浅谈多晶硅生产中的设备清洗

浅谈多晶硅生产中的设备清洗

随着智能工业、信息技术及太阳能产业的发展，对高纯度多晶硅材料的需求居高不下，使国内涌现出一股搭上多晶硅项目的热潮。但多晶硅生产装置对设备和周围环境的清洁度要求非常高，系统的油脂、水分、氯离子、氯化物、灰尘和杂物等杂质对产品质量影响很大，易产生安全隐患并引发安全事故。

标签：多晶硅;生产;设备清洗

1 多晶硅装置开车前对设备清洗的意义

各种金属及非金属杂质对多晶硅的纯度影响极大，主要影响因素如下。

1.1 油脂

在多晶硅生产过程中，油分子对多晶硅的危害十分严重。实践证明，在整个工艺系统中，几ppm的油量就可能造成多晶硅反应速度减慢、产量降低甚至硅反应停止，因此，多晶硅设备的脱脂工艺尤为重要。

1.2 水分

水中含有大量的氯离子，氯离子对多晶硅的反应十分敏感，对设备及管道有堵塞和腐蚀作用，因此，设备及系统干燥工艺很关键。

1.3 氯离子残留

水和其他溶液在设备表面残留的氯离子对多晶硅影响很大，因此，在清洗后对设备进行纯水冲洗工艺十分重要。

1.4 金属氧化物、氯化物、灰尘及其他杂质

这些杂质的存在，对多晶硅的生产影响也很大，因此，在设备清洗过程中，采用酸洗工艺对其他污垢进行清洗十分必要。

2 多晶硅设备的清洗工艺分析

2.1 对设备制造阶段的清洗工作要高度重视

许多人对多晶硅设备制造初期的清洗工作不够重视，认为对付过去就可以了，这是我们必须要改正的，在具体清洗时必须严格按照化学设备制造规范和多晶硅生产工艺进行。另外，还要注意洁净度的要求等相关内容的选择，因为有所差异，所以一旦选错将出现很严重的后果。金属设备、管道等处于制造、贮存以及运输状态时，会在振动、大气腐蚀的作用下在金属表面形成一层氧化皮和铁锈，

随后会衍生为三氧化二铁等物质，一般而言，这些物质都是需要在涂漆之前处理掉的，但是若没有处理掉便会带来一系列的问题。设备内部的油脂、绣皮等物质起不到好的作用，是一些影响多晶硅质量的要素。因此，针对多晶硅生产中低压氯化和氢化氯化单元的设备及管道等都是要进行三级清洗的。一些需要进行一级清洗的设备有精馏单元和CVD还原单元的设备及管道等，并且需要重视的是电子级产品设备的要求和之前的要求两者之间存在很大的差异，前者要比后者更为严格。我们实行三级清洗的目的并不是除锈，所以对其除锈功能没有过高的要求，我们的真是目的是脱脂，这才是我们开展三级清洗的重点。

2.2 多晶硅设备安装阶段的清洁工作

多晶硅生产中因为合成和还原都是使用的氢气，而且会产生许多的中间产品，如三氯氢硅、四氯化硅等，作为介质，他们存在易燃、易爆以及有毒有害的缺陷，而且这其中的一些介质还有严重的腐蚀缺点。所以，在实际工作中要严格开展装置的防火、防爆以及防腐蚀工作。受工艺管道输送介质特性和产品纯度要求影响，无论是对管道焊接质量、内部清洁以及吹扫试压，还是设备进场验收等工作都有较为严格的要求，因此，对于设备制造结束之后的清洗处理工作必须加强重视并付出行动。对于槽罐类设备的清洗要求是清洗完成后进行充氮保护，管道安装完成以后要开展氮吹扫，之后还要用管道专用堵头实行封堵，将管道中的氧气留存量降到最低。在铺设管道时，为了避免金属氧化物的出现，工作人员不要用气体切割下料，而是选择充氮保护，并且这项工作通常会被安排在施工结束之后进行，通过这样的方式管道内出现氧化和水分的可能性就会大大降低。在正式施工之前，工作人员需要根据实际情况做出一份详细、可行的施工方案，同时还要详细计算每天的施工量，一方面能够保证我们的施工质量，另一方面还能避免管道和设备被再次污染。在实际工作中，多晶硅生产工艺和其他工艺比较起来尤其特殊性质，所以工作人员在施工完成之后所开展的系统吹扫等工作一定要谨慎、仔细，并且还要依靠氮气开展，不能随着自己的主观意识随便处理。在装置试生产前期，工作人员需要在系统中注入四氯化硅，目的是完成正常的循环清洗，但是耗费的时间是比较长的，通常情况下会控制在2-3个月，但是还是要记得具体问题具体分析，不能任意、盲目进行清洗，或者改变清洗时长，这些都不利于清洗工作的最终效果。

2.3 多晶硅设备生产期间检修及备用设备的保洁

设备清洁工作有其自身作用，所以为了进一步提升生产质量，我们必须加大对设备的清洗工作。关于设备的置换、清洗工作一定是用氮气做置换的，如果一些设备和管道堵塞情况比较严重，工作人员就要选择稀碱液中和后再用水清洗，至检修工作顺利完成，进料之前工作人员要以氮气为工具对设备或者是管道单体吹扫。为了防止设备内氧化生锈，工作人员需要用储罐与系统用盲板隔绝并充入0.05MPa的氮气进行氮封保护。在实际生产过程中，跑、冒等现象一定要避免。与此同时要严格监控用循环水作为载冷剂的換热器。

3 结语

总之，多晶硅生产企业对设备须从选型、选材、清洗等方面进行合理、科学的管理，应用现代技术，进行全程清洗，以充分发挥设备功效，为安全、高效生产创造条件。

参考文献：

[1]王云.浅谈多晶硅生产中的设备清洗[J].城市建设理论研究（电子版），2017（8）.

[2]李大伟.浅析多晶硅生产设备的清洗[J].工程技术（引文版），2017（2）：00294-00294.