多晶硅业安全技术.ppt
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本次安全培训课程的主要内容本次安全培训课程的主要内容 一、多晶硅的性质和作用一、多晶硅的性质和作用 二、生产过程中主要危险有害物质二、生产过程中主要危险有害物质 三、各种多晶硅生产工艺简单介绍三、各种多晶硅生产工艺简单介绍 四、多晶硅生产工艺的发展四、多晶硅生产工艺的发展 五、工业硅生产技术五、工业硅生产技术 六、氢气的制备和净化六、氢气的制备和净化 七、液氯的汽化工艺技术七、液氯的汽化工艺技术 八、氯化氢的合成八、氯化氢的合成 九、三氯氢硅的合成技术九、三氯氢硅的合成技术 十、三氯氢硅的提纯和精馏十、三氯氢硅的提纯和精馏 十一、三氯氢硅的还原十一、三氯氢硅的还原 十二、多晶硅产业政策简介十二、多晶硅产业政策简介 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、化合物基薄膜及染料薄膜）。
一、多晶硅的性质和作用一、多晶硅的性质和作用 灰色金属光泽密度灰色金属光泽密度2.32~2.34熔点1410℃℃沸点沸点2355℃℃溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶溶于氢氟酸和硝酸的混酸中，不溶于水、硝酸和盐酸硬度介于锗和石英之间，室于水、硝酸和盐酸硬度介于锗和石英之间，室温下质脆，切割时易碎裂加热至温下质脆，切割时易碎裂加热至800℃℃以上即有以上即有延性，延性，1300℃℃时显出明显变形常温下不活泼，时显出明显变形常温下不活泼，高温下与氧、氮、硫等反应高温熔融状态下，高温下与氧、氮、硫等反应高温熔融状态下，具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用具有较大的化学活泼性，能与几乎任何材料作用具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，具有半导体性质，是极为重要的优良半导体材料，但微量的杂质即可大大影响其导电性但微量的杂质即可大大影响其导电性 电子工业中广泛用于制造半导体电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料录像机、电子计算机等的基础材料由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一由干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化，再经冷凝、精馏、定条件下氯化，再经冷凝、精馏、还原而得。
还原而得 多晶硅可作拉制单晶硅的原料，多晶硅多晶硅可作拉制单晶硅的原料，多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面例如，在力学性质、光学性质和热学性质例如，在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面，远不如单晶硅明显；在的各向异性方面，远不如单晶硅明显；在电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远电学性质方面，多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性不如单晶硅显著，甚至于几乎没有导电性在化学活性方面，两者的差异极小多晶在化学活性方面，两者的差异极小多晶硅和单晶硅可从外观上加以区别，但真正硅和单晶硅可从外观上加以区别，但真正的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、的鉴别须通过分析测定晶体的晶面方向、导电类型和电阻率等导电类型和电阻率等 多晶硅是生产单晶硅的直多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是当代人工智能、接原料，是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的电子信转换等半导体器件的电子信息基础材料被称为息基础材料被称为“微电微电子大厦的基石子大厦的基石” 二、生产过程中主要危险有害物质二、生产过程中主要危险有害物质 ⑴⑴氢气：氢气： 与空气混合能形成爆炸性混合物，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即会发生爆炸。
气体比遇热或明火即会发生爆炸气体比空气轻，在室内使用和储存时，漏空气轻，在室内使用和储存时，漏气上升滞留屋顶不易排出，遇火星气上升滞留屋顶不易排出，遇火星会引起爆炸氢气与氟、氯、溴等会引起爆炸氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应卤素会剧烈反应 1766年，英国的物理学家和化学家卡文迪什用六种相似的反应制出了氢气，这些反应包括锌、铁、锡分别与盐酸或稀硫酸反应同年，他在一篇名为“人造空气的实验”的研究报告中谈到此种气体与其他气体性质不同，而不认为是一种新的气体他认为这是金属中含有的燃素在金属溶于酸后放出，形成了“可燃空气”杰出的化学家拉瓦锡于1785年首次明确地指出：水是氢和氧的化合物，氢是一种元素他将“可燃空气”命名为“Hydrogen”它的元素符号为H中文的“氢”字是采用“轻”的偏旁把它放进“气”里面，表示“轻气” 氢气在工业上有许多重要应用在在化学工业中有：合成氨、石油裂解加氢、煤炭的加氢液化、油脂加氢固化、塑料合成、无机、有机精细化工合成、煤基合成油用氢等 氢气属于二级能源，需要用另一种有效能源从水中制取但由于它燃烧后生成水，不会污染环境，成为21世纪非常有前途的无污染能源之一。
⑵⑵氧气：氧气： 助燃物、可燃物燃烧爆炸助燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一，能氧化大的基本要素之一，能氧化大多数活性物质与易燃物多数活性物质与易燃物(如如乙炔、甲烷等乙炔、甲烷等)形成有爆炸性形成有爆炸性的混合物的混合物 氧气是空气的氧气是空气的组分组分之一，无色、无臭、无之一，无色、无臭、无味氧气比空气重，在标准状况（味氧气比空气重，在标准状况（0℃℃和大和大气气压强压强101325帕）下帕）下密度密度为为1.429克克/升，升，能溶于水，但能溶于水，但溶解度溶解度很小在压强为很小在压强为101kPa时，氧气在约时，氧气在约-180摄氏度时变为淡摄氏度时变为淡蓝色液体，在约蓝色液体，在约-218摄氏度时变成雪花状摄氏度时变成雪花状的淡蓝色固体的淡蓝色固体 ⑶⑶氯：氯： 有刺激性气味，能与许多化有刺激性气味，能与许多化学品发生爆炸或生成爆炸性物学品发生爆炸或生成爆炸性物质几乎对金属和非金属都起质几乎对金属和非金属都起腐蚀作用属高毒类是一种腐蚀作用属高毒类是一种强烈的刺激性气体强烈的刺激性气体 因为氯气的化学活泼性使得它的毒性很强，可损害全身器官和系统。
它的毒性远远大于硫化氢气体少量氯气可以引起呼吸道困难，刺激咽喉、鼻腔和扁桃体发炎，导致眼睛红肿、刺痛、流泪，能引起胸闷和呼吸道综合症，激发哮喘病人呼吸发生困难，甚至休克氯气进入血液可以同许多物质发生化合作用，引起神经功能障碍，杀伤和破坏血细胞，应引起盗汗、头痛、呕吐不止、肠胃痉挛、肝脏受损等严重者可致全身性水肿，电解质失衡氯气还对皮肤、衣物等具有强烈腐蚀和损毁作用 ⑷⑷氯化氢：氯化氢： 无水氯化氢无腐蚀性，但遇水时有强腐无水氯化氢无腐蚀性，但遇水时有强腐蚀性能与一些活性金属粉末发生反应，蚀性能与一些活性金属粉末发生反应，放出氢气遇氰化物能产生剧毒的氰化氢放出氢气遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体急性中毒：出现头痛、头昏、恶心、气体急性中毒：出现头痛、头昏、恶心、眼痛、咳嗽、痰中带血、声音嘶哑、呼吸眼痛、咳嗽、痰中带血、声音嘶哑、呼吸困难、胸闷、胸痛等重者发生肺炎、肺困难、胸闷、胸痛等重者发生肺炎、肺水肿、肺不张眼角膜可见溃疡或混浊水肿、肺不张眼角膜可见溃疡或混浊皮肤直接接触可出现大量粟粒样红色小丘皮肤直接接触可出现大量粟粒样红色小丘疹而呈潮红痛热疹而呈潮红痛热。
氯化氢是没有颜色而有刺激性气味的气体，对眼睛和上呼吸道黏膜有强烈的刺激性作用，HCl是极性分子，易溶水在空气中会“冒烟”，这是因为HCl与空气中的水蒸气结合形成了酸雾在有水存在的情况下，具有强烈的腐蚀性 HCl的熔点为158.2K，生成热92.30KJ/mol水合热17.58KJ/mol因此HCl的合成及氯化氢溶于水都会放出热量 ⑸⑸三氯氢硅：三氯氢硅： 遇明火强烈燃烧受高热分解产生有毒的氯化遇明火强烈燃烧受高热分解产生有毒的氯化物气体与氧化剂发生反应，有燃烧危险极易物气体与氧化剂发生反应，有燃烧危险极易挥发，在空气中发烟，遇水或水蒸气能产生热和挥发，在空气中发烟，遇水或水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾燃烧有毒的腐蚀性烟雾燃烧(分解分解)产物产物:氯化氢、氧氯化氢、氧化硅 分子量分子量：： 135.43 熔点熔点(101.325kPa)：：-134℃℃；；沸点沸点(101.325kPa)：：31.8℃℃；液体；液体密度密度(0℃℃)：：1350kg/m3；相对密度；相对密度(气体气体，，空气空气=1)：： 4.7；蒸气压；蒸气压(-16.4℃℃)：：13.3kPa；；(14.5℃℃)：：53.3kPa；燃点：；燃点：-27.8℃℃；自燃点：；自燃点：104.4℃℃；闪点：；闪点：-14℃℃；爆炸极限：；爆炸极限：6.9～～70%；毒性级别：；毒性级别：3；易燃性级别：；易燃性级别：4；易爆性级别：；易爆性级别： 三氯硅烷在常温常压下为具有刺激性恶臭易流动易挥发的无色透明液体。
在空气中极易燃烧，在-18℃以下也有着火的危险，遇明火则强烈燃烧，燃烧时发出红色火焰和白色烟，生成SiO2、HCl和Cl2： SiHCl3+O2→SiO2+HCl+Cl2；三氯硅烷的蒸气能与空气形成浓度范围很宽的爆炸性混合气，受热时引起猛烈的爆炸它的热稳定性比二氯硅烷好，在900℃时分解产生氯化物有毒烟雾(HCl)，还生成Cl2和Si 三氯氢硅合成的火灾危险性三氯氢硅合成的火灾危险性 SiHCl3的合成是在280℃～300℃的温度下进行的，已经超过了SiHCl3的自燃温度175℃，在合成过程中如果SiHCl3发生泄漏，或者空气进入反应器，极易引起燃烧、爆炸或中毒事故并且SiHCl3有毒、遇水燃烧，给火灾扑救带来一定的困难 三氯氢硅贮罐的火灾危险性三氯氢硅贮罐的火灾危险性 SiHCl3的贮罐如果发生泄漏，其危险性远远大于工艺管道泄漏的危险性，因为其贮量大，一旦发生泄漏，如果不及时堵漏，影响会不断扩大贮罐区因为冷却用水的需要，经常有水存在，泄漏的SiHCl3遇水发生反应，产生有毒的HCl，向四周扩散，给抢险救援工作带来困难 生产工艺中的防火防泄漏措施生产工艺中的防火防泄漏措施 （1）三氯氢硅的合成、除尘和精馏工段。
HCl气体缓冲罐与合成炉之间应设止回阀，防止合成炉的SiHCl3回到缓冲罐应控制HCl气体的流量，控制合成炉内的温度对设备管道要经常进行维护保养，防止三氯氢硅泄漏在生产中要保持整个系统的密闭，用99．99％的氮气进行保护 （（2）三氯氢硅的储存三氯氢硅的沸点较低，）三氯氢硅的储存三氯氢硅的沸点较低，需在低温下储存，三氯氢硅的贮罐设置低温保护需在低温下储存，三氯氢硅的贮罐设置低温保护装置和降温措施由于三氯氢硅有潜在的燃烧爆装置和降温措施由于三氯氢硅有潜在的燃烧爆炸危险，所以它的贮罐应与生产装置要有一定的炸危险，所以它的贮罐应与生产装置要有一定的防火间距，并且要设防火堤，降温水的排放管道防火间距，并且要设防火堤，降温水的排放管道经过防火堤处要设闸阀贮罐应设静电接地装置经过防火堤处要设闸阀贮罐应设静电接地装置和避雷装置贮罐内的气相要与氮气系统相连进和避雷装置贮罐内的气相要与氮气系统相连进行保护，贮罐的气相与外部连通的平衡管（放空行保护，贮罐的气相与外部连通的平衡管（放空管）应与尾气回收系统相连，不能直接排空，并管）应与尾气回收系统相连，不能直接排空，并应设止回阀和阻火器贮罐区应设一个备用罐，应设止回阀和阻火器。
贮罐区应设一个备用罐，紧急情况下应将泄漏的贮罐内的物料转移至备用紧急情况下应将泄漏的贮罐内的物料转移至备用罐，防止大量泄漏罐，防止大量泄漏 ⑹⑹四氯化硅：四氯化硅： 受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀受热或遇水分解放热，放出有毒的腐蚀性烟气对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作性烟气对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用高浓度可引起角膜混浊、呼吸道炎症用高浓度可引起角膜混浊、呼吸道炎症甚至肺水肿皮肤接触后可引起组织坏死甚至肺水肿皮肤接触后可引起组织坏死四氯化硅是西门子法生产多晶硅的副产物四氯化硅是西门子法生产多晶硅的副产物 【中文名称】四氯化硅；氯化硅 【英文名称】silicon tetrachloride 【工业缩写】STC 【分子结构】Si原子以sp3杂化轨道形成σ键分子形状为正四面体形 【相对分子量或原子量】169.89 【密度】1.50 【熔点(℃)】-70 【沸点(℃)】57.6 【折射率】1.412 【毒性LD50(mg/kg)】 大鼠吸入800。
【性状】 无色透明状液体，有窒息气味 • 【溶解情况】 溶于四氯化碳、四氯化钛、四氯化锡 【用途】 用于制硅酸酯类、有机硅单体、有机硅油、高温绝缘材料、硅树脂、硅橡胶等，也用作烟幕剂 【制备或来源】 工业上由硅铁在200℃以上与氯气作用，经蒸馏而得 【化学性质】 在潮湿空气中水解而成硅酸和氯化氢，同时发生白烟对皮肤有腐蚀性 【其他常用物质的理化常数】 • 【国标编号】 81043 【CAS号】 10026-04-7 【别名】 氯化硅；四氯化矽 【外观与性状】 无色或淡黄色发烟液体，有刺激性气味，易潮解 【蒸汽压】 55.99kPa(37.8℃) 【溶解性】 可混溶于苯、氯仿、石油醚等多数有机溶剂 【密 度】 相对密度(水=1)1.48；相对密度(空气=1)5.86 稳定性 稳定 【危险标记】 20(酸性腐蚀品) 主要用途 用于制取纯硅、硅酸乙酯等，也用于制取烟幕剂 应急处理处置方法应急处理处置方法: Ⅰ.泄漏应急处理 疏散泄漏污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，建议应急处理人员戴自给式呼吸器，穿化学防护服。
不要直接接触泄漏物，勿使泄漏物与可燃物质(木材、纸、油等)接触，在确保安全情况下堵漏喷水雾减慢挥发(或扩散)，但不要对泄漏物或泄漏点直接喷水将地面洒上苏打灰，然后用大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统如果大量泄漏，最好不用水处理，在技术人员指导下清除 Ⅱ.防护措施 呼吸系统防护：可能接触其蒸气时，必须佩戴防毒面具或供气式头盔紧急事态抢救或逃生时，建议佩带自给式呼吸器 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜 防护服：穿工作服(防腐材料制作) 手防护：戴橡皮手套 其它：工作后，淋浴更衣单独存放被毒物污染的衣服，洗后再用保持良 Ⅲ.急救措施 皮肤接触：立即脱去污染的衣着，用流动清水冲洗15分钟若有灼伤，就医治疗 眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处注意保暖，保持呼吸道通畅必要时进行人工呼吸 食入：患者清醒时立即漱口，给饮牛奶或蛋清立即就医 灭火方法：干粉、砂土禁止用水 密封方法： 在系统中可以用氟橡胶（FPM）密封 ⑺⑺氢氟酸：氢氟酸： 腐蚀性极强。
