1、第一部分多晶硅工藝原理,教學(xué)內(nèi)容及目的,使初次接觸多晶硅的學(xué)生能夠?qū)Χ嗑Ч璧纳a(chǎn)工序構(gòu)成有初步的了解； 初步掌握各生產(chǎn)工序的原理和內(nèi)容； 初步了解多晶硅生產(chǎn)的裝置名稱、設(shè)備構(gòu)成。 了解并掌握多晶硅生產(chǎn)的原料、中間產(chǎn)品和產(chǎn)品的物理、化學(xué)和安全特性。,主要工序目錄,主工藝 （1）液氯貯存及汽化工序 （2）合成工序 這一工序包括氯化氫合成工序和三氯氫硅合成工序 （3）氯硅烷提純工序 這一工序包括粗提純、精提純、廢體凈化和蒸餾釜殘液處理工序 （4）多晶硅工序 這一工序包括多晶硅制取工序和四氯化硅氫化工序 （5）氫氣制備及凈化工序 （6）工藝廢料處理工序 （7）成品整理工序（包括實驗室檢驗分析）,公用工

2、程 (1) 空分制氮站； (2) 空壓站； (3) 冷凍站； (4) 循環(huán)水站； (5) 脫鹽水站； (6) 綜合泵站； (7) 鍋爐房； (8) 供熱站； (9) 高純水系統(tǒng)； (10) 污水處理站； (11) 10KV變電站； (12) 總變； (13) 煤輸送系統(tǒng)； (14) 石灰石粉輸送系統(tǒng)； (15) 渣（鍋爐）貯運系統(tǒng)； (16) 灰貯運系統(tǒng)。,一、主工藝介紹,本裝置的設(shè)計能力為年產(chǎn)高純（電子級）多晶硅1500噸， 同時副產(chǎn)物：二級三氯氫硅，四氯化硅。 其主要的生產(chǎn)工藝，是通過工業(yè)硅與氣態(tài)氯化氫的反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為由三氯氫硅、四氯化硅、二氯氫硅、聚氯硅烷、金屬雜質(zhì)等組成的混合蒸汽并將

3、其冷凝，用精餾的方法從冷凝液中分離出高純度的三氯氫硅，再將汽化的三氯氫硅，與氫氣按一定比例混合引入多晶硅還原爐。在置于還原爐內(nèi)的棒狀硅芯兩端加以電壓，產(chǎn)生高溫。在高溫硅芯表面，三氯氫硅被氫氣還原成元素硅，并沉積在硅芯表面，逐漸生成所需規(guī)格的多晶硅棒。,低沸物,H2、HCl,粗SiHCL3,冷凝液,氫氣,氯氣,氯化氫合成,三氯氫硅合成,加壓冷凝分離,合成精餾,精 餾,還 原,干法回收,干法精餾,綜合回收,HCl 硅粉,低沸物,高低沸物,純SiHCL3,多晶硅,純SiHCL3,SiCL4,冷凝液,H2,HCL,尾氣,氫 化,氫化粗餾,綜合回收,SiCL4,粗SiHCL3,粗SiHCL3,氫氣,Si

4、CL4,（1）液氯貯存及汽化工序 外購的液氯鋼瓶運送入本工序廠房內(nèi)實瓶區(qū)存放，使用后的液氯鋼瓶吊運至空瓶區(qū)存放并定期運出。 從鋼瓶放出的液氯，引入液氯汽化器內(nèi)被熱水加熱而汽化。汽化生成的氯氣經(jīng)過氯氣緩沖罐，先進行干燥，然后送往氯化氫合成工序。 用于液氯汽化的加熱水來自熱水槽。通入低壓蒸汽（部分來自還原爐的熱能回收）直接加熱槽內(nèi)的水。出槽的熱水用循環(huán)泵送入液氯汽化器加熱汽化液氯。出液氯汽化器的水返回?zé)崴邸?液氯汽化器為一開一備。隨著汽化器工作時間的增加，液氯中的NCl3濃度會升高，當(dāng)達(dá)到一定濃度時，會導(dǎo)致爆炸。因此須定期分析汽化器中NCl3的濃度，當(dāng)NCl3濃度達(dá)到40g/l時，必須切換汽化器

