改良西門子法生產(chǎn)多晶硅中反應(yīng)精餾除硼的模擬研究.pdf

1、目前，我國多晶硅生產(chǎn)大多采用改良西門子法。改良西門子法中的關(guān)鍵步驟之一是對氫化還原的原料三氯氫硅進行精制。由于氯硅烷物系的特殊性，硼化合物等雜質(zhì)難以去除，精餾提純難度大，往往要用多級精餾實現(xiàn)硼化合物的分離，提純次數(shù)多，單程精餾產(chǎn)品收率低。導(dǎo)致用于除硼的精餾能耗高，使得生產(chǎn)成本居高不下。
　　針對該問題，本文在分析了問題原因和現(xiàn)有除硼工藝的基礎(chǔ)上，提出了針對三氯氫硅精制料和冷氫化料的反應(yīng)精餾除硼工藝。采用科學(xué)的模擬計算方法，采用As

2、penPlus軟件進行模擬研究。并且結(jié)合氯硅烷物系精餾的特點，開發(fā)了新型高效除硼多層絲網(wǎng)填料PACTU-800。主要的研究工作內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　1、建立了三氯氫硅精制料除硼粗餾工藝。從改良西門子法工藝優(yōu)化的角度，討論平衡常數(shù)K對除硼效果的影響，為后續(xù)的反應(yīng)劑的選擇實驗提供了依據(jù)。通過對壓力、理論板數(shù)、原料組成等的分析，確定了工藝操作參數(shù)。結(jié)果表明，當(dāng)反應(yīng)精餾塔的壓力在300kPa，理論板數(shù)為132，回流比為3.1時，三氯氫硅得

3、到了最大限度的精制。同時，除硼效果顯著。極大的減小了后期工藝的精餾能耗。
　　2、建立了冷氫化料反應(yīng)精餾除硼工藝。通過兩個塔，實現(xiàn)了除去硼化物的同時，分離了三個主要組分的目的。結(jié)果表明，硼的含量可以降低2個數(shù)量級。三氯氫硅產(chǎn)品可以直接用于太陽能級多晶硅的生產(chǎn)，較常規(guī)的工藝節(jié)能30％左右。
　　3、新型高效除硼多層絲網(wǎng)填料PACTU-800的開發(fā)與測試。流體力學(xué)性能測試結(jié)果表明，在噴淋密度為0~40m3/(m2·h)，空塔氣速