遇腐蚀性极强遇H发泡剂立即燃烧能与普通发泡剂立即燃烧能与普通金属发生反应金属发生反应,放出氢气而与空气形成爆炸性混合放出氢气而与空气形成爆炸性混合物无色透明发烟液体无色透明发烟液体为氟化氢氟化氢气体的水溶液气体的水溶液呈弱呈弱酸性酸性有刺激性气味有刺激性气味与硅硅和硅化合物反应和硅化合物反应生成气态的生成气态的四氟化硅四氟化硅，但对塑料、石蜡、铅、金、，但对塑料、石蜡、铅、金、铂不起铂不起腐蚀腐蚀作用能与水和作用能与水和乙醇乙醇混溶相对密度混溶相对密度1.29838.2%的氢氟酸为的氢氟酸为共沸混合物共沸混合物，共沸点，共沸点112.2℃℃有毒，最小致死量有毒，最小致死量(大鼠，腹腔大鼠，腹腔)25mG/kG有腐蚀性，能强烈地腐蚀有腐蚀性，能强烈地腐蚀金属金属、、玻璃玻璃和含硅的物体如吸入蒸气或接触皮肤能形成较和含硅的物体如吸入蒸气或接触皮肤能形成较难愈合的溃疡难愈合的溃疡 安全措施安全措施 泄漏：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服不要直接接触泄漏物尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间。
小量泄露：用砂土、干燥石灰或苏打灰混合也可用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统 大量泄露：构筑围堤或挖坑收容；用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置 灭火方法灭火方法 燃烧性：不燃 灭火剂：雾状水、泡沫 灭火注意事项：消防人员必须佩戴氧气呼吸器、穿全身防护服 紧急处理紧急处理 吸入：迅速脱离现场至新鲜空气处保持呼吸道通畅如呼吸困难，给输氧如呼吸停止，立即进行人工呼吸 食入：误服者用水漱口，给饮牛奶或蛋清 皮肤接触：立即脱去被污染衣着，用大量流动清水冲洗，至少15min 眼睛接触：立即提起眼睑，用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15min ⑻⑻硝酸：硝酸： 硝酸（硝酸（nitric acid）分子式）分子式HNO3，是一种有，是一种有强氧化性、强腐蚀性的无机酸，强氧化性、强腐蚀性的无机酸，酸酐酸酐为为五氧化二五氧化二氮氮硝酸的酸性较硝酸的酸性较硫酸硫酸和和盐酸盐酸小（小（PKa=-1.3），），易溶于水，在水中完全电离，常温下其稀溶液无易溶于水，在水中完全电离，常温下其稀溶液无色透明，浓溶液显棕色。
硝酸不稳定，易见光分色透明，浓溶液显棕色硝酸不稳定，易见光分解，应在棕色瓶中于阴暗处避光保存，严禁与解，应在棕色瓶中于阴暗处避光保存，严禁与还还原剂原剂接触硝酸在工业上主要以氨氧化法生产，接触硝酸在工业上主要以氨氧化法生产，用以制造用以制造化肥化肥、、炸药炸药、硝酸盐等，在、硝酸盐等，在有机化学有机化学中，中，浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂浓硝酸与浓硫酸的混合液是重要的硝化试剂 管制信息管制信息 硝酸(腐蚀)（易制爆） 本品根据《危险化学品安全管理条例》受公安部门管制 名称名称 中文名称：硝酸 别名：硝镪水，镪水，氨氮水 性状性状 无色透明液体有窒息性刺激气味含量为68%左右在空气中产生白雾，是硝酸蒸汽于水蒸汽结合而形成的硝酸小液滴露光能产生四氧化二氮而变成棕色有强酸性能使羊毛织物和动物组织变成嫩黄色能与乙醇、松节油、碳和其他有机物猛烈反应能与水混溶能与水形成共沸混合物相对密度(d204)1.41沸点120.5℃(68%)有强氧化性，与除金铂外的金属反应放出二氧化氮或一氧化氮有强腐蚀性 泄漏处理泄漏处理 泄漏：迅速撤离泄漏污染区人员至安全区，并进行隔离，严格限制出入。
建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服从上风处进入现场尽可能切断泄漏源，防止进入下水道、排洪沟等限制性空间 小量泄漏：将地面洒上苏打灰，然后用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统 大量泄漏：构筑围堤或挖坑收容；喷雾状水冷却和稀释蒸气、保护现场人员、把泄漏物稀释成不燃物用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置 ⑼⑼氮气：氮气： 物理性质物理性质 氮在常况下是一种无色无味无臭的 氮在常况下是一种无色无味无臭的气体气体，且通，且通常无毒氮气占大气总量的常无毒氮气占大气总量的78.12%（体积分数），（体积分数），在标准情况下的气体在标准情况下的气体密度密度是是1.25g/L，氮气在水中，氮气在水中溶解度溶解度很小，在常温常压下，很小，在常温常压下，1体积水中大约只溶体积水中大约只溶解解0.02体积的氮气氮气是难液化的气体氮气体积的氮气氮气是难液化的气体氮气在极低温下会液化成无色液体，进一步降低温度在极低温下会液化成无色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体在生产中，通常采时，更会形成白色晶状固体在生产中，通常采用黑色钢瓶盛放氮气。
用黑色钢瓶盛放氮气 化学性质化学性质 对成键有贡献的是三对电子，即形成两个π键和一个σ键 对成键没有贡献，成键与反键能量近似抵消，它们相当于孤电子对由于N2分子中存在叁键N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收941.69kJ/mol的能量N2分子是已知的双原子分子中最稳定的，氮气的相对分子质量是28 毒性与防护毒性与防护 1、 呼吸系统防护：一般不需特殊防护但当作业场所空气中氧气浓度低于18%时，必须佩戴空气呼吸器、氧气呼吸器或长管面具 2、 眼睛防护：戴安全防护面罩 • 3、 其它防护：避免高浓度吸入密闭操作，提供良好的自然通风条件操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程防止气体泄漏到工作场所空气中搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损配备泄漏应急处理设备 消防应急措施与防护：消防应急措施与防护： 迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器不要直接接触泄漏物尽可能切断泄漏源防止气体在低凹处积聚，遇点火源着火爆炸用排风机将漏出气送至空旷处漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。
本品不燃用雾状水保持火场中容器冷却可用雾状水喷淋加速液氮蒸发，但不可使用水枪射至液氮 ⑽⑽氟化氢：氟化氢： 氟化氢（氟化氢（化学式化学式：：HF）是一种极强的腐）是一种极强的腐蚀剂，有剧毒它是无色的蚀剂，有剧毒它是无色的气体气体，但是在，但是在空气中，只要超过空气中，只要超过3ppm就会产生刺激的味就会产生刺激的味道最重要危害与效应：道最重要危害与效应： 急性：强腐蚀性，强氧化性急性：强腐蚀性，强氧化性 吸入： 1.刺激鼻、咽、眼睛及呼吸道 2.高浓度蒸气会严重的灼伤唇、口、咽及肺 3.可能造成液体蓄积于肺中及死亡 4.122ppm 浓度下暴露1min会严重刺激鼻、咽、及呼吸 道 5.50ppm 浓度下暴露数分钟可能致死 皮肤：皮肤： 1.其气体或无水液体会造成疼痛难忍的深度皮肤灼伤吸入过量的HF会造成气管和咽喉水肿引起窒息死亡 2.过量的溅到皮肤会造成死亡 眼睛：其蒸气会溶解于眼球表面的水份上而造成刺激 食入：不适用于HF气体刺激灼伤眼睛、皮肤及呼吸系统可能造成骨质硬化 慢性：长期处于弱氟化氢环境，也会产生腐蚀和氧化现象，从而伤害人体组织。
主要症状：刺激感、皮肤灼伤、骨质软弱及变化（骨质疏松症） 急救措施急救措施 不同暴露途径之急救方法： 吸入： 1.移除污染源或将患者移到新鲜空气处，如果必要的话，实施人工呼吸或心肺复苏术避免口对口接触，最好在医生的指示下，由受训过之人员来施予氧气） 2.保持呼吸道畅通，并立即就医 皮肤接触： 1.避免直接与该化学品接触，必须戴完好的防酸手套 2.尽速用缓和流动的温水冲洗患部20分钟以上并再冲水时脱去污染物 3.将受伤处浸于冰的0.2％Hyamine 1622水溶液（1：500）或冰的0.13％Zephiran，若无法直接浸泡，可使用绷带，每两分钟更换一次 4.若敏感组织（唇或口）被烧伤，可敷2.5％的葡萄糖钙胶，立即就医 眼睛接触： 1.立即撑开眼皮，以大量的清水冲洗受污染的眼睛至少15分钟以上， 2.若冲洗后仍有刺激感，再反复冲洗，并立即就医 食入： 1.若患者即将丧失意志、已失去意识或痉挛，勿经口喂食任何东西 2.用水彻底漱口，切勿催吐 3.让患者喝下240-300ml 的葡萄酸钙溶液，以稀释胃中的物质。
4.若患者自发性呕吐，让患者身体向前以避免吸入呕吐物的危险 5.反复给患者喝水 6.立即就医 对急救人员之防护：避免吸入蒸气、接触眼睛、皮肤及衣物，并应穿戴合适之防护衣物、安全防酸手套等防护用具 灭火措施灭火措施 适用灭火剂：对于周围火灾，使用合适的灭火剂来灭火 灭火时可能遭遇之特殊危害： 1.水与其接触有猛烈喷出HF的危险，故水不要直接与打开或泄漏的容器接触 2.HF储存于金属容器时，易燃性的氢气可能产生并累积 特殊灭火程序： 消防人员之特殊防护设备：消防人员必须配戴A 级气密式化学防护衣及空气呼吸器 泄漏处理方法泄漏处理方法 个人应注意事项： 1.人员需远离泄漏区 2.提供适当的防护及通风设备 环境注意事项：环境注意事项： 1.穿戴供气式抗酸服以达最大防护效果 2.扑灭或除去所有发火源 3.报告政府安全卫生与环保相关单位 清理方法：清理方法： 1.勿碰触泄漏物 2.避免外泄物流入下水道，水沟或其它密闭空间 3.在安全许可状况下，设法阻止或减少泄漏。
4.小量液体泄漏会和外泄物反应的吸收剂吸除并置于适当密闭，有着标示之容器内 5.用水冲洗泄漏区域 6.不要直接加水于泄漏源亦不要让水流入HF 容器槽内 7.若可能则将外泄容器倒转，使气体逸出，代替液体流出 8.若不能阻漏时，将泄漏容器移至安全处所泄空修理 ⑾⑾氢氧化钠：氢氧化钠： 俗称烧碱、火碱、苛性钠，因另一名称俗称烧碱、火碱、苛性钠，因另一名称caustic soda而在而在香港香港称为哥士的，称为哥士的，常温常温下是一种白色下是一种白色晶体晶体，具有强，具有强腐蚀性腐蚀性易溶于水，其水溶液呈于水，其水溶液呈强碱强碱性，能使性，能使酚酞酚酞变红氢氧化钠是一种极常用的碱，是氢氧化钠是一种极常用的碱，是化学实验化学实验室室的必备药品之一它的的必备药品之一它的溶液溶液可以用作可以用作洗洗涤液涤液• 性状性状 熔融白色颗粒或条状，现常制成小片状易吸收空气中的水分和二氧化碳1g溶于0.9ml冷水、0.3ml沸水、7.2ml无水乙醇、4.2ml甲醇，溶于甘油溶于水、乙醇时或溶液与酸混合时产生剧热溶液呈强碱性相对密度2.13。
熔点318℃沸点1390℃半数致死量(小鼠，腹腔)40mg/kg有腐蚀性 1.健康危害健康危害 侵入途径：吸入、食入 健康危害：本品有强烈刺激和腐蚀性粉尘或烟雾会刺激眼和呼吸道，腐蚀鼻中隔；皮肤和眼与NaOH直接接触会引起灼伤；误服可造成消化道灼伤，粘膜糜烂、出血和休克 2.毒理学资料及环境行为毒理学资料及环境行为 危险特性：本品不会燃烧，遇水和水蒸气大量放热，形成腐蚀性溶液与酸发生中和反应并放热具有强腐蚀性 • 燃烧(分解)产物：可能产生有害的毒性烟雾 1.泄漏应急处理泄漏应急处理 隔离泄漏污染区，周围设警告标志，建议应急处理人员戴好防毒面具，穿化学防护服不要直接接触泄漏物，用清洁的铲子收集于干燥洁净有盖的容器中，以少量NaOH加入大量水中，调节至中性，再放入废水系统也可以用大量水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统如大量泄漏，收集回收或无害 处理后废弃 2.防护措施防护措施 呼吸系统防护：必要时佩带防毒口罩 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜 防护服：穿工作服(防腐材料制作) 手防护：戴橡皮手套。
其它：工作后，淋浴更衣注意个人清洁卫生 3.急救措施急救措施 皮肤接触：应立即用大量水冲洗，再涂上3%-5%的硼酸溶液 眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15min或用3%硼酸溶液冲洗 吸入：迅速脱离现场至空气新鲜处必要时进行人工呼吸 食入：应尽快用蛋白质之类的东西清洗干净口中毒物，如牛奶、酸奶等奶质物品患者清醒时立即漱口，口服稀释的醋或柠檬汁，就医 灭火方法：雾状水、砂土、二氧化碳灭火器 三、各种多晶硅生产工艺简单介绍三、各种多晶硅生产工艺简单介绍 1.1.改良西门子法改良西门子法————闭环式三氯氢硅氢闭环式三氯氢硅氢还原法还原法 氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏三氯氢硅，然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行行CVDCVD反应生产高纯多晶硅反应生产高纯多晶硅 国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
法生产电子级与太阳能级多晶硅 ⑴硅的化学提纯 对于太阳电池，多晶硅的纯度一般要求在对于太阳电池，多晶硅的纯度一般要求在6N6N（（99.9999%99.9999%）以上到目前为止，都是利用）以上到目前为止，都是利用化化学提纯技术，学提纯技术，将冶金级硅（将冶金级硅（95%—99%95%—99%）进一步提）进一步提纯，得到高纯多晶硅纯，得到高纯多晶硅 所谓硅的化学提纯是将硅用化学方法转化为中所谓硅的化学提纯是将硅用化学方法转化为中间化合物，再将中间化合物提纯至所需的纯度，间化合物，再将中间化合物提纯至所需的纯度，然后再还原成高纯硅然后再还原成高纯硅 硅的化学提纯主要包括三个步骤硅的化学提纯主要包括三个步骤：1中间化合物的形成2中间化合物的分离和提纯3中间化合物被还原或被分解成高纯硅 ⑵ 高纯多晶硅硅料主要生产方法 根据中间化合物的不同，化学提纯多晶硅可分为不同的根据中间化合物的不同，化学提纯多晶硅可分为不同的技术路线目前，在工业中广泛应用的技术主要有：技术路线目前，在工业中广泛应用的技术主要有： 三氯氢硅氢还原法（西门子法）硅烷热分解法四氯化硅氢还原法经过化学提纯得到的高纯多晶硅的基硼浓度应小于0.05ppba，基磷浓度小于0.15ppba，碳浓度小于0.1ppma，金属杂质浓度小于1.0ppba。
改良西门子法•三氯氢硅氢还原法于三氯氢硅氢还原法于19541954年由西门子公司研究成年由西门子公司研究成功，因此又称为西门子法，是广泛采用的高纯多功，因此又称为西门子法，是广泛采用的高纯多晶硅制备技术，国际上生产高纯多晶硅的主要大晶硅制备技术，国际上生产高纯多晶硅的主要大公司都采用该技术，包括瓦克、海姆洛克和德山公司都采用该技术，包括瓦克、海姆洛克和德山•主要化学反应主要包括以下主要化学反应主要包括以下2 2个步骤：个步骤：1 1、三氯氢硅（、三氯氢硅（ ）的合成；）的合成；2 2、高纯硅料的生产：、高纯硅料的生产： •得到高产率和高纯度三氯氢硅（得到高产率和高纯度三氯氢硅（ ）的）的3 3个严个严格的化学反应条件：格的化学反应条件：1 1、反应温度在、反应温度在300℃-400℃300℃-400℃之间；之间；2 2、氯化氢气体（、氯化氢气体（HCIHCI）必须是干燥无水的；）必须是干燥无水的；3 3、工业硅须经过破碎和研磨，达到适合的粒径工业硅须经过破碎和研磨，达到适合的粒径 改良西门子法多晶硅制备工艺原理图工业硅硅粉氯气氯化氢合成三氯氢硅合成氯化氢气体三氯氢硅提纯干法回收四氯化硅氢化三氯氢硅三氯氢硅多晶硅还原还原尾气氢气氢气 改良西门子法多晶硅制备工艺流程图 改良西门子法的关键技术 改良西门子法改良西门子法————为闭环式三氯氢硅氢还原法。
