多晶硅，是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過(guò)冷條件下凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長(zhǎng)成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來(lái)，就結(jié)晶成多晶硅。

利用價(jià)值：從目前國(guó)際太陽(yáng)電池的發(fā)展過(guò)程可以看出其發(fā)展趨勢(shì)為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。

 

我國(guó)是全球多晶硅生產(chǎn)大國(guó)，約占全球多晶硅總產(chǎn)量的 60% 以上，其中 90% 以上的多晶硅企業(yè)生產(chǎn)工藝是改良西門子法，工藝過(guò)程是工業(yè)級(jí)硅粉在流化床反應(yīng)器中氯化合成 Si HCl3 （三氯氫硅），合成三氯氫硅在多級(jí)分餾塔中進(jìn)行精制提純，然后在化學(xué)蒸發(fā)沉積反應(yīng)器中還原沉積多晶硅，該工藝實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)物料完全閉環(huán)生產(chǎn)， H ₂ 、 Si ? HCl ₃ 、 SiCl ₄ 和 HCl 均循環(huán)利用 。但在合成爐出口處氣體、還原爐高溫尾氣等工藝環(huán)節(jié)中含一定量未反應(yīng)的細(xì)硅粉（ 1~10 μ m ）以及雜質(zhì)固體顆粒須進(jìn)行過(guò)濾，否則雜質(zhì)顆粒在精餾塔、管道等處沉積堵塞嚴(yán)重影響生產(chǎn)的連續(xù)性和安全性，因此需要對(duì)上述工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行氣體過(guò)濾凈化。本文采用微孔金屬膜作為過(guò)濾凈化的核心材料，在某多晶硅企業(yè)進(jìn)行應(yīng)用，研究過(guò)濾前后的粉塵濃度，過(guò)濾壓差隨時(shí)間的變化關(guān)系，以及微孔金屬膜的反吹再生的連續(xù)性。

 

在某多晶硅企業(yè)的生產(chǎn)線上，將含有微孔金屬膜的金屬過(guò)濾器安裝到生產(chǎn)線上進(jìn)行應(yīng)用研究，其工藝過(guò)程，在金屬過(guò)濾器合成 氣和潔凈工藝氣體管道上分別安裝了粉塵濃度儀用于檢測(cè)過(guò)濾前后的粉塵濃度；在合成氣管道上裝有氣體流量計(jì)用于檢測(cè)金屬過(guò)濾器的氣體處理量；在金屬過(guò)濾器的上下游之間安裝了壓差計(jì) PDI ，用于檢測(cè)過(guò)濾器的壓差。

 

工藝條件為：合成氣量 8 000~10 000m μ /h ，溫度 220 ℃ ~320 ℃，系統(tǒng)壓力為 2.0~2.8MPa ，合成氣組成為 H ₂ 、 SiHCl ₃ 、 SiCl ₄ 和 HCl ，粉塵雜質(zhì)，高壓氮?dú)庥糜谠偕⒖捉饘倌?，壓力?/span> 0.4~0.6 MPa ，氮?dú)鈿獍莘e為 40 L 。金屬微孔膜材質(zhì)為 316L ，金屬微孔膜由兩層組成，分布為精度控制層（細(xì)粉末層）和粉末支撐層（大粉末層），其過(guò)濾精度為 1 μ m 。金屬微孔膜規(guī)格為Φ 60 mm × 1000 mm 。

 

