西门子法生产多晶硅还原过程节能降耗的模拟优化

【摘要】：利用吉布斯自由能最小原理,在Aspen Plus的Gibbs反应器模块中对传统西门子法还原过程进行模拟分析。考察了主要操作参数对多晶硅和副产物的转化率及能耗的影响。经过工艺参数优化,得到压力为100 kPa,氢气与三氯氢硅摩尔比为3/1时,多晶硅产率为44%,能耗为0.018 5 GJ/kg。同时模拟了在传统工艺的进料中加入二氯二氢硅,得到在100 kPa下,二氯二氢硅、三氯氢硅和氢气摩尔比为1∶1∶5时,与传统工艺相比多晶硅产率提高9.5%,四氯化硅产率降低8.5%,能耗降低33%,节约氢气16.7%。 【作者单位】： 湖南大学化学化工学院;
【关键词】： 西门子法 多晶硅还原 节能降耗 优化 Aspen Plus
【基金】：教育部创新团队发展计划(IRT1238) 国家自然科学基金资助项目(21276068)
【分类号】：TQ127.2;TQ083.4
【正文快照】： 多晶硅是太阳能光伏电池的主要材料,主要是通过西门子法生产得到[1]。但该工艺能耗高、产率低、物耗大等缺点[2]造成多晶硅的生产成本高,尤其在三氯氢硅还原工序上,能耗约占生产总能耗的60%[3],严重影响了多晶硅太阳能电池的商业化应用。因此,通过优化三氯氢硅还原反应的参数

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