论青海省氨氢新能源产业发展

国家清洁能源产业高地建设是国家赋予青海省的伟大历史使命和重大发展机遇,也是青海省参与国家“双碳”征程的重要途径和直接体现,意义巨大。非连续性清洁能源的大规模、低成本及长时间储存与跨地域高效输运是青海省国家清洁能源产业高地建设面临的瓶颈难题。近年来,绿氨(NH_(3))在全球范围内被越来越多地认为是最佳储氢载体和理想零碳燃料,液态绿氨被定义为氢能2.0和清洁能源终极形态。非连续性清洁能源大规模制氢-绿氢大规模合成氨-液氨长时间大规模储存-液氨跨地域大规模输运-氨氢燃料综合应用构成的氨氢新能源产业模式是全球公认的最有希望突破非连续性清洁能源大规模应用瓶颈的途径之一。首先总结了青海省清洁能源产业发展现状,详细介绍了氨氢新能源产业路线及产业化进展,最后对青海省发展氨氢新能源产业面临的机遇与挑战进行了总结与展望。

含杂质氯硅烷转化为可溶性硅肥的研究

为了解表面活性剂(壳聚糖)对可溶性硅肥性能的影响,本文以多晶硅企业生产排放的含杂质氯硅烷为原料,采用“碱浸取+水热”法制备可溶性硅肥,结合XRD、SEM、BET等测试手段,研究不同壳聚糖含量对可溶性硅肥性能的影响。结果表明:当壳聚糖加入量为3%时,产物样品的组成颗粒变成了较为茂密的孔洞结构,其多孔结构使得可溶性硅肥更容易提取,其含量达到28.23%。本研究为实现硅资源深度利用、多晶硅产业绿色化生产提供理论支持。

银涂层节能还原炉技术的开发与大规模应用研究

对现役多晶硅还原炉内壁进行增反射改性,进而使其拥有优越的近红外电磁波反射性能,是国际上重点攻关的多晶硅还原炉节能优化方向。文章提出一种还原炉内壁银涂层增反射改性方法,并在全球范围内率先将其成功应用在现役48对棒大型还原炉的节能升级上,该项成果已获得国际领先评价。由全48对棒银涂层还原炉组成的万吨级规模高纯多晶硅节能生产线现已经在青海省投产运行。银涂层节能还原炉技术突破了现役不锈钢还原炉内壁增反射改性节能技术大规模应用瓶颈,解决了困扰行业已久的高纯多晶硅低消耗生产难题,填补了多项国际空白,为我国多晶硅行业实现低碳生产探明了一条切实可行的路径。

48对棒大型还原炉设计开发与应用研究

还原炉结构、运行工艺参数密切影响着还原炉电耗和多晶硅质量,优化还原炉结构和气相沉积过程的运行工艺参数是降低多晶硅还原炉电耗的主要研究方向。研究表明,加大还原炉体积、提高单炉产量、更有效地利用炉内热辐射,能够大幅降低还原能耗。本文论述一种高效、节能的48对棒大型还原炉的设计开发,采用全数字化研发手段设计了与之配套的钟罩、底盘、喷嘴结构、进出气口排布等核心部件,通过计算机模拟验证所设计还原炉炉内流场、温场的合理性,结合现场试验针对大型还原炉制定参数运行曲线,其还原电耗稳定降至40kWh/kg-si左右,单炉产量达到12t,TCS单耗降低至41.92kg/kg-si以下,实现了48对棒多晶硅还原炉的产业化应用。

多晶硅产品中碳质量分数的影响因素及控制措施

通过对多晶硅各生产工艺过程中碳元素来源、分离提纯、转化分布等情况进行分析,找出控制硅粉中碳质量分数,优化提纯工艺参数等措施来控制氯硅烷中碳质量分数从而控制产品多晶硅中的碳质量分数,同时严格控制氢气中甲烷质量分数也可以降低产品中碳质量分数、提升产品质量。

