改良西门子法多晶硅生产工艺关键设备.pdf

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1、第42卷第7期当代化工Vo1．42，No．72013年7月ContemporaryChemicalIndustryJuly，2013改良西门子法多晶硅生产工艺关键设备郭丹，王恩俊，武锦涛，王泽武，银建中(大连理工大学化工机械学院，辽宁大连116024)摘要：随着人们对太阳能资源的开发和深入研究，作为其原材料供给的多晶硅行业也得到迅猛发展。在对多晶硅生产工艺改进的同时，其生产设备也得到相应的改进和更新。就改良西门子法多晶硅生产过程中的不同工序和不同工艺的主要生产设备进行探讨，比较其优缺点，并介绍相应的改进方法以获得更优的生产效率。关键词：太阳能级多晶硅；改良西门子法；

2、生产设备；节能高效中图分类号：TQ127．2文献标识码：A文章编号：1671—0460(2013)07—0912—05CriticalEquipmentsofPolysiliconProductionTechnology、thModifiedSiemensMethodGUODan,WANGEn-jun，WUJin—tao，WANGZe—wtl,YINJian-zhong(DalianUniversityofTechnology,LiaoningDalian116024，China)Abstract：Alongwithdevelopmentandfurtherrese

3、archofsolarenergyresources，thepolysiliconindustryasthesupplieroftherawmaterialshasgainedrapiddevelopment．Thepolysiliconproductionprocessiscontinuouslyimproved，atthesametimethecorrespondingequipmentsgetimprovementandinnovation．Inthispaper,mainproductionequipmentsofdifferentprocesseswith

4、modifiedsiemensmethodwereintroduced，andtheirmeritsanddemeritswerealsocompared．Atlast，theimprovementswereputforwardastogethighereficiency．Keywords：Polysilicon；Modifiedsiemensmethod；Productionequiplments；Energysaving进入2l世纪，能源问题越来越多的得到人们的SiHC13+H2二Si+3HC1(1)广泛关注。作为新一代的可再生清洁能源，太阳能2SiHC13Si

5、+2HCI+SiCh(2)在世界范围内得到了广泛关注，因此也带动了其原材料多晶硅的生产研究。目前世界上生产太阳能级多晶硅的工艺主要包括冶金法、改良西门子法、硅烷法、流化床法、气液沉积法、锌还原法等Ⅲ，其中改良西门子法以其节能降耗显著、成本低、质量好、对环境无污染，且工艺技术成熟等优点，成为生产多晶硅的主流方法，其产量占当今世界总量的70％～80％。本文就改良西门子法的生产过程中不同工段的主要设备进行全面的介绍。1改良西门子法的工艺介绍改良西门子法主要分为4个步骤：(1)三氯氢硅的合成与提纯，(2)三氯氢硅的氢还原，(3)四氯化硅图1改良西门子法工艺流程图Fig．1F

6、lowcharofthepolysiliconplant川withimproved的氢化分离，(4)尾气干法回收；其具体流程如图1Simensmethod所示。目前国际上使用改良西门子法生产多晶硅的2三氯氢硅氢还原炉工厂采用的是立式钟罩型还原炉，主要由底盘、含还原炉是多晶硅生产中最重要的设备之一，其夹套冷却水的钟罩式双层炉体、电极等结构组成，内发生的三氯氢硅的氢还原反应如下：如图2所示。收稿日期：2012-1O一25作者简介：郭丹(1990一)，女，江西吉安人，硕士研究生，研究方向：可再生能源技术与装备。E-mail：gdshining@l63．com。通讯作者：银

7、建中(i964一)，男，教授，博士生导师，研究方向：绿色过程技术与装备。E-mail：jzyin@dlut．edu．cn，电话：86—411—84986274。第42卷第7期郭丹，等：改良西门子法多晶硅生产工艺关键设备913一种并联双螺旋导流通道底盘，底盘冷却水通过导流板在底盘形成双螺旋导流通道，缩短冷却水流动路径，提高流动速度，增强了对底盘的冷却效果。在生产过程中还原炉内气体的分布和流动是影响多晶硅沉积速率的重要因素，为了改善炉内气体的分布状况，加快沉积速度，人们还提出了设置进气口分布器叫或出口气体收集器“”以及对进出气导管长度的改进，使炉内三氯氢硅和氢气混合