【正文】 H2 Si + 4HCl ? 以及雜質(zhì)的還原反應(yīng)，例如： 2BCl3 + 3H2 → 2B + 6HCl 2PCl3 + 3H2 → 2P + 6HCl 1080℃ ～ 1100℃ 1080℃ ～ 1100℃ 1080℃ ～ 1100℃ 三氯氫硅氫還原的影響因素 1. 氫還原反應(yīng)及沉積溫度 SiHCl3和 SiCl4氫還原是吸熱反應(yīng) ， 因此升高溫度使平衡向吸熱一方移動(dòng) ， 有利于硅的沉積 ， 會(huì)使硅的結(jié)晶性能好 ，而且表面具有光亮的灰色金屬光澤 。塔的操作就是按照塔頂和塔底產(chǎn)品的組成要求來(lái)對(duì)這幾個(gè)影響因素進(jìn)行調(diào)節(jié)。 二級(jí)三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 3B二級(jí)三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 3A合成氯硅烷儲(chǔ)罐01V0 70 4D合成氯硅烷儲(chǔ)罐01V0 70 4C合成氯硅烷儲(chǔ)罐01V0 70 4B合成氯硅烷儲(chǔ)罐01V0 70 4A氫化循環(huán)氯硅烷01V0 72 2B氫化循環(huán)氯硅烷01V0 72 2A還原循環(huán)氯硅烷01V0 72 1B還原循環(huán)氯硅烷01V0 72 1A粗三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 1C粗三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 1B粗三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 1A精制三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 5F精制三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 5E精制三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 5D精制三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 5C精制三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 5B精制三氯氫硅儲(chǔ)罐01V0 70 5A工業(yè)級(jí)四氯化硅儲(chǔ)罐01V0 71 6A工業(yè)級(jí)四氯化硅儲(chǔ)罐01V0 71 6B精制四氯化硅儲(chǔ)罐01V0 71 7A精制四氯化硅儲(chǔ)罐01V0 71 7B精制四氯化硅儲(chǔ)罐01V0 71 7C事故排放槽01V070 6備用1罐01V0 73 1A備用2罐01V0 73 1B備用3罐01V0 73 1C備用4罐01V0 73 1D備用5罐01V0 73 1E備用6罐01V0 73 1F備用7罐01V0 73 2A備用8罐01V0 73 2B備用9罐01V0 73 2C備用10 罐01V0 73 2D提純工序罐區(qū)儲(chǔ)罐分布圖1罐區(qū)3罐區(qū)備用罐區(qū)2罐區(qū)裝車(chē)臺(tái) 提 純 ? 本工序分為三部分，其主要功能為： ? a. 合成精餾：用多級(jí)精餾的方法，將來(lái)自三氯氫硅合成氣干法分離工序的粗三氯氫硅進(jìn)行精制，得到多晶硅級(jí)的精制三氯氫硅； ? b. 還原精餾：用多級(jí)精餾的方法，將從還原尾氣干法分離工序中分離出并返回的氯硅烷冷凝液精制，得到多晶硅級(jí)的精制三氯氫硅循環(huán)使用； ? c. 氫化精餾：用多級(jí)精餾的方法將從氫化尾氣干法分離工序中分離出并返回的氯硅烷冷凝液精制，得到多晶硅級(jí)的精制三氯氫硅循環(huán)使用，同時(shí)將分離出的四氯化硅與還原精餾中分離出的四氯化硅一起精餾，得到精制四氯化硅送去四氯化硅氫化工序。 ? 裝車(chē)臺(tái)作用：裝二級(jí)三氯氫硅、回收三氯氫硅、工業(yè)級(jí)四氯化硅、精制四氯化硅等 ,卸外購(gòu)三氯氫硅。 ? 精餾作用：分離提純氯硅烷，得到精制的三氯氫硅、四氯化硅，除去各種雜質(zhì)。 還原尾氣干法回收的整套工藝都不接觸水分 ， 只是把尾氣中各種成分逐一分離， 并且不受污地回收 ， 再送回相適應(yīng)的工序重復(fù)利用 ， 實(shí)行閉路循環(huán)式工作 。 分餾出的四氯化硅則送到氫化工序 ， 經(jīng)氫化后 ， 部分轉(zhuǎn)化成三氯氫硅 ， 氫化后的氣體再經(jīng)分離塔分離出三氯氫硅和四氯化硅 ， 再分別送到還原系統(tǒng)和氫化工序循環(huán)使用 。 