[发明专利]处理四氯化硅氢化副产物的方法

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅生产领域，更具体地，涉及处理四氯化硅氢化副产物的方法。

背景技术

在多晶硅生产过程中，产生大量的副产物四氯化硅。例如，采用三氯氢硅氢还原工艺(改良西门子工艺)生产多晶硅时，每生产1吨多晶硅会产生10～20吨四氯化硅。四氯化硅是一种有毒的化学物质，极易水解生成硅酸和氯化氢，严重污染环境。因此，如何安全处理四氯化硅成为目前研究的热点。目前，处理四氯化硅最有效的方法是通过四氯化硅氢化技术使四氯化硅在一定的条件下转化为生产多晶硅的原料三氯氢硅。

然而，由于含有四氯化硅的副产物含有少量硅粉和催化剂等固体颗粒，容易使设备和管道堵塞，并且其热量无法回收，导致了能耗较高，成本较高，运行不稳定。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出能够有效地处理四氯化硅氢化副产物的设备和方法。

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种用于处理四氯化硅氢化副产物的设备。根据本发明的实施例，该用于处理四氯化硅氢化副产物的设备包括：气固分离装置，所述气固分离装置用于对四氯化硅氢化副产物进行气固分离以得到含有三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅、氢气的第一气体混合物和固体颗粒；以及热交换装置，所述热交换装置与所述气固分离装置相连，从所述气固分离装置接收所述第一气体混合物，并且将所述第一气体混合物与第二气体混合物进行热交换，以便使得所述第二气体混合物的温度被提高，其中，所述第二气体混合物为四氯化硅和氢气的混合物。根据本发明实施例的用于处理四氯化硅氢化副产物的设备，能够有效回收四氯化硅氢化副产物的热量，实现节能降耗。

根据本发明的实施例，本发明的用于处理四氯化硅氢化副产物的设备还可以具有下列附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，本发明的用于处理四氯化硅氢化副产物的设备进一步包括：氢化反应装置，所述氢化反应装置用于对四氯化硅进行氢化处理；以及固体颗粒返回管路，所述固体颗粒返回管路与所述气固分离装置相连，用于将所述固体颗粒返回至氢化反应装置。由此，可以循环利用硅粉和催化剂，提高物料利用率。

根据本发明的一个实施例，所述气固分离装置为旋风分离器。由此，可以提高气固分离效率，避免固体颗粒堵塞设备和管道，从而保证管道和设备的正常运行。

根据本发明的一个实施例，本发明的用于处理四氯化硅氢化副产物的设备进一步包括陶瓷过滤器，所述陶瓷过滤器分别与气固分离装置和热交换装置相连，以便在第一气体混合物进入热交换装置之前，对第一气体混合物进行过滤除尘处理。由此，可以进一步纯化第一气体混合物，并且可以进一步避免固体颗粒堵塞设备和管道，从而保证设备和管道的正常运行。

根据本发明的一个实施例，陶瓷过滤器的孔径为600-1500目。由此，可以有效地除去第一气体混合物中的细微粉尘，进一步纯化三氯氢硅。

根据本发明的一个实施例，在第二气体混合物中四氯化硅和氢气的摩尔比例为1∶1-1∶10。由此，经过换热加热的第二气体混合物可以直接作为四氯化硅氢化反应的原料。

根据本发明的一个实施例，本发明的用于处理四氯化硅氢化副产物的设备进一步包括冷凝装置，所述冷凝装置与热交换装置相连，用于从热交换装置接收经过冷却的第一气体混合物，并对第一气体混合物进行冷凝处理，使得第一气体混合物中的三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅与氢气分离。由此，可以进一步有效分离三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅和氢气。

根据本发明的一个实施例，本发明的用于处理四氯化硅氢化副产物的设备进一步包括加热装置，所述加热装置与氢化反应装置相连，用于将氢气和四氯化硅的混合气体进一步加热升温后，将该混合气体供给到氢化反应装置。由此，可以提高氢气和四氯化硅的混合气体的温度，有利于四氯化硅氢化反应的进行。

根据本发明的一个实施例，本发明的用于处理四氯化硅氢化副产物的设备进一步包括第二气体混合物输送管道，所述第二气体混合物输送管道分别与热交换装置和加热装置相连，用于将经过热交换的含有四氯化硅和氢气的第二气体混合物输入至氢化反应装置中。由此，可以将经过加热的第二气体混合物用于氢化反应。