5、，將汽化器中NCl3濃度較高的殘液放入排污罐，用堿液將NCl3和液氯處理掉。,從液氯鋼瓶或汽化系統(tǒng)設(shè)備、管線泄漏出來的氯氣，必需得到及時的處理。為此，在沿廠房內(nèi)墻設(shè)置的環(huán)形地溝內(nèi)，溝底上方架設(shè)管壁上開孔的環(huán)形風(fēng)管，將地面附近含氯的空氣吸入管內(nèi)，并送入至廢氣處理塔處理。必要時，可用軟管連接到從風(fēng)管伸出地面的活接頭上，將軟管引至廠房的各部位，進行局部排風(fēng)。設(shè)置于廢氣處理塔后的事故風(fēng)機，從塔頂抽送氣體，造成廢氣收集、處理系統(tǒng)氣體輸送的動力。 當(dāng)正在放液的液氯鋼瓶發(fā)生泄漏、或某臺汽化器需要作排液操作之前、或系統(tǒng)停車之后，可通過從鋼瓶排氣接嘴、汽化器和氯氣緩沖罐出氣管引至廢氣處理塔進氣管的支管，將鋼瓶或

6、設(shè)備內(nèi)的氯氣抽出，送入廢氣處理塔處理。,汽化系統(tǒng)安全閥泄放的氯氣直接送入廢氣處理塔。 入廢氣處理塔的含氯空氣，在填料層與自上而下的堿液逆流接觸，氯氣與堿液中的NaOH反應(yīng)生成NaClO、NaCl和H2O而被吸收。因反應(yīng)放熱，塔內(nèi)液體和氣體的溫度均有升高。用事故風(fēng)機抽出塔頂經(jīng)處理達(dá)標(biāo)的氣體放空；出塔底的液體靠位差流入堿液循環(huán)槽，再用堿液循環(huán)泵抽出，經(jīng)堿液循環(huán)冷卻器用循環(huán)冷卻水冷卻后，送入廢氣處理塔頂用作吸收劑。當(dāng)循環(huán)堿液中NaOH濃度降至23%（w）時，停止使用工作槽中的堿液，切換至堿液循環(huán)備用泵，將備用槽中貯存的濃度為15%（w）的新鮮NaOH溶液送入廢氣處理塔吸收氯氣。在備用泵、備用槽系統(tǒng)作

7、吸收操作期間，原工作泵、工作槽系統(tǒng)需完成以下工作：用泵將,槽內(nèi)含10%NaClO的液體排至次氯酸鈉溶液貯槽貯存，然后將配制好的NaOH溶液送入槽內(nèi)貯存，以備隨后用于氯氣的吸收。 次氯酸鈉溶液貯槽內(nèi)貯存的10%NaClO溶液，用泵裝車，作為商品外售。必要時，亦可將其送至工藝廢料處理工序處理。 15%NaOH溶液的配制，是將從35%NaOH貯槽送來的濃堿液放入15%堿液配制槽內(nèi)。向槽中通入一次水，將堿液稀釋至所需濃度。 事故風(fēng)機、廢氣處理塔、堿液循環(huán)系統(tǒng)保持連續(xù)運轉(zhuǎn)。,氯化氫合成爐,（2）合成工序 1）氯化氫合成工序 在氯化氫合成爐內(nèi)，通過氫氣、氯氣混合氣體的燃燒反應(yīng)制得氯化氫。 氯化氫合成工序的

8、流程由初始原料輸入、氯化氫合成系統(tǒng)和廢氣處理系統(tǒng)三部分組成。 A.初始原料輸入 來自氫氣制取工序及從三氯氫硅合成工序返回的循環(huán)氫氣輸送入氫氣緩沖罐，出該罐的氫氣分別去兩條生產(chǎn)線的氯化氫合成爐。 來自液氯汽化工序的氯氣穿過氯氣緩沖罐，分別去兩條生產(chǎn)線的氯化氫合成爐。,B.氯化氫合成系統(tǒng) 氫氣和氯氣在爐內(nèi)燃燒，反應(yīng)生成氯化氫，反應(yīng)式如下： H2+Cl2=2HCl 爐內(nèi)的工作壓力為0.4MPa0.5MPa。溫度不超過450。輸出的氯化氫，穿過空氣冷卻器被冷卻到150，并穿過氯化氫冷卻器，被循環(huán)冷卻水冷卻到4050溫度。冷卻后的氯化氫送入氯化氫儲罐，然后被送往三氯氫硅合成工序。,液氯儲罐,液氯汽化器,

9、液氯干燥器,液氯緩沖罐,氫氣緩沖罐,阻火器,氯氣,氯化 氫合 成爐,氫氣,空氣冷卻器,HCl,氯化氫冷卻器,氯化氫儲氣罐,電解氫氣,CDI 分離氫氣,氯化氫緩沖罐,從TCS合成分離的氯化氫,從STC氫化分離的氯化氫,去TCS 合成,氯化氫吸收冷卻塔,氯化氫排放緩沖槽,氯化氫合成示意圖,2）三氯氫硅合成工序 在合成爐內(nèi)，用硅粉與氣態(tài)氯化氫反應(yīng)制得三氯氫硅。 三氯氫硅合成工序包括以下幾個系統(tǒng)： 原料處理系統(tǒng)； 三氯氫硅合成系統(tǒng)； 汽氣混合氣“干法”除塵系統(tǒng)； 汽氣混合氣“濕法”除塵系統(tǒng)； CDI公司汽氣混合氣分離系統(tǒng)。,其中原料處理系統(tǒng)的氯化氫加熱部分、三氯氫硅合成系統(tǒng)、汽氣混合氣“干法”除塵系統(tǒng)

