多晶硅尾气回收工艺研究进展

多晶硅还原尾气回收工艺流程多晶硅还原尾气回收工艺流程是一种将尾气中的有害气体进行处理和回收利用的技术。

本文将介绍多晶硅还原尾气回收工艺流程的具体步骤和原理。

一、多晶硅还原尾气回收工艺流程概述多晶硅还原尾气回收工艺是一种将多晶硅制备过程中产生的尾气进行处理和回收的技术。

多晶硅生产过程中，常常会产生大量的尾气，其中包含有害气体，如氯化氢、氢氟酸等。

这些有害气体对环境和人体健康都有一定的危害，因此需要采取措施进行处理和回收利用。

多晶硅还原尾气回收工艺流程主要包括尾气收集、净化和回收利用三个步骤。

1. 尾气收集多晶硅制备过程中产生的尾气，首先需要进行收集。

通常采用管道将尾气从生产设备中引出，集中收集到尾气处理系统中。

在收集过程中，需要确保尾气的流量和浓度的准确监测，以便后续的处理工艺能够进行有效的操作。

2. 尾气净化尾气收集后，需要进行净化处理，去除其中的有害气体。

常见的净化技术包括吸收、吸附、催化氧化等。

其中，吸收是将有害气体溶解在溶液中，从而实现对有害气体的去除。

吸附是利用吸附剂对有害气体进行吸附，从而实现对有害气体的去除。

催化氧化则是利用催化剂将有害气体进行氧化反应，将其转化为无害的物质。

在尾气净化过程中，需要根据不同的有害气体选择相应的净化技术，并确保净化效果达到国家相关标准。

3. 尾气回收利用经过净化处理后的尾气中，可能还存在一些有价值的物质，如氯化氢、氢氟酸等。

这些物质可以通过回收利用，实现资源的再利用和节约。

常见的尾气回收利用技术包括吸收回收、压缩回收、液化回收等。

吸收回收是将尾气中的有价值物质溶解在溶液中，从而实现物质的回收。

压缩回收是将尾气进行压缩，使其达到液化条件，从而实现物质的回收。

液化回收则是将尾气冷却至低温，使其变为液体，然后进行分离和回收。

在尾气回收利用过程中，需要根据有价值物质的特性选择相应的回收技术，并确保回收效率和产品质量。

三、多晶硅还原尾气回收工艺流程的优势多晶硅还原尾气回收工艺具有以下优势：1. 环保性：通过对尾气的收集和净化处理，可以有效去除有害气体，减少对环境的污染。

多晶硅生产中尾气分置回收及应用摘要：光伏用多晶硅材料要求含Si>99.9999 %(6个N)以上，电子级多晶硅达到99.9999999%(9个N)以上。

因其具有高纯度的特点，在整个生产过程中，对产品质量的控制要求很高。

目前，生产多晶硅主要采用改良西门子法，因其转化效率一般为13%左右，大量的尾气需要回收利用，才能获得较好的经济效益与环境效益。

关键词：多晶硅；尾气分置回收多晶硅生产的尾气主要有还原尾气、氢化尾气和三氯氢硅合成尾气，尾气中的主要成分包括三氯氢硅(TCS)、二氯二氢硅(DCS)、四氯化硅(STS)、氢气、氯化氢等气体。

各工序带来的尾气成分基本相似，但所含微量杂质不尽相同。

其中还原炉内的尾气除了带有部分无定型硅之外相对较干净，氢化炉由于使用了热场材料，尾气成分总C含量增加，合成尾气则含有较高的硼(B)、磷(P)杂质和细颗粒硅粉杂质。

