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多晶硅冷氢化生产工艺探讨(上)

2012-07-05 15:16来源:北极星太阳能光伏网关键词:冷氢化多晶硅太阳能收藏点赞

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三、冷氢化生产工艺概述:

为了便于讨论,需要先充分了解一下冷氢化的生产工艺。为了防止与相关企业产生不必要的知识产权纠纷,本文中的冷氢化工艺论述均来自笔者自己掌握的一些公开资料及个人的生产技术经验汇编而成的技术方案。任何企业或个人如对本文中所阐述的工艺论述有知识产权疑议,请及时与笔者进行联系确认。

一般的冷氢化工艺可以分为四大部分,即物料供应系统(含STC、H2、硅粉、HCL等)、氢化反应器系统、冷凝分离系统和精馏系统。详细工艺如下图所示:

从工艺流程图中可以看出,硅粉经过干燥后和催化剂在硅粉中间槽内进行H2活化,然后后通过给料仓进入氢化反应器。一般硅粉进入氢化反应器主要有三个部位,反应器顶部、反应器中部和反应器底部,这三个部位进料各有优势,后续进行详细的分析。STC和H2分别经过加压、汽化后按照一定的摩尔比从流化床底部进入,如同TCS合成炉一样,这样可以使氢化反应器内的物料进行充分沸腾反应。反应尾气通过旋风分离器分离掉绝大部分的催化剂和未反应完全的硅粉,之后再进入洗涤塔通过氯硅烷喷淋洗涤进一步除去尾气中的固含物。比较洁净的尾气通过STC加热器与液体STC进行充分换热,然后再通过两级冷凝器对尾气进行深冷,尾气中的氯硅烷变为液体,这样就可以将尾气中H2和HCL与氯硅烷通过气液分离器进行分离。分离出来的气体H2和HCL根据企业工艺和设备情况回收至合成车间或是氢化反应器。液体氯硅烷一部分被泵入尾气洗涤塔来洗涤尾气,剩下的均进入汽提塔进一步除去固体杂质。除杂后的氯硅烷进入粗馏塔进行STC和TCS的分离,STC为液体从塔底排出,TCS成气体从塔顶排出进入下一级精馏塔分别进行除重、除轻处理。精馏后的TCS进入TCS储槽,之后被泵入多晶硅还原工序。

如果从传统的改良西门子法工艺角度来看,冷氢化工艺其实是由三个工序构成的,即TCS合成工序、合成干法尾气回收的冷凝工序和合成精馏工序。笔者之所以从传统的生产工艺角度来对冷氢化进行工序分割,主要是为了便于分析冷氢化经常存在的问题,并给予一些相应的解决方法。

本文作者:成都恒海化工技术服务有限公司 王恒

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