10、及汽氣混合氣“濕法”除塵系統(tǒng)設(shè)置兩條相同的生產(chǎn)線（生產(chǎn)線、），CDI公司汽氣混合氣分離系統(tǒng)為一條生產(chǎn)線。,三氯氫硅合成示意圖,A原料處理系統(tǒng) 原料處理系統(tǒng)完成對原料氯化氫的預(yù)熱，及對三氯氫硅合成爐啟動和停爐時使用的氮氣的加熱。 B三氯氫硅合成系統(tǒng) 原料硅粉用運輸罐送入工序，用單梁吊車，將運輸罐提升并安裝在硅粉驗收槽的頂部，并將硅粉放入接收槽內(nèi)。硅粉接收槽的裝料為一晝夜一次，槽側(cè)配有硅塵捕集器以便回收硅粉。 硅粉一班一次由接收槽放入安裝于下方的硅粉計量罐，再放入下方的硅粉供料罐。用安裝于供料罐底部的硅粉給料機將硅粉以一定的流量供入到氯化氫輸送管道中，硅粉被氯化氫氣流攜帶，送入三氯氫硅合成爐底的錐

11、形部分。,表壓0.450.5MPa的氯化氫同時被分別送入硅粉接收槽、硅粉計量罐和硅粉供料罐中，以平衡硅粉裝料設(shè)備和合成系統(tǒng)的壓力。 在三氯氫硅合成爐內(nèi)，硅粉和氯化氫發(fā)生反應(yīng)，生成三氯氫硅，同時生成四氯化硅、二氯氫硅、金屬氯化物、聚氯硅烷等副產(chǎn)物。主要反應(yīng)式如下： Si+3HCl = SiHCl3+H2+Q Si+2HCl = SiH2Cl2+Q Si+4HCl = SiCl4+2H2+Q 反應(yīng)產(chǎn)物以汽氣混合氣的形式出合成爐頂，去“干法”除塵系統(tǒng)。 反應(yīng)爐下部區(qū)域壓力為0.350.45MPa，溫度為290330。 在反應(yīng)過程中生成大量的熱，用蒸發(fā)反應(yīng)爐夾套內(nèi)的水而移出。,C汽氣混合氣“干法”除塵

12、系統(tǒng) 出三氯氫硅合成爐的夾帶有硅粉的汽氣混合氣依次進入一、二、三級旋風(fēng)除塵器，氣體中的大部分硅粉被分離下來，隨即落入安裝于下方的三個小集塵罐。定期把硅塵從小集塵罐中卸到集塵罐中。定期將罐中硅粉卸出，送去處理。 D汽氣混合氣“濕法”除塵系統(tǒng) 經(jīng)“干法”除塵后的汽氣混合氣進入濕氫處理塔頂部，與同樣從頂部注入的四氯化硅液體混合，自上而下流動。從塔下部送入用脫鹽水增濕的氫氣，與塔內(nèi)的氣液混合物接觸，促使汽氣混合氣中所含的金屬氯化物發(fā)生部分水解，同時，汽氣混合氣中的部分細(xì)小硅塵被液體四氯化硅洗下，混合氣亦被四氯化硅冷卻。,從濕氫處理塔下部出來，含固態(tài)雜質(zhì)的汽氣液混合物進入鼓泡蒸餾釜并被引至液下。氣體鼓泡

13、溢出，隨后由下而上進入泡塔，與從塔頂流下的液體四氯化硅逆流接觸，被進一步冷卻并最終除去細(xì)小的硅塵和金屬雜質(zhì)。 出鼓泡塔，除去了固態(tài)雜質(zhì)的冷卻汽氣混合氣，壓力為0.20.25MPa，溫度為5090，被送入汽氣混合氣分離系統(tǒng)（CDI-3）。在該系統(tǒng)內(nèi)，汽氣混合氣中的氯硅烷被冷凝分離出來，送入三氯氫硅儲槽（氯硅烷儲槽），然后被送往三氯氫硅提純工序粗精餾部分的一級精餾塔。同時，氫氣和氯化氫氣體也從CDI-3系統(tǒng)中分離出來，兩種氣體分別被送回氯化氫合成工序的氫氣緩沖罐和氯化氫緩沖罐，循環(huán)用于氯化氫合成和三氯氫硅合成。 鼓泡塔底引出的含四氯化硅、三氯氫硅、聚氯硅烷、硅渣和其它雜質(zhì)的液體，被泵送至三氯氫硅提

