国内多晶硅冷氢化技术应用研究.pdf

《国内多晶硅冷氢化技术应用研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第42卷第2期化工技术与开发Vo1．42No．22013年2月Technology&DevelopmentofChemicalIndustryFeb．2013国内多晶硅冷氢化技术应用研究张正国，欧昌洪，陈广普，吴建波，龚波林f1．国电宁夏太阳能有限公司，宁夏石嘴山753200；2．宁夏大学化学化工学院，宁夏银川750021)摘要：重点介绍了多晶硅生产中冷氢化技术的发展历程和基本原理，对冷氢化技术进行了详细的阐述，列出了目前国内企业应用冷氢化技术后表现出的较优的技术、经济指标。同时，还比较了冷氢化、热氢化技术的优缺点，分析了当前国内冷氢化技术在应用上

2、面临的问题及解决办法，并指出了未来冷氢化技术的发展方向。关键词：多晶硅；冷氢化；应用研究中图分类号：TQ127．2文献标识码：A文章编号：1671—9905(2013)02—0028—03冷氢化技术是多晶硅工业中一种新兴的技表1国内应用冷氢化技术的多晶硅企业情况术[1】，主要方法是把多晶硅生产过程中的副产物建设时公司冷氢化运多晶硅产技术来源SiC1(缩写为STC)转化为SiHC1(缩写为TCS)的技间年名称行状态能／t·a(设计公司)术l。众所周知，多晶硅生产过程中的副产物SiC1产量大，易挥发，存储、运输、处理都十分危险，是一种易燃、易爆而且腐蚀

3、性和毒性都很强的危险化学品[31。受欧债危机和美国次贷危机影响，自2010年以来，光伏产品市场不断萎缩，多晶硅价格不断下降，多晶硅生产企业利润空间不断被压缩。成本较低，节能环保的冷氢化技术受到国内多晶硅企业的重视。随着冷氢化技术的不断完善，国内多家多晶硅企业冷氢化工艺已经投入运行，并取得可喜成果，以前几乎没有市场的废弃物SiC1在市场行情的推动下身价倍增，每t已经达到2000元以上。年获得批准，专利有效期2O年[4-5]o冷氢化技术的当前国内外生产多晶硅的主要方法为改良西门发展经历了以下几个过程：子法，是根据化学气相沉积原理生产多晶硅的技术，(1)

4、1948年，美国联合碳化物公司的分公司林该技术最重要的特点是实现了多晶硅生产的闭路循德气体公司为了制备有机硅，在世界上最先开发了环。但是改良西门子法在副产物四氯化硅处理上冷氢化技术，是以该技术先制备SiHC1，然后生产有采取了热氢化工艺，热氢化工艺是在高温下SiCl与机硅。1950年到1960年，林德气体公司最先在西H’反应生成SiHC1的过程，该过程为吸热反应，耗维吉尼亚建立了一条以冷氢化技术生产SiHC1的能量大且转化率低，一般为15mo1％～20mo1％。生产线。同时，他们发现使用合成法(si和HC1反2冷氢化技术的发展历程应生成TCS)更经

5、济，于是冷氢化技术被搁置。冷氢化技术最早出现于1980年，由担任美国(2)1973年，世界第一次石油危机发生后，美LXE公司技术顾问的LarryColeman提出并于1982国政府开始寻找可以替代石油的能源，太阳能就是基金项目：宁夏大学科学研究基金资助(项目编号NDZRIO一42)作者简介：张正国(1987一)，男，研究生，助理工程师，主要从事多晶硅生产工艺研究通讯联系人：龚波林，博士，教授，硕士生导师，主要从事色谱分离材料和工业精馏技术研究，电话0951—2062300．E一ilgbl@nxu．edu．cn收稿日期：2012—12．11第1期张正

6、国等：国内多晶硅冷氢化技术应用研究29其中之一【6j。美国很多公司参与了相关研究f也包化床反应器常用于大型冷氢化项目。括多晶硅的生产)，其中包括美国联合碳化物公司。4冷氢化工艺分析1977年，美国总统卡特授权美国航空航天署，研究降低光伏电池组件生产成本的工艺。多晶硅的生4．1冷氢化工艺应用面临的问题产再次被提上议事日程，美国联合碳化物公司便积冷氢化工艺和改良西门子法的工艺有很多相似极投人到新硅烷技术(1971年发明)及冷氢化技术之处”。冷氢化主要工艺由TCS合成、尾气回收f干的进一步研发中。法)和精馏3个部分组成，与改良西门子法工艺分(3)1979

7、年到1981年，美国联合碳化物公司在别对应如下：Washougal建立了一个生产Sil的中试工厂，使用(1)冷氢化反应器系统与改良西门子法TCS合冷氢化技术生产第一步的原料SiHC1。1983年，该成中的TCS合成炉、旋风分离器和洗涤塔对应；公司在Moseslake建设了1000t·a一的硅烷厂。但(2)冷凝分离系统与改良西门子法尾气回收当时的美国总统里根抽调了供给研究太阳能利用项(干法)中的尾气冷凝对应，也就是常见的CDI系统目的资金，该硅烷厂于1989年卖给日本ASMI公司。中的四级冷凝系统；(4)此后，ASMI公司出售了50％的股份给美(3)

8、精馏系统与改良西门子法精馏中的粗馏、国最大的可再生能源集团REC公司，至此REC开精馏对应。始进入多晶硅领域，冷氢化技术的