如何有效的将这些尾气成分进行分离、提纯和回收，是决定多晶硅产品质量和生产成本的关键因素。

典型的多晶硅生产尾气组分如表1所示。

表1 多晶硅生产典型的尾气组分1 多晶硅生产分置尾气干法回收尾气回收装置的主要目的是将氯硅烷、HCl和氢气进行分离回收，实现资源化利用。

一般包括五个单元，分别为尾气粗分离单元、气体输送单元、HCl吸收单元、HCl解析单元、H2 净化单元。

主要工艺为：尾气进入回收单元，经过四级冷却，将大部分氯硅烷冷凝，不凝气体进行加热并送入压缩机，压缩气体经过冷却后送入HCl吸收塔。

富余的氯硅烷被加热送入到HCl精馏塔中，在此处HCl从氯硅烷中分离出来，送入TCS合成工序循环使用。

从HCl吸收塔出来的气体被送到碳吸附塔，将剩余污染物通过吸附除去，得到纯净的H2 ,再循环用于工艺中。

若尾气回收未达到预期处理效果，杂质可能在循环H2中不断积累，最终影响多晶硅产品质量。

本文主要针对分置尾气回收装置对循环H2质量影响情况进行分析研究。

1.1 分置尾气回收工艺根据尾气来源不同，将尾气回收工序分置3个系统，分别处理来自还原炉、热氢化炉和TCS合成炉的尾气，其中分离出来的氯硅烷返回精馏系统进行分离提纯，分离出的HCl返回TCS合成单元使用，合成尾气、氢化尾气分离出的H2进入氢化使用，还原分离出的H2进入还原工序使用，相互不混合。

多晶硅尾气干法回收工艺简述多晶硅尾气干法回收工艺简述一、概述“传统西门子法”还原尾气回收是“湿法回收”，即还原尾气中没有反应的三氯氢硅、氢气和反应过程中生成的氯化氢、四氯化硅、二氯二氢硅等气体，经过-80℃冷却装置，三氯氢硅、四氯化硅冷凝为液体后回收利用,不凝的氢气、氯化氢及少量的氯硅烷再经过水洗喷淋，氯化氢和少量的氯硅烷被水溶解带走，氢气再经过纯化干燥后重新利用。

“改良西门子法” 还原尾气回收过程中物料不接触水，相对于“传统西门子法”的“湿法回收”而言，称之为“干法回收”。

干法回收主要是利用还原尾气中氢气、氯化氢、三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅等各组分物理化学性质的差异，通过溶解吸收，吸收—脱吸，吸附—脱附等化工操作实现各组分的分离，并重新利用。

由于“湿法回收”中采用水洗来除去氢气中氯化氢、氯硅烷，在损失氯化氢、氯硅烷同时，增加了废水的处理量，并且水分及水中、空气中的杂质进入到氢气中，污染了氢气，必须另外采用氢气纯化干燥装置将其纯化干燥后才能重新返回系统利用。

湿法回收工艺消耗大、收率低，从而增加了整个多晶硅生产的成本。

采用干法回收工艺，还原尾气中的各组分几乎可以100%分离回收，由于整个系统是闭路循环，不引入新的污染源，故回收各组分品质稳定，可直接返回系统重新利用，从而提高了收率，减少了消耗。

二、干法回收工艺原理还原尾气干法回收主要包括：鼓泡淋洗、加压冷凝、吸收脱吸、活性炭吸附四个主要工艺过程，每个过程的原理如下：1. 鼓泡淋洗：利用四氯化硅在一定温度下对还原尾气中个组分溶解度的不同，通过鼓泡淋洗塔对还原尾气淋洗，溶解度大的三氯氢硅、四氯化硅绝大部分被溶解吸收，溶解度小的氢气、氯化氢、二氯二氢硅便分离出来。

2. 加压冷凝：从鼓泡淋洗塔出来的不溶性气体，里面含有少量的三氯氢硅、四氯化硅，在常压下把其冷凝出来需要大量的冷量和很低的冷却温度，采取加压冷凝的办法，三氯氢硅、四氯化硅可在较高的温度下按照相平衡的规律几乎全部冷凝下来，同时大大减少冷媒的用量。