14、純工序粗精餾部分六級精餾塔。 貯存于四氯化硅儲槽的四氯化硅，由泵送至濕氫處理塔和鼓泡塔頂，用作濕法除塵的洗滌液。,（3） 氯硅烷提純工序 三氯氫硅提純工序 本工序分為前后兩個部分，其主要功能為：1）粗提純部分：用多級精餾和濕氮處理的方法，從由三氯氫硅合成工序制得的氯硅烷冷凝液中提取初步精制的三氯氫硅；2）精提純部分：a.用濕氮處理和多級精餾的方法，將粗提純部分制得的三氯氫硅進一步精制，得到多晶硅級的精制三氯氫硅；b.從多晶硅制取工序返回的氯硅烷冷凝液中分離出循環(huán)使用的多晶硅級的精制三氯氫硅；c.從四氯化硅氫化工序返回的氯硅烷混合冷凝液中分離出多晶硅級的精制三氯氫硅和用于循環(huán)加氫的精制四氯化硅。

15、 1）粗提純部分 粗提純部分流程由七級精餾塔組成，其中，一級、七級為單系列生產(chǎn)線，二級至六級為雙系列生產(chǎn)線。,A.一級精餾四氯化硅與三氯氫硅的分離 一級精餾塔為篩板式。塔底再沸器用0.3MPa的蒸汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。 貯存于三氯氫硅合成工序儲槽中的氯硅烷，用計量泵輸送，經(jīng)一級進料預(yù)熱器預(yù)熱，送入一級精餾塔。 塔頂餾出含有低沸點和高沸點雜質(zhì)的三氯氫硅冷凝液，經(jīng)一級冷凝液槽，靠位差流去二級1#精餾再沸器（蒸餾釜）。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，與二級1#、2#塔頂冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)1#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的氯硅烷，冷凝液靠位差流入二級三氯氫硅槽。 塔底釜

16、液為含雜質(zhì)的四氯化硅，排入貯槽，再用計量泵送入七級精餾塔進行凈化。,B.二級精餾濕氮處理，脫除三氯氫硅中雜質(zhì)的反應(yīng)精餾 二級反應(yīng)精餾，是通過用濕潤的氮對三氯氫硅的處理，把其中易于水解的雜質(zhì)化合物轉(zhuǎn)化成難于揮發(fā)的形態(tài)，以便用精餾的方法除去。 二級反應(yīng)精餾各臺精餾塔均為篩板式。塔底再沸器用0.6MPa的蒸汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。,a二級一段反應(yīng)精餾 一級精餾塔頂餾出的，含有低沸點和高沸點雜質(zhì)的三氯氫硅冷凝液不斷送入二級1#精餾塔的再沸器。同時，從塔底供入來自氮氣加濕器的濕潤氮氣對塔內(nèi)工藝物料進行處理。 塔頂餾出三氯氫硅冷凝液，經(jīng)槽，靠位差流入二級2#精餾塔（二段反應(yīng)精餾）的再沸器，進行

17、二段反應(yīng)精餾。 出二級1#精餾塔底含懸浮物的釜液，排入貯槽，泵送入六級進料液槽,b二級二段反應(yīng)精餾 一段反應(yīng)精餾塔頂餾出的三氯氫硅冷凝液經(jīng)二段反應(yīng)精餾再沸器，蒸入二級2#精餾塔內(nèi)，同時從塔底供入來自氮氣加濕器的濕潤氮氣對塔內(nèi)工藝物料作進一步處理。 塔頂餾出三氯氫硅冷凝液，經(jīng)緩沖槽，靠位差流入沉淀槽。 出二級2#精餾塔底含懸浮物的釜液，排入釜液槽，泵送入六級進料液槽。 所有二級1#、2#精餾冷凝器排出的廢氣，與一級精餾冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)1#尾氣冷凝器冷凝回收三氯氫硅后，送去廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。,c三氯氫硅的沉淀 二級二段精餾的餾出物進入沉淀槽，三氯氫硅冷凝液在此靜置8晝夜。此間，

18、水解產(chǎn)生的難于揮發(fā)的化合物和細(xì)分散固相逐漸沉降或沉淀下來。 靜置結(jié)束后，用泵把三氯氫硅清液從沉淀槽槽頂區(qū)域引出，連續(xù)送入三級精餾塔，以脫除三氯氫硅中的低沸點雜質(zhì)；從沉淀槽底部引出的、含有難揮發(fā)化合物和細(xì)分散雜質(zhì)沉淀物的液體，泵送入六級進料液槽。,C.三級精餾三氯氫硅中低沸點雜質(zhì)的脫除 三級精餾目的是脫除三氯氫硅中的低沸點雜質(zhì)。 三級精餾塔為篩板式。塔底再沸器用0.3MPa的蒸汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。 從沉淀槽的泵送來的三氯氫硅清液，經(jīng)三級進料預(yù)熱器，連續(xù)送入三級精餾塔。 塔頂餾出含有二氯硅烷和三氯氫硅的冷凝液，經(jīng)三級冷凝液槽，靠位差流去二級三氯氫硅槽。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，與六

