四氯化硅氢化

四氯化硅是西门子太阳能发电多晶硅生产中的主要副产物，生产1公斤多晶硅约产生10～15 kg SiCl40过去将四氯化硅流人其他化工领域作为原料的做法随着多晶硅产业的增大已经不适用。四氯化硅必须在太阳能发电多晶硅厂内经过氢化转化成三氯氢硅原料。 　　

规模化四氯化硅的氢化工艺主要有所谓的热氢化和冷氢化或高温氢化和低温氢化。这种称呼是由于这两种主要反应所需温度的差别而起的。下面分别简单介绍两种氢化反应。 　　

1) 高温氢化 　　

高温氢化(hydrogenation)是将四氯化硅直接与氢气在高温氢化炉中反应： 　　
SiCl4 + H2 = SiHCls +HC1 　

　氢化炉中，SC14经1280°C石墨加热体加热，转化率为15%左右。氢化后的产物经过干法回收系统将SiCl4，H2，SiHCl3，HCl气体分离，SK：14和H2重新回到氢 化炉内进行氢化，HC1送到三氯氢硅合成反应器中作为原料。aHCl3经过进一步的精馏，成为还原反应式的原料。 　　

四氯化硅的高温氢化曾经是太阳能发电多晶硅生产中用来处理四氯化硅的主要方法，但是，由于其反应温度高，能耗也高，转化四氯化硅生成1 kg三氯氢硅约需耗电 4kWh。反应的一次转化率偏低，增加了多晶硅生产的成本。 　　

2) 低温氢化 　　

前面在硅烷法介绍中曾经提过太阳能发电硅烷生产过程中三氯氢硅的一个生产工艺，反应 式。这个就是低温氢化的主要反应式。四氯化硅和氢气在高压反应炉中与硅 粉反应，生成三氯氢硅。这个反应的压力很高，约20～35个大气压，反应温度为约 500～550°C，相对高温氢化的1280°C低很多，因而被称作低温氢化。也被称为氯氢化（hydro-chlorination)。 　　

低温氢化反应的转化率可以达到25%以上，超过高温氢化。反应后的尾气经过干法回收系统得到的三氯氢硅进人精馏系统，成为原料。四氯化硅和氢气再回到反应炉。 　　

低温氢化不单纯是一个四氯化硅的氢化过程，它实际上也是一个从金属硅制成三氯氢硅的过程。引进低温氢化后，三氯氢硅的合成式可以基本上被这个反应式替代，在不外买四氯化硅的情况下，只需要小量三氯氢硅的合成用来补充生产系统所耗费的氯硅烷。 　　

对两种氢化技术做了一个对比。低温氢化的优势是能耗低，约为高温氢化的四分之一。另外，一次性转化效率高出高温氢化约80%。近几年,大型的硅料生产企业都纷纷作技术升级，将高温氢化改造为低温氢化。 　　

太阳能发电中四氯化硅有两种氢化，一种是高温氧化，一种是低温氢化。低温氧化的能耗是高温氧化的四分之一，而效率却是高温氢化的效率高。

更新时间：2015-6-30 10:15:21
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