【正文】 Symposium Series關(guān)于《流態(tài)化和流化顆粒系統(tǒng)》的各期文章。有關(guān)流化床的詳細(xì)內(nèi)容將在后續(xù)相關(guān)章節(jié)中描述。這個(gè)工藝的反應(yīng)溫度在10001100C176。從原理上看，該工藝實(shí)際上是基于三氯氫硅的西門子硅芯積淀技術(shù)的延伸（上圖步序6）。同時(shí)以廉價(jià)的商品四氯化硅為原料，采用該工藝建造了一個(gè)年產(chǎn)100噸的超高純硅烷（SiH4）示范裝置（pilot plant），到了1985年在該示范裝置的基礎(chǔ)上，利用該技術(shù)建造的一座年產(chǎn)1200噸多晶硅工廠正式投入了商業(yè)化運(yùn)營(yíng)，這就是REC今天在美國(guó)蒙大拿州Butte的多晶硅工廠。該項(xiàng)目?jī)?yōu)選了10項(xiàng)工藝，其中5項(xiàng)涉及流化床反應(yīng)器。流化床反應(yīng)器及其單元裝置是現(xiàn)代多晶硅工廠中最重要的系統(tǒng)之一，可以說(shuō)沒(méi)有很好流化床技術(shù)方案，或者沒(méi)有流化床裝置的開(kāi)車、運(yùn)行及操作的經(jīng)驗(yàn)，就不可能建好或管理好一個(gè)現(xiàn)代化的多晶硅工廠。美國(guó)專利：用無(wú)內(nèi)部換熱裝置的流化床反應(yīng)器生產(chǎn)TCS流化床反應(yīng)器及其單元裝置在多晶硅工廠的應(yīng)用：其它公司開(kāi)發(fā)的冷氫化工藝與之相比，雖原理相同，但在系統(tǒng)的配置及設(shè)備設(shè)計(jì)方面有一些差別，在后面的章節(jié)中會(huì)詳細(xì)論述。上圖是AdRM的冷氫化流程框圖，由STC氫化反應(yīng)器內(nèi)置旋風(fēng)除塵器氣流分布板淋洗沉降塔STC蒸發(fā)器過(guò)熱器6及預(yù)熱器7等設(shè)備組成。從取得的大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)看，四氯化硅氫化的一次轉(zhuǎn)化率可達(dá)25%左右。這是當(dāng)年工業(yè)化試驗(yàn)裝置的照片80年代我國(guó)曾經(jīng)打算引進(jìn)冷氫化技術(shù)，將多晶硅工廠副產(chǎn)四氯化硅轉(zhuǎn)化成三氯氫硅返回系統(tǒng)循環(huán)使用，但是經(jīng)過(guò)多年的努力竟未能實(shí)現(xiàn)。冷氫化也是多晶硅工廠就地處理四氯化硅的一種極其有效的工藝，說(shuō)是“冷”氫化，其實(shí)并不“冷”，反應(yīng)段溫度也在500C176。二、低溫高壓工藝，即所謂的冷氫化：如前所述，熱氫化雖然能耗較高，但是節(jié)約了三氯氫硅合成的耗材費(fèi)用（據(jù)測(cè)算國(guó)內(nèi)有的廠家可以節(jié)約成本40元人民幣/公斤），而且整個(gè)反應(yīng)屬于氣相反應(yīng)，對(duì)設(shè)備沒(méi)有磨損，轉(zhuǎn)化的三氯氫硅純度高，容易實(shí)現(xiàn)整個(gè)過(guò)程的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，既可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的長(zhǎng)周期連續(xù)穩(wěn)定安全運(yùn)行，又能保證生成的三氯氫硅質(zhì)量。這是某制造廠為國(guó)內(nèi)多晶硅企業(yè)生產(chǎn)的仿俄羅斯氫化爐熱氫化工藝的核心設(shè)備是氫化爐（英文：STC Converter），氫化爐的結(jié)構(gòu)形式有多種，各有利弊，后面章節(jié)會(huì)詳細(xì)評(píng)述。氫化爐的爐筒夾套通入熱水，以移除爐內(nèi)熾熱電極向爐筒內(nèi)壁輻射的熱量，維持爐筒內(nèi)壁的溫度。