高純?nèi)葰涔璧墓?jié)能高效生產(chǎn)工藝過程研究.pdf

1、在多晶硅工業(yè)中，氯硅烷作為生產(chǎn)多晶硅的重要原料，即使原料中含有痕量的雜質(zhì)，最終也會(huì)影響多晶硅產(chǎn)品的質(zhì)量。雜質(zhì)主要是金屬氯化物、三氯化硼（硼在硅中作為一種正電荷摻雜劑）、三氯化砷、三氯化磷(磷在硅中作為一種負(fù)電荷摻雜劑）等。
　　氯硅烷精制技術(shù)的難點(diǎn)在于雜質(zhì)和氯硅烷的沸點(diǎn)接近，通過傳統(tǒng)的精餾法難以除去，并且精餾塔級(jí)數(shù)多（一般是5塔以上）、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、設(shè)備投資費(fèi)高、體積龐大、能耗高等。針對(duì)該問題，本文采用Aspen Plus和Pr

2、o/II化工模擬軟件，并且運(yùn)用熱泵精餾和隔板精餾及隔板差壓熱耦合節(jié)能技術(shù)對(duì)三氯氫硅提純工藝進(jìn)行模擬研究，運(yùn)用吸附法對(duì)三氯氫硅進(jìn)行除硼實(shí)驗(yàn)研究。
　　主要的研究工作內(nèi)容和結(jié)果如下：
　　(1)采用Aspen Plus設(shè)計(jì)三氯氫硅熱泵精餾模型。經(jīng)過對(duì)比塔頂氣體直接壓縮式熱泵精餾和塔釜液體閃蒸再沸式熱泵精餾，塔釜液體閃蒸再沸式熱泵精餾更優(yōu)。對(duì)塔釜液體閃蒸再沸式熱泵精餾模型進(jìn)行優(yōu)化，壓縮機(jī)的壓縮比為1.72和1.48，壓縮機(jī)功率為4

3、8.63kW，節(jié)流閥出口壓力為227kPa，輔助冷卻器負(fù)荷為?49.96kW，與常規(guī)精餾流程相比，可以節(jié)約能耗費(fèi)用82％。
　　(2)采用Pro/II設(shè)計(jì)三氯氫硅隔板精餾工藝，與傳統(tǒng)直接序列相比，節(jié)能27.8%；設(shè)計(jì)一種液體流量可調(diào)的隔板收集再分布器，全部運(yùn)用靜設(shè)備，可以簡(jiǎn)便、靈活的調(diào)節(jié)隔板兩側(cè)液體流量比例；最后設(shè)計(jì)三塔隔板差壓熱耦合精餾工藝，三塔壓力為200kPa、500kPa和800kPa，相比三塔隔板精餾工藝，節(jié)能約66.4