在微孔金屬膜投入運(yùn)行后，隨著過(guò)濾的進(jìn)行，系統(tǒng)壓差逐漸上升，當(dāng)壓差上升到一定值時(shí)，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行再生處理在一個(gè)再生周期內(nèi)，金屬微孔膜的過(guò)濾壓差可以分為 3 個(gè)明顯階段，第一階段為過(guò)濾初期，也是濾餅形成期，時(shí)間較短，約為 15 h ，此時(shí)金屬微孔膜表面的濾餅快速形成，壓差隨時(shí)間快速上升，直至濾餅完全形成后，壓力逐漸趨于穩(wěn)定。第二階段為過(guò)濾中期，此時(shí)由于金屬微孔膜表面濾餅已經(jīng)形成，壓力的變化 主要與過(guò)濾粉塵的性能有直接關(guān)系，此時(shí)對(duì)于多晶硅而言，過(guò)濾的粉塵顆粒硬度較大，濾餅不易壓縮，此時(shí)過(guò)濾壓差隨著濾餅的增厚，壓力逐漸增加。第三階段為過(guò)濾過(guò)濾后期，此時(shí)由于壓差較大，作用在濾餅上的壓力也增大，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，濾餅的粉塵顆粒產(chǎn)生的孔隙受到的壓力將使孔隙減小，因此壓力快速上升，直至材料表面的孔隙堵死。此時(shí)需要對(duì)金屬微孔膜進(jìn)行反吹再生。因此，在工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程中，為了便于控制系統(tǒng)的穩(wěn)定，需要在過(guò)濾中期對(duì)金屬微孔膜進(jìn)行反吹再生。

采用過(guò)濾精度為 1 微米的金屬微孔膜，在多晶硅合成氣工藝環(huán)節(jié)進(jìn)行了應(yīng)用研究，結(jié)果表明經(jīng)過(guò)金屬微孔膜過(guò)濾后，合成氣內(nèi)的粉塵含量可以降至 40 mg/cm3 ，對(duì)于大于 1 微米的粉塵顆粒具有顯著的攔截效果，經(jīng)過(guò)再生，金屬微孔膜過(guò)濾系統(tǒng)的可以在過(guò)濾壓差小于 25 KPa 下運(yùn)行。

 

相關(guān)資料

多晶硅 ( 多晶硅，是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。熔融的單質(zhì)硅在過(guò)冷條件下凝固時(shí)，硅原子以金剛石晶格形態(tài)排列成許多晶核，如這些晶核長(zhǎng)成晶面取向不同的晶粒，則這些晶粒結(jié)合起來(lái)，就結(jié)晶成多晶硅。 ) 在太陽(yáng)能利用上，單晶硅和多晶硅也發(fā)揮著巨大的作用。要使 太陽(yáng)能發(fā)電具有較大的市場(chǎng)，被廣大的消費(fèi)者接受，就必須提高太陽(yáng)電池的光電轉(zhuǎn)換效率，降低生產(chǎn)成本。從國(guó)際太陽(yáng)電池的發(fā)展過(guò)程可以看出其發(fā)展趨勢(shì)為單晶硅、多晶硅、帶狀硅、薄膜材料（包括微晶硅基薄膜、化合物基薄膜及染料薄膜）。 不論是 改良西門子法還是硅烷法生產(chǎn)工藝中 都需要過(guò)濾設(shè)備 ，用于 收集 硅粉、氯硅烷循環(huán)洗滌、循環(huán)水再利用等工序。結(jié)合 眾多 項(xiàng)目 生產(chǎn) 經(jīng)驗(yàn)， 上海奕卿過(guò)濾科技有限公司 提出了自己的過(guò)濾工藝解決方案。

多晶硅 生產(chǎn)中所遇見的 污染物及雜質(zhì) 顆粒 ：

1. 未完全反應(yīng)的硅粉顆粒 ；   2. 循環(huán)液帶入的管道中的雜質(zhì) ；   3. 進(jìn)料帶入的固體粉塵與雜質(zhì) ；   4. 合成反應(yīng)生成的固體雜質(zhì) ；

 

這些顆粒 雜質(zhì)污染物 是影響生產(chǎn)穩(wěn)定、換熱效率的 主要 原因。 上海奕卿過(guò)濾科技 高效的過(guò)濾與分離 設(shè)備 不僅保護(hù)了生產(chǎn)設(shè)備的工藝安全，同時(shí)也提升了產(chǎn)品 質(zhì)量與 產(chǎn)量。

 

尾氣過(guò)濾應(yīng)用在多晶硅生產(chǎn)的各個(gè)工藝段 , 對(duì)多晶硅的生產(chǎn)起到重要作用 , 尤其目前行業(yè)低位運(yùn)行期間 , 對(duì)多晶硅產(chǎn)品降低成本至關(guān)重要 ：

a. 廢氣廢液工位的煙氣過(guò)濾 ；   b. 還原爐尾氣分離 ；   c. 氫化爐尾氣分離 ；   d. 硅粉過(guò)濾等。

 

