多晶硅生产工艺流程内容摘要:
多晶硅生产工艺流程 多晶硅生产工艺流程 (简介)晶硅最主要的工艺包括,三氯氢硅合成、四氯化硅的热氢化(有的采用氯氢化),精馏,还原,尾气回收,还有一些小的主项,制氢、氯化氢合成、废气废液的处理、硅棒的整理等等。 主要反应包括:2 (三氯氢硅合成) ;2氢化) ;2i(还原)多晶硅是由硅纯度较低的冶金级硅提炼而来,由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同,因此生产工艺技术不同;进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异,各有技术特点和技术秘密,总的来说,目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有:改良西门子法、硅烷法和流化床法。 改良西门子法是目前主流的生产方法,采用此方法生产的多晶硅约占多晶硅全球总产量的 85。 但这种提炼技术的核心工艺仅仅掌握在美、德、日等 7 家主要硅料厂商手中。 这些公司的产品占全球多晶硅总产量的 90%,它们形成的企业联盟实行技术封锁,严禁技术转让。 短期内产业化技术垄断封锁的局面不会改变。 西门子改良法生产工艺如下:这种方法的优点是节能降耗显著、成本低、质量好、采用综合利用技术,对环境不产生污染,具有明显的竞争优势。 改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有:氯化氢合成炉,三氯氢硅沸腾床加压合成炉,三氯氢硅水解凝胶处理系统,三氯氢硅粗馏、精馏塔提纯系统,硅芯炉,节电还原炉,磷检炉,硅棒切断机,腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置,还原尾气干法回收装置;其他包括分析、检测仪器,控制仪表,热能转换站,压缩空气站,循环水站,变配电站,净化厂房等。 (1)石英砂在电弧炉中冶炼提纯到 98%并生成工业硅, 其化学反应 2)为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯。 把工业硅粉碎并用无水氯化氢(之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅( 其化学反应 2 反应温度为 300 度,该反应是放热的。 同时形成气态混合物(2,1,i)。 (3)第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解: 过滤硅粉,冷凝 气态 2,1 返回到反应中或排放到大气中。 然后分解冷凝物 化三氯氢硅(多级精馏)。 (4)净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的 2 气氛中还原沉积而生成多晶硅。 其化学反应 2晶硅的反应容器为密封的,用电加热硅池硅棒(直径 5米,长度 ,数量 80 根),在 1050在棒上生长多晶硅,直径可达到 150米。 这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应,并生成多晶硅。 剩余部分同 2,1,反应容器中分离。 这些混合物进行低温分离,或再利用,或返回到整个反应中。 气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的,从某种程度上决定了多晶硅的成本和该 3工艺的竞争力。多晶硅生产工艺流程
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