左右），發(fā)生四氯化硅的氫化反應(yīng)，生成三氯氫硅，同時(shí)生成氯化氫。從四氯化硅汽化器來(lái)的四氯化硅與氫氣的混合氣體，送入氫化爐內(nèi)。從氫氣制備與凈化工序送來(lái)的氫氣和從還原尾氣干法分離工序來(lái)的多余氫氣在氫氣緩沖罐混合后，也通入汽化器內(nèi)，與四氯化硅蒸汽形成一定比例的混合氣體。根據(jù)物料平衡，每生產(chǎn)1噸多晶硅，將會(huì)產(chǎn)生15噸左右的四氯化硅，四氯化硅的轉(zhuǎn)化率按20%左右來(lái)計(jì)算的話，每生產(chǎn)1噸多晶硅大約有75噸四氯化硅的循環(huán)處理量，也就是說(shuō)，一座年產(chǎn)3000噸的多晶硅工廠氫化裝置要處理的四氯化硅大約在20萬(wàn)噸左右（循環(huán)處理量）。因此，尾氣分離和四氯化硅的回收已經(jīng)成為多晶硅工廠必不可少的裝置，國(guó)內(nèi)的實(shí)踐也表明，沒(méi)有尾氣分離和四氯化硅轉(zhuǎn)化裝置的多晶硅工廠，生產(chǎn)將難以為繼！以硅烷為原料的鐘罩式CVD反應(yīng)器簡(jiǎn)圖（美國(guó)專利）國(guó)內(nèi)外的廠家和研究人員經(jīng)過(guò)很多年的探索與生產(chǎn)實(shí)踐，綜合了各方面的因素，得出了基本一致的共識(shí)：硅芯沉積法是生產(chǎn)電子級(jí)多晶硅的最佳工藝三氯氫硅是硅芯沉積法制備多晶硅的最佳原料三氯氫硅最高，硅烷和四氯化硅最低。7）從轉(zhuǎn)化率來(lái)看：二氯二氫硅不建議存儲(chǔ)，硅烷只能作少量存儲(chǔ)，而三氯氫硅和四氯化硅可以允許存儲(chǔ)數(shù)月之久。5）從存儲(chǔ)角度來(lái)看：硅烷和二氯二氫硅危險(xiǎn)性最高，三氯氫硅和四氯化硅比較安全。3）從安全角度來(lái)看：四氯化硅和硅烷可以獲得純度很高的多晶硅產(chǎn)品（1000Ωcm）。1）從產(chǎn)品純度來(lái)看：這四種原料氣比較情況如下：這是一個(gè)以三氯氫硅為原料典型的CVD過(guò)程高純度的氣態(tài)氯硅烷和氫氣進(jìn)入一種鐘罩式反應(yīng)器內(nèi)，在一定的操作條件下，氯硅烷氣體中的高純硅不斷地沉積在熾熱的U型硅芯上，使得硅芯不斷長(zhǎng)粗，形成U型硅棒，長(zhǎng)到一定尺寸后的U型硅棒從鐘罩式容器內(nèi)取出，再加工、破碎、酸洗、包裝后作為成品出廠。2）流化床法；目前多晶硅制備的常用工藝有三種：中試裝置一角.+ HCl回收中試裝置我們關(guān)心的石油化工廢氣和殘液處理裝置設(shè)計(jì)制造商也在這里，這家企業(yè)是全球知名的石油化工廢氣和殘液處理裝置設(shè)計(jì)制造商，擁有最先進(jìn)、最完善的石油化工廢氣和殘液處理及回收的中試裝置?，F(xiàn)為全美石油工業(yè)主要中心，有“世界油都”之稱。+HCl回收系統(tǒng)投運(yùn)后不僅可以做到多晶硅主裝置基本沒(méi)有化學(xué)液體廢棄物排放，同時(shí)氯氣的用量可以節(jié)省30%40%。罐區(qū)儲(chǔ)存。淋洗→水解→中和→排放；熱氧化（.）處理氯硅烷殘液，并回收HCl系統(tǒng)；對(duì)于大型多晶硅企業(yè)，氯硅烷殘液的處理國(guó)外通常在一個(gè)工廠同時(shí)設(shè)置三套處理方案：還原和氫化尾氣的分離與回收已有多種工藝，由于這些工藝在我國(guó)多晶硅企業(yè)的運(yùn)行歷史都不長(zhǎng)，各家工廠都在探索之中，目前簡(jiǎn)單地評(píng)價(jià)孰優(yōu)孰劣為時(shí)尚早。綠色多晶硅工廠不一定現(xiàn)代，但是非綠色的多晶硅工廠一定不是現(xiàn)代多晶硅工廠！誠(chéng)然綠色是要有代價(jià)的，但綠色是方向！可以不夸張地說(shuō)，工程技術(shù)人員設(shè)計(jì)了一個(gè)污染嚴(yán)重的多晶硅工廠將是他（她）人生的污點(diǎn)！