改良西门子法详细资料大全
改良西门子法多晶矽生产的西门子工艺，其原理就是在1100℃左右的高纯矽芯上用高纯氢还原高纯三氯氢矽，生成多晶矽沉积在矽芯上。改良西门子工艺是在传统的西门子工艺的基础上，同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量H 2 、HCI、SiCI 4 等副产物以及大量副产热能的配套工艺。目前世界上绝大部分厂家均采用改良西门子法生产多晶矽。
改良西门子法生产多晶矽是目前最为成熟、套用最广泛、扩展速度最快的技术。
基本介绍
- 中文名 ：改良西门子法
- 用途 ：多晶矽生产
- 原理 ：用高纯氢还原高纯三氯氢矽
- 基础 ：传统的西门子工艺
概述
多晶矽是矽产品产业链中的一个非常重要的中间产品，是制造矽抛光片、太阳能电池及高纯矽制品的主要原料，是信息产业和新能源产业最基础的原材料。随着全球信息技术的不断进步，对于半导体矽的需求量日益增加，全世界半导体市场以每年20%以上的速度递增。在金融危机出现之前，国内及国际市场的多晶矽需求量急剧增加，国内多晶矽更是严重短缺。 多晶矽行业是个新兴且具有发展潜力的产业。世界多晶矽的生产技术已经逐渐成熟，绝大部分厂家都采用改良西门子法技术，实现了生产过程的闭路循环生产。方法简介
改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业矽粉在一定的温度下合成三氯氢矽，然后对三氯氢矽进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢矽在氢还原炉内进行CVD反应生产高纯多晶矽。其主要技术是：大直径对棒节能型还原炉技术，导热油循环冷却还原炉技术，还原炉尾气封闭式干法回收技术以及副产品SiCl 4 氢化生成SiHCl 3 技术。 这种方法的优点是节能降耗显著、成本低、质量好、采用综合利用技术，对环境不产生污染，具有明显的竞争优势。改良西门子工艺法生产多晶矽所用设备主要有：氯化氢合成炉，三氯氢矽沸腾床加压合成炉，三氯氢矽水解凝胶处理系统，三氯氢矽粗馏、精馏塔提纯系统，矽芯炉，节电还原炉，磷检炉，矽棒切断机，腐蚀、清洗、干燥、包装系统装置，还原尾气干法回收装置；其他包括分析、检测仪器，控制仪表，热能转换站，压缩空气站，循环水站，变配电站，净化厂房等。改良西门子法生产多晶矽工艺流程
改良西门子法生产多晶矽工艺设计中大致细分为以下几个工序：H 2 制备与净化、HCl合成、SiHCl 3 合成、合成气干法分离、氯矽烷分离提纯、SiHCl 3 氢还原、还原尾气干法分离、SiCl 4 氢化、氢化气干法分离、矽芯制备及产品整理、废气及残液处理等。具体流程如图所示。 （1）SiHCl 3 合成 原料矽粉经吊运，通过矽粉下料斗而被卸入矽粉接收料斗。矽粉从接收料斗放入下方的中间料斗，经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料斗压力平衡后,矽粉被放入下方的矽粉供应料斗。供应料斗内的矽粉用安装于料斗底部的星型供料机送入三氯氢矽合成炉进料管。从氯化氢合成工序来的氯化氢气，与从循环氯化氢缓冲罐送来的循环氯化氢气体混合后，引入三氯氢矽合成炉进料管,将从矽粉供应料斗供入管内的矽粉挟带并输送，从底部进入三氯氢矽合成炉。 在三氯氢矽合成炉内，矽粉与氯化氢气体形成沸腾床并发生反应,生成三氯氢矽，同时生成四氯化矽、三氯二氢矽、金属氯化物、聚氯矽烷、氢气等产物，此混合气体被称作三氯氢矽合成气。反应大量放热。