多晶硅生产中尾气回收技术的发展发布时间：2023-01-16T13:15:27.970Z 来源：《科技新时代》2022年第16期作者：仇敬诚满慈皊[导读] 尾气回收是多晶硅生产的重要环节仇敬诚满慈皊江苏中能硅业科技发展有限公司江苏徐州 221000摘要：尾气回收是多晶硅生产的重要环节，不仅可以减少污染环境，还可以降低生产成本。

多晶硅是制造集成电路、光伏太阳能电池等的关键材料。

随着电子信息产业和太阳能光伏产业的快速发展，市场对多晶硅的需求不断增加。

目前，制备多晶硅的主流工艺为改良西门子法，此法中三氯氢硅在还原炉内被氢气还原成晶体硅，进入还原炉的三氯氢硅仅有8%—10%左右转化成多晶硅，还原尾气中含有大量未反应的生产原料氢气(H1)、三氯氢硅(SiHCL3)和反应副产物四氯化硅(SiCl4)、氯化氢(HCL)、二氯二氢硅(SiH2Cl2)。

因此对还原尾气回收综合利用既能实现物料循环利用，减少原料投入，降低多晶硅生产成本，又可以大大减少三废排放，保护环境。

关键词：多晶硅；氢气；回收利用多晶硅还原尾气回收工艺分为湿法回收、膜分离回收和干法回收3种。

湿法回收工艺是将还原尾气深冷冷凝，大部分氯硅烷冷凝得以分离。

不凝气中除H2外，还含有HCl和少量氯硅烷，经水洗涤除杂，氯硅烷水解生产HCl和SiO2，HCl溶于水形成副产品盐酸。

该方法可以回收尾气中大部分氯硅烷和H2，但在损失HCl和氯硅烷的同时，增加了废水的处理量，并且回收的氢气中加入了其他杂质(洗涤水中溶解的O2、N2和CO2)，故需另外采用氢气纯化干燥装置将其处理后才能返回系统重新利用。

湿法回收工艺消耗大、收率低，从而增加了整个多晶硅生产的成本，且废水中氯离子很难处理，对环境影响大，故此工艺现已被淘汰。

膜分离技术整体上较为成熟，但适用于多晶硅生产工艺(含有HCl和氯硅烷体系)的分离膜较少，并缺乏相应研究，大规模工业化应用尚不成熟。

干法回收工艺，还原尾气几乎可以100%分离回收，提高了收率，减少了消耗，且整个系统是闭路循环，不引入新的污染源，故回收各组分品质稳定，可直接返回系统重新利用。

多晶硅生产废气处理及综合利用研究谢国军发表时间：2019-09-17T08:48:39.510Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：谢国军[导读] 摘要：多晶硅生产会产生大量废气，对生态环境污染较大，在持续发展背景下，必须要采取措施对生产废气进行有效处理。

亚洲硅业（青海）有限公司青海省西宁市 810000摘要：多晶硅生产会产生大量废气，对生态环境污染较大，在持续发展背景下，必须要采取措施对生产废气进行有效处理。

目前已经有更多新型技术被应用到多晶硅生产废气处理中，并取得了一定效果，降低废气对环境的污染，并通过处理来降低安全事故发生的危险，对提高生产综合效益具有重要意义。

本文对多晶硅生产废气处理技术进行了简要分析。

关键词：多晶硅；废气；处理及利用引言多晶硅是太阳能光伏产业中的重要原材料，随着全球对新能源的大力开发，太阳能光伏产业高速发，对多晶硅的需求量也大幅度增长。

多晶硅生产中产生的废气不仅属于有毒有害物质，而且大多易燃易爆，如果没有经过处理就进行排放，不仅会对生态环境造成严重的污染，还可能会引发火灾、爆炸等安全事故，造成巨大的经济损失，还会对工作人员的人身安全，造成严重的威胁。

