还原工序操作规程1

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内蒙古锋威硅业有限公司

技术文件

还原车间工艺操作规程

2009年 12 月

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目录

第一章：原料及成品性质及质量指标

第二章：车间操作规程

1.主题内容及适用范围

2.生产目的

3.生产所需原材料

4.原材料消耗情况

5.生产原理

6.工艺流程图及简述

7.工艺控制点及控制指标

8.设备一览表

9.岗位操作

9.1开车前的准备

9.2开车操作

9.3常规操作

9.4停车操作

9.4.1正常停车

9.4.2紧急停车

9.5其他辅助装置操作规范

10.生产异常现象的产生原因及处理方法

11.生产安全和环保注意事项

12.规章制度

12.1巡回检查制度（包括检查路线、时间频次、检查内容）

12.2设备维护保养制度

12.3交接班制度

12.4操作人员岗位职责

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第一章：原料及成品性质及质量指标

一、原料性质及质量指标

1．氢气:

分子式：H2分子量：2.016

1.1物理性质

密度：0.08987kg/m3（标况下）；

熔点：－259.2℃沸点：－252.78℃；

水中溶解性：几乎不溶解于水；

难以液化，液态氢是无色透明液体，有超导性；

外观嗅味：无色、无味的气体。

1.2化学性质

在常温下氢气的化学性质很稳定，但在加热或燃烧的情况下，氢气能与许多物质发生化学反应；

氢气能与氧、碳、氮、氯分别反应生成水、碳氢化合物、氨和氯化氢；

氢气能与活泼的碱金属反应，生成该金属的氢化物；

氢气能与多种具有氧化性的化合物发生还原反应；

氢气能与不饱和的烃类发生加成反应；

1.3氢气的爆炸性：

在空气中自燃温度为510℃，最小点火能量（空气中）为0.019H焦耳，爆炸极限：a、空气中4～74.5% b、氧气中4.5～95% c、氯气中5～87.5% d、氯化氢、氯气、氢气

混合物中5～13%。

1.4主要质量指标

氢气纯度（H2）≥99.999%

氮气含量:（N2）＜5 ppmw 甲烷含量:（CH4）＜1ppmw

氧气含量:（O2）＜1ppmw 水含量:（H2O）＜1 ppmw

2. 氮气

2．氮气

分子式：N2 分子量：28

2.1物理性质：

单质氮在常况下是一种无色无臭的气体，在标准情况下的气体密度是 1.25Kg/m3，熔点-210℃,沸点-198℃，临界温度为-147℃，它是个难于液化的气体。在水中的溶解度很小，在10℃时，一体积水约可溶解0.02体积的N2。氮气在极低温下会液化成白色液体，进一步降低温度时，更会形成白色晶状固体。通常市场上供应的氮气都保存在黑色气体瓶中。

2.2化学性质

氮气分子的分子轨道式为 ,对成键有贡献的是三对电子，即形成两个π键和一个σ键。对成键没有贡献，成键与反键能量近似抵消，它们相当于孤电子对。由于N2分子中存在叁键

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N≡N，所以N2分子具有很大的稳定性，将它分解为原子需要吸收941.69kJ/mol的能量。N2分子是已知的双原子分子中最稳定的。

2.3危害性

虽然氮气本身没有毒，但是如果氮气的浓度过高，将直接影响氧气的含量。因此，氮气在输送和使用中必须注意通风，以免造成窒息伤人事故。

2.4 主要质量指标

氮气纯度:（N2）≥99.999%；氧气含量:（O2）＜1ppmw；水含量:（H2O）＜1 ppmw

含碳化合物总数折算成CH4的容积率不大于0.0003%

3.三氯氢硅

三氯氢硅又称三氯硅烷、硅氯仿；分子式为SiHCl3;分子量135.43

3.1三氯氢硅的物化性质

熔点(101.325kPa)：-134℃；沸点(101.325kPa)：31.8℃；液体密度(0℃)：1350kg/m3；相对密度(气体，空气=1)：4.7；蒸气压(-16.4℃)：13.3kPa；(14.5℃)：53.3kPa；燃点：-27.8℃；自燃点：104.4℃；闪点：-13.9℃；自燃温度：175℃；爆炸极限：6.9～70%；具有急性毒性。外观：无色透明液体，无机械杂质

三氯氢硅在常温常压下为具有刺激性恶臭气味、易流动、易挥发的无色透明液体。在空气中极易燃烧，在-18℃以下也有着火的危险，它与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热时发生燃烧或爆炸，燃烧时发出红色火焰和白色烟，生成SiO2、HCl和Cl2；溶于苯、醚等有机溶剂；遇水反应产生氯化氢气体；它与氧化剂发生强烈反应，遇明火、高热时发生燃烧或爆炸。3.2 主要质量指标

SiHCl3含量≥99.8％（W）；

杂质含量：SiH2Cl2≤0.1％（W）；SiCl4≤0.1％（W）

4. 石墨件质量要求：

专用石墨是在≥2500℃条件下，通入氯气进行处理，密度：1.75 g/cm3

孔隙率：13％，含灰量：5ppm

5. 硅芯质量要求

直径：Φ7～8mm 有效长度：2500mm 硅棒弯曲度＜3 ‰

二、原料性质及质量指标

1．硅

1.1 硅的物理性质

硅在自然界中主要以硅酸盐和石英砂的形式存在，纯净的硅是一种银灰色的固体，带有金属光泽、硬而脆。硅的晶体结构属于金刚石晶型。

硅的主要物理性质（25℃）

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化学符号Si 原子量28.0855

原子序数14 原子密度5³1022原子数/cm3 密度 2.33g/cm3 熔点1410℃

沸点2355℃临界温度4920℃

溶解热12.1kcal/克分子蒸发热71 kcal/克分子

晶体构造金刚石晶格晶格常数 5.42Α

本征电阻率230000Ω²cm凝固时体积膨胀9%

1.2 硅的主要化学性质

a. 硅的化学性质与其存在状态有关，无定形硅化学活性最高，多晶硅次之，单晶硅更低。比如在生产中用混合酸（HF+HNO3）腐蚀，在相同条件下，多晶硅的腐蚀速度比单晶硅快。

b. 硅的化学性质与温度有关.硅在常温下比较稳定,仅能与氟发生反应,但在高温下,硅能与氯、氧、水蒸气作用,生成SiCl4或SiO2, 。在熔融状态下还能与氮、碳作用生产氧化硅和氮化硅 C. 硅不溶于盐酸、硫酸、硝酸和王水.硅虽然能与氢氟酸作用,但在没有氧化剂存在的情况下,反应速度缓慢.因此通常使用氢氟酸和硝酸(强氧化剂)的混合物作为硅的腐蚀液,反应式如下:

Si+4HNO 3+6HF=H2(SiF6)+4H2O+4NO2

d. 常温下硅能与碱作用生产相应的硅酸盐,反应如下:

Si+2NaOH+H2O=Na2SiO3+2H2

因此,10~30%的NaOH溶液也可作为硅的腐蚀液.

e . CU2+、Pb2+、Ag+、Hg2+等金属离子发生置换反应,因此硅能从这些金属离子的盐溶液中置换出金属.

f. 硅能溶解在熔融的铝、金、银、锡、铅等金属中,形成合金.在高温下硅能与镁、钙、铜、