多晶硅还原加压工艺研究

为了降低多晶硅生产成本,对多晶硅生产中的重要环节———三氯氢硅(SiHCl3)还原生成多晶硅工艺进行了改进,将还原炉操作压力由常压提高至0.6 MPa,比较了加压工艺与常压工艺在多晶硅的沉积速度、沉积时间、还原反应耗电量以及多晶硅产品质量等指标上的区别。结果表明,还原炉压力由常压(0.1MPa)提高至0.6 MPa、H2和SiHCl3的量之比降低至3.5～5/1、SiHCl3和H2混合气的最大流量增加至2 000 kg/h、平均供气量约为980 kg/h时,多晶硅的沉积时间由200 h缩短至100 h;沉积速度由7～8 kg/h提高到20 kg/h,提高了150%以上;反应所需的单位耗电量也从135 kWh/kgSi降到75 kWh/kgSi,降幅达44%,从而大幅降低了多晶硅的生产成本;同时,产品质量也得到极大的提升。     

多晶硅还原炉气相平衡计算与分析

基于Gibbs自由能最小原理,对多晶硅还原炉内气相平衡进行了计算,系统地分析了不同温度、压力和氢摩尔配比条件下SiHCl3的转化率,以及还原尾气中SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4、H2和HCl等组份的平衡情况,包括流量和组成浓度等。计算结果与实际情况较吻合,可以为改良西门子工艺的物料平衡模型提供依据,也可在还原炉实际运行过程,通过尾气分析检测数据与计算数据对照,分析炉内的工艺条件状况,及时做出调整和优化。     

改良西门子法生产多晶硅的还原工艺研究

改进多晶硅还原炉生产工艺,操作压力由0.05~0.1 MPa提高到0.5 MPa,控制合适的温度、供料量和配比,获得了综合性能优良的生产工艺。综合指标最优的实验炉次,生产周期由200 h缩短到100 h,电单耗由150 k Wh/kg降低到73.8 k Wh/kg;产品表观质量和纯度也得到显著提升。     

B3-35/5型汽轮机转子轴封磨损的修复

1概况B3－35／5型汽轮机是由青岛捷能动力集团公司制造的背压式单缸汽轮机。主要技术参数为：功率3000kW转子质量1990kg转速3000r／min允许不平衡力矩398g·cm进气压力3．43MPa轴向位移油压0．431MPa进气温度435C轴向位移＜0．7mm排汽压力0．49MPa轴封材料35#钢该机组从1981年投运以来，运行均较正常。1988年3月运行过程中突然出现负荷降低现象，最大负荷只能带至2500kW，汽耗由原来的10．7kg／kW·h上升至16kg／kW·h，其效率下降了16．7％。在负荷下降的同时，轴向位移油压由正常的0．431MPa上升至0．54MPa，油压上升了0．109MPa…     

多晶硅还原炉系统余热回收利用

高纯的SiHCl_3与H_2在还原炉内1100℃左右高温下发生化学气相沉积反应,在硅芯上沉积而生成多晶硅,还原炉是多晶硅生产中电耗最高的设备,本文通过利用高温热水对还原炉的夹套、底盘及尾气进行冷却,加热后的热水进行闪蒸,年产6000 t的多晶硅规模,通过热量回收能产生0.3 MPa(g)的低压蒸汽44.77 t/h。达到节能降耗的目的,从而降低多晶硅生产的成本,以提高行业的竞争能力。     

影响化学气相沉积多晶硅致密料比例的因素

改良西门子法生产多晶硅还原工艺是高纯的三氯氢硅和氢气在还原炉内发生化学气相沉积反应,得到固态多晶硅,多晶硅根据表观质量,分为致密料、玉米料、珊瑚料。目前,国内多晶硅生产以大型还原炉为主,对成本控制具有明显优势,但存在的问题是多晶硅致密料比例较低。本文通过对还原炉反应温度控制、进料喷嘴布置、反应配比等因素的分析研究,得出了提高还原炉化学气相沉积多晶硅致密料比例的方法、思路。     

氯硅烷吸收HCl工艺的模拟

采用ASPEN plus软件对改良西门子法制备多晶硅工艺中的HCl吸收过程进行了模拟.提高压力至11bar以上,降低温度至-40℃以下,有利于H2纯度提升至85％(w)以上.同时分析了压力、吸收剂量和温度,以及吸收剂组成等对吸收效果的影响.在不同温度和压力下,分别计算了HCl在SiHCl3和SiCl4中的溶解度.虽然H...     