在西门为闭环式三氯氢硅氢还原法在西门子法工艺的基础上，通过增加还原尾气干法回收系统，四子法工艺的基础上，通过增加还原尾气干法回收系统，四氯化硅氢化工艺，实现了闭路循环改良西门子法包括氯化硅氢化工艺，实现了闭路循环改良西门子法包括5 5个主要环节：个主要环节：三氯氢硅合成，三氯氢硅精馏提纯，三氯氢三氯氢硅合成，三氯氢硅精馏提纯，三氯氢硅的氢还原，尾气的回收和四氯化硅的氢化分离；硅的氢还原，尾气的回收和四氯化硅的氢化分离； 实现了真正的全闭环操作；实现了真正的全闭环操作； 能耗相对低、产量高、质量稳定，采用综合利用技术，能耗相对低、产量高、质量稳定，采用综合利用技术，对环境不产生污染（三氯氢硅和四氯化硅均有腐蚀性）对环境不产生污染（三氯氢硅和四氯化硅均有腐蚀性） 2.硅烷法硅烷法——硅烷热分解法硅烷热分解法 硅烷硅烷(siH(siH4 4) )是以四氯化硅氢化法、硅合金是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取然后将制得的硅烷气提纯后等方法制取然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。
在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅以前只有日本小松掌握此技术，由于发生以前只有日本小松掌握此技术，由于发生过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产过严重的爆炸事故后，没有继续扩大生产但美国人但美国人AshimiAshimi和和SGSSGS公司仍采用硅烷气热公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品 2005 年之前用该法生产的多晶硅占全球总产量年之前用该法生产的多晶硅占全球总产量的的20%左右国外采用硅烷法生产多晶硅的企业左右国外采用硅烷法生产多晶硅的企业主要是美国的主要是美国的MEMC 公司公司(前身是前身是Ethyl 公司公司)和和美国的美国的REC 公司公司(前身是前身是Asimi 公司公司)国际上作国际上作为在三氯氢硅法规模化生产多晶硅为在三氯氢硅法规模化生产多晶硅20 年后开发的年后开发的新一代多晶硅生产工艺的硅烷法多晶硅工艺，其新一代多晶硅生产工艺的硅烷法多晶硅工艺，其主要目的是降低多晶硅的生产能耗和成本，而且主要目的是降低多晶硅的生产能耗和成本，而且硅烷气体本身又是集成电路产业、光伏产业和硅烷气体本身又是集成电路产业、光伏产业和TIT 液晶显示器产业必不可少的特种气体，液晶显示器产业必不可少的特种气体， 一条生产一条生产线兼顾了多晶硅和硅烷特气两大产品。
线兼顾了多晶硅和硅烷特气两大产品 近几年全球光伏产业快速发展后，硅烷近几年全球光伏产业快速发展后，硅烷法多晶硅工艺越来越受到重视，其原因主法多晶硅工艺越来越受到重视，其原因主要硅烷法多晶硅工艺有它自身的优点要硅烷法多晶硅工艺有它自身的优点:每千每千克多晶硅产品的综合能耗比三氯氢硅法低克多晶硅产品的综合能耗比三氯氢硅法低三分之一以上三分之一以上;硅烷法工艺的副产物对环境硅烷法工艺的副产物对环境不会造成大的危害，属于环境友好型多晶不会造成大的危害，属于环境友好型多晶硅工艺硅工艺;生产成本比三氯氢硅法低，具有成生产成本比三氯氢硅法低，具有成本优势本优势;因为硅皖气体没有腐蚀性而三氯氢因为硅皖气体没有腐蚀性而三氯氢硅 下面分硅烷气体的制备和硅烷气下面分硅烷气体的制备和硅烷气体转化成多晶硅的生产工艺两大部体转化成多晶硅的生产工艺两大部分，简要介绍一下硅烷法多晶硅生分，简要介绍一下硅烷法多晶硅生产工艺硅烷气体的制备硅烷法多产工艺硅烷气体的制备硅烷法多晶硅的生产离不开硅烷气体硅烷晶硅的生产离不开硅烷气体硅烷气体的制备大致上有三种方法气体的制备大致上有三种方法: 硅具有较强的腐蚀性，所以硅烷法工艺对工艺管道和设硅具有较强的腐蚀性，所以硅烷法工艺对工艺管道和设备的要求比三氯氢硅法低，生产工艺系统的总投资比三氯备的要求比三氯氢硅法低，生产工艺系统的总投资比三氯氢硅法低氢硅法低;由于硅烷法工艺流程比三氯氢硅法简单，因此由于硅烷法工艺流程比三氯氢硅法简单，因此硅烧法工艺的占地面积比三氯氢硅法小，属于土地集约化硅烧法工艺的占地面积比三氯氢硅法小，属于土地集约化多晶硅工艺；硅烷法多晶硅中产生的硅粉可以用于浇铸法多晶硅工艺；硅烷法多晶硅中产生的硅粉可以用于浇铸法多晶硅片产品中，解决了硅粉的利用问题。
硅烷无腐蚀性，多晶硅片产品中，解决了硅粉的利用问题硅烷无腐蚀性，热分解温度低且分解率高，故此法所得硅多晶的纯度高，热分解温度低且分解率高，故此法所得硅多晶的纯度高，产率高产率高;硅烷气体是一种易燃易爆的气体，对系统的气密硅烷气体是一种易燃易爆的气体，对系统的气密性要求比三氯氢硅法高，所以系统的硬件建设标准比三氯性要求比三氯氢硅法高，所以系统的硬件建设标准比三氯氢硅法要高，在硬件过硬的基础上加强安全生产管理，以氢硅法要高，在硬件过硬的基础上加强安全生产管理，以免硅烷气体的泄露造成燃烧、爆炸事故的发生免硅烷气体的泄露造成燃烧、爆炸事故的发生 ⑴⑴金属氢化物工艺该方法的典型代金属氢化物工艺该方法的典型代表是美国的表是美国的MEMC MEMC 公司公司 采用氢化铝钠与四氟化硅气体反采用氢化铝钠与四氟化硅气体反应合成硅烷气体应合成硅烷气体: NaALH4+SiF4→NaALF4+SiH4 反应生产的粗硅烷气体经吸附塔、脱重塔和脱反应生产的粗硅烷气体经吸附塔、脱重塔和脱轻塔纯化精制，把粗硅烷气体纯度提升到轻塔纯化精制，把粗硅烷气体纯度提升到6N 以上以上的高纯度电子级硅烷气体，再经过低温液化处理的高纯度电子级硅烷气体，再经过低温液化处理制得的液态硅烷储存在产品硅烷储槽内，通过蒸制得的液态硅烷储存在产品硅烷储槽内，通过蒸发液态的硅烷气体变成常温的硅烷气体供硅烷还发液态的硅烷气体变成常温的硅烷气体供硅烷还原多晶硅工段使用。
以上反应中使用的四氟化硅原多晶硅工段使用以上反应中使用的四氟化硅气体利用化肥企业的副产物氟硅酸制得或用其它气体利用化肥企业的副产物氟硅酸制得或用其它方法制得美国方法制得美国MEMC 公司采用该方法已经大规公司采用该方法已经大规模生产多晶硅，技术已经很成熟，已经在模生产多晶硅，技术已经很成熟，已经在20 年前年前用于年产千吨级以上的多晶硅生产线上用于年产千吨级以上的多晶硅生产线上 ⑵⑵硅镁合金法工艺硅镁合金法工艺 硅镁合金制备硅烷气体工艺也称小松法工艺硅镁合金制备硅烷气体工艺也称小松法工艺硅镁合金法制备硅烷的工艺流程非常简练小松硅镁合金法制备硅烷的工艺流程非常简练小松法制备硅烷工艺法制备硅烷工艺*内历史上研究最多的工艺路线，内历史上研究最多的工艺路线，实现过年产实现过年产5 吨规模的试验性的生产装置线该吨规模的试验性的生产装置线该方法的主要反应有：方法的主要反应有：Si+Mg→Mg2Si3 Mg2Si + NH4Cl→SiH4+MgCl26NH3 第一步反应在真空或保护气氛下进行第一步反应在真空或保护气氛下进行 第二步反应在低温液氨下进行，其中生产第二步反应在低温液氨下进行，其中生产的氯化镁在液氨环境下与液氨络合成六氨的氯化镁在液氨环境下与液氨络合成六氨氯化镁。
由于成本过高，该方法目前还没氯化镁由于成本过高，该方法目前还没有应用于千吨级规模的生产线上硅镁合有应用于千吨级规模的生产线上硅镁合金法工艺到目前为止还没有用于大规模多金法工艺到目前为止还没有用于大规模多晶硅生产线该方法用于大规模生产线上晶硅生产线该方法用于大规模生产线上主要要解决的问题是：主要要解决的问题是： 1)液氨的循环利用要实现液氨循环利用，必液氨的循环利用要实现液氨循环利用，必须实现从六氨氯化镁络合物中的氨分离出来，实须实现从六氨氯化镁络合物中的氨分离出来，实现氨的循环利用；现氨的循环利用； 2) 传统的小松法制备硅烷气体采用的是批次式传统的小松法制备硅烷气体采用的是批次式反应，要实现大规模生产，该反应需要改成连续反应，要实现大规模生产，该反应需要改成连续式反应，否则很难实现规模化生产；式反应，否则很难实现规模化生产； 3) 该工艺中氨的循环量很大，需要补充大量的该工艺中氨的循环量很大，需要补充大量的冷量，如何实现冷量和热量的充分利用来降低能冷量，如何实现冷量和热量的充分利用来降低能耗过高的问题需要做进一步改进耗过高的问题需要做进一步改进 ⑶⑶氯硅烷歧化反应法氯硅烷歧化反应法 此法利用如下氯硅烷的合成和歧化反应此法利用如下氯硅烷的合成和歧化反应来获得硅烷：来获得硅烷： Si + 2H2 + 3SiC14=4SiHCl3 6SiHCl3=3SiH2Cl2 + 3SiCl4 4SiH2Cl2=2SiH3Cl + 2SiHCl3 3SiH3Cl=SiH2Cl2 + SiH4 整个过程是闭路，一方投入硅与整个过程是闭路，一方投入硅与氢，另一方获得硅烷，因此排出物氢，另一方获得硅烷，因此排出物少，对环保环境有利，同时材料的少，对环保环境有利，同时材料的利用率高。
该方法已经实现千吨级利用率高该方法已经实现千吨级规模生产水平美国规模生产水平美国REC( 前身为前身为Asimi) 采用该方法来制备硅烷气采用该方法来制备硅烷气体无论采用何种方法来制备硅烷体无论采用何种方法来制备硅烷气体，气体， 3.流化床法流化床法 以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生产二氯二氢硅，继而生产硅烷气氢反应生产二氯二氢硅，继而生产硅烷气制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉流化床制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉流化床反应炉内进行连续热分解反应，生产粒状反应炉内进行连续热分解反应，生产粒状多晶硅产品因为在流化床反应炉内参与多晶硅产品因为在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低、反应的硅表面积大，生产效率高，电耗低、成本低，适应于大规模生产太阳能级多晶成本低，适应于大规模生产太阳能级多晶硅 流化床法是美国联合碳化合物公司早年研发的多晶硅流化床法是美国联合碳化合物公司早年研发的多晶硅制备工艺技术。
该方法是以制备工艺技术该方法是以SiCl4、、H2、、HCl和工业硅为原和工业硅为原料，在高温高压流化床内（沸腾床）生成料，在高温高压流化床内（沸腾床）生成SiHCl3，将，将SiHCl3再进一步歧化加氢反应生成再进一步歧化加氢反应生成SiH2Cl2，继而生成硅，继而生成硅烷气制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉烷气制得的硅烷气通入加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品由于在流内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品由于在流化床反应炉内参与反应的硅表面积大，故该方法生产效率化床反应炉内参与反应的硅表面积大，故该方法生产效率高、电耗低、成本低该方法的缺点是安全性较差，危险高、电耗低、成本低该方法的缺点是安全性较差，危险性较大，且产品的纯度也不高不过，它还是基本能满足性较大，且产品的纯度也不高不过，它还是基本能满足太阳能电池生产的使用故该方法比较适合大规模生产太太阳能电池生产的使用故该方法比较适合大规模生产太阳能级多晶硅阳能级多晶硅 目前采用该方法生产颗粒状目前采用该方法生产颗粒状多晶硅的公司主要有：挪威可多晶硅的公司主要有：挪威可再生能源公司（再生能源公司（REC）、德国）、德国瓦克公司（瓦克公司（Wacker）、美国）、美国HemLock和和M E M C 公司等。
公司等 挪威挪威R E C 公司是世界上惟一一家业务贯穿整公司是世界上惟一一家业务贯穿整个太阳能行业产业链的公司，是世界上最大的太个太阳能行业产业链的公司，是世界上最大的太阳能级多晶硅生产商该公司利用硅烷气为原料，阳能级多晶硅生产商该公司利用硅烷气为原料，采用流化床反应炉闭环工艺分解出颗粒状多晶硅，采用流化床反应炉闭环工艺分解出颗粒状多晶硅，且基本上不产生副产品和废弃物这一特有专利且基本上不产生副产品和废弃物这一特有专利技术使得技术使得R E C 在全球太阳能行业中处于独一无在全球太阳能行业中处于独一无二的地位二的地位REC还积极致力于新型流化床反应器还积极致力于新型流化床反应器技术（技术（FBR）的开发，该技术使多晶硅在流化床）的开发，该技术使多晶硅在流化床反应器中沉积，而不是在传统的热解沉积炉或西反应器中沉积，而不是在传统的热解沉积炉或西门子反应器中沉积，因而可极大地降低建厂投资门子反应器中沉积，因而可极大地降低建厂投资和生产能耗和生产能耗 德国瓦克公司开发了一套全新的粒状多德国瓦克公司开发了一套全新的粒状多晶硅流体化反应器技术生产工艺该工艺晶硅流体化反应器技术生产工艺。
该工艺基于流化床技术（以三氯硅烷为给料），基于流化床技术（以三氯硅烷为给料），已在两台实验反应堆中进行了工业化规模已在两台实验反应堆中进行了工业化规模生产试验，瓦克公司最近投资了约生产试验，瓦克公司最近投资了约2亿欧元，亿欧元，在德国博格豪森建立新的超纯太阳能多晶在德国博格豪森建立新的超纯太阳能多晶硅工厂，年生产能力为硅工厂，年生产能力为2500t，加上其它扩，加上其它扩建措施，新工厂的投产将使瓦克公司在建措施，新工厂的投产将使瓦克公司在2008年达到年达到9000t的年生产能力，最终于的年生产能力，最终于2010年达到年达到11 500t的产能 另外，美国另外，美国Hemlock公司将开设公司将开设实验性颗粒硅生产线来降低硅的成实验性颗粒硅生产线来降低硅的成本，本，Helmlock公司计划在公司计划在2010年年将产能提高至将产能提高至19 000tMEMC公公司则计划在司则计划在2010年底其产能达到年底其产能达到7000t左右 流化床技术是美国流化床技术是美国MEMC Pasadena公司开发的技术公司开发的技术目前该公司生产能力为目前该公司生产能力为1400吨吨/年。
该公司用硅烷作反应年该公司用硅烷作反应气体，在流化床反应器中硅烷发生分解反应，在预先装入气体，在流化床反应器中硅烷发生分解反应，在预先装入的细硅粒表面生长多晶硅颗粒硅烷流化床技术具有反应的细硅粒表面生长多晶硅颗粒硅烷流化床技术具有反应温度低（温度低（575~685°C），还原电耗低（），还原电耗低（SiH4热分解能耗降热分解能耗降至至10kWh/kg，相当于西门子法的，相当于西门子法的10%，），沉积效率高，），沉积效率高（理论上转化率可以达到（理论上转化率可以达到100%）、反应副产物（氢气））、反应副产物（氢气）简单易处理等优点，而且流化床反应器能够连续运行，产简单易处理等优点，而且流化床反应器能够连续运行，产量高、维护简单，因此这种技术最有希望降低多晶硅成本，量高、维护简单，因此这种技术最有希望降低多晶硅成本，工程分析表明这种技术制造的多晶硅成本可降低至工程分析表明这种技术制造的多晶硅成本可降低至20美元美元/公斤 另外这种技术产品为粒状多晶硅，可以另外这种技术产品为粒状多晶硅，可以在直拉单晶炉采用连续加料系统，降低单在直拉单晶炉采用连续加料系统，降低单晶硅成本，提高产量。