19、、七級塔頂冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)3#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的氯硅烷，冷凝液靠位差流入二級三氯氫硅槽。廢氣去廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。 塔底釜液為三氯氫硅，排入釜液槽，再用計量泵送入四級精餾塔。,D.四級、五級精餾三氯氫硅中高沸點雜質(zhì)的脫除 四級、五級精餾目的是分兩段脫除三氯氫硅中的高沸點雜質(zhì)。 從三級釜液槽泵送來的三氯氫硅，送入四級精餾塔。 四級塔頂餾出的三氯氫硅冷凝液，經(jīng)四級冷凝液槽，靠位差流去五級精餾塔，進行脫除高沸點雜質(zhì)的第二階段。 五級塔頂餾出的三氯氫硅冷凝液送入4個五級冷凝液槽之一。一個貯槽注滿后，分析三氯氫硅是否符合工業(yè)級三氯氫硅對雜質(zhì)含量的要求。在分

20、析有效的情況下，工業(yè)級精制的三氯氫硅從貯槽靠位差流去本工序的精提純部分。,四級、五級塔釜排出的含有高沸點雜質(zhì)的三氯氫硅，排入釜液槽，再用計量泵送入二級三氯氫硅槽。 從四級、五級塔頂冷凝器排出的廢氣，一起經(jīng)2#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的氯桂烷，冷凝液靠位差流入二級三氯氫硅槽。廢氣去廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。,E.六級精餾四氯化硅和三氯氫硅中氯硅烷聚合物和固體顆粒的分離 六級精餾目的是處理以下各股物料的混合物，以分離其中的聚氯硅烷和固體顆粒： a來自二級精餾塔釜含懸浮物的三氯氫硅液體； b來自二級精餾沉淀槽底，含沉淀物的三氯氫硅液體； c來自七級精餾塔釜，含高沸點組分的四

21、氯化硅液體； d來自三氯氫硅合成工序鼓泡蒸餾釜，含硅粉和聚氯硅烷的四氯化硅液體。 以上物料先進入貯槽，然后用泵輸送，經(jīng)進料預(yù)熱器，進入六級精餾塔,六級精餾塔為篩板式。塔底再沸器用0.6MPa的蒸汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。 塔頂餾出物為四氯化硅，經(jīng)六級冷凝液槽，靠位差流入三氯氫硅合成工序的四氯化硅儲槽，進而泵送至濕氫處理塔和鼓泡塔頂部，用作濕法除塵的洗滌液。 塔底釜液為含有氯硅烷聚合物和固體雜質(zhì)的氯硅烷，排入釜液槽，再用計量泵送至廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，與三級、七級塔頂冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)3#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的氯桂烷，冷

22、凝液靠位差流入二級三氯氫硅槽。廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。,F.七級精餾四氯化硅的凈化 七級精餾目的是脫除來自一級塔釜的四氯化硅中的高沸點雜質(zhì)。 七級精餾塔為篩板式。塔底再沸器用0.6MPa的蒸汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。 塔頂餾出物為四氯化硅，流入七級冷凝液槽，貯槽注滿后，分析四氯化硅是否符合要求，然后靠位差流去白炭黑裝置用作原料。 塔底釜液為含高沸點雜質(zhì)的四氯化硅，排入釜液槽，再用計量泵送至六級進料槽。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，與三級、六級塔頂冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)3#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的氯桂烷，冷凝液靠位差流入F二級三氯氫硅槽。廢氣去廢氣凈化和蒸餾

23、釜殘液處理工序,2）精提純部分,精提純部分的主要設(shè)置為6精餾塔。 A. 精餾2塔三氯氫硅中高沸點雜質(zhì)的脫除 從粗精餾工序五級塔頂餾出的三氯氫硅，靠位差流入精餾2塔的進料塔板，在此進行最終脫除三氯氫硅中的高沸點雜質(zhì)的過程。 塔頂餾出物為去除了高、低沸點雜質(zhì)的精制三氯氫硅，經(jīng)用-15鹽水冷卻的2塔冷凝液過冷器，流入2塔冷凝液槽，經(jīng)分析符合多晶硅生產(chǎn)的質(zhì)量要求后，靠位差流去多晶硅制取工序。 塔底釜液為含高沸點雜質(zhì)的三氯氫硅，經(jīng)釜液槽，用計量泵送至二級三氯氫硅槽。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，與3塔塔頂冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)4#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的三氯氫硅，冷凝液靠位差流入貯