电子级多晶硅生产工艺的热力学分析

基于Gibbs自由能最小原理,对SiHCl3法生产电子级多晶硅闭环工艺的3个反应子系统分别进行了化学反应平衡计算,重点对SiHCl3还原反应子系统进行了热力学分析. 对于SiHCl3还原反应子系统,适宜的操作温度为1323~1473 K,压力为0.1 MPa;温度高于1323 K,H2/SiHCl3比大于6.6,低压下有利于SiHCl3还原生产多晶硅. 针对传统的SiHCl3还原需要高温下电加热给过程操作带来的诸多不便,提出了用Cl2部分氧化使SiHCl3还原反应体系实现能量耦合的新工艺,即反应过程不需外部加热就可完成,从而节约电耗,同时还发现平衡时体系中加入的Cl2能反应完全,不会影响后序工艺的进行. 对于SiCl4转化反应子系统,高压、低H2/SiCl4比有利于生成SiHCl3.     

多晶硅还原炉倒棒原因分析

随着我国光伏产业和电子信息技术产业的快速发展,大量的多晶硅半导体材料被应用在太阳能电池和电子工业上。生产多晶硅的主要设备是大型节能还原炉,但是在生产过程中还原炉的倒棒致使设备损坏,备品备件大量被消耗以及产量质量的降低,能耗上升,生产成本提高。研究还原炉倒棒原因,通过改变进料喷嘴、优化工艺参数等来降低还原炉倒棒率就显得尤为重要。     

加氢还原法合成邻氨基苯甲醚的工艺研究

研究了用邻硝基苯甲醚催化加氢合成邻氨基苯甲醚,代替传统的硫化钠还原工艺。研究确定的最佳工艺条件为：反应温度80℃,反应压力0．7MPa,催化剂用量0．9%（以占邻硝基苯甲醚质量计）,溶剂与邻硝基苯甲醚质量比为0．75：1。加氢还原和硫化钠还原工艺比较,反应时间由6h缩短到1．75h,产品收率由90．5％提高到93．8％,解决了产生大量含硫废水的问题,产品成本可显著降低。     

采用攀枝花煤矸石替代砂岩配料的生产实践与效益分析

攀枝花钢城集团瑞丰水泥有限公司采用当地煤矸石替代砂岩配料,在2500t/d新型干法水泥生产线上进行了普通水泥熟料的煅烧研究和应用实践.结果表明,这一方案工艺技术上完全可行;且可获得巨大的经济效益和社会效益.其中,年可消耗攀枝花煤矸石超过110000t,同时可使熟料综合标煤耗下降12.55kg/t以上,吨熟料的余热发电提高量9.57 kWh/t,吨熟料综合电耗减少3.40 kWh/t,由此吨熟料生产成本下降18.21元;同时回转窑产量提高5.42t/h,且使熟料28d抗压强度提高了1.5 MPa.     

Φ4.2m×13m联合水泥粉磨系统提产降耗的几项措施

介绍了冀东海德堡(泾阳)水泥有限公司Φ4.2m×13m水泥联合粉磨系统的设备配置和工艺流程;并就系统产量不达标(127t/h设计指标140t/h)、粉磨电耗高(37kWh/t)等问题进行了原因查找。在此基础上,该公司采取了针对性的技术措施并配套相关的改造,使系统产量大幅提高,甚至达到了170t/h高水平,且粉磨电耗也降至33kWh/t。     

多晶硅气相沉积反应器的研发与应用

基于多晶硅的化学气相沉积技术与工艺,运用计算流体力学（cFD）的气体运动的组分运输和表面反应动力学模型,NAnsys—F1uent对多晶硅的生长过程进行模拟计算,运用有限元应力分析（FEA）方法,对复杂设备结构进行热应力计算和强度安全性校核,研发并设计一系列大型高产能、低能耗的多晶硅反应器。该系列的反应器广泛应用于国内外多晶硅生产线,产能达500t／a,能耗低至45kW／kg。     

