，被从氯化氢解析塔底部送来的经冷冻降温的氯硅 烷液体洗涤，气体屮绝大部分的氯化氢被氯硅烷吸收，气体屮残留的大部分氯硅 烷也被洗涤冷凝下來。出塔顶的气体为含有微量氯化氢和氯硅烷的氢气，经一组 变温变丿*吸附器进一步除去氯化氢和氯硅烷后，得到高纯度的氢气。氢气流经氢 气缓冲罐，然后返回氯化氢合成工序参与合成氯化氢的反应。吸附器再生废气含 有氢气、氯化氢和氯硅烷，送往废气处理工序进行处理。 出氯化氢吸收塔底溶解有氯化氢气体的氯硅烷经加热后，与从喷淋洗涤塔底 来的多余的氯硅烷汇合，然后送入氯化氢解析塔屮部，通过减圧蒸锚操作，在塔 顶得到提纯的氯化氢气体。岀塔氯化氢气体流经氯化氢缓冲罐，然后送至设置于 三氯氢硅合成工序的循环氯化氢缓冲罐；塔底除去了氯化氢而得到再牛的氯硅烷 液体，大部分经冷却、冷冻降温后，送回氯化氢吸收塔用作吸收剂，多余的氯硅 烷液体（即从三氯氢硅合成气屮分离出的氯硅烷），经冷却后送往氯硅烷贮存工 序的原料氯硅烷贮槽。 3. 2. 5氯硅烷分离提纯工序 在三氯氢硅合成工序生成，经合成气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送 入氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽；在三氯氢硅还原工