HGDJG多晶硅生产线尾气回收系统-职称论文发表

发布时间：2022-10-05 10:10 热度：

HGDJG多晶硅生产线尾气回收系统



曹福德、张晓波、李卫东

摘要：通过加压冷凝、吸收一脱吸、活性炭吸附等技术方法，实现多晶硅生产尾气回收，实现节能减排。

关键词：多晶硅；吸收；脱吸；吸附

Abstract: By pressurized condensation, absorption of a desorption, activated carbon adsorption methods such as gas recovery to achieve polysilicon production, saving and emission reduction. Key words: Polysilicon; Absorption; Desorption; Adsorption

1 前言

多晶硅不仅是信息产业的基础材料，而且也是实现光电转换(如太阳能发电)的理想材料。为促进我国光伏产业和电子信息产业的持续快速发展，国家发改委将“光伏硅材料的技术开发”列人《可再生资源产业发展指导目录》。多晶硅生产属于高新科技项目，但多晶硅生产过程中产生大量SiCl4,Si H2Cl 2,SiHCl3等氯硅烷副产物，使生产成本居高不下；部分氯硅烷及HCl进人尾气，既增加了尾气处理成本，也增大了污染物的排放量，废水中的Cl-浓度达1700—2500 mg/L。如何有效解决氯硅烷副产物的出路是降低多晶硅生产成本、实现节能减排的关键，也是目前多晶硅生产企业面临的重大技术难题。HGDJG多晶硅生产线尾气回收系统是专门应用于多晶硅生产线的尾气回收装置，将废气回收成二氧化硅和盐酸。将大量副产物转化为生产原料，使生产成本大幅度降低，同时也实现了节能减排的目的。

2 关键技术

多晶硅生产存在许多化学反应，产生大量SiCl4、SiH2Cl2、SiHCl3等氯硅烷副产物。据统计，每生产1吨多晶硅，约产生10吨SiCl4、0.3 吨SiH2Cl2、1 吨SiHCl3。传统的多晶硅生产中均作为副产品外售，既造成大量资源浪费，又使生产成本居高不下；部分氯硅烷及HCl进人尾气，增加尾气处理成本和污染物排放量。因此，有效利用氯硅烷副产物是减少资源浪费、降低生产成本、实现节能减排的关键，也是目前多晶硅生产企业面临的重大技术难点。我们在本项目装置设计中，采用了先进的回收技术，将大量氯硅烷副产物转化为生产原料，可大幅降低生产成本，减少污染物排放量，达到节能减排的目的。

3 技术创新性

还原尾气中含有HCl、H2及氯硅烷等副产物。传统处理方法，尾气经水喷淋洗涤后排放或对尾气进行初步分离，分离出的氯硅烷外售，尾气中HCl、H2经水喷淋洗涤后排放。即湿法回收，该方法既造成资源浪费，又将污染物转移到水环境中，造成废水中Cl-含量很高，污染环境，增加废水处理费用。实验研究发现，尾气中各种组分的物理性能(露点、沸点)有显著的差异。利用这一特性，通过加

压冷凝、吸收一脱吸、活性炭吸附等技术方法，可将废气中的H2、HCl、SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4逐一分开。SiHCl3返回还原炉；H2返回生产系统作原料；HCl用于制盐酸；SiCl4、SiH2CL2可采取进一步回收措施。尾气回收工艺流程如图1所示。

 

多晶硅提纯是高能耗、高污染的环节，多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况；最大的技术差距在于硅提纯，技术壁垒在于尾气回收利用技术，利用化学的方法在高纯硅提炼过程中会产生四氯化硅、三氯氢硅等易爆有毒气体，尾气回收技术将直接决定了污染程度的高低。目前德国瓦克等国际厂商己具备先进的尾气回收和循环利用硅料的技术，既节约资源，又解决了环境污染问题。国内多晶硅尾气回收和处理技术还不成熟，一般以为有了简单尾气回收装置就算是解决了污染物排放的环保问题。我国普遍采用的改良性西门子法回收尾气技术，既浪费又污染环境，根本就不能算回收，最多是三废处理而已。具体对比情况见表 1：



序号 项目 国内目前水平 国际先进水平 本项目

1 工业硅/Kg 5～10 1.5～1.6 1.2～1.4

2 氢气m3 60～80 0.5～2.0 1.2～2.5

3 电/KW.h 600 180～350 200～300

4 水/m3 5～10 1.0～2.0 3～8

表1：国内外对比

5结论

随着国家对光伏产业政策扶持力度越来越大，势必有众多企业开始投资这一项目，全球范围内多晶硅产能的不足，刺激了国内多晶硅项目的投资热潮，面对着多晶硅产能紧缺带来的暴利行情，国内各种资本开始介入多晶硅生产领域，投资建厂。可以预见的是，回收效率高、稳定可靠，且价格低廉，运行费用低的多晶硅生产线尾气回收装置，市场需求无疑将是巨大的。HGDJG多晶硅生产线尾气回收系统，既可消除污染而得到环境效益，又能回收物质而收到经济效益。可以有效的减少污染物的排放，做到节能减排，从而改善环境，提高人民生活水平，其经济效益与社会效益显著。

参考文献：

[1]《化工环境保护设计手册》

出版社：化学工业出版社

作者：丁德承等

出版时间：1998年

[2]《环保设备——原理、设计、应用》

出版社：化学工业出版社

作者：郑铭等

出版时间：2001年

[3]《大气污染控制工程》