论文部分内容阅读
四氯化硅为西门子法生产多晶硅工艺过程的副产物,因其氢化困难,回收处理成本较高,国内的生产企业通常将其直接倾倒于自然界,严重造成了对环境的污染。随着太阳能产业在能源压力及政府支持等多方因素作用下逐步扩大市场应用,随之而来的副产物SiCl4的产量也将逐步增长。庞大数量的SiCl4如果不能达到较好的回收利用,对环境将会带来巨大的污染压力,不仅有悖于减轻环境压力的新能源开发初衷,也增加了太阳能级多晶硅的生产成本,终将对我国太阳能产业产生负面影响。因此探索SiCl4有效环保的处理方法是目前亟待解决的问题,对我国的多晶硅乃至太阳能产业都有着深远的意义。
采用水合沉淀法,将多晶硅生产工艺中副产的四氯化硅与稀盐酸在搅拌床反应器中进行反应,生成具有工艺循环价值的氯化氢气体及用途广泛的沉淀白炭黑,是四氯化硅有效利用的途径之一。该过程中利用稀盐酸与四氯化硅反应生成饱和浓盐酸与水合二氧化硅,经解析塔解析后产生富余的氯化氢气体,同时将母液盐酸过滤产出二氧化硅后经稀释作为原料稀盐酸循环使用,整个工艺流程无任何副产物及污染物产生。通过改变各反应温度、反应压力、进料盐酸浓度等条件,对反应产品液体中水合二氧化硅含量及解析气体中氯化氢含量进行分析,探索四氯化硅水合反应的最佳工艺条件。
在生产集成电路过程中需要采用高纯度的氯化氢,作为硅片蚀刻,钝化及外延等流程的关键要素,氯化氢的纯度要求达到99.999%(5N)的标准,还严格限制含碳化合物以及水分的含量,以防止硅片加工过程中碳的形成以及设备的腐蚀。产品气体经脱水后存在的约500 ppm含量的二氧化碳对氯化氢下游产品的优化应用产生了强烈的负影响。通过使CO2与氢气在催化剂Ni-Al2O3发生甲烷化反应,改变反应温度、氯化氢空速、反应压力以及H2/CO2(摩尔比)(R)等工艺条件,研究其对CO2转化率的影响,同时研究催化剂活性稳定性、失活及再生性能,寻找一种有效脱除氯化氢CO2的工艺方法。