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请教各位美国的多晶硅生产工艺?

哪位大侠介绍美国的多晶硅生产工艺() [ ]
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西门子改良法生产工艺如下: 这种方法的优点是节能降耗显著、成本低、质量好、采用综合利用技术,对环境不产生污染,具有明显的竞争优势。改良西门子工艺法生产多晶硅所用设备主要有:氯化氢合成炉,三氯氢硅沸腾床加压合成炉,三氯氢硅水解凝胶处理系统,三氯氢硅粗馏、精馏塔提纯系统,硅芯炉,节电还原炉,磷检炉,硅棒切断机,腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置,还原尾气干法回收装置;其他包括分析、检测仪器,控制仪表,热能转换站,压缩空气站,循环水站,变配电站,净化厂房等。 (1)石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅, 其化学反应sio2+c→si+co2↑ (2)为了满足高纯度的需要,必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(hcl)与之反应在一个流化床反应器中,生成拟溶解的三氯氢硅(sihcl3)。 其化学反应si+hcl→sihcl3+h2↑ 反应温度为300度,该反应是放热的。同时形成气态混合物(н2, нс1, siнс13, sic14, si)。 (3)第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯,需要分解: 过滤硅粉,冷凝siнс13,sic14,而气态н2,нс1返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物siнс13, sic14,净化三氯氢硅(多级精馏)。 (4)净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺,以高纯的sihcl3在h2气氛中还原沉积而生成多晶硅。 其化学反应sihcl3+h2→si+hcl。 多晶硅的反应容器为密封的,用电加热硅池硅棒(直径5-10毫米,长度1.5-2米,数量80根),在1050-1100度在棒上生长多晶硅,直径可达到150-200毫米。这样大约三分之一的三氯氢硅发生反应,并生成多晶硅。剩余部分同н2,нс1,siнс13,sic14从反应容器中分离。这些混合物进行低温分离,或再利用,或返回到整个反应中。气态混合物的分离是复杂的、耗能量大的,从某种程度上决定了多晶硅的成本和该 3工艺的竞争力。 在西门子改良法生产工艺中,一些关键技术我国还没有掌握,在提炼过程中70%以上的多晶硅都通过氯气排放了,不仅提炼成本高,而且环境污染非常严重。
顶,很好的知识!
参见博客: http:///polysilicontech
流化床法 流化床法是美国联合碳化合物公司早年研发的多晶硅制备工艺技术。该方法是以sicl4、h2、hcl和工业硅为原料,在高温高压流化床内(沸腾床)生成sihcl3,将sihcl3再进一步歧化加氢反应生成sih2cl2,继而生成硅烷气。制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅产品。由于在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大,故该方法生产效率高、电耗低、成本低。该方法的缺点是安全性较差,危险性较大,且产品的纯度也不高。不过,它还是基本能满足太阳能电池生产的使用。故该方法比较适合大规模生产太阳能级多晶硅。 目前采用该方法生产颗粒状多晶硅的公司主要有:挪威可再生能源公司(rec)、德国瓦克公司(wacker)、美国hemlock和m e m c 公司等。 挪威r e c 公司是世界上惟一一家业务贯穿整个太阳能行业产业链的公司,是世界上最大的太阳能级多晶硅生产商。该公司利用硅烷气为原料,采用流化床反应炉闭环工艺分解出颗粒状多晶硅,且基本上不产生副产品和废弃物。这一特有专利技术使得r e c 在全球太阳能行业中处于独一无二的地位。rec还积极致力于新型流化床反应器技术(fbr)的开发,该技术使多晶硅在流化床反应器中沉积,而不是在传统的热解沉积炉或西门子反应器中沉积,因而可极大地降低建厂投资和生产能耗。在过去几年中,rec进行了该技术的试产。2006年计划新建利用该技术生产太阳能级多晶硅的工厂,预计2008年达产,产能6500t。此外,rec正积极开发流化床多晶硅沉积技术(fluidized bed polysilicon deposition,预计2008年用于试产)和改良的西门子- 反应器技术(modified siemens-reactor technology)。 德国瓦克公司开发了一套全新的粒状多晶硅流体化反应器技术生产工艺。该工艺基于流化床技术(以三氯硅烷为给料),已在两台实验反应堆中进行了工业化规模生产试验,瓦克公司最近投资了约2亿欧元,在德国博格豪森建立新的超纯太阳能多晶硅工厂,年生产能力为2500t,加上其它扩建措施,新工厂的投产将使瓦克公司在2008年达到9000t的年生产能力,最终于2010年达到11 500t的产能。 另外,美国hemlock公司将开设实验性颗粒硅生产线来降低硅的成本,helmlock公司计划在2010年将产能提高至19 000t。memc公司则计划在2010年底其产能达到7000t左右。
1,硅烷法——硅烷热分解法 美国asimi和sgs公司采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。 硅烷(sih4)是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。 2,流化床法 美国memc公司采用此法生产粒状多晶硅。此法比较适合生产价廉的太阳能级多晶硅。 以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内(沸腾床)高温高压下生成三氯氢硅,将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅,继而生成硅烷气。 制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应,生成粒状多晶硅产品。因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大,生产效率高,电耗低与成本低,适用于大规模生产太阳能级多晶硅。唯一的缺点是安全性差,危险性大。其次是产品纯度不高,但基本能满足太阳能电池生产的使用。
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