改良西门子法多晶硅生产环保处理工艺

摘要

多晶硅是太阳能光伏产业必不可少的基础工程材料，近年来国内太阳能光伏产业发展迅速。虽然近期我国光伏行业受国外压制，下游需求放缓、市场价格回落。几年前，也曾出现过因多晶硅污染引发的环境问题，引起国内外高度关注，给行业造成了不小的打击。但从长远看，仍前景广阔。多晶硅生产工艺中，改良西门子法工艺是目前应用最广泛的，基本解决了传统工艺中存在的能源和物料无法循环利用、环境污染严重、产品质量不稳定等问题，但仍不能做到闭路循环。
　　本文通过对国内三家万吨级生产能力多晶硅企业进行调查，结合实际生产运行的经验，分析改良西门子法多晶硅生产工艺，从工艺路线设计、污染防治、清洁生产的绿色发展角度对生产过程物料综合回收方案、副产物SiCl4的综合利用方法，针对多晶硅废水的氯化物装置化去除方案进行试验研究，确定影响因素、运行的最佳工艺条件及优选方案等。为在建、拟建或正在实施技术改造提升的多晶硅生产企业提供行之有效的环保建议和指导，也为日后环保部门的监管提供借鉴和参考，做环境友好型企业。
　　通过对尾气进行加压、深冷回收，可有效回收尾气中的氯硅烷物料，推荐使用-35℃冷媒对生产尾气进行深冷回收。对于难以处理的SiCl4残液，通过残液回收系统，能够有效回收残液99％以上的SiCl4。对于气量大、N2、H2成分高的尾气，可通过尾气中和装置，直接对尾气进行吸收处理。通过对多种SiCl4综合利用的方法研究，主要推荐了 SiCl4氢化、转化气相白炭黑和生产高纯光纤 SiCl4三种途径。CaCl2蒸发结晶装置可有效去除多晶硅生产废水中氯化物。
　　同时，本文还对近期备受关注的多晶硅化工风险防控问题进行研究探讨，通过分析国内先进多晶硅生产企业的运行经验及发生泄漏事故企业的事故教训，提出了多晶硅生产中的环保风险防控要点和建议。

目录

声明

第1章 文献综述

1.1 引言

1.2 多晶硅行业发展现状

1.2.1 多晶硅行业介绍

1.2.2 多晶硅行业国内国际战略地位

1.2.3 多晶硅行业发展现状

1.3 多晶硅行业发展中遇到的环境问题

1.3.1 多晶硅发展环境舆论

1.3.2 国内多晶硅企业面临的环保问题和做法

1.4 国家对多晶硅行业相关环保政策与要求

1.5 本课题的研究意义与内容

1.5.1 研究意义

1.5.2 研究内容

第2章 改良西门子法多晶硅生产主工艺概况

2.1 SiHCl3提纯工艺

2.2 多晶硅还原工艺

2.3 还原尾气干法回收工艺

2.4 SiCl4氢化工艺

第3章 改良西门子法多晶硅生产环保工艺研究

3.1 生产过程物料综合回收方案研究

3.1.1 尾气深冷回收方案研究

3.1.2 残液回收方案研究

3.1.3 尾气中和处理方案研究

3.2 副产物SiCl4综合利用优选方案研究

3.2.1 SiCl4低温氢化方案研究

3.2.2 气相二氧化硅制备方案研究

3.2.3 高纯光纤SiCl4方案研究

3.3 特征污染因子氯化物的有效去除装置研究

3.3.1 技术方案

3.3.2 主体设备

3.3.3 主要工艺流程

3.3.4 运行情况分析

3.3.5 效益分析

3.4 多晶硅生产的环保风险防控

3.4.1 风险因素分析

3.4.2 环境风险预防措施和应急措施

第4章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