[發(fā)明專利]用于純化三氯氫硅的設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310373760.2
• 申請(qǐng)日: 2013-08-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103449448A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 萬(wàn)燁;張升學(xué);嚴(yán)大洲;毋克力;肖榮輝;湯傳斌;楊永亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): C01B33/107
• 分類號(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)明涉及光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及制備用于純化三氯氫硅的設(shè)備。

背景技術(shù)

太陽(yáng)能作為一種可再生清潔能源受到了全球的重視，利用太陽(yáng)能資源來(lái)發(fā)電的技術(shù)已經(jīng)被認(rèn)為是當(dāng)今全球最有發(fā)展前景的新能源技術(shù)。因而，以太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)為核心的光伏產(chǎn)業(yè)在21世紀(jì)初得到了迅猛的發(fā)展。多晶硅作為光伏產(chǎn)業(yè)的主要原材料，隨著光伏行業(yè)的快速發(fā)展，其需求大幅增加。進(jìn)而，生產(chǎn)多晶硅的主要原料——三氯氫硅的需求也隨之增加。但是，現(xiàn)階段制備三氯氫硅的工藝，其產(chǎn)物中雜質(zhì)多，三氯氫硅純度較低，因而，需要進(jìn)一步純化。

然而，現(xiàn)階段純化三氯氫硅的工藝及設(shè)備仍有待改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種低成本節(jié)能環(huán)保的純化三氯氫硅的設(shè)備。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提出了一種用于純化三氯氫硅的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述設(shè)備為第一精餾純化裝置，用于對(duì)三氯氫硅進(jìn)行第一精餾純化處理，以便獲得經(jīng)過(guò)純化的三氯氫硅和第一精餾殘液，其中，所述三氯氫硅以氯氫化合成反應(yīng)產(chǎn)物的形式提供，所述第一精餾純化裝置包括串聯(lián)的第一精餾塔、第二精餾塔和第三精餾塔，其中，每個(gè)精餾塔均沿所述精餾塔的軸向方向自下而上分別設(shè)置進(jìn)料口和出料口，所述第一精餾塔的精餾溫度為60～100攝氏度，壓力為0.2MPa，回流比為10～50:1；所述第二精餾塔的精餾溫度為100～140攝氏度，壓力為0.5MPa，回流比為20～50:1；所述第三精餾塔的精餾溫度為60～80攝氏度，壓力為0.2MPa，回流比為20～50:1。

發(fā)明人驚奇地發(fā)現(xiàn)，利用該設(shè)備能夠有效地純化三氯氫硅，并且該設(shè)備涉及的工藝簡(jiǎn)單、安全、節(jié)能環(huán)保、成本低，且經(jīng)過(guò)純化的三氯氫硅純度高，能夠有效用于多晶硅的生產(chǎn)，而產(chǎn)生的廢液能夠繼續(xù)利用。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的用于純化三氯氫硅的設(shè)備還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)一步包括：氯氫化合成反應(yīng)裝置，所述氯氫化合成反應(yīng)裝置與所述第一精餾純化裝置相連，用于使硅粉、氫氣以及選自氯化氫與四氯化硅的至少一種發(fā)生氯氫化合成反應(yīng)，以便獲得所述氯氫化合成反應(yīng)產(chǎn)物并供給至所述第一精餾純化裝置。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述氯氫化合成反應(yīng)裝置中設(shè)置有鎳基催化劑或銅基催化劑，以便在存在鎳基催化劑或銅基催化劑時(shí)，使包含四氯化硅和氫氣的氣體混合物與硅粉接觸，發(fā)生所述氯氫化合成反應(yīng)。由此，能夠有效提高氯氫化合成反應(yīng)的效率，有利于后續(xù)步驟進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述包含四氯化硅和氫氣的氣體混合物中，四氯化硅和氫氣的摩爾比為1:2～5。由此，氯氫化合成反應(yīng)的效率顯著提高，有利于后續(xù)步驟進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述氯氫化合成反應(yīng)是在500～550攝氏度的溫度下進(jìn)行的。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，所述氯氫化合成反應(yīng)是在500～550攝氏度，1.5～3.5MPa的條件下進(jìn)行的。由此，氯氫化合成反應(yīng)的效率高，有利于后續(xù)步驟進(jìn)行。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，進(jìn)一步包括：氣液混合裝置，所述氣液混合裝置用于將四氯化硅液體與氫氣進(jìn)行混合，得到氣液混合物；熱交換裝置，所述熱交換裝置分別與所述氣液混合裝置和所述氯氫化合成反應(yīng)裝置相連，用于利用所述氯氫化合成反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)所述氣液混合物進(jìn)行熱交換處理，以便獲得經(jīng)過(guò)預(yù)熱的氣液混合物和經(jīng)過(guò)冷卻的氯氫化合成反應(yīng)產(chǎn)物；以及電阻加熱器，所述電阻加熱器分別與所述熱交換裝置和所述氯氫化合成反應(yīng)裝置相連，用于對(duì)經(jīng)過(guò)預(yù)熱的氣液混合物進(jìn)行加熱，以便獲得所述包含四氯化硅和氫氣的氣體混合物，并將所述包含四氯化硅和氫氣的氣體混合物供給至所述氯氫化合成反應(yīng)裝置。由此，能夠在耗能最少的情況下同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)氯氫化合成反應(yīng)產(chǎn)物的冷卻以及對(duì)氣液混合物進(jìn)行預(yù)熱，并且能夠有效獲得包含四氯化硅和氫氣的氣體混合物，向氯氫化合成反應(yīng)為循環(huán)中氯氫化合成反應(yīng)提供原料，從而能夠有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，降低成本的目的。