根据晶硅成本，提高产量根据MEMC公司统公司统计，使用粒状多晶硅，同时启动再加料系计，使用粒状多晶硅，同时启动再加料系统，单晶硅制造成本降低统，单晶硅制造成本降低40%，产量增加，产量增加25%因此业界普遍看好流化床技术，被因此业界普遍看好流化床技术，被认为是最有希望大幅度降低多晶硅以及单认为是最有希望大幅度降低多晶硅以及单晶硅成本的新技术，目前包括美国晶硅成本的新技术，目前包括美国REC德德国国WACKER等传统多晶硅大厂目前都在开等传统多晶硅大厂目前都在开发这项技术发这项技术 唯一的缺点是安全性差，危险性大其唯一的缺点是安全性差，危险性大其次是产品纯度不高，但基本能满足太阳能次是产品纯度不高，但基本能满足太阳能电池生产的使用电池生产的使用 此法是美国联合碳化物公司早年研究的此法是美国联合碳化物公司早年研究的工艺技术目前世界上只有美国工艺技术目前世界上只有美国MEMCMEMC公司公司采用此法生产粒状多晶硅此法比较适用采用此法生产粒状多晶硅此法比较适用生产价廉的太阳能级多晶硅生产价廉的太阳能级多晶硅 4.太阳能级多晶硅新工艺技术太阳能级多晶硅新工艺技术 ⑴⑴冶金法生产太阳能级多晶硅冶金法生产太阳能级多晶硅 主要工艺是：选择纯度较高的工业硅（即冶金主要工艺是：选择纯度较高的工业硅（即冶金硅）进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭中硅）进行水平区熔单向凝固成硅锭，去除硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分后，进行粗粉碎金属杂质聚集的部分和外表部分后，进行粗粉碎与清洗，在等离子体融解炉中去除硼杂质，再进与清洗，在等离子体融解炉中去除硼杂质，再进行第二次水平区熔单向凝固成硅锭，去除第二次行第二次水平区熔单向凝固成硅锭，去除第二次熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分，经粗熔硅锭中金属杂质聚集的部分和外表部分，经粗粉碎与清洗后，在电子束融解炉中除磷和碳杂质，粉碎与清洗后，在电子束融解炉中除磷和碳杂质，直接生成太阳级多晶硅。
直接生成太阳级多晶硅 ⑵⑵气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅气液沉积法生产粒状太阳能级多晶硅 主要工艺是：将反应器中的石墨管的温主要工艺是：将反应器中的石墨管的温度升高到度升高到1500℃1500℃，流体三氯氢硅和氢气从，流体三氯氢硅和氢气从石墨管的上部注入，在石墨管内壁石墨管的上部注入，在石墨管内壁1500℃1500℃高温处反应生成液体状硅，然后滴入底部，高温处反应生成液体状硅，然后滴入底部，温度回升变成固体粒状的太阳能多晶硅温度回升变成固体粒状的太阳能多晶硅 四、多晶硅生产工艺的发展 1.国外多晶硅生产技术的发展：国外多晶硅生产技术的发展： ⑴研发的新工艺几乎全是以满足太阳能产业所需要的太阳能级多晶硅； ⑵研发的新工艺主要集中体现在多晶硅生成反应器装置上，多晶硅生成反应器是复杂的多晶硅生产系统中的一个提高产能、降低能耗的关键装置； ⑶研发的流化床反应器（FBR）粒状多晶硅生成的工艺技术将是生产太阳能级多晶硅首选的工艺技术其次是研发的石墨管状炉反应器（Tube-Reactor），也是降低多晶硅生产电耗、实现连续性大规模生产、提高生产效率、降低生产成本的新工艺技术； ⑷流化床反应器（FBR）和石墨管状炉反应器（Tube-Reactor）生成粒状多晶硅的硅原料可以用硅烷、二氯二氢硅或三氯氢硅； ⑸在2005年前多晶硅扩产中100%都采用改良西门子工艺。
在2005年后多晶硅扩产中仍采用改良西门子工艺 目前多晶硅主要的新增需求来自于太阳目前多晶硅主要的新增需求来自于太阳能光伏产业，国际上已经形成开发低成本、能光伏产业，国际上已经形成开发低成本、低能耗的太阳能级多晶硅生产新工艺技术低能耗的太阳能级多晶硅生产新工艺技术的热潮，并趋向于把生产低纯度的太阳能的热潮，并趋向于把生产低纯度的太阳能级多晶硅工艺和生产高纯度电子级多晶硅级多晶硅工艺和生产高纯度电子级多晶硅工艺区分开来，以降低太阳能级多晶硅生工艺区分开来，以降低太阳能级多晶硅生产成本，从而降低太阳能电池制造成本，产成本，从而降低太阳能电池制造成本，促进太阳能光伏产业的发展，普及太阳能促进太阳能光伏产业的发展，普及太阳能的利用，无疑是一个重要的技术决策方向的利用，无疑是一个重要的技术决策方向 2.国内多晶硅生产发展趋势：国内多晶硅生产发展趋势： 目前国内的几家多晶硅生产单位的扩产都是采用改良西门子工艺技术还没有见到新的工艺技术有所突破的报道 江西省抓住机遇，凭借粉石英（硅材料主要原料）储量全国第一的资源优势，出台多方面措施保障光伏产业发展。
短短3、4年间，使得一大批光伏产业上下游项目迅速在江西集聚，成为我国重要的光伏产业基地以新余为主产地、以赛维LDK和盛丰能源为核心企业的产业带具有较强的生产能力，初步建立了从硅料、硅片到太阳能电池组件及配套产品的完整产业链，拥有了对外合作的有效途径和一批关键人才，在国内已具有较明显的规模优势和市场竞争力 2008年江西省光伏产业发展迅速，实现销售收入128.9亿元另外该省生产的多晶硅片已占全球总产量的四分之一，龙头企业赛维2008年的产能超过1400MW 2009年初，经省政府同意，由江西省发改委牵头编制的《江西省光伏产业发展规划》正式下发，为江西光伏产业发展确定了大的方向规划中提到，力争到2012年将江西打造成为全球重要的光伏产业生产基地按照规划，未来数年，新余、丰城、南昌产业带将建成全省光伏产业主要集聚区 江西丰城工业园集中了国内几家主要的多晶硅生产企业，目前综合产能达１００００吨以上，其中江西盛丰新能源科技有限公司产能最大，２００９年达到１５００吨，２０１０年可达３０００吨，预计２０１２年项目计划工程完成后，产能将稳定在４０００吨以上。
江西盛丰新能源科技有限公司于2008年9月28日注册成立公司位于赣江之滨的丰城市丰源工业园，距省会南昌市仅60公里，距昌北机场1小时路程，周边紧靠105国道、昌樟高速公路，交通便利 盛丰能源是一家专业从事太阳能级多晶硅研发和生产的企业，拥有一批长期从事电力及硅材料提纯生产的协作团队，其具有自主知识产权的新物理法太阳能级高纯硅生产技术，将为国内太阳能电池制造提供高效高纯硅料并大幅降低太阳能电池制造成本，成为有别于西门子法高纯硅生产技术依靠者，以大力提升光伏发电的竞争力 江西赛维LDK太阳能高科技有限公司是世界规模最大的太阳能多晶硅片生产企业工厂坐落于江西省新余市经济开发区，专注于太阳能多晶硅铸锭及多晶硅片研发、生产、销售为一体的高新技术光伏企业，拥有国际最先进的生产技术和设备公司注册资金11095万美元，总投资近3亿美元2006年4月份投产， 7月份产能达到100兆瓦，8月份入选“RED HERRING亚洲百强企业”，10月份产能达到200兆瓦，被国际专业人士称为“LDK速度奇迹”荣获“2006年中国新材料产业最具成长性企业”称号。
目前公司正致力于发展成为一个“世界级光伏企业” 2007年6月1日，赛维LDK成功在美国纽约证交所上市，成为中国企业历史上在美国单一发行最大的一次IPO；赛维LDK是江西省企业有史以来第一次在美国上市的企业，是中国新能源领域最大的一次IPO 该公司1.5万吨硅料项目近日已在江西省新余市正式启动，该项目总固定资产投资120亿元以上，预计将成为目前全球太阳能领域单个投资额最多、产能设计规模最大的项目之一 据悉，该项目计划首期在2008年底前建成投产，形成6000吨太阳能级硅料的年生产能力；2009年项目全部建成投产后，将形成1.5万吨产能，从而使该公司成为世界主要的太阳能多晶硅原料生产企业 3.多晶硅产业发展预测多晶硅产业发展预测 高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基高纯多晶硅是电子工业和太阳能光伏产业的基础原料，在未来的础原料，在未来的50年里，还不可能有其他材料年里，还不可能有其他材料能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材能够替代硅材料而成为电子和光伏产业主要原材料 随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球随着信息技术和太阳能产业的飞速发展，全球对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求。
世界对多晶硅的需求增长迅猛，市场供不应求世界多晶硅的产量多晶硅的产量2005年为年为28750吨，其中半导体级吨，其中半导体级为为20250吨，太阳能级为吨，太阳能级为8500吨半导体级需求吨半导体级需求量约为量约为19000吨，略有过剩；太阳能级的需求量吨，略有过剩；太阳能级的需求量为为15600吨，供不应求近年来，全球太阳能电吨，供不应求近年来，全球太阳能电池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的迅猛池产量快速增加，直接拉动了多晶硅需求的迅猛增长全球多晶硅由供过于求转向供不应求全球多晶硅由供过于求转向供不应求受此影响，作为太阳能电池主要原料的多晶硅价格此影响，作为太阳能电池主要原料的多晶硅价格快速上涨快速上涨 中国多晶硅工业起步于20世纪50年代，60年代中期实现了产业化，到70年代，生产厂家曾经发展到20多家但由于工艺技术落后，环境污染严重，消耗大，成本高等原因，绝大部分企业亏损而相继停产或转产到目前为止，国内有多晶硅生产条件的单位有洛阳中硅高科技有限公司、峨嵋半导体材料厂（所）、四川新光硅业科技有限责任公司、亚洲硅业（青海）有限公司4家企业 中国集成电路和太阳能电池对多晶硅的需求快速增长，2005年集成电路产业需要电子级多晶硅约1000吨，太阳能电池需要多晶硅约1400吨；到2010年，中国电子级多晶硅年需求量将达到约2000吨，光伏级多晶硅年需求量将达到约4200吨。
而中国多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95%以上多晶硅材料需要进口，供应长期受制于人，再加上价格的暴涨，已经危及到多晶硅下游众多企业的发展，成为制约中国信息产业和光伏产业产业发展的瓶颈问题 由于多晶硅需求量继续加大，在市场缺口加大、价格不断上扬的刺激下，国内涌现出一股搭上多晶硅项目的热潮多晶硅项目的投资热潮，可以说是太阳能电池市场迅猛发展的必然结果，但中国硅材料产业一定要慎重发展，不能一哄而上；关键是要掌握核心技术，否则将难以摆脱受制于人的局面 作为高科技产业，利用硅矿开发多晶硅，产业耗能大，电力需求高目前电价已成为中国大多数硅矿企业亟待突破的瓶颈之一因此中国大力发展多晶硅产业，亟需在条件成熟的地方制定电价优惠政策，降低成本 由于需求增加快速，但供给成长有限，多晶硅料源的供应2007年是最严重缺乏的一年，到2009年，全世界多晶硅的年需求量将达到6.5万吨在未来的3至5年间，也就是在中国的“十二五”期间，将是中国多晶硅产业快速发展的黄金时期 4.多晶硅行业发展的主要问题多晶硅行业发展的主要问题 产业化差距：同国际先进水平相比，国内多晶硅生产企业在产业化方面的差距主要表现在以下几个方面： ⑴⑴产能低供需矛盾突出产能低供需矛盾突出 2005年中国太阳能用单晶硅企业开工率在20％－30％，半导体用单晶硅企业开工率在80％－90％，无法实现满负荷生产，多晶硅技术和市场仍牢牢掌握在美、日、德国的少数几个生产厂商中，严重制约我国产业发展。
⑵⑵生产规模小竞争力不强生产规模小竞争力不强 现在公认的最小经济规模为1000吨/年，最佳经济规模在2500吨/年，而我国现阶段多晶硅生产企业离此规模仍有较大的距离我们潞安高纯硅业科技有限责任公司，一出手就建300T/年，进而发展为万吨级的，是有一定的战略眼光的 ⑶⑶工艺设备落后不先进工艺设备落后不先进 同类产品物料和电力消耗过大，三废问题多，与国际水平相比，国内多晶硅生产物耗能耗高出1倍以上，产品成本缺乏竞争力 ⑷⑷技术工艺有待优化技术工艺有待优化 千吨级工艺和设备技术的可靠性、先进性、成熟性以及各子系统的相互匹配性都有待生产运行验证，并需要进一步完善和改进 ⑸⑸生产企业技术创新能力不强生产企业技术创新能力不强 国内多晶硅生产企业基础研究资金投入太少，尤其是非标设备的研发制造能力差使我们对多晶硅产业的发展存在一定的担忧 ⑹⑹盲目重复建设严重盲目重复建设严重 一些地方政府和企业对投资多晶硅项目，存在低水平重复建设的隐忧 ⑺⑺产生大量污染产生大量污染 环境问题如同安全问题一样是多晶硅项目建设需要重点考虑的问题。
环境问题解决不好，可使建成的项目变成一个废厂 5.行业发展对策与建议行业发展对策与建议 ⑴发展壮大我国多晶硅产业的市场条件已经基本具备、时机已经成熟，国家相关部门加大对多晶硅产业技术研发，科技创新、工艺完善、项目建设的支持力度，抓住有利时机发展壮大我国的多晶硅产业 ⑵支持最具条件的改良西门子法共性技术的实施，加快突破千吨级多晶硅产业化关键技术，形成从材料生产工艺、装备、自动控制、回收循环利用的多晶硅产业化生产线，材料性能接近国际同类产品指标；建成节能、低耗、环保、循环、经济的多晶硅材料生产体系，提高我们多晶硅在国际上的竞争力 ⑶依托高校以及研究院所，加强新一代低成本工艺技术基础性及前瞻性研究，建立低成本太阳能及多晶硅研究开发的知识及技术创新体系，获得具有自主知识产权的生产工艺和技术 ⑷政府主管部门加强宏观调控与行业管理，避免低水平项目的重复投资建设，保证产业的有序、可持续发展 五、工业硅生产技术 工业硅是在单相或三相电炉中冶炼的，绝大多数容量大于5000kV·A的三相电炉使用的是石墨电极或碳素电极，采用连续法生产方式；也有用自焙电极生产的，但产品质量不太理想。
工业硅是连续方法冶炼的从冶炼程序观点出发，正确的炉口料面操作是极为重要的，炉口料面的正常操作有如下特征： ①①沿整个炉口料面冒出均匀的气体，不存在黑色的烧结沿整个炉口料面冒出均匀的气体，不存在黑色的烧结区域，没有局部气体喷出，沿着电极周围整个电炉中心和区域，没有局部气体喷出，沿着电极周围整个电炉中心和电极之间的炉料均匀地下沉，没有大量塌料和刺火现象；电极之间的炉料均匀地下沉，没有大量塌料和刺火现象； ②②电极周围料面锥体正常，电炉中心的炉料比周围炉料电极周围料面锥体正常，电炉中心的炉料比周围炉料下降快，整个料面冒出黄色火焰；下降快，整个料面冒出黄色火焰； ③③电极深而稳地插入炉料中；电极深而稳地插入炉料中； ④④在每次出硅时液态炉渣经常伴随在硅液中，在除渣后在每次出硅时液态炉渣经常伴随在硅液中，在除渣后期明亮的黄色火焰通过出硅口喷出来，出硅口容易冒火；期明亮的黄色火焰通过出硅口喷出来，出硅口容易冒火； ⑤⑤电能消耗是稳定的，并且功率表纪录绘出平滑的曲线；电能消耗是稳定的，并且功率表纪录绘出平滑的曲线； ⑥⑥每小时装配料时间按照实际电能消耗严格精确地进行。
每小时装配料时间按照实际电能消耗严格精确地进行 1.生产操作要点 ⑴⑴配料：配料：在生产中要首先配好料各种原料的称量和均匀过程叫配料 配料工作的好坏对产品质量、原料单耗、产品成本特别重要配料中有三个重要比例需生产者控制：即还原剂组成的使用比例、计算的原料比例和实际用的配料比例 硅 石 水 洗 筛 分低灰分煤、石油焦木 块、木 炭 等称量配料电炉熔炼烟气回收工业硅精炼浇铸破碎微 硅 粉 图：工业硅生产模块流程图：工业硅生产模块流程 ⑵⑵加料捣炉：加料捣炉：向炉内加料时 ，要注意保持炉膛上部规定的料面水平一般是经下料管和流槽把电炉料仓的炉料加到炉内，或经人工铁锹把炉料从炉外投到炉内加料时操作人员的主要任务是保证炉膛上部料面处于正常状态其特点是： ①电极深而稳地插入炉料中； ②气体经炉膛上部整个有效表面均匀冒出，没有暗色烧结部分，气体由小孔排出； ③炉料沿炉膛上部的整个有效截面下落； ④熔体硅液的出炉正常，出炉量与规定的电能和原料消耗相适应； ⑤电极的电流符合稳定。
为保证需要的炉料适时进入反应坩埚，要通过捣炉强制炉料下沉在实际生产中，加料和捣炉是结合进行的早期捣炉用木棒进行，现在已大多使用半自动或全自动捣炉机 电炉正常运行时，只有当炉料在炉膛上部已被很好加热以后或者出现形成“刺火孔”的迹象时，才实施捣炉沉料要领如下： ①捣炉作业一般是一个电极区一个电极区地一次进行小型炉或半自动捣炉机捣炉时，几台捣炉机同时配合进行捣炉；大电炉或全自动捣炉机捣炉时，在每个电极区分别进行作业； ②捣炉前先定好捣杆运行方向，捣炉时捣杆切勿触碰电极； ③在捣杆抽回后，马上把被撬散的热料堆到电极周围，并在整理好的料面上加上新料加料应均匀，对易产生刺火处要先加料加料可适当多点，以增大气体喷出的阻力 2.生产操作安全控制 ⑴⑴烘炉前的准备：烘炉前的准备：电炉炉衬砌成后，在正式投产前要进行烘炉，除去炉衬水分和气体，把电极、炉衬烧结成型，保证在加料前炉膛和电极适合冶炼要求 ⑵⑵烘炉：烘炉：烘炉质量不仅会影响炉衬的寿命，而且还会影响电炉是否能顺利投入生产烘炉质量不好，会降低炉体使用寿命，并延长开炉时间，影响整个生产过程。