如果將尾氣放空排放 ， 不僅浪費(fèi)了能源和原材料 ，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染 。 改良西門(mén)子法中的核心技術(shù) C、 還原尾氣的干法回收技術(shù) 。 一般每生產(chǎn) 1公斤多晶硅產(chǎn)品 ， 大約要產(chǎn)生 1820公斤四氯化硅 。 改良西門(mén)子法中的核心技術(shù) B、 四氯化硅的氫化反應(yīng)技術(shù) 。爐內(nèi)壓力和供氣量得到提高，加大了硅沉積反應(yīng)的速度。大型節(jié)能還原爐的特點(diǎn)是爐內(nèi)可同時(shí)加熱許多根初棒，以減少爐壁輻射所造成的熱損失 。 改良西門(mén)子法中的核心技術(shù) ? A、大型多對(duì)棒節(jié)能型還原爐。分離出來(lái)的三氯氫硅、氯化氫、氫氣返回系統(tǒng)利用，分離出來(lái)的四氯化硅加氫反應(yīng)轉(zhuǎn)化成三氯氫硅后返回還原爐。 改良西門(mén)子法的工藝流程 ? 該工藝涉及的主要化學(xué)反應(yīng)式如下： ? Si +3HCI=SiHC13 + H2 + Q 合成 ? SiHC13 + H2=Si +3HC1Q 還原 ? 理論上， H2及 HCI是可以平衡的。 ? 氫化工序是在高壓反應(yīng)器內(nèi)把 SiCl4轉(zhuǎn)化為三氯氫硅再返回還原爐循環(huán)利用。 ? 還原工序是在化學(xué)蒸發(fā)沉積反應(yīng)器 (還原爐 )內(nèi)加氫還原三氯氫硅，先在還原爐中預(yù)先放置初始硅芯，利用特別的啟動(dòng)裝置來(lái)對(duì)初棒進(jìn)行預(yù)熱，然后對(duì)初棒直接通電加熱，三氯氫硅還原后在初棒上沉積出多晶硅棒。 改良西門(mén)子法的工藝流程 ? 合成工序是在流化床反應(yīng)器中用純度約99%的金屬硅 (工業(yè)硅 )與 HCI反應(yīng)生成SiHC13(三氯氫硅 )。 改良西門(mén)子法的工藝流程 ? 改良西門(mén)子法在多晶硅生產(chǎn)當(dāng)中是一種非常成熟的方法，國(guó)內(nèi)大部分廠家都在采用此種方法生產(chǎn)多晶硅。該法制備的多晶硅還具有價(jià)格比較低、可同時(shí)滿(mǎn)足直拉和區(qū)熔要求的優(yōu)點(diǎn)。改良西門(mén)子法生產(chǎn)多晶硅屬于高能耗的產(chǎn)業(yè)，其中電力成本約占總成本的 70%左右。 改良西門(mén)子法介紹 ? 在西門(mén)子法工藝的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加還原尾氣干法回收系統(tǒng)、 SiCl4氫化工藝，實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán)，于是形成了改良西門(mén)子法。 目前世界上主要的幾種多晶硅生產(chǎn)工藝 ? 2）氣液沉積法生產(chǎn)粒狀太陽(yáng)能級(jí)多晶硅 ? 主要工藝是：將反應(yīng)器中的石墨管的溫度升高到 1500℃ ，流體三氯氫硅和氫氣從石墨管的上部注入，在石墨管內(nèi)壁 1500℃ 高溫處反應(yīng)生成液體狀硅，然后滴入底部，溫度回升變成固體粒狀的太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。其次是產(chǎn)品純度不高，但基本能滿(mǎn)足太陽(yáng)能電池生產(chǎn)的使用。因?yàn)樵诹骰卜磻?yīng)爐內(nèi)參與反應(yīng)的硅表面積大，生產(chǎn)效率高，電耗低與成本低，適用于大規(guī)模生產(chǎn)太陽(yáng)能級(jí)多晶硅。 目前世界上主要的幾種多晶硅生產(chǎn)工藝 ? 流化床法 ? 以四氯化硅、氫氣、氯化氫和工業(yè)硅為原料在流化床內(nèi)（沸騰床）高溫高壓下生成三氯氫硅，將三氯氫硅再進(jìn)一步歧化加氫反應(yīng)生成二氯二氫硅，繼而生成硅烷氣。以前只有日本小松掌握此技術(shù)，由于發(fā)生過(guò)嚴(yán)重的爆炸事故后，沒(méi)有繼續(xù)擴(kuò)大生產(chǎn)。 目前世界上主要的幾種多晶硅生產(chǎn)工藝 ? 硅烷法 —— 硅烷熱分解法 ? 硅烷（ SiH4）是以四氯化硅氫化法、硅合金分解法、氫化物還原法、硅的直接氫化法等方法制取。 ? 改良西門(mén)子法 —— 閉環(huán)式三氯氫硅氫還原法 ? 改良西門(mén)子法是用氯和氫合成氯化氫（或外購(gòu)氯化氫），氯化氫和工業(yè)硅粉在一定的溫度下合成三氯氫硅，然后對(duì)三氯氫硅進(jìn)行分離精餾提純，提純后的三氯氫硅在氫還原爐內(nèi)進(jìn)行 CVD反應(yīng)生產(chǎn)高純多晶硅。按照硅含量純度可分為太陽(yáng)能級(jí)硅 (6N)和電子級(jí)硅 (11N)。其中，用