[发明专利]一种四氯化硅氢化改进方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于利用化学方法处理工业废物的方法及其装置技术领域，尤其涉及四氯化硅氢化改进方法及其装置。

背景技术

当代在光伏产业的快速发展的同时也带来资源的短缺现象，如太阳能电池的原料多晶硅出现了严重的供不应求现象，所以多晶硅生产厂家持续增加，规模不断扩大。目前我国绝大部分多晶硅生产厂家采用的工艺方法是西门子公司的改良方法，尽管西门子公司生产多晶硅的方法已经趋于成熟，但是生产一吨多晶硅的同时就能生成副产物四氯化硅12～16吨，四氯化硅是无色透明有毒的液体，具有很难闻的窒息性气味，且极易与水反应生成二氧化硅和氯化氢，这些废物难以以运输和处理，氯化氢更会造成酸污染。5000t/a规模的多晶硅生产厂生成的副产物四氯化硅6万～8万吨，如此多的四氯化硅得不到有效地治理或再利用，不仅增加生产成本，影响企业经济效益，还会污染环境，不利于整个多晶硅行业的发展。

现在对四氯化硅的处理技术是使之氢化，使其转化成三氯氢硅，重新返回系统能够循环再利用，由于国外三菱、wacker等公司对氢化技术的封锁，现在国内大多数企业都还没有成熟的氢化方法，如何连续、稳定地将四氯化硅转化为三氯氢硅返回多晶硅生产系统，成为制约我国多晶硅产业发展的重要瓶颈。

目前国内四氯化硅的还原方法主要有热氢化、冷氢化和氯氢化三种。这几种氢化方法的比较结果见下表。

不同氢化方式的优缺点比较表

氢化方式能耗转化率投资费用操作性热氢化高较低高易操作冷氢化低较低高较难操作氯氢化低较低低较难操作

从上表可以看出，氯氢化工艺具有能耗低、投资小、转化率较高等特点。但在具体生产过程中，现有的氯氢化工艺也存在一些弊端：

1、现有的氯氢化反应成本过高：在反应中加入镍催化剂的质量与硅粉质量比为1～10:100，而且需要搅拌催化剂与硅粉均匀的设备，除此之外，硅粉在进行高温干燥时，用的是氢气加热，所以还需一套氢气回收设备。 

2、现有的氯氢化反应，主反应发生后，带有硅粉、四氯化硅等杂质的混合气体在经过除尘装置后，硅粉不能直接返回氢化反应器循环再利用，有时甚至需要停车清理。

3、现有的氯氢化主反应后的产物在经第一次除尘后进入到第二次除尘时，不能完全处理掉氯硅烷混合气中的硅粉和金属氯化物，造成后续设备及管道的堵塞。

发明内容

为解决现有氯氢化方法中反应原材料高成本、除杂质效果不理想的技术问题，本发明提供了一种操作简单方便、连续稳定、节能降耗的四氯化硅氢化改进方法及其装置。