在成本造價(jià)和綠色環(huán)保的天平上，砝碼應(yīng)當(dāng)盡可能地向綠色一方傾斜！質(zhì)量、消耗和環(huán)保是現(xiàn)代多晶硅工廠的三大主題，這三大主題無(wú)一不和綠色息息相關(guān)，改良西門子法的應(yīng)運(yùn)而生也是建設(shè)綠色多晶硅工廠的一個(gè)重要工藝舉措！ASiMI的多晶硅分級(jí)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（截選）對(duì)用于區(qū)溶單晶（FZ）的棒狀（rod）多晶硅分為：超純級(jí)（ultrapur grade）、標(biāo)準(zhǔn)級(jí)（standard grade）和用戶級(jí)（custom doped grade）。國(guó)外各家多晶硅廠對(duì)其產(chǎn)品有固定的商品名稱，而且這些商品名稱都是注冊(cè)商標(biāo)。建什么級(jí)別的多晶硅工廠（續(xù)）：我個(gè)人不太主張將多晶硅產(chǎn)品簡(jiǎn)單地分為SOG和EG，我認(rèn)為按照特定的用途來(lái)設(shè)計(jì)建設(shè)多晶硅工廠，這樣會(huì)更貼近市場(chǎng)，目的性也會(huì)更加明確。在多晶硅價(jià)格逐步走向理性、走向市場(chǎng)的今天，要想提高產(chǎn)品的持續(xù)競(jìng)爭(zhēng)力，在建廠之初就要解決好做什么級(jí)別產(chǎn)品的問(wèn)題，這樣工廠才會(huì)有競(jìng)爭(zhēng)力，才會(huì)有效益。雜質(zhì)用戶1用戶2用戶3用戶4B，ppba500＜200＜3P，ppba50＜1＜2C，ppma＜1＜2＜1O，ppma10Metals，ppbw100＜100＜300＜30今天6N的SOG多晶硅尚有銷路的話，明天有可能6N的SOG多晶硅都沒(méi)有人要了。就單項(xiàng)指標(biāo)而言，高端SOG和低端EG產(chǎn)品各有重疊之處。各種用途的EG多晶硅都有不同的市場(chǎng)需求，國(guó)外已經(jīng)研究得非常精細(xì)了，其生產(chǎn)工藝流程及成本也不一樣，用“超純級(jí)”的流程去生產(chǎn)“節(jié)能燈級(jí)”的產(chǎn)品，肯定是要虧損的。下面是國(guó)外一些用戶對(duì)EG多晶硅的指標(biāo)要求（摘錄）：可見(jiàn)“羅馬不是一日建成的”，就像網(wǎng)上有人戲言，“超純硅，其總的雜質(zhì)含量要1ppba，打個(gè)比方的話那就好比是一網(wǎng)撈上來(lái)10億個(gè)中國(guó)人，里面只能混進(jìn)去少于一個(gè)洋毛子”。就算是你生產(chǎn)出了12N的多晶硅，也沒(méi)有人來(lái)買。EG本身又細(xì)分出很多指標(biāo)，我們接觸過(guò)INTEL有關(guān)部門，做CPU的硅料和做一般存儲(chǔ)器的硅料指標(biāo)就不一樣。如果抱著這樣的想法去建多晶硅廠，建成后的工廠投資回報(bào)率肯定是極為低下的，甚至發(fā)生巨額虧損。他們大多都是簡(jiǎn)單地向技術(shù)提供方用一句話表示，“要建電子級(jí)多晶硅廠”，很多人天真地認(rèn)為，“萬(wàn)一達(dá)不到電子級(jí)那就降格為太陽(yáng)級(jí)的產(chǎn)品也行，如果按照太陽(yáng)級(jí)的產(chǎn)品建廠，萬(wàn)一達(dá)不到太陽(yáng)級(jí)，產(chǎn)品就賣不出去了”。投資多晶硅工廠首先面臨的選擇就是生產(chǎn)什么級(jí)別的多晶硅產(chǎn)品，這個(gè)問(wèn)題不解決好，建成的多晶硅工廠投入產(chǎn)出肯定不會(huì)達(dá)到預(yù)期的效果，尤其在多晶硅價(jià)格大幅波動(dòng)的今天，稍不留神工廠就會(huì)虧損。建廠建什么級(jí)別的多晶硅工廠：eg (20100818 15:01:40)轉(zhuǎn)載標(biāo)簽：他們是：North American Polysi