冷氢化工艺中四氯化硅汽化方式的比较姚又省，刘继三，陈维平(华陆工程科技有限责任公司，陕西西安710065)摘要:对多晶硅生产中的冷氢化工艺做了简单介绍，重点介绍了冷氢化工艺中四氯化硅的4种汽化方式，包括电加热汽化、导热油汽化、直接混合汽化和强制混合汽化，并对这4种汽化方式的优缺点进行了比较，为多晶硅生产工厂和多晶硅工艺设计提供参考。关键词:多晶硅;冷氢化;四氯化硅;汽化中图分类号:TQ055．89文献标识码:A文章编号:1005-9954(2012)12-0075-04DOI:10．3969/j．issn．1005-9954．2012．12．018ComparativestudyofsilicontetrachloridevaporizationinhydrogenationprocessYAOYou-xing，LIUJi-san，CHENWei-ping(HualuEngineering＆TechnologyCo．，Ltd．，Xi'an710065，ShaanxiProvince，China)Abstract:Thehydrogenationintheprocessofpolysiliconproductionwasbrieflyintroduced，andfourvaporizationmethodsofsilicontetrachlorideweremainlyillustrated，includingelectricalheatingvaporization，thermaloilvaporization，unforcedmixturevaporizationand随着美国和欧洲对国内光伏产品的“双反”立案，以及欧美和韩国多晶硅的低价倾销，国内多晶硅市场一片萧条，目前国内多晶硅价格仅13—15万元/t，已经接近甚至低于国内很多多晶硅企业的生产成本，导致一些小的多晶硅企业相继停产，甚至倒闭。而一些大的多晶硅企业纷纷通过引进冷氢化技术来降低生产成本，提高企业的生存能力。本文对尘，将其中少量的硅粉除去，再经多级冷凝回收系统得到氯硅烷液体，不凝气体返回循环使用，氯硅烷液体经粗馏系统分离出未反应的四氯化硅和三氯氢硅粗品，四氯化硅返回使用，三氯氢硅粗品送至精馏装置进行精制。冷氢化装置主要包括物料加压加热单元、硅粉加料单元、流化床反应单元、除尘单元、冷凝回收单元、粗馏单元以及废气处理单元。四氯化硅汽化是冷氢化装置中物料加热单元的重要组成部分，选择合理的四氯化硅汽化方式不仅可以有1多晶硅冷氢化工艺简介原料硅粉、氢气、四氯化硅在500—550℃，22．1四氯化硅汽化方式的介绍单独汽化单独汽化是将液相四氯化硅在外部热源加2．0—3．0MPa(G)、铜基或镍基为催化剂的条件下，于流化床反应器中进行气固流化反应，生成三氯氢硅、二氯二氢硅等的混合物，主要反应如下［1］:热下汽化，控制汽化压力，汽化后的四氯化硅与氢气混合，形成氢气与四氯化硅的混合气。单独汽化根据热源的不同又分为电加热汽化(1)3SiCl4+2H2+Si=4SiHCl3出流化床的反应混合气体经旋风分离及洗涤除收稿日期:2012-09-19作者简介:姚又省(1979—)，男，工程师，主要从事化工工艺与系统的设计，电话:(029)87989904，E-mail:yyx1951@hlet．com。·76·化学工程2012年第40卷第12期油汽化，电加热汽化和导热油汽化的工艺流程图分别见图1和图2。压蒸汽。因此四氯化硅单独汽化时，一般采用导热油汽化或电加热汽化。图1中电加热元件插入到四氯化硅汽化器中与物料直接接触，固定四氯化硅的进料量，电加热器的功率调节分离罐的液位，分离罐压力由出口压力调节阀控制。汽化后的四氯化硅与氢气混合。由于电加热元件采用的是12．5mm×1．2mm的薄壁无缝钢管，正常工作时加热管表面的温度能达到673—773K，而原料四氯化硅中会含有微量的高沸物(聚氯硅烷)，当加热管和物料直接接触时就会导致高沸物黏附在加热管外壁，并慢慢积累影响传热系数，温度过高时黏附在表面的高沸物会出现焦化现象，从而导致加热管的破裂。图2中采用导热油为热源，固定四氯化硅的进料量，分离罐的液位由导热油的流量来调节，分离罐压力由出口压力调节阀控制。式汽化，换热管为38mm×2．5mm的无缝钢管，换热管表面温度在563—573K，由于换热管比电加热汽化方式的加热管厚，同时表面温度也相对低一些，因此，与电加热汽化比较起来导热油汽化安全性更高一些。2．2混合汽化混合汽化分为直接混合汽化和强制混合汽化。直接混合汽化是利用氢气在四氯化硅液相中鼓泡，同时外部热源供热，使四氯化硅汽化，通过氢气的鼓泡降低了四氯化硅的汽化温度。强制混合汽化是在四氯化硅中通入氢气，同时用泵循环，使四氯化硅加热，...