多晶硅還原爐內主要污染物及清洗工藝
時間:2016-10-12 15:20:09作者:LeeZhou來源:德高潔清潔設備分享到:QQ空間新浪微博騰訊微博人人網(wǎng)微信
從2010年至今,光伏產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出了強勢的復蘇態(tài)勢,光伏市場需求旺盛。高純多晶硅是電子工業(yè)和太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的基礎原料也是主要原料,在整個生產(chǎn)過程中,對產(chǎn)品質量的控制要求很高。目前,生產(chǎn)多晶硅主要采用改良西門子法,對還原爐的沉積環(huán)境的潔凈度要求特別關鍵,任何顆粒性雜質、油脂等物質余留在爐內,都會對產(chǎn)品質量造成影響。
一、多晶硅還原爐內主要污染物
根據(jù)多晶硅生產(chǎn)原理及實際生產(chǎn)情況分析,還原爐基盤及鐘罩表面主要污染物為無定形硅粉,其次為多晶硅顆粒物、氯硅烷水解物及部分粉塵雜質。
1、無定形硅
還原爐在一個周期運行后,基盤及鐘罩表面均會產(chǎn)生一層土黃色粉末,主要成分為無定形硅粉。基盤冷卻水溫度偏高,在還原爐基盤尾氣出口也會產(chǎn)生無定形硅。這些無定形硅易形成一層膜附在基盤和鐘罩內表面,甚至在電極和石英環(huán)表面。
2、氯硅烷水解物
多晶硅打開鐘罩前要進行嚴格的氮氣置換,但因還原爐結構復雜,在進料口、尾氣管、窺視鏡等地方易形成置換死角,置換后爐內仍會預留部分氯硅烷氣體。當爐筒提起后,氯硅烷殘留氣體與空氣接觸,會在基盤及爐筒表面形成水解物。這些水解物一般附著在進料管口及尾氣管口,其中硅酸鹽物質為白色膠狀沉淀,二氧化硅為白色粉末狀固體,氯化氫遇潮形成鹽酸殘留在基盤表面。
3、多晶硅顆粒物
還原爐停爐過程中,因停爐溫度控制不均,易造成硅棒破裂,產(chǎn)生多晶硅碎屑;收割硅棒過程中也會有部分碎屑遺留;如果遇到倒棒,碎屑遺留會更多。
4、其他雜物
在收割硅棒中,會帶入少量的粉塵、油脂等污染物。油分子對多晶硅的危害十分嚴重可能造成多晶硅反應速度減慢,產(chǎn)量降低,甚至硅反應停止。
二、多晶硅還原爐清洗方法
現(xiàn)今各生產(chǎn)廠家在開發(fā)新技術、進行技術改造的同時,通過對設備的清洗來降低能耗和保證多晶硅的產(chǎn)品質量。還原爐沉積多晶硅是間歇操作,一個運行周期結束后需要打開鐘罩收割硅棒,然后進行基盤清理,再裝硅芯進行下一個周期的化學氣相沉積。因此,想提高設備運轉率、降低能耗,選擇方便、快捷、處理效果好的清理工藝尤為關鍵。
德高潔多晶硅還原爐鐘罩清洗系統(tǒng)是以高壓清洗機為主機,以高壓水射流為動力的自驅動三維旋轉噴頭形成360°的網(wǎng)狀高壓水柱噴射表面,從而完成鐘罩內部表面的水力掃射,并采用專用清洗劑等為主要清洗液,先用純水(去離子水或叫脫鹽水)漂洗,之后再采用高純水沖洗,最終完成清洗過程。
德高潔多晶硅還原爐鐘罩清洗系統(tǒng)核心部件高壓泵采用進口耐酸堿、耐高溫、全不銹鋼的加壓泵,并利用多晶硅生產(chǎn)廠家的蒸汽余熱將清洗介質加熱,從而改變原電加熱工藝。我公司自行研發(fā)設計的自驅動旋轉升降噴射機構可適應各規(guī)格的還原爐體。
一、多晶硅還原爐內主要污染物
根據(jù)多晶硅生產(chǎn)原理及實際生產(chǎn)情況分析,還原爐基盤及鐘罩表面主要污染物為無定形硅粉,其次為多晶硅顆粒物、氯硅烷水解物及部分粉塵雜質。
1、無定形硅
還原爐在一個周期運行后,基盤及鐘罩表面均會產(chǎn)生一層土黃色粉末,主要成分為無定形硅粉。基盤冷卻水溫度偏高,在還原爐基盤尾氣出口也會產(chǎn)生無定形硅。這些無定形硅易形成一層膜附在基盤和鐘罩內表面,甚至在電極和石英環(huán)表面。
2、氯硅烷水解物
多晶硅打開鐘罩前要進行嚴格的氮氣置換,但因還原爐結構復雜,在進料口、尾氣管、窺視鏡等地方易形成置換死角,置換后爐內仍會預留部分氯硅烷氣體。當爐筒提起后,氯硅烷殘留氣體與空氣接觸,會在基盤及爐筒表面形成水解物。這些水解物一般附著在進料管口及尾氣管口,其中硅酸鹽物質為白色膠狀沉淀,二氧化硅為白色粉末狀固體,氯化氫遇潮形成鹽酸殘留在基盤表面。
3、多晶硅顆粒物
還原爐停爐過程中,因停爐溫度控制不均,易造成硅棒破裂,產(chǎn)生多晶硅碎屑;收割硅棒過程中也會有部分碎屑遺留;如果遇到倒棒,碎屑遺留會更多。
4、其他雜物
在收割硅棒中,會帶入少量的粉塵、油脂等污染物。油分子對多晶硅的危害十分嚴重可能造成多晶硅反應速度減慢,產(chǎn)量降低,甚至硅反應停止。
二、多晶硅還原爐清洗方法
現(xiàn)今各生產(chǎn)廠家在開發(fā)新技術、進行技術改造的同時,通過對設備的清洗來降低能耗和保證多晶硅的產(chǎn)品質量。還原爐沉積多晶硅是間歇操作,一個運行周期結束后需要打開鐘罩收割硅棒,然后進行基盤清理,再裝硅芯進行下一個周期的化學氣相沉積。因此,想提高設備運轉率、降低能耗,選擇方便、快捷、處理效果好的清理工藝尤為關鍵。
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德高潔多晶硅還原爐鐘罩清洗系統(tǒng)核心部件高壓泵采用進口耐酸堿、耐高溫、全不銹鋼的加壓泵,并利用多晶硅生產(chǎn)廠家的蒸汽余熱將清洗介質加熱,從而改變原電加熱工藝。我公司自行研發(fā)設計的自驅動旋轉升降噴射機構可適應各規(guī)格的還原爐體。
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