合成炉外壁设定有水夹套，通过夹套内水带走热量维持炉壁的温度。出合成炉顶部挟带有矽粉的合成气，经三级旋风除尘器组成的干法除尘系统除去部份矽粉后，送入湿法除尘系统，被四氯化矽液体洗涤，气体温表的部分细小矽尘被洗下；洗涤同时，通入湿氢气与气体接触，气体所含部分金属氧化物发生水解而被除去。除去了矽粉而被净化的混合气体送往合成气干法分离工序。 （2）氯矽烷分离、提纯 在三氯氢矽合成工序生成，经合成气干法分离工序分离出来的氯矽烷液体送入氯矽烷贮存工序的原料氯矽烷贮槽；在三氯氢矽还原工序生成，经还原尾气干法分离工序分离出来的氯矽烷液体送入氯矽烷贮存工序的还原氯矽烷贮槽；在四氯化矽氢化工序生成，经氢化气干法分离工序分离出来的氯矽烷液体送入氯矽烷贮存工序的氢化氯矽烷贮槽。原料氯矽烷液体、还原氯矽烷液体和氢化氯矽烷液体分别用泵抽出，送入氯矽烷分离提纯工序的不同精馏塔中。各个精馏塔的作用不一样，一般是1 # 塔去除低沸物，2 # 塔去除金属、非金属杂质和四氯化矽。 （3）SiHCl 3 氢还原 经氯矽烷分离提纯工序精制的三氯氢矽，送入本工序的三氯氢矽汽化器，被热水加热汽化；从还原尾气干法分离工序返回的循环氢气流经氢气缓冲罐后，也通入汽化器内，与三氯氢矽蒸汽形成一定比例的混合气体。 从三氯氢矽汽化器来的三氯氢矽与氢气的混合气体，送入还原炉内。在还原炉内通电的炽热矽芯/矽棒的表面，三氯氢矽发生氢化还原反应，生成矽沉积下来，使矽芯/矽棒的直径逐渐变大，直至达到规定的尺寸。氢还原反应同时生成二氯二氢矽、四氯化矽、氯化氢和氢气，与未反应的三氯氢矽和氢气一起送出还原炉，经还原尾气冷却器用循环冷却水冷却后，直接送往还原尾气干法分离工序。 （4）还原尾气干法分离工序 从三氯氢矽还原干法工序来的还原尾气经此工序被分离成氯矽烷液体、氢气和氯化氢气体，分别循环回装置使用。还原炉出来的混合气流经混合气缓冲罐，然后进入喷淋洗涤塔，被塔顶流下的低温氯矽烷液体洗涤。气体中的大部分氯矽烷冷凝并混入洗涤液中。出塔底的氯矽烷大部分经冷冻降温后循环回塔顶用于气体的洗涤，多余的部分氯矽烷送入氯化氢解析塔。 出喷淋洗涤塔塔顶除去了大部分氯矽烷的气体，用混合气压缩机压缩并冷冻降温后，送入氯化氢吸收塔，被从氯化氢解析塔底部送来的经冷冻降温的氯矽烷液体洗涤，气体中绝大部分的氯化氢被氯矽烷吸收，气体中残留的大部分氯矽烷也被洗涤冷凝下来。出塔顶气体为含有微量氯化氢和氯矽烷的氢气，经一组变温变压吸附器进一步除去氯化氢和氯矽烷后，得到高纯度的氢气。大部分的高纯氢气返回三氯氢矽氢还原工序参与制取多晶矽的反应，多余的氢气送往四氯化矽氢化工序参与四氯化矽的氢化反应；吸附器再生废气送往废气处理工序进行处理；从氯化氢解析塔顶部得到提纯的氯化氢气体，送往放置于三氯氢矽合成工序的循环氯化氢缓冲罐；从氯化氢解析塔底部引出的多余的氯矽烷液体（即从三氯氢矽氢还原尾气中分离出的氯矽烷），送入氯矽烷贮存工序的还原氯矽烷贮槽。优点
（1）节能：由于改良西门子法采用多对棒、大直径还原炉，可有效降低还原炉消耗的电能； （2）降低物耗：改良西门子法对还原尾气进行了有效的回收。所谓还原尾气：是指从还原炉中排放出来的，经反应后的混合气体。改良西门子法将尾气中的各种组分全部进行回收利用，这样就可以大大低降低原料的消耗。 （3）减少污染：由于改良西门子法是一个闭路循环系统，多晶矽生产中的各种物料得到充分的利用，排出的废料极少，相对传统西门子法而言，污染得到了控制，保护了环境。
采用改良西门子法——闭环式三氯氢硅氢还原法生产多晶硅中最危险的工...