⑶⑶开炉：开炉：电炉炉衬烘好后，设备已经检查试运转正常，电炉炉衬烘好后，设备已经检查试运转正常，一切准备工作完成后即可开炉一切准备工作完成后即可开炉 用烘炉电压开炉，一直用烘炉电压开炉，一直到炉况正常要严格控制料面上升速度、加料速速和输入到炉况正常要严格控制料面上升速度、加料速速和输入电量要一致起弧后第一次加料要多投些，这样可以盖住电量要一致起弧后第一次加料要多投些，这样可以盖住电弧以后加料要根据耗电量控制加料量，开炉操作尽量电弧以后加料要根据耗电量控制加料量，开炉操作尽量少动电极，加了动作要轻，以免炉料下榻进入电极下，使少动电极，加了动作要轻，以免炉料下榻进入电极下，使电极上抬，造成炉底上涨新开炉料面要维护好，操作要电极上抬，造成炉底上涨新开炉料面要维护好，操作要轻，尽量减少加料量又不要出现刺火塌料现象，使炉内能轻，尽量减少加料量又不要出现刺火塌料现象，使炉内能够多蓄积热量，为形成正常炉况打下基础炉口料面要平够多蓄积热量，为形成正常炉况打下基础炉口料面要平稳上升前期操作电炉要注意电气、机械设备的运行情况，稳上升前期操作电炉要注意电气、机械设备的运行情况，不允许捣炉，使坩埚尽快更好地形成。
不允许捣炉，使坩埚尽快更好地形成 ⑷⑷加料：加料：按配料要求配料、上料，新开炉时木块或玉米芯可单独堆放新开电炉配料应偏“重”些，因为新开炉的炉底有残留的炭材，还原剂按比例少加；待炉底部残留的还原剂数量和料批中少加的数量抵消时，再按正常料批配料、加料但是在开炉时用硅石块保护碳砖的开炉方式，配料不能重，相应要略轻些 ⑸⑸捣炉：捣炉：每班沉料5～8次炉况正常时可做到集中沉料、加料沉料时，捣炉机捣松后就地下沉，尽量不要翻动炉料层结构顺序，若遇大块黏料影响炉料下沉时，应碎成小块或将其推向炉中心 每次出炉后应用捣炉机或人工进行捣炉，疏松料层，增加炉料透气性，扩大反应区，从而延长闷烧时间，是一氧化硅挥发量减少，提高硅的回收率捣炉时操作要快，下杆方向角度要掌握好，不能对准电极 ⑹⑹出炉：出炉：工业硅的出炉就是炉内发生的液态硅经炉口放出有间断出炉和连续出炉两种方式采用不同的出炉方式，对工业硅的生产率和工业硅的质量等有不同程度的影响 间断出炉是在炉内的液态硅达到一定数量后，定期打开炉眼，液态硅在短时间内放出，然后在堵上炉眼 连续出炉多用在大型炉熔炼过程中，炉内反应生成的硅液经炉眼连续流出，炉眼是经常开着的。
这样电炉内硅的过热程度小，挥发损失少，电极容易深埋，对改善熔炼过程和提高产量有利 ⑺⑺浇铸：浇铸：连续出炉的企业直接是边出炉边流入锭模成型冷却间断出炉时，要把从炉内流入抬包中的硅液在浇铸到铸铁围成的锭模中为保证铸铁模浇铸时不致熔化，铸铁砖是由添加其他耐高温合金的材料铸成，有一定的厚度根据工业硅破碎、包装的需要，对一般用途的工业硅，浇铸的厚度通常是100～150mm根据每炉硅液的产量，浇铸前可调整锭模的尺度，以保证锭模能容纳足量的工业硅 六、氢气的制备和净化（V5300） 1.氢气的生产工艺：氢气的生产工艺： 氢气在多晶硅厂中一般是通过电解水法生产在电解水过程中，由电解槽阴极生成的氢气导入氢气总管，送到氢气处理工序 ⑴碱性电解槽 电解槽是电解水制氢设备的核心，是发生化学反应的地方，在电解小室的阴、阳电极上分别制的氢气和氧碱性电解槽是最古老、最成熟、最经济的电解槽，易于操作，目前仍在广泛使用见图所示： 图：碱性电解槽原理示意图 碱性电解槽主要由电源、电解槽箱体、电解液、阴极、阳极和横膈膜组成通常电解液都是氢氧化钾溶液（KOH），浓度为20%--30%，横膈膜主要由石棉组成，主要起分离气体的作用，而两个电极则主要由金属合金组成。
电解槽工作温度70--100℃，压力为100—3000KPa两个水分子（H2O）被分解为两个氢离子（H+）和两个氢氧根离子（OH-）,氢离子得到电子生产氢原子，并进一步生产氢分子（H2），而那两个氢氧根离子则在阴、阳极之间的电场力作用下穿过多孔的横膈膜，到达阳极，在阳极失去两个电子生产一个水分子和1/2个氧分子阴、阳极的反应如下： 阴极：2H2O+2e-→H2+2OH- 阳极：2OH-→1/2O2+2e- ⑵聚合物薄膜电解槽 碱性电解槽结构简单，操作方便，价格较便宜，比较适合用于大规模的制氢，缺点是效率不够高，约70%～80%为了进一步提高电解槽的效率，开发出了聚合物薄膜电解槽（PEM）和固体氧化物电解槽聚合物薄膜电解槽是基于离子交换技术的高效电解槽，它的工作原理如图所示 PEM电解槽主要也是由两电极和聚合物薄膜组成，质子交换膜通常与电极催化剂成一体化结构在这种结构中，以多孔的铂材料作为催化剂结构的电极是紧贴在交换膜表面的薄膜由一种聚四氟乙烯的阳离子交换膜组成，包含有SO3H-,水分子在阳极被分解为氧和氢，而SO3H-很容易分解成SO32-和H+,H+和水分子结合成H3O+,在电场作用下穿过薄膜到达阴极，在阴极生成氢，PEM电解槽不需电解液，只需纯水，比碱性电解槽安全、可靠。
使用质子交换膜作为电解质具有化学稳定性、高的质子传导性、良好的气体分离性等优点由于较高的质子传导性，PEM电解槽可以工作在较高的电流下，从而增大了电解效率并且由于质子交换薄膜薄，减小了电阻损失，也提高了系统的效率目前PEM电解槽的效率可以达到85%或以上，但由于在电极处使用铂等贵重金属，聚四氟乙烯的阳离子交换膜也是很昂贵的材料，故PEM电解槽目前还很难投入大规模的使用 ⑶固体氧化物电解槽 固体氧化物电解槽从1972年开始发展起来，目前还处于早期发展阶段由于工作在高温下，部分电能由热能代替，效率很高，并且成本也不高，其基本原理见下图 高温水蒸气进入管状电解槽后，在内部的负电极处被分解为H+和O2-,H+得到电子生成H2，而O2-则通过电解质ZrO2到达外部的阳极，生成O2固体氧化物电解槽目前是三种电解槽中效率最高的，并且反应的废热可以通过汽轮机、制冷系统等利用起来，使得总效率达到90%，但由于工作在高温下（1000℃）也存在着材料和使用上的一些问题 2.氢气的净化、储存和运输 ⑴氢气的净化： ①氢气的净化方法、系统的安排与操作 常用的氢气净化方法有两种：钯合金扩散法、催化脱氧及吸附干燥法。
钯合金扩散法是国内外净化氢气比较先进的方法，但是钯合金膜设备材料稀缺、成本高，而且使用钯合金膜时，氢气仍需先预净化，这种方法的应用不广泛催化脱氧及吸附干燥法是比较经济以被广泛应用的一种方法 ②净化方法和流程 净化方法和流程应当根据所用的工业氢气中的杂质种类及其具体情况和生产的要求来确定，同时还要确定净化剂及其用量、净化设备及数量由于氢气纯度的要求，所用的各种净化剂必须是高纯度的，净化效果要好，不与氢气反应，不消耗氢气，有较高的净化处理量，净化速度快，能连续使用，便于火花和再生净化剂的安装顺序一般是先脱氧而后除水，一般净化器必须要有两套设备，一套使用，一套再生或备用，净化设备应当简单，管道尽可能短、管道接口处必须密封 ③净化剂的使用、活化与再生 各种净化剂要求一定的使用条件：如温度、压力等在使用中不但要控制使用条件，而且还要注意其他各种影响因素以及长期使用净化能力是否减弱或失效，是否需要再生在使用中，严禁空气吸入净化系统当有降温、降压、断氢或停氢时，首先应保证系统为正压新装的净化剂由于在空气中氧化或吸水，使用前应进行活化再生方法与再生程度决定于净化剂的性质，再生的程度和时间应根据净化剂性能与用量、吸水量等条件确定，一般以彻底除去杂质为原则。
④工艺流程图原H2阻火器除油器Ni-Cr催化水冷器加热器硅 胶硅 胶水冷器钯催化粗H2用户分子筛粗过滤精过滤纯H2 图：图： 氢气净化工艺流程图氢气净化工艺流程图 净化工艺流程原理：利用氢和氧净化工艺流程原理：利用氢和氧在在Ni-Cr催化剂的作用下转化为水，催化剂的作用下转化为水，然后通过各种吸附剂将水等杂质吸然后通过各种吸附剂将水等杂质吸附，并通过过滤器除去氢气中的固附，并通过过滤器除去氢气中的固体微粒，从而达到提纯氢气的目的体微粒，从而达到提纯氢气的目的 ⑵氢气的储存和运输 ①管道氢气的输送： 可以像天然气一样，用远距离管道输送按气体扩散定律，氢气在管道中的流速将是甲烷的3倍所以将来如果用氢气代替天然气作常规燃料气，单位时间管道输送来的能量基本不变，但压送氢气的压缩机要求3倍于天然气的压缩功率才行此外管道氢气运送对泄漏问题要求更严格 ②高压气瓶运输： 氢气可以在150～400atm下装盛在气体钢瓶中，以压缩气体形式运输这种技术已经得到充分发展，比较方便可靠，但效率是极低的一只30kg重的气体钢瓶在150atm下仅能装盛1kg氢气，在400atm下也仅能装2.5kg氢气。
氢气重量在运物工具重量中只占2%～4%，所以氢气的运输成本是昂贵的这种技术仅适用于运输少量氢气运用于氢气价格不占很重要比例的场合 ③液氢的存储：将氢气冷却到-253℃，即可呈液态，然后，将其储存在高真空的绝热容器中液氢储存工艺首先用于宇航中，其储存成本较贵，安全技术也比较复杂现在一种间壁间充满中孔微珠的绝热容器已经问世这种二氧化硅的微珠直径约为30～150µm，中间是空心的，壁厚1～5µm.在部分微珠上镀上厚度为1µm的铝由于这种微珠热导率极小，其颗粒又非常细，可完全抑制颗粒间的对流换热；将部分镀铝微珠（一般约为3%～5%）混入不镀铝的微珠中可有效地切断辐射传热这种新型的热绝热容器不需抽真空，其绝热效果远优于普通真空的绝热容器，是一种理想的液氢储存罐，美国宇航局已广泛采用这种新型的储氢容器 3.氢气的安全使用和管理 氢气是易燃易爆气体，氢气与空气混合氢气是易燃易爆气体，氢气与空气混合到一定比例，形成爆炸气体，遇到微火源到一定比例，形成爆炸气体，遇到微火源（含静电和撞击打火），就会引起严重的（含静电和撞击打火），就会引起严重的爆炸在多晶硅生产中，确保制氢、用氢爆炸。
在多晶硅生产中，确保制氢、用氢安全是头等大事为此，在本次安全教育安全是头等大事为此，在本次安全教育中特制订：氢气安全操作规程，望每位使中特制订：氢气安全操作规程，望每位使用和生产氢气的员工严格遵守用和生产氢气的员工严格遵守 《《氢气安全技术操作规程氢气安全技术操作规程》》 ⑴⑴制氢、用氢人员，必须强化安全意识，牢固制氢、用氢人员，必须强化安全意识，牢固树立安全第一的思想，认真执行各项规章制度，树立安全第一的思想，认真执行各项规章制度，切实做好安全生产工作切实做好安全生产工作 ⑵⑵电解水制氢操作人员必须经过严格训练，应电解水制氢操作人员必须经过严格训练，应真正掌握电解水制氢设备原理、结构、性能和操真正掌握电解水制氢设备原理、结构、性能和操作方法，经考试合格后方可上岗作方法，经考试合格后方可上岗 ⑶⑶任何人员不得携带火种进入制氢室制氢和任何人员不得携带火种进入制氢室制氢和冲灌人员工作时，不可穿戴易产生静电的化纤服冲灌人员工作时，不可穿戴易产生静电的化纤服装及带钉的鞋作业，以免产生静电和撞击起火装及带钉的鞋作业，以免产生静电和撞击起火 ⑷⑷制氢人员必须严格按电解水制氢规程制氢，制氢人员必须严格按电解水制氢规程制氢，开机后不得远离制氢室，应注意巡视制氢设备工开机后不得远离制氢室，应注意巡视制氢设备工作情况，做到严密监视和控制各运行参数，如有作情况，做到严密监视和控制各运行参数，如有异常，立即处理，不允许带故障运行。
异常，立即处理，不允许带故障运行 ⑸⑸每次开机必须做氢气纯度分析，纯度达不到每次开机必须做氢气纯度分析，纯度达不到99.5%，应立即停机巡查检修应立即停机巡查检修 ⑹⑹使用压缩氢气灌瓶时，钢瓶内氢气不得全部使用压缩氢气灌瓶时，钢瓶内氢气不得全部用完，瓶内气压不低于用完，瓶内气压不低于0.05MPa,以防空气进入瓶以防空气进入瓶内新购氢气瓶、长期存放的钢瓶和放空氢气瓶，内新购氢气瓶、长期存放的钢瓶和放空氢气瓶，必须经过抽真空或充氮气置换后方可使用应定必须经过抽真空或充氮气置换后方可使用应定期进行氢气瓶技术检验，每三年检验一次期进行氢气瓶技术检验，每三年检验一次 ⑺⑺连续开机制氢、使用氢气开展有偿服务时，连续开机制氢、使用氢气开展有偿服务时，必须以保证业务使用的前期下开展，不得超负荷必须以保证业务使用的前期下开展，不得超负荷长时间运行一般应停留在一档（电流不超过长时间运行一般应停留在一档（电流不超过100A） ⑻⑻必须严格按照电解水制氢管理办法和操作规必须严格按照电解水制氢管理办法和操作规程，对设备进行随机维护和定期检修，做到日检程，对设备进行随机维护和定期检修，做到日检查、月维护、年检修，并建立维护检修档案。
查、月维护、年检修，并建立维护检修档案 ⑼⑼制氢室及其周围必须严防烟火，并设制氢室及其周围必须严防烟火，并设“严禁严禁烟火烟火”醒目标志，配备灭火器材制氢室必须通醒目标志，配备灭火器材制氢室必须通风良好，以防泄漏出的氢气滞留室内形成爆炸气风良好，以防泄漏出的氢气滞留室内形成爆炸气体室内灯具、电源线和开关必须符合防爆要求室内灯具、电源线和开关必须符合防爆要求 ⑽⑽制氢室处在雷暴多发地区、高地或不制氢室处在雷暴多发地区、高地或不在避雷范围的应设避雷装置在避雷范围的应设避雷装置 ⑾⑾为防止静电，设备必须良好接地，定为防止静电，设备必须良好接地，定期检查接地线，确保接地牢固可靠，每年期检查接地线，确保接地牢固可靠，每年测试一次接地电阻，其阻值不大于测试一次接地电阻，其阻值不大于4Ω ⑿⑿制氢室内不得存放易制爆物品和影响制氢室内不得存放易制爆物品和影响制氢操作的一切杂物，严禁金属物体放在制氢操作的一切杂物，严禁金属物体放在电解槽上，以免引起短路电解槽上，以免引起短路 七、液氯的汽化工艺技术（V5400） 1.工艺原理： 利用液氯汽化量随温度升高而升高的特性，通过调节钢瓶温度与阀门开启度得大小，从而达到控制氯气压力的目的。
汽化就是使物质从液态变成气态的过程 2.工艺流程图：液氯钢瓶汇流排小缓冲罐HCL合成岗位碱 池图：液氯汽化工艺流图：液氯汽化工艺流程图程图 3.主要操作设备： ⑴行车：一般是电动单梁起重机 ⑵汇流排：是将数个气瓶分组汇合后进行减压，再通过主管道输送至使用终端的系统设备，主要用于中小型气体供应站及其他适用场所 ⑶液氯钢瓶：用以储存和运输液氯钢瓶外套有橡胶圈防止碰撞 ⑷小缓冲罐：用于稳定系统压力，防止产生脉冲，起到调节系统流量的作用 ⑸碱池：用于处理应急事故使用，一般为石灰水池 4.操作要点： 先选用一组钢瓶按顺序开启瓶阀、汇流排上控制阀、缓冲罐进气阀、出气阀，进入到HCI合成岗位的大CI2缓冲罐压力在一定范围即可，压力不足时，可多开瓶或用水淋洗液氯钢瓶，有助于液氯汽化，一直到钢瓶液氯用完（用手摸钢瓶底面不冰手即液氯用完） 5.氯气的安全使用和储运规则 ⑴⑴生产安全规则：生产安全规则： ①①液氯应符合液氯应符合GB5138～～5139中规定的产品标准，其中中规定的产品标准，其中纯度纯度≥99.5%，含水，含水≤0.06%。
②②氯气总管中含氢氯气总管中含氢≤0.4%氯气液化后尾气含氢应氯气液化后尾气含氢应≤0.4% ③③液氯的充装压力不得超过液氯的充装压力不得超过1.1MPa ④④采用压缩空气充装液氯时，空气含水应采用压缩空气充装液氯时，空气含水应≤0.01%采用液氯汽化器充装液氯时，只许用水加热汽化器，不准使用液氯汽化器充装液氯时，只许用水加热汽化器，不准使用蒸汽直接加热用蒸汽直接加热 ⑤⑤液氯储罐、计量槽、汽化器中液氯充装量不得超过全液氯储罐、计量槽、汽化器中液氯充装量不得超过全容积的容积的80% ⑥⑥严禁将液氯汽化器中的液氯充入液氯钢瓶严禁将液氯汽化器中的液氯充入液氯钢瓶 ⑦⑦液氯汽化器、预冷器及热交换器等设备，必须装有排液氯汽化器、预冷器及热交换器等设备，必须装有排污装置和污物处理设施，并定期检查污装置和污物处理设施，并定期检查 ⑧⑧为防止氯压机或纳氏泵的动力电源断电，造成电解槽为防止氯压机或纳氏泵的动力电源断电，造成电解槽氯气外泄，必须采取下列措施之一氯气外泄，必须采取下列措施之一 ●配备电解槽直流电源与氯压机、纳氏泵动力电源的联配备电解槽直流电源与氯压机、纳氏泵动力电源的联锁装置；锁装置； ●配备氯压机、纳氏泵动力电源断电报警装置；配备氯压机、纳氏泵动力电源断电报警装置； ●在电解槽与氯压机、纳氏泵之间，装设防止氯气外溢在电解槽与氯压机、纳氏泵之间，装设防止氯气外溢的吸收装置。
