1。改进的西门子方法是目前的主流生产方法
从冶金级硅中提取多晶硅的纯度低。由于每个多晶硅生产工厂中使用的主要和辅助原材料都不同,因此生产工艺技术不同。相应的多晶硅产品技术和经济指标,产品质量指标,用途和产品在检测方法,过程安全性等方面也存在差异,并且每种都有其自己的技术特征和技术秘密。通常,世界上多晶硅生产的主要传统过程是:改进的西门子方法,硅烷法和流化的床方法。改进的西门子方法是目前的主流生产方法,该方法生产的多硅酸盐约占多硅球蛋白全球总生产总量的85%。但是,这种精炼技术的核心技术仅由美国,德国和日本在内的七个主要硅材料制造商手中。这些公司的产品占全球总多利市总产量的90%,并且严格禁止了他们建立的实施技术封锁和技术转移的公司联盟。在短期内,工业化技术垄断和封锁的状况不会改变。
在接下来的15 - 20年中,使用改进的西门子流程生产的多硅烷生产资金将超过1000亿美元。太阳级多硅烷的产生仍将主要基于改进的西门子方法。改进的西门子方法仍然是多硅烷的最成熟和可靠的产生。最快的生产过程是具有其他类型的生产过程的长期竞争状态,很难相互替代。特别是对于中国公司,由于技术来源的局限性,选择改善西门子的方法仍然是最现实的方法。在当前的高利润状况下,有一个很好的机会来开发多硅酸盐流程。如何改善流程并减少单位能源消耗是我国家的多硅氧气公司将来面临的挑战。
2。西门子改进的方法的生产过程如下:
这种方法的优点是大幅节能和减少消费,低成本,高质量以及综合利用技术的使用,这些技术不会污染环境并具有明显的竞争优势。用于改善西门子生产多晶硅的工艺用于主要是:氯化氢合成炉,三氯硅烷沸腾的床压力合成炉,三氯烷水解凝胶处理系统,三氯硅烷硅烷硅烷粗蒸馏和蒸馏式纯化系统,硅铜质炉,硅炉式熔炉,硅炉式熔炉,硅炉式熔炉,改造了供电式熔炉,改造了供电式熔炉,改造了供应式熔炉。 ,磷检测炉,硅杆切割机,腐蚀,清洁,干燥,包装系统设备以及用于减少排气的干燥恢复装置;其他包括分析和检测工具,控制仪器,热能转换站,压缩空气站,循环水站,变电站,净化厂等。
(1)石英砂被冶炼并在弧炉中纯化至98%,并产生工业硅。
它的化学反应SiO2+C→Si+CO2↑
(2)为了满足高纯度的需求,必须进行进一步的净化。工业硅被压碎并与流化的床反应器中的无水氯化物(HCL)反应,以产生伪溶解的三氯硅硅()。
其化学反应Si+HCl→+H2↑
反应温度为300度,反应是放热的。同时形成气态混合物(,°1,SIγ13,SI)。
(3)在第二步中产生的气态混合物需要进一步纯化,需要分解:过滤硅粉,凝结SI冲si冲和气态γ13,气返回反应或排放到大气中。然后分解冷凝水SI冲突,并纯化三氯硅(多阶段蒸馏)。
(4)纯化的三氯硅硅硅需要高温减少过程,以较高的纯度减少和沉积在H2大气中以产生多晶硅。
它的化学反应 +H2→Si +HCl。
将多晶硅的反应容器密封,并将硅细胞硅棒电加热(直径为5-10毫米,长度为1.5-2米,数量为80片)。多晶硅以1050-1100度生长在杆上,直径为150-200。毫米。
这样,大约三分之一的三氯硅硅反应并产生多硅烷。其余部分与童,°1,siγ13的反应容器分离。这些混合物在低温,重复使用或返回到整个反应下分离。气态混合物的分离是复杂的,并且消耗了能量,这在一定程度上决定了多硅烷的成本和这三个过程的竞争力。
在西门子改进的方法的生产过程中,我国尚未掌握一些关键技术。在精炼过程中,超过70%的多晶硅通过氯排放。不仅要精炼高昂的成本,而且环境污染也非常严重。
在第11个五年计划期间,为了使用改进的西门子技术实现多硅烷的工业化,建议进行以下研究:基于减少氢的方法,低功率多硅氧化反应器技术; H2,HCl,混合气体大容量无油润滑加压装置;氢化反应堆饲料系统控制技术设备;大型多边线高效纯化技术设备;千分吨多硅烷生产系统自动控制配置技术。
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