答：闭环式生产包括4部分：1-三氯氢硅的合成；2-精馏三氯氢硅，得到纯度达到99.9%甚至更高；3-还原工序，三氯氢硅与氢气反应制得硅棒；4-尾气回收工序，回收HCl和H2，实现循环利用。还要包括最后的淋洗。整个工序中合成跟淋洗的环境最差。合成工序中有硅粉，粉尘对呼吸道有影响。有HCl，有一定的泄露...
生产多晶硅的原材料有那些
答：据我了解的，在改良西门子法生产多晶硅的过程中所涉及的原料有三氯氢硅、四氯化硅、氢气、硅粉、氯气。等
多晶硅的技术特征
答：由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品检测方法、过程安全等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改良西门子法、硅烷法和流化床法。其中改良西门子工艺生产的多晶硅的...
光伏产业链专题报告1——多晶硅
答：在光伏产业的基石中，多晶硅生产技术不断创新，两大主流方法——改良西门子法与硅烷法正在引领行业变革。西门子法独领风骚</我国多晶硅生产以西门子法为主，占据了95%的市场份额。为了提升效率和降低成本，关键技术如40/48/72对棒还原炉、冷氢化处理和四氯化硅再利用正得到优化。这些技术革新使得提纯系统的...
新特能源多晶硅采用什么
答：新特能源多晶硅采用了改良西门子法。硅烷法等多晶硅技术正在不断进步并逐渐成熟，成本可能随着规模化生产不断降低，钙钛矿等非晶硅光伏技术也在不断进步，可能存在技术或新产品替代的风险。新特能源多晶硅的应用 硅烷法、物理法等多晶硅技术正在不断进步，并逐渐成熟，较改良西门子法更具成本优势，而非晶硅及...
江苏中能硅业科技发展有限公司企业产品
答：江苏中能硅业科技发展有限公司凭借其强大的技术研发实力，引进了德国、美国、日本等国家的世界级改良西门子法多晶硅生产工艺。通过深入消化吸收并进行技术创新，该公司成功实现了国际先进技术在本地的落地应用。他们的自主研发成果尤为显著，例如获得国家专利的氯氢化装置，它能够将生产过程中产生的副产品四氯化...
光伏电池厂有没有污染,会对周边环境造成影响吗?
答：光伏电池组件生产包括高纯多晶硅、硅锭硅片、光伏电池和光伏组件几个产业链环节。相关污染的报道主要是指光伏组件的原材料—高纯多晶硅生产中产生的副产物。高纯多晶硅生产主要使用改良西门子法，该法将冶金级硅转化成三氯氢硅，再加氢气还原成太阳能级多晶硅，另外会形成副产物四氯化硅。四氯化硅遇潮湿空气即...
多晶硅是怎么样的呢?
答：多晶硅，是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。利用价值:从目前国际太阳电池的发展过程可以看出其发展趋势为单晶硅、多晶硅、带状硅、薄膜材料(包括微晶硅基薄膜、化合物基...
多晶硅的三种生产方法,改良西门子、硅烷法、冶金法当前哪种方法比较成...
答：改良西门子法最成熟。。硅烷法忘记了，貌似就是西门子法吧，缺点是高污染高能耗，硅烷也很危险，优势就是能获得高纯度的硅。冶金法麼优势就是成本低，但是目前技术难突破。冶金法就是想利用硅中杂质的熔点不同，一一去除。目前的瓶颈就在於无法去除硼，铁等杂质，而这些杂质对於硅的提纯是致命的 ...
改良西门子法生产多晶硅,在还原炉中总会看到些硅粉,请问这些硅粉属于硅...
答：我觉得还原过程中硅粉应该是非晶硅，是单质硅的一种无定形态，灰黑色。非晶硅可以做薄膜电池，分子间作用力当然是范德华力，但是硅基薄膜电池更接近微晶硅，并不是完全没有晶型规则。其实我觉得这三种形态并没有明显的界限，而是一个程度的问题
