四氯化硅和四氟化硅的研究比较

SiCl4主要是作为改良西门子法生产多晶硅的副产物得到,SiF4主要是作为磷肥工业的副产物氟硅酸分解得到,但是二者纯度都不能满足生产多晶硅的要求,需进行分离纯化得到高纯物质。本文针对SiCl4和SiF4的物化性质、合成工艺、精制方法、应用前景等方面做了探讨和比较,指出SiF4比SiCl4更具应用前景。     

多晶硅还原炉气相平衡计算与分析

基于Gibbs自由能最小原理,对多晶硅还原炉内气相平衡进行了计算,系统地分析了不同温度、压力和氢摩尔配比条件下SiHCl3的转化率,以及还原尾气中SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4、H2和HCl等组份的平衡情况,包括流量和组成浓度等。计算结果与实际情况较吻合,可以为改良西门子工艺的物料平衡模型提供依据,也可在还原炉实际运行过程,通过尾气分析检测数据与计算数据对照,分析炉内的工艺条件状况,及时做出调整和优化。     

氢热等离子体还原四氯化硅制备三氯氢硅的能耗分析

利用40 kW直流氢热等离子体氢化还原改良西门子(Siemens)法生产多晶硅工艺的副产物SiCl4,制备了SiHCl3(Trichlorosilane,TCS).在等离子体放电功率和H2体积流量不变的条件下,考察了,n(H2)∶n(SiCl4)摩尔比对SiHCl3单程收率和单位产品能耗的影响.结果表明:当n(H2)∶...     

电子级多晶硅生产工艺的热力学分析

基于Gibbs自由能最小原理,对SiHCl3法生产电子级多晶硅闭环工艺的3个反应子系统分别进行了化学反应平衡计算,重点对SiHCl3还原反应子系统进行了热力学分析. 对于SiHCl3还原反应子系统,适宜的操作温度为1323~1473 K,压力为0.1 MPa;温度高于1323 K,H2/SiHCl3比大于6.6,低压下有利于SiHCl3还原生产多晶硅. 针对传统的SiHCl3还原需要高温下电加热给过程操作带来的诸多不便,提出了用Cl2部分氧化使SiHCl3还原反应体系实现能量耦合的新工艺,即反应过程不需外部加热就可完成,从而节约电耗,同时还发现平衡时体系中加入的Cl2能反应完全,不会影响后序工艺的进行. 对于SiCl4转化反应子系统,高压、低H2/SiCl4比有利于生成SiHCl3.     

Zn还原SiCl4制取太阳能级多晶硅法的应用研究

随着世界和国内PV市场的快速发展,低成本、高效率的多晶硅生产方法重新受到产业界人士的关注,其中Zn还原SiCl4法因其投资成本低、转换效率高、能耗低、对环境影响小且能满足PV高纯硅的要求等优点成为研究的重点。本文从Zn还原SiCl4制取太阳能级多晶硅的原理、工艺技术以及与其他方法的比较分析可以得出Zn还原SiCl4将是今后低成本生产太阳能级多晶硅的重点发展方向。     

两种工业合成单硅烷的工艺介绍

单硅烷(SiH4)作为一种提供硅组分的气体源,可用于制造多种高纯度晶体硅、非晶硅、氮化硅、氧化硅及金属硅化物,详细介绍了硅化镁法和还原法制备SiH4的工艺。硅化镁法的优点是工艺简单、成熟,原料易得;其缺点是分离和回收液氨时能耗大,SiH4收率相对较低。还原法的优点是可实现连续化生产、反应易于控制。     

西门子工艺制备多晶硅体系的热力学分析

利用吉布斯自由能理论对西门子体系进行了热力学分析,梳理了体系中可能发生的系列化学反应。结果表明,多晶硅生产主反应为裂解反应而非还原,SiHCl3裂解生成SiCl2(g)和HCl(g),进而生成Si和SiCl4(g)。这不仅合理地解释了实际生产中副产大量四氯化硅等问题,而且为优化还原工艺提供了有价值的科学依据。     

太阳能级多晶硅生产技术研究现状及展望

论述了目前太阳能级多晶硅的主要生产技术研究现状,并对一些具有代表性的新工艺进行介绍.太阳能级多晶硅的生产方法主要包括改良西门子法、硅烷法、流化床法、冶金法及锌还原法.指出硅烷法和流化床法是未来多晶硅生产技术发展的趋势和方向,冶金法和锌还原法的工艺尚不够成熟,但具有潜力.     

Thermodynamic analysis of manufacturing polysilicon from SiHCl3, SiCl4 and H2☆

Production of polysilicon by chemical vapor deposition of SiHCl3 with a fluidized bed reactor is a competitive technology. As equilibrium conversion can be approached in a fluidized bed reactor, a reliable thermodynamic analysis is very important. However, inconsistent thermodynamic analysis results have been reported in the lit-erature. The present work studied the effects of thermodynamic data and species selection, and recommended that JANAF was the best Cp data source and the minimum set of species included the following eight species:H2, HCl, SiCl4, SiCl2, SiHCl3, SiH2Cl2, SiH3Cl and Si. Then, the influence of operating conditions on the equilibrium was studied. For the SiHCl3–H2 system, both the yield of silicon and selectivity to silicon reached their maximum at (up to 1100 °C), and low pressure and high H2 feed ratio were of benefit for silicon production. For the SiHCl3–SiCl4–H2 system, silicon could be produced only at 900–1400 °C, and reducing pressure and increasing H2 feed ratio enhanced the yield of silicon. Meanwhile, the operation map for zero net by-production of SiCl4 by directly recycling the produced SiCl4 was determined.     

