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多晶硅和石英玻璃联合制备法的优点(2)
采用传统的单项生产法生产多晶硅,要放出尾气,即使有了由冷冻分离器和氢气回收组成的回收系统,也还是要排放出尾气,只不过,尾气的数量少得多。上述尾气是由没有参加反应的还原料与参加反应后产生的废气共同组成。没有参加反应的还原料主要是由氢气和四氯化硅组成;参加反应后产生的废气主要是氯化氢。氢气的排放不会对环境造成污染,可四氯化硅和氯化氢就不同了,它们都是有毒物质,会对环境造成严重的污染,是不可以直接排放到大气中的。四氯化硅是有强烈刺激性的物质,可以使人窒息。据说,在第二次世界大战时德国人曾经想把四氯化硅当作化学武器来使用,由此可以想像到它的危害有多大了。氯化氢气体的毒性也是相当大的,它遇水会变成三大强酸之一的盐酸,对人体、建筑物、设备、环境都有极大的危害。
采用传统的单项生产法生产石英玻璃,也要排放出尾气。该尾气中也同样含有有毒的氯化氢,因此也同样会对环境造成危害。
如果采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法来生产多晶硅和石英玻璃,尾气问题就会解决了。多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产多晶硅的还原炉放出尾气没有直接放空,而是被直接送入制砣机里来生产石英玻璃。这样一来,生产多晶硅的尾气污染问题就会大大减轻了。
采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产石英玻璃,制砣机出来的尾气被送人尾气处理系统。该尾气处理系统可将制砣机放出来的尾气转变为稀盐酸和二氧化硅。二氧化硅是无害的,它的颗粒细小而且纯度极高,是高级的纳米级材料,其用途是比较广的。它不仅可以成为制药、制漆添加剂,而且还可以成为很多化工生产的原材料。稀盐酸是有害的,但可以把它回收,浓缩成为成品酸。成品盐酸也是重要的化工产品,用途广泛。稀盐酸也可以不回收,只要再加进一些碱,使其中和,危害就没有了,也就可以排放了。由此看来,采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法来生产多晶硅和石英玻璃,不仅可以减少废气的排放量,而且还可以减轻对环境的污染。
3.设备费用少
多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产可以省掉一些设备,从而可以节约投资,并可减轻操作人员的劳动强度。
采用传统的单项生产法生产多晶硅,需要有一台四氯化硅合成炉和一套四氯化硅提纯系统。采用传统的单项生产法生产石英玻璃,同样需要有一台四氯化硅合成炉和一套四氯化硅提纯系统。如果采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产四氯化硅和多晶硅,上述设备是合一的,从设备数量上看,多晶硅和石英玻璃的联合制备法比传统的单项生产法减少一半。只是设备要大一些,但单个设备的投资增加不会太多。比如四氯化硅合成炉,它的直径加大一倍,它的产量就可以增加四倍。四氯化硅提纯系统里的设备也同样,尺寸增加一点,产量就会增加很多。
采用传统的单项生产法生产多晶硅和采用传统的单项生产法生产石英玻璃都同样需要有一套由冷冻除湿、除氧、干燥组成的氢气净化系统和一个鼓泡器。如果采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产,这些设备也是合一的。
采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产比单项生产法节省最多的地方还不在于此。
采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产比单项生产法节省最多的地方还不在于此。
采用传统的单项生产法生产多晶硅,需要一套由冷冻分离器和氢气回收系统组成的回收系统,而采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产就不需要这套回收系统。这套系统是由科技含量高、造价高的成套设备组成的。我们知道,家用的冰箱的最低温只有摄氏零下十几度,一般的冷库的最低温也只有摄氏零下三十几度,可这套系统所用的冷冻温度要到摄氏零下八十几度,甚至更低;家用的冰箱只是单级压缩,要求深冷的冷库也只有双级压缩,而这套系统所用的冷冻机是复叠式的,是在双级之上再加了一级压缩的,而且组合方式也是特别的。据估算,这套系统所需的费用应占总设备费用的三分之一左右。就此一项,采用多晶硅和石英玻璃的联合制备法生产就可节省设备费三分之一左右。