24、槽。廢氣去廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。,B.精餾3塔多晶硅還原后氯硅烷冷凝液的除氣和分離 塔底再沸器用0.3MPa的蒸汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。 多晶硅還原后的氯硅烷冷凝液進入貯槽，用泵輸送，經(jīng)3塔進料預(yù)熱器進入精餾3塔的進料塔板。 塔頂餾出物為三氯氫硅，經(jīng)3塔冷凝液槽，靠位差流入精餾4塔。 塔底釜液為四氯化硅，送入3塔釜液槽。經(jīng)分析符合質(zhì)量要求后，用泵將其部分產(chǎn)品送入貯槽，然后送去四氯化硅加氫；部分送往白碳黑裝置用作原料。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，與2塔塔頂冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)4#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的三氯氫硅，冷凝液靠位差流入槽。廢氣去廢氣凈化和蒸

25、餾釜殘液處理工序。,C. 精餾4塔循環(huán)三氯氫硅中高沸點雜質(zhì)的脫除 塔底再沸器用0.3MPa的蒸汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。 從精餾3塔塔頂餾出三氯氫硅，流入精餾4塔的進料塔板 塔頂餾出物，是精制的循環(huán)三氯氫硅，將其送入4塔冷凝液槽。經(jīng)分析符合質(zhì)量要求后，精制三氯氫硅靠位差循環(huán)流回多晶硅制取工序。 塔底釜液是含有高沸點餾份的三氯氫硅，將其送入4塔釜液槽。經(jīng)分析符合質(zhì)量要求后，用泵送二級三氯氫硅槽。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，經(jīng)5#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的三氯氫硅，冷凝液靠位差流入貯槽。廢氣去廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。,D. 精餾5塔四氯化硅氫化后氯硅烷冷凝液的分

26、離 塔底再沸器用0.3MPa的蒸汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。 四氯化硅氫化后的氯硅烷冷凝液，送入氫化氯硅烷貯槽，再用泵輸送，經(jīng)5塔進料預(yù)熱器連續(xù)送往精餾5塔的進料塔板。 塔頂?shù)酿s出物是三氯氫硅，經(jīng)5塔冷凝液槽將其連續(xù)送往精餾6塔，供進一步凈化處理。 塔底釜液是含有高沸點雜質(zhì)的四氯化硅，將其送入5塔釜液槽，再用泵將其連續(xù)送往精餾7塔的進料塔板。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，與6塔、7塔塔頂冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)6#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的氯硅烷，冷凝液靠位差流入5塔釜液槽。廢氣廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。,E.精餾6塔三氯氫硅中高沸點雜質(zhì)的脫除 塔底再沸器用0.3

27、MPa的蒸汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。 5塔塔頂餾出的三氯氫硅連續(xù)輸送到精餾6塔的進料塔板。 塔頂餾出物為精制三氯氫硅，流入用-15的鹽水冷卻的6塔冷凝液槽，經(jīng)分析符合多晶硅生產(chǎn)的質(zhì)量要求后，靠位差流去多晶硅制取工序。 塔底釜液四氯硅烷，將其送入用-15的鹽水冷卻的6塔釜液槽。經(jīng)分析符合質(zhì)量要求后，用泵將其送往白碳黑裝置用作原料。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，與5塔、7塔塔頂冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)6#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的氯硅烷，冷凝液靠位差流入5塔釜液槽。廢氣廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。,F. 精餾7塔四氯硅烷中高沸點雜質(zhì)的脫除 塔底再沸器用0.3MPa的蒸

28、汽加熱，塔頂冷凝器用循環(huán)冷卻水冷卻。 從精餾5塔來的釜液為含高沸點雜質(zhì)的四氯化硅，被不斷地輸送到精餾6塔的進料塔板。 塔頂餾出物是精制的循環(huán)四氯化硅，將其送入7塔冷凝液槽，經(jīng)分析符合質(zhì)量要求后，靠位差流入循環(huán)四氯化硅貯槽，然后用泵送回四氯化硅氫化工序加氫。 塔底釜液是含有高沸雜質(zhì)的四氯硅烷，將其輸送到7塔釜液槽，然后用泵送至白碳黑裝置用作原料。 從塔頂冷凝器排出的廢氣，與5塔、6塔塔頂冷凝器排出的廢氣一起，經(jīng)6#尾氣冷凝器，用-15的鹽水冷卻，進一步冷凝其中的氯硅烷，冷凝液靠位差流入5塔釜液槽。廢氣去廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。,3）廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序 A廢氣凈化 三氯氫硅提純工序

