基于NICA的多晶硅还原炉能耗与质量优化

发布时间：2021-10-13 22:13

　　多晶硅还原炉是改良西门子法多晶硅生产工艺中最重要的设备,也是耗能最大的设备,在其中进行的还原工艺直接影响总的生产成本与生产质量。目前多晶硅产业的竞争越来越激烈,要在市场中求得生存,不仅需要提高产品质量,而且要提高生产过程中能源利用的效率,降低生产成本。但是国内外已有的研究大多是偏重改善能耗或提高产品质量中的单一方面,而实际生产中主要依靠工人的经验来调整工艺参数,而且以保证质量为主。为提高多晶硅企业的行业竞争力,本文综合能耗与质量两个方面进行了还原炉的能耗优化研究。针对上述问题,本文以多晶硅还原炉为研究对象,通过对其工艺及能耗进行全面的分析,确定了影响能耗与质量的四个工艺参数,建立了工艺参数关于单位产品能耗与沉积质量的多目标优化模型,求解得出了最佳的工艺参数组合。具体研究内容有以下几点:1、结合还原沉积过程的工艺原理及还原炉的具体结构,对其能源消耗的途径进行详细分析。分析了影响沉积速率及沉积质量的四个工艺参数,分别为硅棒温度,反应压力,进口流速以及H₂摩尔比。最后提出通过提高硅沉积速率来提高能源利用效率的思路,用单位产品能耗作为还原过程的能源利用效率评估指标,并给出... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

多晶硅生产流程

改良西门子工艺由 5 个环节组成。SiHCl3晶硅沉积）、尾气处理和 SiCl4的氢化分离[3时，产物中会伴有 SiH2Cl2等杂质,所以要制最后将精馏后的 SiHCl3与高纯 H2按混合后积反应，经过漫长的沉积过程，最终生成硅的反应载体[36]，还原炉呈钟罩型，如图 2-2 器底盘和视孔等组成。还原炉炉体[37]通常底盘具有双层夹套，夹套中通入冷却水，在作用，而反应开始后则通过冷却水的循环换料设计温度而造成生产故障，也防止 SiHCl3壁通常保持温度在 373K 左右，炉内的沉积

广东工业大学硕士学位论文-10mm 的硅芯竖直安装于底盘上，盖上炉罩盘的夹层中通入冷却水，利用纯 N2对还原炉 N2进行置换。热，当表面温度达到合适值（1080℃左右）H2，气体传递到硅棒表面后发生沉积反应，生柱状硅棒。0h 左右，硅棒直径达到 140mm-160mm，等待所得便高纯硅产品。图 2-3 为某多晶硅企业

【参考文献】：
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本文编号：3435497