冷氢化综述模板

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1、冷氢化技术综述（上）朱骏业岳菌张永良20世纪70年代美国喷气推进实验室（JPL）在美国能源部的支持下组织研究新硅烷法工艺过程中，采用多晶硅工厂的副产物四氯化硅（ST。作原料，将其转化为三氯氢硅（TC0,然后将三氯氢硅通过歧化反应生产硅烷。80年代初，为得到低成本、高纯度的多晶硅，又进行了一系列的研究开发。其中高压低温氢化工艺（以下简称冷氢化）就是一项能耗最低、成本最小的ST化为TCS的工艺技术。该工艺被UCC（UnionCarbideCorporation）公司在80年代中后期进一步的完善，实现了从实验装置到工业化运行的跨越，目前RE第华盛顿州的多晶硅工厂所采用的

2、此项工艺仍在运行中。因此，毋庸置疑，冷氢化技术的原创应当是UCC目前流行的各类流化床冷氢化工艺只是在UCC勺基础上“整容，而非变性”（易中天语）！90年代，为了提高多晶硅产品纯度，满足电子工业对多晶硅质量的要求，开发了高温低压STC氢化工艺，这两种工艺的比较如下：项目名称高温低压热氢化低温高压冷氢化操作压力：Bar615〜35操作温度：C1250500〜550主要反应SiCl4+H=SiHCl3+HClSi+3HCl=SiHCl3+H3SiCl4+Si+2H=4SiHCl优点汽相反应；不需催化剂；连续运行；装置单一、占地少；易操作和控制，维修量小；氢化反应不加硅粉

3、，无硼磷及金属杂质带入，后续的精镭提纯工艺较简单，提纯工作量小；STC专化率一®为（17%-24%流化床反应；三氯氢硅合成与四硅氢化可在同一装置内进行，工投资；反应温度低、电耗低，1马01kWh/kg-TCS；STC转化率为20%以上；缺点反应温度高、电耗高，单耗指标为02.2〜3kWh/kg-TCG加热片为易耗材料，运行费用较高，有碳污染的可能性。气固反应，操作压力较高，对心密封要求很高，维修工作量大；系统较复杂，；氢化反应加入硅有硼磷及金属杂质带入，提纯口大，增加精储提纯费用（如蒸¥力、冷却水等消耗）；需硅粉叶输送系统；需加入催化剂。综上比较，二者各有优缺点，

4、但低温高压冷氢化工艺耗电量低,在节能减排、降低成本方面具有一定的优势。国内多晶硅新建及改、扩建单位可以根据项目的具体情况、自身的优势及喜好，择优选定。冷氢化主要反应式如下：Si+2H2+3SiCl4<—>4SiHCl3（主反应）SiCl4+Si+2H2=2SiH2cI2（副反应）2SiHCl3=SiCl4+SiH2cI2（副反应）典型的冷氢化装置组成如下：一个完整的冷氢化系统大致包括以下6大部分:1、技术经济指标：包括，1）金属硅、催化剂、补充氢气、STC电力的消耗，2）产品质量指标，3）STC转化率，4）公用工程（氮气、冷却水、冷媒、蒸汽及导热油）；2、主装置：

5、包括，1）流化床反应器、2）急冷淋洗器，3）淋洗残液的处理系统，4）气提，5）加热及换热装置；3、原料系统：包括，1）硅粉输送，2）催化剂选用及制备，3）原料气体的加热装置；4、粗分离系统：包括，1）脱轻，2）脱重，3）TCS分离；5、热能回收系统，包括：1）流化床出口氢化气的热量回收，2）急冷塔出口淋洗气的热能回收，氯硅烷物流热量综合利用；热能回收系统，包括：1）流化床出口氢化气的热量回收，2）急冷塔出口淋洗气的热能回收；6、物料处置及回收系统：包括，1）淋洗残液中的氯硅烷回收，2）脱重塔残液中的氯硅烷回收，3）轻组分中的氯硅烷回收，4）固废处理，5）氯硅烷废液

6、处理。冷氢化技术综述（上）的表格显示不完整，重发一遍：项目名称高温低压热氢化低温高压冷氢化操作压力：Bar615〜35操作温度：C1250500〜550主要反应SiCl4+H=SiHCL+HClSi+3HCl=SiHCl3+H3SiCl4+Si+2H2=4SiHCl3优点汽相反应；不需催化剂；连续运行；装置单一、占地少；易操作和控制，维修量小；氢化反应不加硅粉，无硼磷及金属杂质带入，后续的精镭提纯工艺较简单，提纯工作量小；STC转化率一般为（17%-24%流化床反应；三氯氢硅合成与四氯化硅氢化可在同一装置内进行，可节省投资；反应温度低、电耗低，单耗指标为01kWh

7、/kg-TCS；STC转化率为20%以上；缺点反应温度高、电耗高，单耗指标为02.2〜3kWh/kg-TCG加热片为易耗材料，运行费用较高，有碳污染的可能性。气固反应，操作压力较高，对设备的密封要求很高，维修工作量大；操作系统较复杂，；理化反应加入硅粉，有硼磷及金属杂质带入，提纯工作量大，增加精储提纯费用（如蒸汽、电力、冷却水等消耗）；需硅粉干燥及输送系统；需加入催化剂。冷氢化技术综述（中）上文说到，一个完整的冷氢化系统大致要考虑六个方面的因素，包括：技术经济指标、主装置、原料系统、粗分离系统、热能回收系统、物料处置及回收系统，现就这六个方面的因素作一些简单的点评

8、：1、技术