29、各精餾塔頂排放的含氯硅烷、氮氣的廢氣，及含氯硅烷、氫氣、氮氣、氯化氫的多晶硅還原爐置換吹掃氣和多晶硅還原爐事故排放氣，被送進尾氣洗滌塔，用10%石灰水洗滌，廢氣中的氯硅烷（以SiHCl3為例）和氯化氫與石灰水中的CaO發(fā)生以下反應(yīng)而被除去： SiHCl3+3H2O=H2SiO3+3HCl+H2 H2SiO3+CaO=CaSiO3+ H2O 2HCl+CaO=CaCl2+H2O 出塔底洗滌液用泵送入帶攪拌的石灰漿液槽，隨后用泵送回尾氣洗滌塔頂循環(huán)使用。當(dāng)槽內(nèi)的石灰漿濃度下降至2%時，將含有CaCl2、CaSiO3和未反應(yīng)CaO的部分液體抽出送往工藝廢料處理工序處理，隨即向槽內(nèi)補充新鮮石灰漿。,B

30、蒸餾釜殘液處理 在三氯氫硅合成過程中，除了生成三氯氫硅的主反應(yīng)外，同時發(fā)生生成最高級的硅的氯化物聚氯硅烷合物的反應(yīng)。聚氯硅烷合物是一種易燃、易爆的物質(zhì)。這些化合物將會在三氯氫硅提純工序的精餾塔底部被濃縮，這樣將會大大提高它們的易燃性，故需定期從相關(guān)的精餾塔底部，主要是從六級精鎦塔底部，排出一定量的主要含有四氯化硅和聚氯硅烷合物的液體并送到本工序加以處理。另外，裝置停車放凈的氯硅烷液體也需送入本工序。,需要處理的液體被送入殘液收集槽。然后用氮氣將液體壓出，送進灌注有10%石灰水的殘液處理槽的液下。通過不停地攪拌，廢液中的氯硅烷與CaO發(fā)生如下反應(yīng)而被轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)： SiCl4+2CaO+2H

31、2O=H4SiO4+2CaCl2 2Si2OCl6+6CaO+8H2O=4H4SiO4+6CaCl2 2Si2Cl5H+5CaO+11H2O=4H4SiO4+5CaCl2+H2 Si2Cl6+3CaO+5H2O=2H4SiO4+3CaCl2+H2 H4SiO4=SiO2+2H2O H4SiO4+CaO=CaSiO3+2H2O 經(jīng)過規(guī)定時間的處理，用泵從槽底抽出含H4SiO4、CaCl2、CaO的液體，送往工藝廢料處理工序。,（4） 多晶硅工序,多晶硅工序分為兩個部分： 1）多晶硅還原工序 2）四氯化硅氫化工序。,1）多晶硅還原工序,多晶硅是由三氯氫硅氫還原制取。這一工序共設(shè)置18臺還原爐，配置

32、為：6套俄羅斯還原爐+12套德國MSA還原爐。 來自三氯氫硅提純工序的精制三氯氫硅，進入到用熱水加熱的三氯氫硅汽化器，由CDI-1汽氣混合氣分離系統(tǒng)分離出的循環(huán)氫氣和補給的電解氫氣同樣也輸往那里。使三氯氫硅蒸汽和氫氣的汽氣混合氣以規(guī)定的流量和配比送入還原爐。 在爐內(nèi)通電的高溫硅芯（硅棒）的表面，三氯氫硅被氫氣還原成晶體硅沉積于硅芯（硅棒）表面，使硅棒直徑不斷長大，直至達(dá)到規(guī)定的尺寸。主要反應(yīng)式如下： 2SiHCI3+ ( H2) Si+ SiCI4 +2 HCI+ ( H2) 定期開爐卸出多晶硅棒，安裝硅芯。多晶硅棒送去破碎、清洗、包裝。 三氯氫硅還原反應(yīng)后，含有氫氣, 三氯氫硅, 四氯化硅，

33、二氯二氫硅和氯化氫的汽氣混合氣出還原反應(yīng)爐，送往CDI-1汽氣混合氣分離系統(tǒng)，將氯硅烷、氫氣和氯化氫分離。氯硅烷送去三氯氫硅提純工序；氫氣返回三氯氫硅汽化器，循環(huán)用于三氯氫硅的還原；氯化氫送去三氯氫硅合成工序。,2）四氯化硅氫化工序,為了提高原料的利用率，將從多晶硅制取后得到的氯硅烷冷凝液中精餾分離出的四氯化硅與氫氣反應(yīng)，生成三氯氫硅重新用于多晶硅的制取。 四氯化硅氫化部分設(shè)置9臺氫化爐，配置為：7套俄羅斯氫化爐+2套德國MSA氫化爐。 對來自三氯氫硅提純工序，對精制四氯化硅在完成必要的分析和達(dá)到規(guī)定要求之后, 將其送入到用熱水加熱的四氯化硅汽化器,由CDI-1汽氣混合氣分離系統(tǒng)分離出的循環(huán)氫

