[发明专利]一种二氯二氢硅除杂方法

说明书

技术领域

本发明涉及多晶硅生产技术领域，更具体地，本发明涉及一种二氯二氢硅除杂方法。

背景技术

多晶硅是集成电路和光伏发电用关键原材料，是《国家中长期科学和技术发展规划纲要》制造业领域基础原材料优先主题的重要内容。世界多晶硅生产的产业化技术主要有两种工艺，即改良西门子工艺和硅烷法工艺。

改良西门子法生产多晶硅的过程中，会产生部分的二氯二氢硅。这种物质存在易燃、易爆、沸点低的特点，如果不得到有效的回收利用，则会进入多晶硅尾气系统，造成尾气负荷大，安全事故频发的问题。针对二氯二氢硅的性质，现在国内外已经有部分厂家采用歧化技术将二氯二氢硅转化为三氯氢硅，重新返回多晶硅系统利用。这在一定程度上缓解了二氯二氢硅带来的负面影响。

随着对改良西门子工艺的进一步研究，发现质量高纯的二氯二氢硅能够与三氯氢硅混合后，直接送入还原炉生长多晶硅，且能够极大提高多晶硅的生长速率，降低多晶硅还原电耗。针对这一发现，有部分厂家在积极开展二氯二氢硅还原的技术研究，但在研究过程中发现，二氯二氢硅属于低沸物，含有大量的B、P等杂质，导致二氯二氢硅产品质量难以保证，导致多晶硅产品质量出现很大滑坡。为了解决二氯二氢硅产品质量问题，国内已经开展了一些研究工作，主要都是通过改变二氯二氢硅提纯形式，想达到提升产品质量的目的。而实际取得的效果如下：

1、采用筛板塔提纯二氯二氢硅。这种属于传统的精馏技术，其效率低下，耗能高，产品质量差。

2、采用提纯塔提纯二氯二氢硅。提纯塔近年来在三氯氢硅提纯领域已经取得很大成效，于是就有研究人员将这种技术应用于二氯二氢硅提纯，从提纯效果来看，能耗较筛板塔有很大优化，但提纯产品的B、P、金属杂质含量仍然很高，无法达到生产高纯多晶硅所需。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。

为此，本发明的一个目的在于提出一种除杂效果好、效率高、能耗低且产品质量好的二氯二氢硅除杂方法。

根据本发明实施例的二氯二氢硅除杂方法，包括以下步骤：a)对待除杂的液态二氯二氢硅通过金属丝网填料进行粗提纯，得到气态二氯二氢硅和富含杂质的液态高沸物；和b)通过吸附剂吸附除去所述气态二氯二氢硅中的硼、磷、以及金属杂质，得到高纯二氯二氢硅。

根据本发明实施例的二氯二氢硅除杂方法，首先通过粗提纯的方法将沸点较低的二氯二氢硅汽化分离出来，再通过吸附剂除去气态二氯二氢硅中的硼、磷、以及金属杂质，得到高纯二氯二氢硅，该方法操作简单，所用设备投资少，能耗低，且得到产物二氯二氢硅纯度较高，产品质量好，可以带来一定经济效益。

另外，根据本发明上述实施例的二氯二氢硅除杂方法，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述步骤a）具体包括：将所述液态二氯二氢硅送入提纯塔内的填料提纯区进行粗提纯，其中，所述填料提纯区内设置有金属丝网填料。

根据本发明的一个实施例，所述步骤b）包括：b-1)使所述气态的二氯二氢硅通过提纯塔内的吸附区进行精提纯以除去所述二氯二氢硅中的硼、磷、以及金属杂质，得到高纯二氯二氢硅；和b-2）使所述高纯二氯二氢硅冷凝，得到液态高纯二氯二氢硅。

根据本发明的一个实施例，所述步骤b）还包括：b-3)将所述液态高纯二氯二氢硅的一部分作为产品采出，另一部分作为回流液回流至所述提纯塔的填料提纯区。

根据本发明的一个实施例，所述高沸物为富含杂质的液相氯硅烷。

根据本发明的一个实施例，还包括以下步骤：c）将所述液相氯硅烷加热成气相氯硅烷并与塔顶回流液进行传质、传热。

根据本发明的一个实施例，还包括以下步骤：d）对所述液态的氯硅烷的一部分进行冷却后作为高沸物采出。

根据本发明的一个实施例，所述金属丝网填料为波纹板金属丝网填料。

根据本发明的一个实施例，所述吸附剂为活性炭吸附剂。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的二氯二氢硅除杂方法流程示意图；

图2是根据本发明实施例的二氯二氢硅除杂方法中所用除杂设备结构示意图。

具体实施方式