[發(fā)明專(zhuān)利]用于處理四氯化硅氫化副產(chǎn)物的設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210118927.6
• 申請(qǐng)日: 2012-04-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102653405A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張升學(xué);嚴(yán)大洲;肖榮暉;毋克力;湯傳斌;楊永亮;萬(wàn)燁
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司;洛陽(yáng)中硅高科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B33/107
• 分類(lèi)號(hào): C01B33/107
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 宋合成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域，更具體地，涉及用于處理四氯化硅氫化副產(chǎn)物的設(shè)備。

背景技術(shù)

在多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中，產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物四氯化硅。例如，采用三氯氫硅氫還原工藝(改良西門(mén)子工藝)生產(chǎn)多晶硅時(shí)，每生產(chǎn)1噸多晶硅會(huì)產(chǎn)生10～20噸四氯化硅。四氯化硅是一種有毒的化學(xué)物質(zhì)，極易水解生成硅酸和氯化氫，嚴(yán)重污染環(huán)境。因此，如何安全處理四氯化硅成為目前研究的熱點(diǎn)。目前，處理四氯化硅最有效的方法是通過(guò)四氯化硅氫化技術(shù)使四氯化硅在一定的條件下轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)多晶硅的原料三氯氫硅。

然而，由于含有四氯化硅的副產(chǎn)物含有少量硅粉和催化劑等固體顆粒，容易使設(shè)備和管道堵塞，并且其熱量無(wú)法回收，導(dǎo)致了能耗較高，成本較高，運(yùn)行不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出能夠有效地處理四氯化硅氫化副產(chǎn)物的設(shè)備和方法。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于處理四氯化硅氫化副產(chǎn)物的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該設(shè)備包括：氣固分離裝置，所述氣固分離裝置用于對(duì)四氯化硅氫化副產(chǎn)物進(jìn)行氣固分離以得到含有三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅、氫氣的第一氣體混合物和固體顆粒；以及熱交換裝置，所述熱交換裝置與所述氣固分離裝置相連，從所述氣固分離裝置接收所述第一氣體混合物，并且將所述第一氣體混合物與第二氣體混合物進(jìn)行熱交換，以便使得所述第二氣體混合物的溫度被提高，其中，所述第二氣體混合物為四氯化硅和氫氣的混合物。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于處理四氯化硅氫化副產(chǎn)物的設(shè)備，能夠有效回收四氯化硅氫化副產(chǎn)物的熱量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述用于處理四氯化硅氫化副產(chǎn)物的設(shè)備還可以具有下列附加技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括：氫化反應(yīng)裝置，所述氫化反應(yīng)裝置用于對(duì)四氯化硅進(jìn)行氫化處理；以及固體顆粒返回管路，所述固體顆粒返回管路所述氣固分離裝置相連，用于將所述固體顆粒返回至氫化反應(yīng)裝置。由此，可以循環(huán)利用硅粉和催化劑，提高物料利用率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述氣固分離裝置為旋風(fēng)分離器。由此，可以提高氣固分離效率，避免固體顆粒堵塞設(shè)備和管道，從而保證管道和設(shè)備的正常運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述用于處理四氯化硅氫化副產(chǎn)物的設(shè)備進(jìn)一步包括陶瓷過(guò)濾器，所述陶瓷過(guò)濾器分別與所述氣固分離裝置和熱交換裝置相連，以便在第一氣體混合物進(jìn)入所述熱交換裝置之前，對(duì)所述第一氣體混合物進(jìn)行過(guò)濾除塵處理。由此，可以進(jìn)一步純化第一氣體混合物，并且可以進(jìn)一步避免固體顆粒堵塞設(shè)備和管道，從而保證設(shè)備和管道的正常運(yùn)行。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述陶瓷過(guò)濾器的孔徑為600-1500目。由此，可以有效地除去第一氣體混合物中的細(xì)微粉塵，進(jìn)一步純化三氯氫硅。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在所述第二氣體混合物中四氯化硅和氫氣的摩爾比例為1∶1～1∶10。由此，經(jīng)過(guò)換熱加熱的第二氣體混合物可以直接作為四氯化硅氫化反應(yīng)的原料。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，進(jìn)一步包括冷凝裝置，所述冷凝裝置與所述熱交換裝置相連，用于從所述熱交換裝置接收經(jīng)過(guò)冷卻的第一氣體混合物，并對(duì)所述第一氣體混合物進(jìn)行冷凝處理，使得所述第一氣體混合物中的三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅與氫氣分離。由此，可以進(jìn)一步有效分離三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅和氫氣。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述用于處理四氯化硅氫化副產(chǎn)物的設(shè)備進(jìn)一步包括加熱裝置，所述加熱裝置與所述氫化反應(yīng)裝置相連，用于將氫氣和四氯化硅的混合氣體進(jìn)一步加熱升溫后，將所述混合氣體供給到所述氫化反應(yīng)裝置。由此，可以提高氫氣和四氯化硅的混合氣體的溫度，有利于四氯化硅氫化反應(yīng)的進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述用于處理四氯化硅氫化副產(chǎn)物的設(shè)備進(jìn)一步包括第二氣體混合物輸送管道，所述第二氣體混合物輸送管道分別與所述熱交換裝置和電加熱裝置相連，用于將經(jīng)過(guò)熱交換的所述含有四氯化硅和氫氣的混合氣體輸入至所述氫化反應(yīng)裝置中。由此，可以將經(jīng)過(guò)加熱的第二氣體混合物用于氫化反應(yīng)。