因此，必须要采取有效的措施对其进行处理，为生态环境和多晶硅生产的安全做出有效保障。

一、多晶硅的生产工艺进展多晶硅是通过干燥硅粉与干燥氯化氢气体在一定条件下氯化，再经冷凝、精馏、还原而得。

目前，多晶硅工艺技术空前活跃。

主要有西门子法、冶金法、等离子法、硅烷法、流化床法、熔盐电解法、无氯工艺技术等。

西门子法是通过气相沉积的方式生产柱状多晶硅。

为了提高原料利用率，在原基础上采用闭环式生产工艺即改良西门子法。

改良西门子工艺生产的多晶硅产能约占世界总产能的80%。

国内外对西门子法制备高纯多晶硅的研究较多。

如张玉等人采用催化化学气相沉积法制备多晶硅薄膜；美国等人研究了多晶硅在流化床中的微观结构和颗粒生长。

此外，多晶硅的生产技术还有碳热还原法、区域熔炼法等。

多晶硅还原尾气干法回收工艺能耗利用优化研究发表时间：2020-12-03T12:54:05.470Z 来源：《科学与技术》2020年21期作者：梁栋栋[导读] 多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是自动控制、信息处理、太阳能光伏系统梁栋栋陕西天宏硅材料有限责任公司陕西咸 712038摘要：多晶硅是生产单晶硅的直接原料，是自动控制、信息处理、太阳能光伏系统、人工智能等半导体器件的基础材料。

近年来，随着我国信息产业、新能源行业的快速发展，对多晶硅产品的需求越来越大。

然而对于多晶硅生产企业，产品生产过程中能耗利用是制约产品成本降低的一大难题，本文主要就多晶硅生产过程中以改良西门子法多晶硅生产工艺为基础，对还原尾气干法回收工艺进行能耗优化和改进，达到节能降耗的目的。

关键词：多晶硅产品；产品能耗；光伏发电引言: 经过多晶硅行业近年来的发展看，成品多晶硅在保证质量稳定的前提下，通过优化工艺，降低单耗，降低生产已成为多晶硅生产企业的发展目标以及生存之本。

多晶硅尾气回收工艺通过降温冷却配合气体吸附的工艺流程，对生产为其进行剔除利用，降低企业生产成本，但在生产过程中，该系统能耗利用也居高不下，其能耗主要来自于精馏塔物料加热过程及尾气冷却分离过程[1]。

本文主要是针对改良西门子法多晶硅生产工艺过程中还原尾气干法回收工艺进行优化和改进，在原有工艺基础上，进行系统富裕冷量及热量的重复耦合利用，不改变回收尾气组分，达到节能降耗的目的。

一尾气回收工艺能耗情况分析尾气回收工艺主要能耗为电、蒸汽、冷却水，工艺中冷却冷冻系统和吸收精馏系统消耗大量冷量，精馏系统消耗大量蒸汽，在系统产量较大的情况下，系统负荷较大，相对能耗也增加。

本为主要研究通过增加冷热物料交换传热设备减少换热介质使用量，降低蒸汽、电、冷却水消耗量，从而降低系统运行成本，优化系统运行经济性[1]。

随着生产水平的进步以及工艺流程的优化，尾气回收系统行业评价能耗也在不断降低[2]，但同行中能耗降低的手段多为提高产能优化设备为主。

多晶硅尾气回收和处理技术1. 现状：据测算，1000吨多晶硅还原过程中将产生370万Nm3氢气，1350吨氯化氢、21600吨三氯氢硅和12000吨四氯化硅，如不回收利用，将造成资源的浪费和环境的污染2. 预计效益：运用。

该技术回收上述物料，按目前市价计算每年可直接节约2.48亿元费用，相当于每公斤多晶硅减少248元的成本。

四川成都赛普瑞兴科技有限公司目前运用独有技术，在通威股份永祥多晶硅尾气回收中，投产成功，据了解在多晶硅尾气回收技术国内此前一直使用国外的技术和设备。

此项目的成功意味着国产化的开始，经济效益明显提高，降低生产成本。

该技术是现目前国内唯一一套投产成功的项目。

国内有其他公司进行相类似的技术研发和推广。

但只是理论上的技术，发展不完善。

没有工业装置投产。

3.多晶硅是单质硅的一种形态。

熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，则这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。