34、氣和補給的電解氫氣同樣也輸往那里。四氯化硅蒸汽和氫氣的汽氣混合氣以規(guī)定的流量和配比送入氫化爐。 在氫化反應(yīng)爐中，操作壓力0.6MPaG、溫度 1250的特殊加熱器表面上，進行四氯化硅氫化成三氯氫硅的反應(yīng)，其反應(yīng)式如下： SiCI4 + H2 SiHCI3 + HCI 四氯化硅氫化反應(yīng)后，含有三氯氫硅, 氯化氫以及未反應(yīng)的氫氣和四氯化硅的汽氣混合氣出反應(yīng)爐，送往CDI-2汽氣混合氣分離系統(tǒng)，將氯硅烷、氫氣和氯化氫分離。氯硅烷送去三氯氫硅提純工序；氫氣返回四氯化硅汽化器，循環(huán)用于四氯化硅的氫化；氯化氫送去三氯氫硅合成工序。,電解制氫工序,水電解制氫崗位有四臺ZDQ250/1.6型電解制氫設(shè)備，每臺

35、產(chǎn)H2 250Nm3/H。有一臺1000Nm3/h的純化裝置。原料水（純水）送入原料水箱，通過部水泵進入氫氧綜合塔，再由氫氧分離器下部管道進堿液循環(huán)泵、堿液過濾器等最終進入電解槽，在直流電作用下電解產(chǎn)生氫氣和氧氣。氫氧氣分別經(jīng)管道進入堿液冷卻器冷卻、氫氧分離器分離、洗滌器洗滌，進入汽水分離器，水分經(jīng)排水管排出。氧氣放空。氫氣從氫氣綜合塔處理后進入汽水分離器，氫氣經(jīng)調(diào)節(jié)閥輸出，進入10M3粗氫緩沖罐。粗氫進入純化裝置進行純化，純化后的高純度氫氣進入兩個20M3儲氫罐。高純氫氣儲罐出口匯總到氫氣總管送往用氣點（1.4MPa）,工藝廢料處理工序,1）廢料來源 本工序主要處理從多晶硅制取工序、三氯氫硅

36、合成工序、三氯氫硅提純工序以及質(zhì)量控制化驗室出來的污水和固體廢硅渣。 本工序有三個工序： 類廢水處理工序； 類廢水處理工序； 廢硅渣處理工序。,污水和晶硅廢物量及成分,污水根據(jù)其化學(xué)成分可分為兩類： A. I類污水 有兩種類型的I類工藝廢水將進行凈化： a.三氯氫硅提純工序氣體凈化過程中產(chǎn)生的酸性廢水，及三氯氫硅合成工序廢氣凈化過程中產(chǎn)生的堿性廢水； b.三氯氫硅提純工序沖洗精餾塔及晶硅固體廢渣處理過程中產(chǎn)生的酸性廢水。 B. 類污水 主要是來自多晶硅制取工序和質(zhì)量控制化驗室的含氟污水，其組分中有氫氟酸、硝酸、硫酸、苛性鉀等。,類廢水處理工序,a.類廢水將送到帶攪拌器的中和罐內(nèi)，進行中和。 根

37、據(jù)罐內(nèi)廢水的酸堿度用計量泵加入31.5%的鹽酸溶液或10%的石灰乳懸浮液，使pH值保持在6.58.5之間。 按照操作人員的指令向空中和罐內(nèi)加入廢水，計算機將自行計算出計量泵的工作時間，使罐內(nèi)溶液的pH=6.58.5。 這個過程中應(yīng)不時用pH測量儀進行檢查。 溶液一旦達(dá)到必要的酸堿度，加注HC1（或石灰乳）的閥門將自動關(guān)閉，然后計算機將發(fā)出可以進行下一道程序過濾的指令。 已中和的廢水通過污水泵將其送到自動壓濾機上過濾。濾液收集在濾液罐里，然后用污水泵抽到三級脫水系統(tǒng)，在脫水系統(tǒng)里蒸發(fā)，以制取6776%的熔融氯化鈣。 脫水系統(tǒng)包括管殼式熱交換器、蒸發(fā)器、轉(zhuǎn)子薄膜蒸發(fā)器、蒸汽冷凝器和水環(huán)式真空泵。,熔融氯化鈣用泵送至貯罐里，然后運輸?shù)铰然}倉庫。 二次蒸汽冷凝液收集在冷凝液收集罐里，然后通過清水泵送出，用于制備石灰乳溶液或其它工藝需要。 經(jīng)壓濾機干燥后的濾渣收集在濾渣集裝箱中，然后運到渣場堆埋。 b.三氯氫硅工序沖洗精餾塔的廢水