多晶硅生產(chǎn)中節能降耗探討論文

　　摘要：研究了不同供料與功率比值對多晶硅還原電耗和一次轉化率的影響，對指導實(shí)際生產(chǎn)具有重要意義。

　　關(guān)鍵詞：多晶硅；還原；供料與功率比值

　　進(jìn)入21世紀以來(lái)，隨著(zhù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應用，多晶硅產(chǎn)業(yè)以驚人的速度迅猛發(fā)展和壯大。面對當前世界性傳統能源日益枯竭和氣候變暖的嚴峻形勢，太陽(yáng)能作為可再生潔凈能源受到了各國的高度重視，許多國家都已將太陽(yáng)能發(fā)電的原材料高純多晶硅列為戰略性材料。當前，在國內外市場(chǎng)的雙重壓力下，多晶硅價(jià)格一路降低，加上國內多晶硅生產(chǎn)成本遠高于國際先進(jìn)水平，使得國內各多晶硅企業(yè)面臨極大的生存壓力，因此如何降低生產(chǎn)成本已成為各企業(yè)的首要任務(wù)。本文主要圍繞改良西門(mén)子法生產(chǎn)多晶硅的還原工序，對還原爐供料和硅棒功率等參數進(jìn)行研究，為還原爐運行優(yōu)化提供參考依據。

　　1多晶硅還原工序簡(jiǎn)介

　　多晶硅還原工序是生產(chǎn)多晶硅成品的環(huán)節，其核心設備是氣相沉積反應器，也就是通常所說(shuō)的還原爐，它的控制水平直接關(guān)系到多晶硅的產(chǎn)量、成本和質(zhì)量。還原工序生產(chǎn)過(guò)程如下：一定摩爾比的氫氣和三氯氫硅混合氣在一定壓力下通入到還原爐內，在直徑8~15mm、長(cháng)2.2~2.8m的導電硅芯上進(jìn)行氣相沉積反應生成多晶硅，硅棒表面溫度控制在1050~1100℃，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后長(cháng)成規定直徑的硅棒，反應同時(shí)生成四氯化硅、二氯二氫硅及氯化氫等副產(chǎn)物。

　　2研究方法

　　本文結合生產(chǎn)實(shí)際，在其他因素不變的情況下，將混合氣流量與硅棒功率的比值作為研究對象，選取不同供料與功率比值的爐次進(jìn)行對比，并對運行結果進(jìn)行分析和總結。

　　3結果及討論

　　3.1不同比值對電耗的影響

　　通過(guò)將還原爐供料與硅棒功率進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得出了兩者不同比值時(shí)的還原電耗情況，如圖1所示。從上述趨勢線(xiàn)可以看出，在還原爐供料與功率比值從0.5提至0.9的過(guò)程中，還原電耗變化呈拋物線(xiàn)趨勢，即先快速下降，達到最低點(diǎn)后又逐步上升，這說(shuō)明不同的進(jìn)料比值對還原電耗的影響較大，當比值較小時(shí)，還原爐的進(jìn)料量小，硅棒生長(cháng)速度較慢導致電耗偏高；而比值較大時(shí)，還原爐的進(jìn)料量增大，硅棒生長(cháng)速度雖然加快，但同時(shí)混合氣所帶走熱量也相應增加，同樣也使得還原爐的`電耗增加，因此，只有選擇合適的供料與功率比值才能保證還原爐的電耗處于最佳水平。

　　3.2不同比值對一次轉化率的影響

　　同樣按照上述方法得出了不同供料與功率比值時(shí)還原爐的一次轉化率情況。從上述曲線(xiàn)可以看出，在還原爐供料與功率比值從0.5提至0.9的過(guò)程中，一次轉化率一直呈下降趨勢，這是因為比值較小時(shí)，還原爐內供料較少，可供反應的物料相對不多，通入到還原爐內物料能夠有效的參與反應，因此一次轉化率較高；而當比值較大時(shí)，還原爐內供料較多，通入到還原爐內的物料有相當一部分還未參與反應就已被帶出去，因此一次轉化率較低。從上述數據分析可以看出，多晶硅還原電耗和一次轉化率這兩個(gè)指標在實(shí)際生產(chǎn)中存在一定矛盾，因此不同的企業(yè)需根據自身特點(diǎn)選取合適的供料與功率比值，已保證生產(chǎn)能夠達到最佳的平衡點(diǎn)。

　　4結語(yǔ)

　　在實(shí)際的多晶硅還原生產(chǎn)過(guò)程中，根據自身還原爐的特點(diǎn)，研究并選取合適的供料與功率比值，對優(yōu)化還原爐生產(chǎn)，降低還原電耗，提高一次轉化率具有重要的指導意義。

　　參考文獻：

　　[1]苗軍艦等.西門(mén)子法生產(chǎn)多晶硅的熱力學(xué)[J].無(wú)機化學(xué)學(xué)報,2007,(5):796.