文章分析了改良西門子法制備多晶硅工藝所涉及的相關(guān)化學(xué)反應(yīng)及轉(zhuǎn)化率,在此基礎(chǔ)上通過系統(tǒng)物料關(guān)系和物料守恒,建立了改良西門子工藝物料平衡的理論模型,重點(diǎn)討論了SiHCl₃還原多晶硅轉(zhuǎn)化率、精餾SiHCl₃和SiCl₄的收率對(duì)物料平衡的影響。結(jié)果和方法可以為改良西門子法制備多晶硅工藝的設(shè)計(jì)和實(shí)際生產(chǎn)提供參考。 

【文章來源】：化工管理. 2020,(34)

【文章頁數(shù)】：3 頁

【部分圖文】：

改良西門子法制備多晶硅工藝流程

改良西門子法制備多晶硅，在沒有元素?fù)p耗條件下的物料平衡模型即理論模型。根據(jù)上述各反應(yīng)方程的轉(zhuǎn)化率大小，以多晶硅目標(biāo)產(chǎn)量10000t/a計(jì)，計(jì)算得到如圖2所示的改良西門子工藝物料平衡的理論模型。從圖2可見：(1)10000t/a的多晶硅，需要403274t/a Si HCl3，即還原Si HCl3多晶硅轉(zhuǎn)化率為12%左右。(2)還原還生成大量的Si Cl4為181434.5t/a。不考慮Si H2Cl2反歧化消耗的部分，則冷氫化裝置的規(guī)模不應(yīng)低于181434.5t/a年。(3)Si HCl3合成和Si Cl4氫化分別消耗了20.2%和79.8%的原料硅。

還原Si HCl3總進(jìn)料量是物料平衡計(jì)算的源點(diǎn)，Si HCl3總進(jìn)料量由四部分組成，即來源于Si HCl3合成、Si H2Cl2反歧化、Si Cl4冷氫化和還原未參與反應(yīng)被直接回收的Si HCl3。還原反應(yīng)過程中，多晶硅轉(zhuǎn)化率越高，Si HCl3的進(jìn)料量越小，Si HCl3各來源的量也不同，如圖3所示。如圖3所示：(1)隨著還原Si HCl3多晶硅轉(zhuǎn)化率從8%提升至14%，還原Si HCl3單耗從60.49減至34.57，下降幅度達(dá)42%。(2)還原Si HCl3總進(jìn)料量來源，其中還原回收Si HCl3占比較大，占51.05%～41.46%;Si HCl3合成所供最少，比例低于2.60%。同時(shí)隨著還原Si HCl3多晶硅轉(zhuǎn)化率提高，冷氫化供Si HCl3占比呈上升。(3)Si H2Cl2反歧化不僅提供11.46%～22.36%的Si HCl3，同時(shí)還轉(zhuǎn)化部分Si Cl4，可以分擔(dān)冷氫化的負(fù)荷。隨著Si HCl3多晶硅轉(zhuǎn)化率不同，系統(tǒng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物Si Cl4總量，以及通過Si H2Cl2反歧化和Si Cl4冷氫化分別轉(zhuǎn)化的比例如圖4所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]多晶硅還原爐氣相平衡計(jì)算與分析[J]. 楊楠,姜福美.  四川化工. 2017(04)
[2]反歧化反應(yīng)精餾處理二氯二氫硅[J]. 黃國強(qiáng),孫帥帥.  化學(xué)工程. 2014(01)



本文編號(hào)：3525006