浅析我国多晶硅生产行业的发展现状

近几年，国内大规模工业化生产多晶硅的技术实现突破，我国多晶硅生产技术和生产规模得到了快速的发展。2005-2010年，我国多晶硅产量迅速增长，占世界多晶硅产量的份额逐渐增大（表1）。国内陆续有新的项目投建，主要的多晶硅生产厂家还在不断扩产，如保利协鑫能源控股有限公司2011年2月宣布将投资177亿港元进行扩产，

多晶硅生产中废气处理工艺改造

针对多晶硅生产中废气处理工艺存在的问题其进行改造,改造后废气中约有92.1%的氯硅烷被回收利用,碱液的月平均消耗量减少约500 t;放空气体中有毒有害成分的质量分数由17.6%降至0.08%;着火和爆炸事故等安全问题已彻底消除,生产系统的稳定性得到改善,多晶硅的月均产量和产品合格率分别提高约13.8%和4.7%。

多晶硅生产SiHCl_3精馏工艺改造

针对多晶硅生产中SiHCl_3精馏工艺存在的问题,对其进行改造。改造后,工艺流程简化,设备配套使用量大幅度减少;生产系统的安全性和稳定性有所改善,月均产量增加约11.1%;副产物SiH_2Cl_2得到有效利用,尾气的排放量得到控制,月均减少NaOH和CaO使用量约0.8t;精馏塔塔顶、塔釜可分别节能约25%、28.7%;精制SiHCl_3产品和多晶硅产品的总合格率分别提高5.3%和5.9%。

多晶硅还原炉混合气流量自动控制工艺开发

在改良西门子法多晶硅生产工艺中,为减少还原炉混合气流量人工控制的不足,进行了流量自动控制工艺研究。采集手动控制的生产数据,设计了一套自动控制方案,加载到现有的集散控制系统(DCS)中,通过实验炉运行验证,结果表明该方案在生产运行中的稳定性好、可操作性强。

无铅玻璃粉及硅基银导电浆料的制备

为了解无铅玻璃粉中各组分含量对玻璃粉性能的影响,采用正交实验法对各组分含量进行筛选,得到流动性为32.80 mm、转变温度为446℃的性能较好的无铅低熔玻璃粉,其组成为:w(Bi2O3)62.7%、w(B2O3)18.8%、w(ZnO)1.5%、w(碳族氧化物A)6.0%、w(碳族氧化物D)8.0%。以该玻璃粉与银粉和乙基纤维素松油醇溶液配制银导电浆料,在多晶硅片上经720℃烧渗。结果表明,得到的银层表面光洁,厚为(15±3)μm时,方阻为4.2×10–3Ω/mm2,附着力为4 N,能满足硅基电子元器件的使用要求。

多晶硅生产氯化氢回收工艺的模拟与优化

建立了多晶硅生产氯化氢回收工艺过程的热力学模型,考察了吸收塔进气的氯化氢摩尔分数、吸收塔的液气比、解吸塔回流比等因素对吸收尾气中氯化氢摩尔分数、回收氯化氢中氯化氢摩尔分数的影响,并考察了闪蒸脱氢的最优条件。最终得出CVD尾气的最优吸收液气比和解吸回流比分别为1.4和0.3;STC氢化尾气的最优吸收液气比和解吸回流比分别为2.0和0.3;闪蒸的最优条件是0.2 MPa、-40℃。

硅粉杂质对三氯氢硅合成启动及运行的影响

讨论了工业硅粉中Fe、Al、Ca等杂质的含量对三氯氢硅合成系统的启动以及正常运行时的影响,并选择不同杂质含量的硅粉进行实验,以找到最适合三氯氢硅合成的生产工艺。

多晶硅化学制备方法的比较分析

多晶硅生产方法分化学法和物理法（又称“冶金法”）2大类，化学法应用化学原理对硅进行提纯，物理法通过冶金原理对硅进行提纯。物理法制备的多晶硅产品纯度有限，一般在4N-6N左右，根据市场应用情况来看，太阳能级多晶硅纯度需达到6N-7N，而电子级多晶硅的纯度以9N以上为宜。因此，物理法制备的多晶硅不能用于半导体材料，用于太阳能电池也尚处于探索、试产阶段，暂时还不具备进行大规模工业化生产的能力。

多晶硅工艺废气洗涤塔排空气体着火分析

在使用改良西门子法生产多晶硅的过程中，合成、精馏、还原、氢化、干法尾气回收等主工序都会产生一定量的工艺废气。这些含有氯化氢（HCl）、氯硅烷的工艺废气若直接排放，会造成严重的环境污染。一般情况下，这些工艺废气都要通到碱液洗涤塔进行淋洗中和，经充分水解、中和后方可排空。

低温余热驱动的合成氨吸附分离流程的模拟及比较

提出了不同的合成氨吸附分离流程,通过计算模型分析和比较了余热温度及冷却水温度对无回热流程、一级回热流程和二级回热流程的吸附剂用量、余热用量、回热量的影响。结果表明,有回热流程的余热用量要明显低于无回热流程,二级回热流程的节能优势最为显著。在随余热温度升高过程中,吸附剂用量、余热用量、回热量存在1个突变点,余热温度选在突变点右侧附近,余热用量较低。与现行的冷凝分离法相比,吸附分离法不仅能有效地利用低温余热,而且其耗也明显低于冷凝分离法。