四氯化硅残液处理方法的研究进展

阐述了多晶硅行业的生产背景和现状,介绍了多晶硅行业现今所面临的困境和多晶硅生产中副产物四氯化硅的一般处理方法,并讨论了多晶硅生产中四氯化硅残液的组成和处理难点,概述了多晶硅生产中四氯化硅残液的各种处理方法,主要是水解法、过滤法、干燥法、燃烧法等。对各种处理方法进行了综合性的分类与讨论,并指出了现存方法的优缺点,展望了各种方法的应用前景。     

Thermodynamic behaviors of SiCl2 in silicon deposition by gas phase zinc reduction of silicon tetrachloride☆

The modified Siemens process, which is the major process of producing polycrystal ine silicon through current technologies, is a high temperature, slow, semi-batch process and the product is expensive primarily due to the large energy consumption. Therefore, the zinc reduction process, which can produce solar-grade silicon in a cost effective manner, should be redeveloped for these conditions. The SiCl2 generation ratio, which stands for the degree of the side reactions, can be decomposed to SiCl4 and ZnCl2 in gas phase zinc atmosphere in the exit where the temperature is very low. Therefore, the lower SiCl2 generation ratio is profitable with lower power consumption. Based on the thermodynamic data for the related pure substances, the relations of the SiCl2 generation ratio and pressure, temperature and the feed molar ratio nZn=nSiCl4 ? ? are investigated and the graphs thereof are plotted. And the diagrams of KpΘ–T at standard atmosphere pressure have been plotted to account for the influence of temperature on the SiCl2 generation ratio. Furthermore, the diagram of KpΘ–T at dif-ferent pressures have also been plotted to give an interpretation of the influence of pressure on the SiCl2 gener-ation ratio. The results show that SiCl2 generation ratio increases with increasing temperature, and the higher pressure and excess gas phase zinc can restrict SiCl2 generation ratio. Finally, suitable operational conditions in the practical process of polycrystalline silicon manufacture by gas phase zinc reduction of SiCl4 have been established with 1200 K, 0.2 MPa and the feed molar ratio nZn=nSiCl4 ? ? of 4 at the entrance. Under these conditions, SiCl2 generation ratio is very low, which indicates that the side reactions can be restricted and the energy consumption is reasonable.     

提高氢化炉进料温度的措施

四氯化硅热氢化是改良西门子法生产多晶硅的关键环节,氢化炉的稳定运行是维持系统物料平衡的决定因素。分析了四氯化硅、氢气的进料状况对氢化炉运行的影响,并提出了既提高进料的温度,又节能降耗的措施。     

影响多晶硅质量的因素

在三氯氢硅加氢还原生产多晶硅过程中,影响产品品质的因素有:三氯氢硅提纯、三氯氢硅加氢还原和外来杂质等.多晶硅分析要求精度高而分析方法中存在不足,建议从整个多晶硅生产工艺来分析和判断多晶硅杂质产生的原因.     

制备太阳能级多晶硅的工艺研究进展

太阳能级多晶硅的制备工艺分为物理法和化学法两大类。物理法包括造渣提纯硅法、利用热交换定向凝固提纯、利用电磁感应等离子技术提纯、CP法等,其中CP法生产的太阳能级多晶硅的纯度接近于化学法。但要生产纯度大于6N的多晶硅,仍需要采用化学法。目前常用的化学法有三氯氢硅氢还原法、硅烷热分解法、四氯化硅氢还原法等。三氯氢硅氢还原法又称改良西门子法,是化学法制备太阳能级多晶硅的主流工艺,不足之处是耗能大、污染严重、运行成本较高。     

四氯化硅的合成与精制

重点介绍了四氯化硅的制备及精制工艺。四氯化硅的工业制备方法主要有硅铁氯化法、废触体氯化法、硅氢氯化法、二氧化硅氯化法等,并分别介绍了各方法的特点。其精制方法主要有吸附法、反应法、精馏法以及这些方法的组合。通过采用2级精馏方法可得到光纤级高纯四氯化硅,同时介绍了高纯四氯化硅的充装和质量标准。此外,还简要介绍了四氯化硅的应用、经济概况及展望。     

柠檬酸盐-硫化钠法脱硫制硫磺工艺的工业应用

介绍了瑞祥化工热电厂烟气脱硫装置的工艺流程、设备选型和技术指标.该装置采用柠檬酸盐-硫化钠法对电厂烟气进行脱硫制硫磺.脱硫后排放的尾气ρ（S02）低于50 mg/m^3,且硫磺产量为4 175 t/a.该脱硫工艺副产品为易于储运的固体硫磺,吸收剂可循环使用,且无二次污染.因此,柠檬酸盐-硫化钠法脱硫制硫磺工艺是一种适合电厂烟气脱硫的方法.     

铁雄冶金硫膏和脱硫废液的制酸实践

介绍了山东铁雄冶金科技集团有限公司硫膏和脱硫废液原有处理工艺状况及存在问题。技术改造后采用富氧燃烧高温裂解及二转二吸干法制酸工艺,将硫膏和脱硫废液制成硫酸产品。该30 kt/a硫膏和脱硫废液制酸装置包括预处理、净化、干吸、转化、尾气处理等工序,装置投产后运行稳定,SO2总转化率大于99.85%,制酸尾气流量7800~8000 m3/h,外排尾气ρ(SO2)<200 mg/m3,硫酸雾(ρ)小于5 mg/m3。净化副产w(H2SO4)2%~4%稀酸2.2~2.6 t/h,在硫铵工序全部回收利用。硫膏和脱硫废液制酸既无害化处理了焦化副产硫膏和脱硫废液,又回收了硫资源,具有良好的经济效益和社会效益。