的吸收装置 ⑨⑨设备、管道和阀门，安装前要经清洗、干燥处理阀设备、管道和阀门，安装前要经清洗、干燥处理阀门要逐只做耐压试验门要逐只做耐压试验 ⑩⑩应将管内残留的流质、切割渣屑清除干净，禁止用烃应将管内残留的流质、切割渣屑清除干净，禁止用烃类和酒精清洗管道类和酒精清洗管道 ⑵使用、储存和运输的安全规则 ①①充装和使用安全规则：充装和使用安全规则： a.充装前应校准计量衡器；检查台面和计量杠杆充装用的衡器每三个月检验一次，确保准确 b.充装前必须有专人对钢瓶进行全面检查，确认无缺陷和异物，方可充装 c.充装系数为1.25kg/L严禁超装 d.充装后的钢瓶必须复验充装量两次称重误差不得超过充装量的1%复磅时应换人、换衡器 e.充装前后的重量均应登记，作为使用期中的跟踪档案 f.入库前应有产品合格证，合格证必须注明：瓶号、容量、重量、充装日期、充装人和复磅人姓名或代号 g.钢瓶有以下情况时，不得充装： ●漆色、字样和气体不符合规定或漆色、字样脱落，不易识别气体类别。
●钢印标记不全或不能识别 ●新瓶无合格证 ●超过技术检验期限 ●安全附件不全、损坏或不符合规定 ●瓶阀和易熔塞上紧后，螺丝外露不足三扣 ●瓶体温度超过40℃ l.钢瓶与反应器之间应设置逆止阀和足够容积的缓冲罐，防止物料倒灌，并定期检查以防失效 m.应采用经过退火处理的紫铜管连接钢瓶紫铜管应经耐压试验合格 n.不得将钢瓶设置在楼梯、人行道口和通风系统吸气口等场所 o.应有专用钢瓶开启扳手，不得挪作他用 p.开启瓶阀要缓慢操作，关闭时亦不能用力过猛或强力关闭 q.钢瓶出口端应设置针形阀调节氯流量，不允许使用瓶阀直接调节 r.瓶内液氯不能用尽，必须留有余压充装量为50kg的钢瓶应保留2kg以上的余氯，充装量为500kg和1000kg的钢瓶应保留5kg以上的余氯 s.作业结束后必须立即关闭瓶阀 t.空瓶返回生产厂时，应保证安全附件齐全 h.充装量为50kg钢瓶，使用时应直立装置，并有防倾倒措施；充装量为500kg和1000kg的钢瓶，使用时应卧式放置，并牢固定位。
i.使用钢瓶时，必须有称重衡器，并装有膜片压力表（如采用一般压力表时，应采取硅油隔离设施）、调节阀等装置操作中应保持钢瓶内压力大于使用侧压力 j.严禁使用蒸汽、明火直接加热钢瓶可采用45℃以下的温水加热 k.严禁将油类、棉纱等易燃物和与氯气易发生反应的物品放在钢瓶附近 ②②液氯钢瓶的储存、运输安全规则液氯钢瓶的储存、运输安全规则 a.钢瓶禁止露天存放，也不准使用易燃、可燃材料搭设的棚架存放，必须储存在专用库房内 b.空瓶和充装后的重瓶必须分开放置，禁止混放 c.重瓶存放期不得超过三个月 d.充装量为500kg和1000kg的重瓶，应横向卧放，防止滚动，并留出吊运间距和通道，存放高度不得超过两层 e.钢瓶装卸、搬运时，必须戴好瓶帽、防震圈，严禁撞击 ●充装量为500kg和1000kg的钢瓶装卸时，应采用起重机械，起重量应大于瓶体重量的一倍，并挂钩牢固，严禁使用叉车装卸 ●起重机械的卷扬机构要采用双制动装置，使用前必须进行检查，确保正常。
●夜间装卸时，场地必须有足够的照明 f.机动车辆运输钢瓶时，应严格遵守当地公安、交通部门规定的行车路线，不得在人口稠密区和有明火等场所停靠 g.车辆驾驶室前方应悬挂规定的危险品标志旗帜 h.不准同车混装有抵触性质的物品和让无关人员搭车 i.车辆停车时应可靠制动，并留人值班看管 j.高温季节应根据当地公安部门规定的时间运输 k.车辆不符合安全要求或证件（运输证、驾驶证、押运证等）不齐全的，充装单位不得发货 l.运输液氯钢瓶的车辆不准从隧道过江 m.车辆运输钢瓶时，瓶口一律朝向车辆行驶方向的右方 n.充装量为50kg的钢瓶应横向装运，堆放高度不得超过两层，充装量为500kg和1000kg的钢瓶装运，只允许单层设置并牢靠固定防止滚动 ③③液氯储罐的充装、使用安全规则液氯储罐的充装、使用安全规则 a.充装液氯储罐时，应先缓慢打开储罐的通气阀，确认进入容器内的干燥压缩空气或汽化氯的压力高于储罐内的压力时，方可充装。
b.储罐车上输送液氯用的压缩空气，应经过干燥装置，保证干燥后空气含水量低于0.01%（质量分数） c.铁路罐车卸氯时，罐车的压力应高于储罐0.15～0.2MPa罐车最高压送压力不得超过1.4MPa d.采用液氯汽化法向储罐压送液氯时，要严格控制汽化器的压力和温度，釜式汽化器加热夹套大包底且应用热水加热，严禁用蒸汽加热，出口水温不应超过45℃，汽化压力不得超过1MPa e.充装停止时，应先将罐车的阀门关闭，再关闭储罐阀门，然后将连接管线残存液氯处理干净，并做好记录 f.禁止将储罐设备及氯气处理装置设置在学校、医院、居民区等人口稠密区附近 g.储罐输入或输出管道，应设置两个以上截止阀门，定期检查，确保正常 h.储罐设置的安全要求： ●储量1t以上的储罐基础，每年应测定基础下沉状况 ●储罐露天布置时，应有非燃烧材料顶棚或隔热保温措施 ●在储罐20m以内，严禁堆放易燃、可燃物品 ●储罐的储存量不得超过储罐容量的80% ●储罐库区范围内应设有安全标志。
④④预防泄漏和抢救的安全措施预防泄漏和抢救的安全措施 a.严格执行氯气安全技术操作规程，及时排除泄漏和设备隐患，保证系统处于正常状态 b.氯气泄漏时，现场负责人应立即组织抢修，撤离无关人员，抢救中毒者抢修、救护人员必须佩戴有效的防护面具 c.抢修中应利用现场机械通风设施和尾气处理装置等，降低氯气污染程度 d.液氯钢瓶泄漏时的应急措施： ●转动钢瓶，使泄漏部位位于氯的气态空间 ●易熔塞处泄漏时，应有竹签、木塞做堵漏处理；瓶塞泄漏时，拧紧六角螺母；瓶体焊缝泄漏时，应用内衬橡胶垫片的铁箍箍紧凡泄漏钢瓶应尽快使用完毕，返回生产厂 ●严禁在泄漏的钢瓶上喷水 ●在运输途中钢瓶泄漏又无法处理时，应将载氯瓶车辆开到无人的偏僻处，使氯气危害降到最低程度 八、氯化氢的合成（V5500） 1.氯化氢的合成原理：氯化氢的合成原理： 在合成炉中，氯气与氢气按下式进行反应： H2+Cl2＝2HCl+183.47J 氢气火焰温度在1000℃以上 生成HCl含有少量的水分，需分离除去，由于水分与HCl之间不是以一种简单混合物的形式存在，而是一种化合亲和状态，若用硅胶做吸附剂来进行分离，则效果较差，采用冷冻脱水干燥的方法来除去HCl中水分效果较好。
2.氯化氢合成工艺过程：氯化氢合成工艺过程： 液氯经检验合格后，由汽化岗位汽化为氯气后液氯经检验合格后，由汽化岗位汽化为氯气后送到氯气缓冲罐，氢气通过送到氯气缓冲罐，氢气通过H2缓冲罐两种气体缓冲罐两种气体混合到合成炉在灯头进行燃烧反应，生成氯化氢混合到合成炉在灯头进行燃烧反应，生成氯化氢气体氯化氢气体由合成炉炉顶出口经管道自然气体氯化氢气体由合成炉炉顶出口经管道自然冷却后，流入自来水列管冷却器（一级冷凝器），冷却后，流入自来水列管冷却器（一级冷凝器），降温到降温到100℃℃以下，以下，HCl气流再经石墨冷却器（二气流再经石墨冷却器（二级冷凝器）深冷，气流中的微量水分冷却后吸收级冷凝器）深冷，气流中的微量水分冷却后吸收HCl变为盐酸，随后经除雾器除去气流中漂流的变为盐酸，随后经除雾器除去气流中漂流的盐酸雾滴，最后经盐酸雾滴，最后经HCl缓冲罐送至沸腾炉合成缓冲罐送至沸腾炉合成siHCl3氯化氢合成工艺流程见下图氯化氢合成工艺流程见下图 液 氯 瓶CL2缓冲罐净化后的H2H2缓冲罐HCL合成炉一级冷凝器二级冷凝器除 雾 器HCL缓 冲 罐SiHCL3沸腾炉图：氯化氢合成工艺流程图图：氯化氢合成工艺流程图 3.工艺操作安全要点及要求 ⑴⑴点火前的准备点火前的准备：检查整个系统的设备、管道、阀门及压表、温度计是否正常，各类阀门必须灵敏好用。
系统试压时应充N2，用肥皂水检查各接头处；除N2管道外其他各部分亦可通入微量Cl2，用氨水检查，若发现漏气现象应及时处理，确保不漏气时方可点火氢气系统试压完成后，用H2直接将本系统内的N2或空气冲洗排空一定时间，经检测分析确定含H2量合格方可准备点火氯气系统检查合格后，将Cl2缓冲罐内充满待用氯化氢合成前冷凝器、水冷却器预先预先通入冷媒冷却，并准备好KI-淀粉溶液点火前将炉门打开并卸下，才能用真空橡皮管与氢气管连接点火下法兰，打开真空阀门，排除炉内残留气体用纸置于炉门处检验炉内是否为负压，确定为负压后继续抽空数分钟，然后开始点火 ⑵⑵点火操作：点火操作：正式点火之前，通知H2站正常供应氢气操作者准备好工具及劳保用品后即可点火点火时将火把用手置于H2进气管下法兰嘴处，接着缓慢打开氢气控制阀门，H2自该法兰嘴处喷出着火（带微弱爆破声），随即调节H2流量大小，使火焰适当后，迅速与点火上法兰对好接上（这一操作必须戴好石棉手套和有机玻璃面罩，并力求稳、准、块，严防火焰外喷），立即适当调节H2火焰在炉门内燃烧再打开Cl2阀门，H2、Cl2即在灯头出口反应，其燃烧火焰呈蜡烛状时，便可关好炉门停止抽空，这种点火方法称为炉外点火。
若点火失败，必须重复抽负压，方能点火开车量初生成的HCl气体纯度较低，可将HCl输送至水洗塔排出，紧接着调节Cl2、H2流量，用KI淀粉溶液检测HCl纯度，至HCl气体纯度达到规定指标为止，再关闭放空，开冷凝器， HCl经冷凝器冷凝、除雾器后经HCl缓冲罐，沿管线送至沸腾炉内合成三氯氢硅 ⑶⑶HCl气体含量及过氯检测：气体含量及过氯检测： HCl合成中要求合成后的HCl含量在92%～94%，Cl2不过量，因此，在正常的开车过程中要求每小时取样分析一次分析的具体操作是：用带有百分刻度的计量瓶充满HCl，关闭两头旋塞，与充满KI-淀粉溶液的导管接好后，打开充液旋塞，使溶液充分进入取样瓶，到溶液不流动为止然后根据液位高度，计量HCl含量，若液体变蓝色，则Cl2过量，液体不变色，则游离Cl2达标 ⑷⑷停车操作：停车操作：正常停车时，先通知siHCl3合成岗位，得到许可后打开淋洗塔放空阀，关闭沸腾炉进气阀，打开水力真空泵，系统降到微正压后，尾气导向真空泵，再逐渐调小Cl2、H2流量，先关闭Cl2、后关闭H2通知液氯汽化岗位停Cl2气缓冲罐进气阀，打开放空阀，关闭氯气进气阀，当真空泵出口已无明显白雾后，关闭尾气系统阀，停真空泵及淋洗塔水。
若设备发生漏或堵塞现象，多应紧急停车，若短时间能处理的，应通知siHCl3合成岗位停车，合成炉必须完成以下工作： ①迅速关闭Cl2、H2进合成炉的控制阀； ②打开放空阀，关闭沸腾炉进气阀（注意先打开淋洗塔水阀）； ③通知液氯汽化岗位和氢气站停止输送Cl2和H2，冷冻岗位停止输冷冻水； ④系统抽负压，若要电焊，需同时开炉门 4.氯化氢合成安全控制注意事项 氯气、氯化氢都是有毒气体，在正常生产和检氯气、氯化氢都是有毒气体，在正常生产和检修时，一定要按规定穿好劳保用品，正常生产时修时，一定要按规定穿好劳保用品，正常生产时不允许不允许H2、、HCl外溢，各有毒气体浓度应控制在外溢，各有毒气体浓度应控制在允许浓度以内；氢气极容易自燃，氢气与一定比允许浓度以内；氢气极容易自燃，氢气与一定比例的空气、氧气混合组成爆鸣气（其中氢气与氧例的空气、氧气混合组成爆鸣气（其中氢气与氧气混合爆炸极限为含气混合爆炸极限为含H25%～～87%,氢气与空气混氢气与空气混合爆炸极限为含合爆炸极限为含H24.5%～～75%），生产过程中应），生产过程中应避免生成爆鸣气，开炉点火前应对避免生成爆鸣气，开炉点火前应对Cl2、、H2气体进气体进行安全分析（含氧量和含氢量测定）。
系统进行行安全分析（含氧量和含氢量测定）系统进行维修，若需动火，应先用氮气置换维修，若需动火，应先用氮气置换 如果发生爆炸着火事故，应迅速关小如果发生爆炸着火事故，应迅速关小H2，通入，通入N2气进行气进行置换后在关闭置换后在关闭H2对着火设备应进行充氮置换或用二氧化对着火设备应进行充氮置换或用二氧化碳封闭火焰碳封闭火焰 放空的氢气应先通入水中氯化氢合成岗位及氢气管线放空的氢气应先通入水中氯化氢合成岗位及氢气管线10m以内严禁吸烟和使用明火定期检查合成炉的防爆膜以内严禁吸烟和使用明火定期检查合成炉的防爆膜 进行管路、设备的高空维修作业应搭好脚手架，铺好平进行管路、设备的高空维修作业应搭好脚手架，铺好平台，做好防护措施对含有台，做好防护措施对含有Cl2、、HCl停留气体的设备或管停留气体的设备或管路进行检修，应先抽空、穿戴好劳保用品后才能进行检路进行检修，应先抽空、穿戴好劳保用品后才能进行检修时，不能同时对修时，不能同时对H2和和Cl2进行置换，以免空气中混合进行置换，以免空气中混合H2、、Cl2过量而爆炸过量而爆炸H2与与Cl2的泄漏都应严格控制，的泄漏都应严格控制，H2在空气在空气中过量可能爆炸，中过量可能爆炸，Cl2过量会造成环境污染。
过量会造成环境污染 九九. .三氯氢硅的合成技术（三氯氢硅的合成技术（V1200V1200）） 1.三氯氢硅制备原理：三氯氢硅制备原理： 硅粉和氯化氢按下列反应生成siHCl3 280-320℃ si(s)+3HCl(g)-----→siHCl3(g)+H2(g)+Q 反应为放热反应，为保持炉内稳定的反应温度在280～320℃范围内变化，以提高产品质量和实收率，必须将反应热及时带出随着温度增高，siCl4的生成量不断变大， siHCl3的生成量不断减小，当温度超过350℃时，将生成大量的siCl4 ≥350℃ si(s)+4HCl(g)-----→ siCl4 (g)+2H2(g)+Q 当温度控制不当，有时产生的siCl4甚至高达50%以上在合成siHCl3的同时还会生成各种氯硅烷及Fe、C、P、B等杂质元素的卤化合物，如CaCl2、AgCl、MnCl2、AlCl3、ZnCl2、TiCl4、CrCl3、PbCl3、FeCl3、NiCl3、BCl3、CCl4等。
如温度过低，将生成siH2Cl2低沸物 ≤280℃ si(s)+4HCl(g)-----→ siH2Cl2 (g)+H2+Q 结论：结论： 由此可见，合成三氯氢硅过程中，反应由此可见，合成三氯氢硅过程中，反应是一个复杂的平衡体系，可能有很多种物是一个复杂的平衡体系，可能有很多种物质同时生成，因此，严格地控制操作条件，质同时生成，因此，严格地控制操作条件，才能得到更多的三氯氢硅才能得到更多的三氯氢硅 2.三氯氢硅合成工艺流程 三氯氢硅合成工艺流程见图：HCL气体-40℃盐水冷却硅粉硅粉蒸汽干 燥 池硅粉电感干 燥 池硅粉计量罐沸腾炉旋风除尘器布袋过滤器高沸物去除器水冷却器-40℃盐水冷却液 封计量罐去料库图：三氯氢硅合成工艺流图：三氯氢硅合成工艺流程示意图程示意图 硅铁（冶金级硅）经破碎，送入球磨机硅铁（冶金级硅）经破碎，送入球磨机球磨，过筛后，进入料池，用蒸汽干燥，球磨，过筛后，进入料池，用蒸汽干燥，再进入电感加热干燥炉干燥，经硅粉计量再进入电感加热干燥炉干燥，经硅粉计量罐计量后，定量加入沸腾炉内。
当沸腾炉罐计量后，定量加入沸腾炉内当沸腾炉温度升至反应温度时，加入温度升至反应温度时，加入HCl，同时切断，同时切断加热电源，转入自动控制，生产得到的加热电源，转入自动控制，生产得到的siHCl3气体的剩余少量硅粉经旋风除尘器和气体的剩余少量硅粉经旋风除尘器和布袋过滤器除去，布袋过滤器除去， siHCl3气体经水冷却器气体经水冷却器和盐水冷凝，得到和盐水冷凝，得到siHCl3液体，流入产品计液体，流入产品计量罐，其余尾气经淋洗塔排出量罐，其余尾气经淋洗塔排出 3.生产现场安全操作要点 ⑴⑴合成炉开炉前的准备工作：合成炉开炉前的准备工作： ①检查整个系统管道、阀门、设备、电路和压力表是否正常好用 ②用N2（1.5×105～2×105Pa）试压，用氨水（或者用肥皂水）检查系统所有的接缝处，确保无漏气和堵塞现象 ③沸腾炉升温（用电加热器）至200℃左右烘干，同时至炉底通N2，流经全系统至水淋洗塔排出，使系统处于干燥和正压状态 ⑵⑵合成炉开车步骤：合成炉开车步骤： ①向合成炉内投入经适当温度干燥的硅粉 ②沸腾炉（用电加热器）继续升温，使中、下部温度维持在280℃～400℃之间，除尘器保持在100℃左右。
③水冷却器中通入自来水，冷凝器中通入-60～-40℃的盐水，随后向合成炉内通入HCl气体 ④反应开始后停止送电，靠反应放出的热量维持颅内温度在炉内换热器中通入热水以带走多余的热量，使炉内温度控制在280～320℃范围内 正常情况下，操作人员可根据各个测量点的压力和压差、炉内各点的温度、产量的变化来判断炉内反应情况 ⑶⑶停炉操作步骤：停炉操作步骤： ①停止加入硅粉当炉内剩余硅粉不再反应后，温度自行下降，同时不再有冷凝产物流出炉内降温可以采用自然降温和通入自来水降温两种方法 ②关闭尾气和HCl气体控制阀门，炉内维持正压（2.5 ×105～3×105Pa ）或者通入N2以赶出炉内气体吹渣赶气后，关闭尾气 ③停止系统送电 ④停止输送冷却水和冷却盐水 ⑷⑷可能发生的危险及预防、处理措施可能发生的危险及预防、处理措施 ①可能发生的危险情况： ●HCl气体泄漏 ●siHCl3泄漏、燃烧甚至爆炸 ●硅粉粉尘泄漏 ●HF腐蚀。