1 、 還原尾氣分離

在 SiCl4 氫化氣和 SiHCl3 還原氣通過(guò)干法分離后， H2 和 HCl 得以回收利用，在 H2 回用前需過(guò)濾氣體中含有的未反應(yīng)硅粉和生成的石墨粉， 來(lái) 保證氫氣純凈，使氫化反應(yīng)和還原反應(yīng)更穩(wěn)定、高效。

問(wèn)題：	要求：	解決：
氫氣為高危氣體	過(guò)濾器密封性能良好	采用自動(dòng)反吹系統(tǒng)，無(wú)須打開濾器，減少內(nèi)件更換頻次，避免泄露可能
石墨粉 / 硅粉顆粒粒徑微小，硬度高。	過(guò)濾精度要求高，防止內(nèi)件穿透。	采用獨(dú)特的燒結(jié)金屬氈內(nèi)件，過(guò)濾孔徑穩(wěn)定，保證過(guò)濾性能 , 過(guò)濾精度可達(dá) 0.1um-0.5um
尾氣溫度高	抗溫要求高。避免降溫處理帶來(lái)的一系列問(wèn)題。	奕卿 采用高溫直接處理工藝，避免降溫處理帶來(lái)管道腐蝕，能耗浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題。

 

2 、廢氣、廢液焚燒處理

在多晶硅生產(chǎn)工藝中，廢氣廢液處理一直是困擾企業(yè)的難題之一。傳統(tǒng)的噴淋處理工藝，處理成本高，浪費(fèi)嚴(yán)重，環(huán)保問(wèn)題嚴(yán)峻。

解決方案：

上海奕卿科技 采用干法分離技術(shù)，將廢氣廢液在爐內(nèi)燃燒，生成 SiO2 粉末，通過(guò)分離收集 SiO2 粉末產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)解決環(huán)保達(dá)標(biāo)排放問(wèn)題 。

工藝優(yōu)勢(shì)：

1 、 廢氣廢液集中處理，工藝流程短，操作簡(jiǎn)單 ；   2 、 回收的 SiO2 粉末產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益 ；   3 、 氣體經(jīng)燃燒后，符合環(huán)保要求，可直接放空處理，經(jīng)濟(jì)環(huán)保。

 

 

 

相關(guān)資料：

多晶硅生產(chǎn)流程；

多晶硅生產(chǎn)粉塵雜質(zhì)過(guò)濾；

半晶態(tài)硅酸鈣材料結(jié)晶狀態(tài)對(duì)過(guò)濾分離的影響；

多晶硅的質(zhì)量控制；

多晶硅凈化系統(tǒng)過(guò)濾元件再生機(jī)理研究；

多晶硅生產(chǎn)過(guò)程中硅渣漿的處理；

多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)尾氣的回收；

多晶硅生產(chǎn)中氯硅烷廢氣廢液處理；

多晶硅尾氣回收工藝研究進(jìn)展；

尾氣回收對(duì)多晶硅產(chǎn)品質(zhì)量和成本的影響；

 

相關(guān)產(chǎn)品：

全自動(dòng)金屬粉末燒結(jié)濾芯過(guò)濾器

技術(shù)支持：

如何選擇過(guò)濾設(shè)備 —工況調(diào)查表

常見流體的粘度；

常見顆粒物的大小及設(shè)備選型參考；

常見流體化學(xué)適應(yīng)性表；

選擇過(guò)濾精度時(shí)微米和目數(shù)的關(guān)系；

常見管道尺寸對(duì)照表；

如何挑選合適的過(guò)濾袋 - 過(guò)濾芯 ；

過(guò)濾機(jī)理和形式 ；

過(guò)濾行業(yè)中的常用術(shù)語(yǔ) ；

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過(guò)濾行業(yè)中的一些名詞定義 ；

常見顆粒物粒徑大小 ；

常用壓濾機(jī)濾布分類 ；

過(guò)濾機(jī)理 ；

幾種過(guò)濾方法能耗分析 ；

幾種金屬顆粒和化合物粒徑分布 ；