生产多晶硅的过程是：硅砂先在电弧炉中与碳置换成98%的金属硅，跟着与氯气、氢气反应后生成三氯氢硅，再在氢气中还原沉积成多晶硅。

4. 四氯化硅的无害化处理正是中国太阳能产业所不得不面临的现实。

多晶硅核心技术——三氯氢硅还原法垄断在美国、德国、日本等六七家企业手中，中国企业很难获得关键技术。

生产多晶硅是一个提纯过程，金属硅转化成三氯氢硅，再用氢气进行一次性还原，这个过程中约有25%的三氯氢硅转化为多晶硅，其余大量进入尾气，同时形成副产品——四氯化硅。

在这个过程中，如果回收工艺不成熟，三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、氯气等有害物质极有可能外溢，存在重大的安全和污染隐患。

四氯化硅一遇潮湿空气即分解成硅酸和剧毒气体氯化氢，对人体眼睛、皮肤、呼吸道有强刺激性，遇火星会爆炸；氯气的外溢则可使人出现咳嗽、头晕、胸闷等病状，并导致农作物大面积减产和绝收。

5.6. 三氯氢硅合成炉尾气的治理将从三氯氢硅合成炉排出的尾气，经压缩使其压力达到0.7MPa后进入水冷却器进行初步冷却，然后再进入冷凝器经-45℃冷媒进一步冷却，这样绝大部分三氯氢硅被冷凝成液体，与氯化氢、氢气分离。

多晶硅尾气回收工艺研究进展陈恩雨发布时间：2021-08-31T09:36:03.414Z 来源：《基层建设》2021年第15期作者：陈恩雨[导读] 多晶硅是电子信息和太阳能光电工业的主要和主要功能材料。

随着信息技术和太阳能光伏工业的发展，全球市场对多晶硅的需求迅速增长。

新疆协鑫新能源材料科技有限公司新疆乌鲁木齐 831100摘要：多晶硅是电子信息和太阳能光电工业的主要和主要功能材料。

随着信息技术和太阳能光伏工业的发展，全球市场对多晶硅的需求迅速增长。

目前，大多数多晶硅工厂使用相对成熟的西门子技术改造，在实际合成生产过程中，精馏、还原、干法氢化、氯硅容器等主要操作单位和设施，生产一定数量的工艺废气。

特别是，随着多晶硅的生产和规模的迅速扩大，工厂的工艺废气排放量也急剧增加处理这些问题的必要性和困难有所增加。

关键词：多晶硅；尾气回收；生产工艺；研究分析目前国际上生产高纯多晶硅的主要工艺是“改良西门子法”（约占全球总产量的80％）。

根据生产工艺特点，在冷氢化、精馏、尾气回收、还原等各个工序均会产生废气。

未来各生产企业不管是将产品定位于太阳能级多晶硅还是电子级多晶硅，都会对产品质量提出更高要求。

即便通过工艺和操作优化，可以减少废气排放量，但在精馏工序为追求产品质量仍然需要进行一定量有组织的轻组分排放，以降低产品杂质含量。

因此，研究多晶硅生产废气处理工艺，实现废气的资源化利用，将有利于生产企业降低生产成本。

本文阐述了多晶硅生产废气主要来源、组分以及目前工艺研究进展，提出了生产高品质多晶硅可选择的废气处理工艺。

一、多晶硅生产废气的产生在四种主要情况下产生了废气：：1）正常生产中精馏工序有组织的轻组分排放；2）正常生产过程，各工序缓冲罐、粗馏塔等设备为维持正常操作压力，当压力升高时为确保安全人为排除部分气体进入废气然而，在这种处理废气的办法下，氯硅烷在废气处理过程中消耗了大量的清洁水，这在无形的意义上增加了总的成本。