●管路、设备高处维修作业坠落伤人 ●水解物撞击着火伤人 ●检修过程机械伤人 ②②预防、处理措施：预防、处理措施： ●生产生产siHCl3车间内，储料库应防火、防爆、通风，严禁烟火车间内，储料库应防火、防爆、通风，严禁烟火 ●上班前必须按规定穿戴好劳保用品，备好专用生产工具，然后进上班前必须按规定穿戴好劳保用品，备好专用生产工具，然后进入岗位；接触硅粉或排渣时，应戴好防尘口罩，接触有毒气体时，要入岗位；接触硅粉或排渣时，应戴好防尘口罩，接触有毒气体时，要戴好防毒面具戴好防毒面具 ●生产过程发生了故障，必须马上停车断电，将生产过程发生了故障，必须马上停车断电，将siHCl3、、HCl等气体等气体排净，在淋洗塔内用大量水吸收或水解，直至气体浓度较小时，方能排净，在淋洗塔内用大量水吸收或水解，直至气体浓度较小时，方能拆开检修拆开检修 ●操作室内严禁烟火，设备不许敲打撞击操作室内严禁烟火，设备不许敲打撞击 ● siHCl3引火点引火点28℃℃，着火点，着火点220℃℃，因此，严禁三氯氢硅与火焰、，因此，严禁三氯氢硅与火焰、火花和高温物体接触；万一发生着火爆炸，首先切断三氯氢硅料源，火花和高温物体接触；万一发生着火爆炸，首先切断三氯氢硅料源，隔离着火点，然后用隔离着火点，然后用CCl4、、CO2灭火器灭火，少量时间可用大量水注灭火器灭火，少量时间可用大量水注灭。
灭 ●系统和料罐均应密封、密闭，操作人员定期进行检查，系统和料罐均应密封、密闭，操作人员定期进行检查，不允许出现三氯氢硅的跑、冒、滴、漏现象；一旦发生泄不允许出现三氯氢硅的跑、冒、滴、漏现象；一旦发生泄漏，应立即切断料源，及时进行处理漏，应立即切断料源，及时进行处理 ●一旦发生操作人员吸入大量三氯氢硅时，应立即将患一旦发生操作人员吸入大量三氯氢硅时，应立即将患者移到空气新鲜处，并请医生治疗；如果三氯氢硅溅入眼者移到空气新鲜处，并请医生治疗；如果三氯氢硅溅入眼内、皮肤上，应先用水洗，后按医生嘱咐治疗内、皮肤上，应先用水洗，后按医生嘱咐治疗 ●设备、管道需动火时，应先将余气（液）排净，经设备、管道需动火时，应先将余气（液）排净，经N2气充分置换，并留有排气开口处，方能动火；为防止有气充分置换，并留有排气开口处，方能动火；为防止有H2串入的容器，动火前应取样，经分析合格后，方能持动串入的容器，动火前应取样，经分析合格后，方能持动火证动火火证动火 ●检修尾气淋洗塔时先用检修尾气淋洗塔时先用N2气吹洗或水淋后，再进行检气吹洗或水淋后，再进行检修，以防发生着火伤人。
修，以防发生着火伤人 ●管路、设备高处维修作业搭好脚手架，铺好作业平台，管路、设备高处维修作业搭好脚手架，铺好作业平台，做好防护措施做好防护措施 十、三氯氢硅的提纯和精馏（十、三氯氢硅的提纯和精馏（v1300）） 1.杂质含量的分析： 在三氯氢硅的合成过程中，由于原料、工艺过程等多种原因，不可避免地会在三氯氢硅产品中存在磷、硼、铜、镁等很多微量杂质，这些杂质对三氯氢硅还原生产多晶硅的产品纯度有很大的影响需要对这些杂质元素进行分析 ⑴三氯氢硅中痕量硼的分析 采用自然挥发法这个方法是使三氯氢硅中杂质硼被部分水解物吸附，而让基体三氯氢硅自然挥发，用氢氟酸除去sio2，对残渣进行光谱测定 本方法取样2mL,空白值＜0.003µg时，其分析灵敏度可达1×10-7本方法分析范围为1×10-9～ 7×10-6 自然挥发的具体操作步骤如下： ●取带盖的铂金坩埚洗干净并且干燥； ●在坩埚中加入数滴高纯水（约0.3mL）,加入3滴1%的甘露醇溶液； ●用干燥的乙烯管取试料1-2mL,迅速滴入坩埚内，盖上盖子，轻轻摇动片刻，静置5min左右，打开盖子让试样自然挥发； ●挥发完毕后，加几滴高纯水，用1mL氢氟酸洗坩埚内壁水解物，洗涤完毕，盖好盖子，将坩埚移到水浴上加热；加热数分钟后，打开盖子，用少量纯水吹洗盖子及坩埚内壁，加热蒸发，蒸干后沿壁吹高纯水，再蒸干； ●重复上述操作再吹洗一次，蒸干后取下坩埚，滴加3-4滴高纯水，用聚乙烯小滴管充分洗涤坩埚底部，洗涤液依次转移到一对预先处理好的平头石墨电极头上，再用3-4滴纯水洗涤一次，洗液移到同一对电极头上，在红外灯下烤干，摄谱，进行光谱分析。
⑵三氯氢硅中痕量磷的分析： 采用气相色谱法测定在高温富氧条件下siHCl3被还原成si2、HCl和各种氯硅烷，三氯氢硅中的磷在石英砂催化作用下被还原为PH3用NaOH溶液分离PH3,混合的氯硅烷被水解生成硅酸钠、氯化氢，氯化氢被氢氧化钠中和反应式如下： siHCl3+2NaOH+H2O＝Nasio3+3HCl+H 2P+3H2＝2PH3 当反应达到动态平衡后，磷化氢可定量从氢氧化钠溶液中逸出，经富集后进行色谱分离，再进入双火焰光度检测器进行HPO光发射，中心波长为526nm根据其发射光强度与磷的浓度成正比关系，计算磷的含量 具体操作步骤如下： ●用注射器从进样孔将已知量的siHCl3样品（通常为0.2～0.8mL）注入四级逆式配气室中； ●通入充足的氢气，待充分混合后，送入还原炉管，在温度680℃，用石英砂做催化剂，样品及其中所含磷杂质分别被还原为混合氯硅烷、氯化氢和磷化氢； ●混合气体进入氢氧化钠溶液，分别反应脱去还原物中的氯硅烷和氯化氢，尾气中只剩下氢气、磷化氢和水分； ●由于磷化氢和氢气的液化温度很低（磷化氢的液化温度为-88℃），用干冰-丙酮冷阱（温度为-78℃）冷却脱去水分； ●只含磷化氢和氢气的混合气体经液氮捕集柱，磷化氢的固化温度为-134℃，而氢的液化温度为-253℃，所以在液氮捕集柱中，磷化氢被固化，剩下的氢气排空； ●待还原富集完全后（一般为20min），将捕集柱接至气象色谱分离柱前方； ●将捕集柱迅速移至室温冷水中进行解析； ●经GDX-101柱把磷化氢和其他可能存在的氢化合物分离； ●用双火焰光度检测磷化氢的信号，再用标准比较法计算出样品中磷的含量。
2.精馏工艺： 根据工艺所能够达到的分离程度，分为粗馏工艺和精馏工艺粗馏工艺见下图 2.连续精馏：（见下图的工艺流程） siHCl3连续精馏工艺说明：原料经净化或吸附后不断地经蒸发器加入1号塔的中部，产品不断地从上部流入2号塔中，可在2、3号塔中除去高、低沸物，其提纯效果好，能将siHCl3中的B、P除到一定的数量级 3.精馏提纯siHCl3操作注意事项 ⑴⑴液泛 定义：在精馏操作中，下层塔板上的液体涌至定义：在精馏操作中，下层塔板上的液体涌至上层塔板，破坏了塔的正常操作，这种现象叫做上层塔板，破坏了塔的正常操作，这种现象叫做泛液 液泛形成的原因：主要是由于塔内上升蒸汽的液泛形成的原因：主要是由于塔内上升蒸汽的速度过大，超过了最大允许速度所造成的另外速度过大，超过了最大允许速度所造成的另外在精馏操作中，也常常遇到液体负荷太大，使溢在精馏操作中，也常常遇到液体负荷太大，使溢流管内液面上升，以致上下塔板的液体连在一起，流管内液面上升，以致上下塔板的液体连在一起，破换了塔的正常操作，这也是泛液的一种形式。
破换了塔的正常操作，这也是泛液的一种形式以上两种现象都属于液泛，但引起的原因是不一以上两种现象都属于液泛，但引起的原因是不一样的 精馏操作中出现液泛现象时，正常的操作要受到破坏，这时要分析产生液泛的原因，做出相应的处理若是设备问题引起的，应该停车检修；若是操作不当、釜温突然上升引起的，则应停止或减少进料量，稍降釜温，停止塔顶采出，进行全回流操作，使带到塔顶去的难挥发组分慢慢地流到塔釜当生产不允许停止进料时，可将釜温控制在稍低于正常的操作温度下，加大塔顶的采出量，减小回流比，当塔压降至正常值后，再将操作条件恢复正常这种操作只能保证产品的数量，而不能保证产品的质量 ⑵⑵液体泄漏液体泄漏 定义：塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的定义：塔板上的液体从上升气体通道倒流入下层塔板的现象叫泄漏现象叫泄漏 原因原因：：在精馏操作中，如上升气体所具有的能量不足以穿过塔板上的液层，甚至低于液层所具有的位能，这时就会托不住液面而产生泄漏 空塔速度越低，泄漏越严重其结果是使一部分液体在塔板上没有和上升气体接触就流到下层塔板，不应留在液体中的低沸点组分没有蒸出去，致使塔板效率下降。
因此，塔板适宜操作的最低空塔速度是由液体泄漏量所限制的，正常操作中要求塔板的泄漏量不得大于塔板上液体量的10%泄漏量的大小，亦是评价塔板性能的特性之一筛板、浮阀塔板和舌型塔板在塔内上升气速度小的情况下比较容易产生泄漏 ⑶⑶返混现象：返混现象： 定义：在有降液管的塔板上，液体横过塔板与定义：在有降液管的塔板上，液体横过塔板与气体呈错流状态，液体中易挥发组分的浓度将沿气体呈错流状态，液体中易挥发组分的浓度将沿着流动的方向逐渐下降但是当上升气体在塔板着流动的方向逐渐下降但是当上升气体在塔板上是液体形成涡流时，浓度高的液体和浓度低的上是液体形成涡流时，浓度高的液体和浓度低的液体就混在一起，破坏了液体沿流动方向的浓度液体就混在一起，破坏了液体沿流动方向的浓度变化，这种现象叫做返混现象返混现象能导致变化，这种现象叫做返混现象返混现象能导致分离效果的下降分离效果的下降 原因：受到很多因素的影响，如停留时间、流原因：受到很多因素的影响，如停留时间、流体流动情况、流道的长度、塔板的水平度、水力体流动情况、流道的长度、塔板的水平度、水力梯度等 4.4.精馏操作安全控制要点精馏操作安全控制要点 ⑴控制系统压力：塔的设计和操作都是基于一定的压力下进行的，因此一般的精馏塔总是先要保持压力的恒定。
塔压波动对塔的操作将产生如下的影响： ①影响产品质量和物料平衡改变操作压力，将使每块塔板上的气液相平衡的组成发生改变 ②改变组分间的相对挥发度压力增加，组分间的相对挥发度降低，分离效率下降，反之亦然 ③改变塔的生产能力压力增加，组分的重度增大，塔的处理能力增大 ④引起温度和组分间对应关系的混乱人们在操作中经常以温度作为产品质量的间接标准，但这只有在塔压恒定的情况下才是正确的当塔压改变时，混合物的露点、泡点发生改变，引起全塔的温度分布发生改变，温度和产品质量的对应关系也将发生改变 当以上因素发生变化引起塔压变化时，控制塔压的调节机构就会自动动作，使塔压恢复正常当塔压发生变化时，首先要判断引起变化的原因，而不要简单地只从调节上使塔的压力恢复正常，要从根本上消除变化的原因，才能不破坏塔的正常操作例如：当冷剂量不足或塔顶冷凝器设备出现故障时引起塔压升高时，若不采取正常的处理方法，而只是加大塔顶采出量来恢复正常的塔压，就有可能使重组分带到精馏段，造成塔顶产品质量不合格 ⑵⑵控制系统温度控制系统温度：包括进料温度、塔顶温度、塔釜温度、冷却水温度以及冷媒温度、加热系统温度等。
进料温度的变化对精馏操作的影响是很大的总的来讲，进料温度降低，将增加塔底蒸发釜的热负荷，减少塔顶冷凝器的冷负荷进料温度升高，则增加塔顶冷凝器的冷负荷，减少塔底蒸发釜的热负荷当进料温度的变化幅度过大时，通常会影响整个塔身的温度，从而改变气液平衡组成例如：进料温度过低，塔釜加热蒸汽量没有富余的情况下，将会使塔底馏分中轻组分含量增加进料温度的改变，意味着进料状态的改变，而后者的改变将影响精馏段、提溜段负荷的改变因此，进料温度是影响精馏塔操作的重要因素之一 注意：加热量的调节范围过大、过猛，有可能造成液注意：加热量的调节范围过大、过猛，有可能造成液泛或漏液泛或漏液 ⑶⑶控制物料流量：控制物料流量：进料量的大小对精馏操作的影响可分为下面两种情况： ①进料量变动范围不超过塔顶冷凝器和加热釜的负荷范围时，只要调节及时得当，对顶温和釜温不会有显著的影响，而只影响塔内上升蒸汽速度的变化进料量增加，蒸气上升的速度增加，一般对传质是有利的，在蒸汽上升速度接近液泛速度时，传质效果为最好若进料量再增加，蒸汽上升速度超过液氨速度时，则严重的雾沫夹带破坏塔的正常操作。
进料量减少，蒸汽上升速度降低，对传质是不利的，蒸汽速度降低容易造成漏液，降低精馏效果因此，低负荷操作时，可适当地增大回流比，提高塔顶上升蒸汽的速度，以提高传质效果 ②进料的变动范围超出了塔顶冷凝器或加热釜的负荷范围，此时，不仅塔内上升蒸气的速度改变，而且塔顶温度也会相应地改变，致使踏板上的气液相平衡组成改变，塔顶和塔釜馏分的组成改变 综上所述：不管进料状况如何，进料量过大地综上所述：不管进料状况如何，进料量过大地波动，将会破坏塔内正常的物料平衡和工艺条件，波动，将会破坏塔内正常的物料平衡和工艺条件，造成塔顶、塔釜产品质量不合格或者物料损失增造成塔顶、塔釜产品质量不合格或者物料损失增加因此，应尽量使进料量保持平衡，即使在需加因此，应尽量使进料量保持平衡，即使在需要调节时，也应该缓慢进行要调节时，也应该缓慢进行 ⑷⑷控制再沸器加热量：控制再沸器加热量：塔内上升蒸气速度的大小直接影响着传质效果板式塔（如泡罩塔）内上升蒸气是通过泡罩的齿缝以鼓泡的形式与液体进行热量和质量交换的，一般的说，塔内最大的蒸气上升速度应比液泛的速度小一些工艺上常选择最大允许速度为液泛速度的80%。
速度过低，会使塔板效率显著下降 影响塔内上升蒸气速度的主要因素是蒸发釜的加热量在釜温保持不变的情况下，加热量增加，塔内上升蒸气的速度加大；加热量减少，塔内上升蒸气的速度减小 ⑸⑸控制塔顶冷凝器的冷却量和尾气冷凝器的冷控制塔顶冷凝器的冷却量和尾气冷凝器的冷媒量：媒量：对采用内回流操作的塔（例如冷凝蒸出塔），其冷剂量的大小，对精馏操作的影响是比较显著的；同时，也是影响回流量波动的主要因素内回流塔的回流量是靠塔顶冷凝器的负荷来调节的当冷剂量无相变时，冷凝器的负荷主要由冷剂量进入的多少来调节如果操作中冷剂量减少，塔顶温度升高，从而流量减少，塔顶产品中重组分的含量增加，纯度下降；如冷却量增加，情况正相反当冷寂有相变时，即液体冷剂蒸发吸热，在冷剂量冲分的情况下，调节冷剂蒸发压力高低所带来的回流量变化，将更为灵敏 对于外回流的塔，同样会由于冷剂量的波动，在不同程度上影响精馏塔的操作例如，冷剂量的减少，将使冷凝器的作用变差、冷凝液量减少，而在塔顶产品的液相采出量作定值调节时，回流量势必减少，还会引起回流液温度的升高这些都会使精馏塔的顶温升高，塔顶产品中重组分含量增多，质量下降。
⑹⑹全回流时间和回流比的控制：全回流时间和回流比的控制：操作中改变回流比的大小，常采用加大回流的方法将重组分分压下去，以使产品质量合格当精馏段的轻组分下到提溜段造成塔下部温度降低时，可以用适当减少回流比的方法以使釜温提起来增加回流比，对从塔顶得到产品的精馏塔来说，可以提高产品质量，但是却要降低塔的生产能力，增加水、电、气的消耗回流比过大，将会造成塔内物料的循环量过大，甚至能导致液泛，破坏塔的正常操作 注意：塔顶温度是操作的关键问题，它与釜中原料的组注意：塔顶温度是操作的关键问题，它与釜中原料的组成、塔板效率、回流比有密切的关系，在一定程度上代表成、塔板效率、回流比有密切的关系，在一定程度上代表馏分的纯度，要求塔顶温度的误差小、精确度越高越好馏分的纯度，要求塔顶温度的误差小、精确度越高越好 ⑺⑺污垢对多晶硅影响因素污垢对多晶硅影响因素 ①油脂：在多晶硅生产过程中，油分子对多晶硅的危害十分严重实际证明，整个工艺系统几个ppm的油含量就可能造成多晶硅反应速度减慢，产量降低，甚至硅反应停止因此，多晶硅设备的脱脂工艺尤为重要。
②水分：水中含有大量的氯离子，氯离子对多晶硅的反应十分敏感设备及系统干燥工艺很关键 ③氯离子残留：水和其他溶液在设备表面残留的氯离子对多晶硅影响十分大因此，在清洗后对设备进行纯水冲洗工艺十分重要 ④氧化物、灰尘其他杂质：其他污垢的存在，对多晶硅的生产影响也很大因此，在设备清洗过程中，采用酸洗工艺对其他污垢进行清洗十分必要 十一、三氯氢硅还原（十一、三氯氢硅还原（V1500V1500）） 1.三氯氢硅还原的原理三氯氢硅还原的原理 经提纯和净化的siHCl3和H2按一定比例进入还原炉，在1080～1100℃温度下，siHCl3 被H2还原，生成的硅沉积在发热体硅芯上 化学方程式： 1080～1100℃ siHCl3+H2----------→si+3HCl(主) 同时还会发生siHCl3热分解和siCl4的还原反应 1080～1100℃ 4siHCl3+----------→si+3siC4+2H2 1080～1100℃ siCl4+2H2---------→si+4HCl 以及杂质的还原反应 2BCl3+3H2---------→2B+6HCl 2PCl3+3H2---------→2P+6HCl 2.三氯氢硅还原的影响因素三氯氢硅还原的影响因素 ⑴⑴氢还原反应及沉积温度氢还原反应及沉积温度 三氯氢硅和四氯化硅氢还原反应都是吸热反应，因此升高温度使平衡向吸热一方移动，有利于硅的沉积，也会使硅的结晶性能好，而且表面具有光亮的灰色金属光泽。