反歧化法制备三氯氢硅工艺的研究与优化

以改良西门子法多晶硅生产过程中副产物二氯二氢硅和四氯化硅为原料生产三氯氢硅。应用Aspen Plus软件进行工艺模拟和优化,同时进行催化剂的选型。采用固定床反应器,对模拟结果进行优化,以二氯二氢硅空速、反应温度、反应压力为试验参数进行正交试验,确定最佳工艺条件。采用气相色谱对原料和产物进行检测。实际生产结果表明:在最佳反应条件即反应温度为55℃、反应压力为0.7 MPa(G)、反应物空速为250 kg/h条件下,转化率均介于98%—99%之间,满足实际生产的需求。

冷喷银涂层在多晶硅生产中的应用研究

主要介绍冷喷银涂层在高纯多晶硅低消耗生产技术中的应用,阐述多晶硅生产用西门子法钟罩式化学气相沉积反应器的能量损失和银涂层节能机理,分析冷喷银涂层对红外反射、反应器能量消耗及多晶硅生长的影响,总结冷喷银涂层在应用中存在的问题。以24对棒多晶硅化学气相沉积反应器为例,当其内壁含有冷喷银涂层时,与非喷涂反应器相比,可至少降低5%的能量消耗,最高增加11.2%的多晶硅产量。

四氯化硅工业应用进展

作为多晶硅生产的中间产物,四氯化硅的产量随着多晶硅生产规模的扩大而增多,学术界关于四氯化硅工业应用的研究也逐渐增多。本文介绍了四氯化硅在制备三氯氢硅、氮化硅陶瓷、白炭黑、多晶硅以及光纤原料高纯四氯化硅中的应用及进展,为化工企业合理利用四氯化硅提供了参考。

多晶硅生产中硅芯色泽异常的机理研究

采用HF溶液对硅芯进行腐蚀实验,利用电子探针(EPMA)和X射线光电子能谱(XPS)方法分析成品硅芯和色泽异常硅芯表面化学成分,研究硅芯色泽异常的主要机理。研究结果表明,成品硅芯表面仅含Si元素,无其他杂质元素。通过酸腐蚀EPMA和XPS分析发现,色泽异常硅芯的化学成分与化学性能无明显对应关系,不同的形成机理导致硅芯的色泽不同。氢气中的甲烷在高温下形成炭黑附着在硅芯表面上。黑黄色样品的表面层成分复杂,从里到外依次为硅氧化合物、无定形硅和炭黑组成的薄膜。其中无定形硅薄膜和硅氧化合物薄膜形成的机理为还原炉内SiHCl3/SiH2Cl2热分解形成的微硅粉和残留的微量氧/水分导致。

低温等离子体技术及其应用研究

等离子体是由自由电子、离子和中性粒子组成的非束缚态宏观体系,是除去固、液及气态外,物质存在的第四态。按照热平衡状态,等离子体可以分为完全热力学平衡等离子体、局部热力学平衡等离子体以及非热力学平衡等离子体。非热力学平衡等离子体(低温等离子体)由于产生装置简单、容易制造、宏观温度低等优势,近年来成为各领域广泛研究的热点。本文重点论述低温等离子体技术在多晶硅行业的应用现状及前景,并结合青藏高原特点,提出低温等离子体技术在青藏高原环保方面的应用。

低温等离子体在多晶硅行业的应用研究

在化学合成、材料制备等技术领域,低温等离子体因其独特的化学活性而被广泛地研究及应用。本文从低温等离子体发生机理出发,介绍了几种不同的等离子体发生器放电模式,结合多晶硅生产中氯硅烷制备工序,采用介质阻挡放电(DBD)附加催化剂,结果表明:在频率100kHz、5kV电压激励下,H2/STC摩尔比10∶1,反应气以5.0L/min流经反应器,STC一次转换效率达到5.32%,在此基础上,提出低温等离子体在多晶硅行业的应用前景。