70kt/a硫铁矿制酸废热发电装置运行情况小结

介绍广西岑溪市佳宝矿业有限公司70 kt/a硫铁矿制酸装置配套8.5 t/h废热锅炉和1 500 kW汽轮发电机组运行情况。废热锅炉生产3.82 MPa、450℃中压蒸汽供汽轮机发电,发电量达1 200 kWh/h。除满足企业自身用电外,有300 kWh/h送入外电网,大大降低了硫酸装置生产成本,创造了较好的经济效益和社会效益。     

立磨预粉磨在水泥粉磨系统技改中的实践

某水泥粉磨站为Φ3.2 m×13 m单球磨机组成的开路粉磨系统,将其改造为Φ1 700 m立磨预粉磨组成的联合预粉磨开路粉磨系统,水泥粉磨系统的平均产量由40t/h提高到70 t/h,增产幅度高达75%;平均电耗由39.5 kWh/t降到了28.5 kWh/t,节电幅度为27.5%,增产节能效果显著。技改后的工艺流程精简,设备少,系统投资少,为业主以后的生产和设备维护提供了方便。     

火电厂脱硝用尿素水解中试试验

为降低火电厂NO_x排放造成的环境污染,采用尿素水解法制备烟气脱硝还原剂,在自主研发尿素水解反应器和尿素水解制氨工艺的基础上,搭建产氨量10kg/h规模的尿素水解中试试验台。结果表明,尿素水解反应速率是由温度控制的单调递增函数,蒸汽耗量随反应压力的增加而增加,当反应压力大于0.6MPa时加剧,装置经济性降低。提高进料浓度可减少过量水吸热造成的能量损失,有益于降低装置运行成本。多批次测试期间,进料浓度为40%~60%,操作压力与温度为0.6MPa、160℃,装置最大产氨量为16kg/h,水解率均大于98%,产品气氨气质量分率22.6%~34%(体积分率28.5%~48%),装置性能良好。     

5kt/a液体二氧化硫装置的工艺设计与设备选型

介绍了5 kt/a液体二氧化硫装置工艺设计和设备选型情况。该装置采用柠檬酸钠法工艺,工艺参数选择合理、设备选型得当,目前已稳定运行1年多时间,各项工艺指标均达到或超过设计值。实际消耗硫磺0.45 t/t、电110kWh/t、柠檬酸10kg/t、纯碱18kg/t、0.3～0.4 MPa蒸汽0.4 t/t。探讨了设计生产中...     

Heavy oil processing in steam and hydrogen plasmas

Heavy oil in the form of finely divided spray was reacted with steam and hydrogen plasmas respectively. The heavy oil was preheated to 473 K at a pressure of 2 MPa and fed through pressure atomizers at flow rates between 0.002 and 0.08 m³/h into a dc plasma jet contained in a reactor 20 cm in diameter and 1.5 m long. The hydrogen and steam plasmas had maximum initial temperatures of 6000 K and 3450 K respectively and specific net energy inputs between 0.4 and 12.6 kWh/kg oil were used. With a hydrogen plasma, the heavy oil reacted to form acetylene, ethylene, methane, soot, and pitches, while with a steam plasma, carbon monoxide and dioxide were formed as well. Light liquid hydrocarbons were not in evidence. Increases in the hydrogen (or steam)-to-oil ratio and specific energy consumption increased the oil-to-gas conversions.     

生料系统电耗下降的分析总结

生料系统用电量在水泥生产环节中占有较高比例,我公司4 800 t/d熟料生产线配置的生料磨型号为LM56.4莱歇立磨,设计能力450 t/h,主机功率4 000 kW。近几年通过采取技改技措手段、工艺参数调整、加强现场管理和小改小革等措施,不断优化生产工艺,达到降低生料系统电耗的效果,为生产系统节能降耗奠定基础,我公司生料系统年平均电耗由2017年的17.45 kWh/t下降至2020年的14.19 kWh/t,其中9月13.32 kWh/t,创造历史新低。