但实际上反应温度不能太高，原因如下： ①硅和其他半导体材料一样，自气相往固态载体上沉积时，都有一个最高温度，当反应超过这个温度，随着温度的升高，沉积速度反而下降 ②温度太高，沉积的硅化学活性增强，受到设备材质沾污的可能性增强 ③对硅极为有害的杂质如B、P化合物，随着温度增高，其还原量也加大，这将增加对硅的沾污 ④过高的温度，会发生硅的逆腐蚀反应 因此，在生产中采用因此，在生产中采用1080～～1100℃℃左右进行三氯氢硅反应左右进行三氯氢硅反应 ⑵⑵反应混合气配比反应混合气配比 反应混合气配比是指还原剂氢气和原料三氯氢硅的摩尔比 在三氯氢硅还原过程中，用化学当量计算配比的氢气进行还原时，产品呈晶体型褐色粉末状析出，而且实收率很低这是由于氢气不足，发生其他副反应的结果因此，氢气必须比化学当量值过量，有利于提高实收率，而且产品结晶质量也较好 H2和siHCl3的摩尔配比也不能太大，原因如下： ①配比太大，H2得不到充分利用，造成浪费。
同时，氢气量太大，会稀释siHCl3的浓度，减少siHCl3与硅棒表面碰撞的概率，降低硅的沉积速度，降低硅的产量 ②从BCl3、PCl3氢还原反应可以看出，过高的H2浓度不利于抑制B、P的析出，影响产品质量 因此，选择合适的配比，使之既有利于提高硅因此，选择合适的配比，使之既有利于提高硅的转化率，又有利于抑制的转化率，又有利于抑制B、、P的析出 ⑶⑶反应气体流量反应气体流量 在保证达到一定沉积速率的条件下，流量越大，还原炉产量越高流量大小与还原炉结构的大小，特别是与载体表面积大小有关 增大气体流量后，使炉内气体喘动程度随之增加，这将有效地消除灼热载体表面的气体边界层，其结果将增加还原反应速度，使硅的实收率得到提高，但反应气体流量不能增得太大，否则会造成反应气体在炉内停留时间太短，转化率相对降低，同时加大了干法回收岗位的工作量 ⑷⑷沉积表面积与沉积速度、实收率的关系沉积表面积与沉积速度、实收率的关系 硅棒的沉积表面积由硅棒的长度和直径决定在一定长度下，硅棒的表面积随硅的沉积量增大而增大，沉积表面积越大，则沉积速度与实收率也越高。
所以，采用多对棒，开大直径硅棒，有利于提高生产效率 ⑸⑸还原反应时间还原反应时间 尽可能延长反应时间，也就是尽可能使硅棒长粗，对提高产品质量与产量都是有益的随着反应的进行，沉积硅棒越来越粗，载体表面越来越大，则沉积速率不断增大，反应气体对沉积面碰撞机会也越多，因而产量就越高而单位体积内载体扩散入硅中的杂质相对减少，这对提高硅的质量有益 延长开炉周期，相对应地减少了载体的单位消耗量，并缩短停炉、装炉的非生产时间，有利于提高多晶硅的生产效率 ⑹沉积硅的载体 作为沉积硅的载体材料，要求其材料的熔点高、纯度高，在硅中扩散系数小，要避免在高温时对多晶硅产生沾污，又应有利于沉积硅与载体的分离，因此，采用硅芯作为载体 3.三氯氢硅还原的工艺流程H2SiHCL3挥发器还原炉多晶硅尾 气干法回收图：三氯氢硅氢还原工艺流程图：三氯氢硅氢还原工艺流程简图简图 经过提纯的三氯氢硅原料，按还原工段工艺条件的要求，由管道加入还原岗位的供料罐，再经管道连续加入挥发器中经过净化的氢气分两路：一路通过挥发器中的三氯氢硅液层（主路氢）使三氯氢硅鼓泡挥发，并携带三氯氢硅的蒸气经进气管喷头喷入还原炉内，在1080～1100℃的反应温度下，三氯氢硅中的硅被还原出来，沉积在硅载体上。
炉内反应生产的氯化氢气体、四氯化硅以及未反应完的氢气和三氯氢硅经尾气管道进入干法回收系统（或者经过淋洗塔吸收后放空）；另一回路（侧路氢）在还原炉赶气时使用 4.三氯氢硅还原操作中的安全要点 ⑴⑴开炉前的准备工作：开炉前的准备工作： 通知电工检查并调试还原电气设备，通知氢气净化站送纯氢，从三氯氢硅提纯岗位将三氯氢硅压至还原料罐中；循环水岗位、导热油岗位送水、送油到还原岗位；干法回收岗位准备回收还原尾气；腐蚀组装炉 注意：对第一次使用的设备需要进行清洗 ⑵⑵高压启动：高压启动： 检查楼下变压器、可控硅及还原炉电极、底盘的冷却水是否通好；将还原炉前氢气赶气量降至最低；检查炉前导油供油压力是否在规定范围内；变压器的油开关是否合上 变压器房间合上“操作电源”、“高压控制”、“高压主回路”三个开关；将还原房间的门关上，挂上高压警示牌合上中压控制箱的“同步电源”、“给定电源”开关，将“给定粗（细）调”电位器退至初始位置观察“移项电压”表指示是否在规定范围内，给中压“操作电”按钮，根据炉内硅芯长短，准备好道级级数；给高压“操作电”按钮，对好“相”好。
打报警铃，再给上高压“主回路”电源，升励磁至规定位置，同时注意观察“击穿电压”、“击穿电流”表指针变化情况，等待击穿；待“击穿电压”指针下降、“击穿电流”指针升至规定位置，倒入高压控制按钮，再待“击穿电压”指针下降，“击穿电流”指针升至规定位置，通知中压人员，做好准备，断掉高压“操作电源”中压操作人员听到“响声”后，看到中压控制柜上高压指示灯熄灭后，立即给上中压“主回路”此时“硅棒电流”应有一定的电流指示接着启动另外两相，待第三相都启动完毕后，检查硅芯有无偏、倒、靠情况，炉内有无异常现象，确认无误后，空烧半小时进料 ⑶⑶进料：进料： ①挥发器单独供料的操作设定好挥发器自动控制的各项参数，将各项控制仪表调为自动状态，将挥发器上的自动下料阀、进氢阀、混合气进出气阀、温水阀的起源打开，将挥发器加料至规定值，并加压待用关闭还原炉前尾气放空阀，当炉内压力大于尾气干法回收压力时，打开尾气干法回收阀门，使尾气走干法回收系统，打开挥发器上进氢球阀、下料球阀、混合气出气针型阀，打开还原炉前混合气流量计上下调节阀、加热温水阀，手动调节混合气的自动仪表上的气动阀开启度，关闭炉前赶氢阀门。
最后，观察挥发器的各参数是否处于受控状态 ②挥发器正在供料时新开炉的进料操作关闭该还原炉尾气的放空阀，当炉内压力大于尾气干法回收压力时，打开尾气干法回收阀门，使尾气走干法回收系统；打开还原炉前混合气进气阀、混合气流量计下控阀，用流量计上控阀控制混合气的量，关闭还原炉前赶氢的阀门 ⑷⑷停炉：停炉： 根据生产计划要求，硅棒长到目标直径后应及时停炉开启还原炉前侧路氢阀门，关闭混合气进气球阀，混合气流量计上、下阀门；赶气空烧一定时间后逐渐降低硅棒电流，直至断电关闭中压控制柜上移项同步电流给定开关，将粗细调旋钮调至初始位置，倒级开关退至零级，通知腐蚀组准备取棒（对单独供料的挥发器要先停挥发器） ⑸⑸全线停炉：全线停炉： 赶气工作完成后，炉内封一定的氢气压力，通知净化站停送气，干法回收岗位自循环，待导热油温降至规定值后，关闭带热油进出油阀（导热油岗位停油泵）关闭各冷却水进出阀门，循环水岗位停水泵 十二、多晶硅产业政策简介中华人民共和国工业和信息化部公告中华人民共和国工业和信息化部公告 工联电子工联电子[2010]137号号 为贯彻落实科学发展观，促进多晶硅行业节能降耗、淘汰落后和结构调整，引导行业健康发展，根据国家有关法律法规和产业政策，工业和信息化部、国家发展改革委、环境保护部会同有关部门制定了《多晶硅行业准入条件》，现予以公告。
有关部门在对多晶硅建设项目核准、备案管理、土地审批、环境影响评价、信贷融资、生产许可、产品质量认证等工作中要以本准入条件为依据 附件：多晶硅行业准入条件 中华人民共和国工业和信息化部中华人民共和国工业和信息化部 中华人民共和国国家发展和改革委员会中华人民共和国国家发展和改革委员会 中华人民共和国环境保护部中华人民共和国环境保护部 二〇一〇年十二月三十一日 多晶硅行业准入条件多晶硅行业准入条件 为深入贯彻落实科学发展观，规范和引导多晶硅行业健康发展，坚决抑制行业重复建设和产能过剩，根据国家有关法律法规和产业政策，按照优化布局、调整结构、节约能源、降低消耗、保护环境、安全生产的原则，特制订多晶硅行业准入条件 一、项目建设条件和生产布局一、项目建设条件和生产布局 （一）多晶硅项目应当符合国家产业政策、用地政策及行业发展规划，新建和改扩建项目投资中最低资本金比例不得低于30％严格控制在能源短缺、电价较高的地区新建多晶硅项目，对缺乏综合配套、安全卫生和环保不达标的多晶硅项目不予核准或备案。
（二）在依法设立的基本农田保护区、自然保护区、风景名胜区、饮用水水源保护区，居民集中区、疗养地、食品生产地等环境条件要求高的区域周边1000米内或国家、地方规划的重点生态功能区的敏感区域内，不得新建多晶硅项目已在上述区域内投产运营的多晶硅项目要根据该区域有关规划，依法通过搬迁、转停产等方式逐步退出 （三）在政府投资项目核准新目录出台前，新建多晶硅项目原则上不再批准但对加强技术创新、促进节能环保等确有必要建设的项目，报国务院投资主管部门组织论证和核准 二、生产规模与技术设备二、生产规模与技术设备 （一）太阳能级多晶硅项目每期规模大于3000吨/年，半导体级多晶硅项目规模大于1000吨/年 （二）多晶硅企业应积极采用符合本准入条件要求的先进工艺技术和产污强度小、节能环保的工艺设备以及安全设施，主要工段、设备参数应能实现连续流程检测 三、资源回收利用及能耗三、资源回收利用及能耗 （一）新建多晶硅项目生产占地面积小于6公顷/千吨现有多晶硅项目应当厉行节约集约用地原则 （二）太阳能级多晶硅还原电耗小于80千瓦时/千克，到2011年底前小于60千瓦时/千克。
（三）半导体级直拉用多晶硅还原电耗小于100千瓦时/千克，半导体级区熔用多晶硅还原电耗小于120千瓦时/千克 （四）还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于98.5%、99%、99% （五）引导、支持多晶硅企业以多种方式实现多晶硅-电厂-化工联营，支持节能环保太阳能级多晶硅技术研发，降低成本 （六）到2011年底前，淘汰综合电耗大于200千瓦时/千克的太阳能级多晶硅生产线 （七）水资源实现综合回收利用，水循环利用率≥95% 四、环境保护四、环境保护 （一）新建和改扩建项目应严格执行《环境影响评价法》，依法向有审批权限的环境保护行政主管部门报批环境影响评价文件按照环境保护“三同时”的要求，建设项目配套环境保护设施并依法申请项目竣工环境保护验收，验收合格后方可投入生产运行未通过环境评价审批的项目一律不准开工建设现有企业应依法定期实施清洁生产审核，并通过评估验收，两次审核的时间间隔不得超过三年 （二）废气 尾气及NOx、HF酸雾排放部位均应当配备净化装置，采用溶液吸收法或其他方法对其净化处理，废气排放达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297）和污染物排放总量控制要求。
项目所在地有地方标准和要求的，应当执行地方标准和要求 （三）废水 按照法律、行政法规和国务院环境保护主管部门的规定设置排污口废水排放应符合国家相应水污染物排放标准要求凡是向已有地方排放标准的水体排放污染物的，应当执行地方标准 （四）固体废物 一般工业固体废物的贮存应符合《一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准》（GB18599），对产生的四氯化硅等危险废物，应严格执行危险废物相关管理规定 （五）噪声 厂界噪声符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348） 五、产品质量五、产品质量 企业应有质量检验机构和专职检验人员，有健全的质量检验管理制度半导体级多晶硅产品符合国家标准GB/T12963所规定的质量要求，太阳能级多晶硅产品符合国家标准所规定的质量要求 六、安全、卫生和社会责任六、安全、卫生和社会责任 （一）多晶硅项目应当严格遵循职业危害防护设施和安全设施“三同时”制度要求企业应当遵守《安全生产法》、《职业病防治法》等法律法规，执行保障安全生产的国家标准或行业标准。
（二）企业应当有健全的安全生产组织管理体系，有职工安全生产培训制度和安全生产检查制度 （三）企业应当遵守《危险化学品安全管理条例》（国务院令第344号）、《危险化学品建设项目安全许可实施办法》（国家安全生产监督管理总局令第8号）、《安全预评价导则》、《危险化学品建设项目安全评价细则（试行）》（安监总危化[2007]255号）及相关规定，依法实施危险化学品建设项目安全许可和危险化学品生产企业安全生产许可，获取《安全生产许可证》后方可投入运行 （四）企业应当有职业危害防治措施，对重大危险源有检测、评估、监控措施和应急预案，并配备必要的器材和设备尘毒作业场所达到国家卫生标准 （五）企业应当遵守国家法律法规，依法参加养老、失业、医疗、工伤等保险，并为从业人员缴足相关保险费用 七、监督与管理七、监督与管理 （一）工业和信息化部负责多晶硅行业管理，商有关部门后以联合公告形式发布符合准入条件的多晶硅企业名单，形成《多晶硅行业准入名单》，实行社会监督、动态管理 （二）对现有项目： 1.企业应对照准入条件编制《多晶硅行业准入申请报告》并通过当地工业和信息化主管部门报送工业和信息化部。
2.省级工业和信息化主管部门负责受理本地区多晶硅企业的申请，按准入条件要求会同同级发展改革部门、环保部门对企业情况进行核实并提出初审意见，附企业申请材料报送工业和信息化部 3.工业和信息化部收到申请后，会同有关部门对企业申请材料组织审查，对符合准入条件的企业进行公示，无异议后予以公告 对不符合准入条件的企业，工业和信息化部通知省级工业和信息化主管部门责令企业整改，整改仍不达标的企业应当逐步退出多晶硅生产 （三）对新建和改扩建项目： 1.国务院投资主管部门按照准入条件要求对新建和改扩建项目组织论证和核准 2.企业应自投产之日起半年内申请，省级工业和信息化主管部门会同同级发展改革部门、环保部门对其进行检查并提出检查意见，附企业申请材料报送工业和信息化部工业和信息化部对企业申请材料组织审查，对符合准入条件的企业进行公示，无异议后予以公告 对不符合准入条件的企业，工业和信息化部通知省级工业和信息化主管部门责令企业整改，整改仍不达标的企业应当停止多晶硅生产。
(四）地方工业和信息化主管部门每年要会同有关部门对本地区企业生产过程中执行准入条件的情况进行监督检查，工业和信息化部组织有关部门对公告企业进行抽查 （五）公告企业有下列情况，将撤销其公告资格： 1.填报资料有弄虚作假行为； 2.拒绝接受监督检查； 3.不能保持准入条件要求； 4.发生重大安全和污染责任事故； 5.违反法律、法规和国家产业政策规定 （六）对不符合规划布局、生产规模、资源利用、环境保护、安全卫生等要求的多晶硅项目，投资管理部门不予核准和备案，国土资源管理、环境保护、质检、安监等部门不得办理有关手续，金融机构不得提供贷款和其它形式的授信支持 （七）有关行业协会、产业联盟、中介机构要协助做好准入条件实施工作，组织企业加强协调和自律管理 八、附则八、附则 （一）本准入条件适用于中华人民共和国境内（台湾、香港、澳门地区除外）所有类型的多晶硅企业和项目 （二）本准入条件涉及的法律法规、国家标准和行业政策若进行修订，按修订后的规定执行。
（三）本准入条件自发布之日起实施，由工业和信息化部负责解释，并根据行业发展情况和宏观调控要求会同有关部门适时进行修订 结束语结束语 明者远见于未萌，而智者避免于无形，明者远见于未萌，而智者避免于无形， 祸固多藏于隐微，而发于人之所忽者也祸固多藏于隐微，而发于人之所忽者也 ————汉司马迁史记汉司马迁史记 司马相如列传司马相如列传 解释：聪明的人在祸患未萌芽时就能预见到它，而明解释：聪明的人在祸患未萌芽时就能预见到它，而明智的人在危险还未形成时就设法避免，因为祸患本来多隐智的人在危险还未形成时就设法避免，因为祸患本来多隐藏于不易被发现的地方，发生在容易被人忽视的地方藏于不易被发现的地方，发生在容易被人忽视的地方 本次课程结束本次课程结束 二二O O一一年六月一一年六月 。
