多晶硅生产过程中的潜在危险因素

作者: | 发布日期: 2014 年 01 月 15 日 17:30 | 分类: 新能源知识

不同于用于电子和太阳能电池的单晶硅,也不同于用于薄膜设备和太阳能电池的非晶硅,多晶硅是由细小的单晶硅构成的材料。主要的多晶硅生产商有Hemlock Semiconductor、OCI、瓦克集团(Wacker Chemie)、保利协鑫能源、REC、LDK Solar、MEMC,以及一些一些比较小的生产商。

多晶硅产业发展迅速,1000t以上级别多晶硅生产装置陆续建成。不过在多晶硅的生产过程中,会有氢气、液氯、三氯氢硅等有害物质生成,同时还存在火灾、爆炸、中毒、窒息、触电伤害等诸多危险因素。

一、多晶硅生产过程中产生的有害气体

多晶硅生产过程中产生的有害物质有氯气、氢气、三氯氢硅、氯化氢等,主要危险特性有:

1. 氢气:与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热或明火即会发生爆炸。气体比空气轻,在室内使用和储存时,漏气上升滞留屋顶不易排出,遇火星会引起爆炸。氢气与氟、氯、溴等卤素会剧烈反应。

2. 氧气:易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一,能氧化大多数活性物质。与易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。

3. :有刺激性气味,能与许多化学品发生爆炸或生成爆炸性物质。几乎对金属和非金属都起腐蚀作用。属高毒类。是一种强烈的刺激性气体。

4. 氯化氢:无水氯化氢无腐蚀性,但遇水时有强腐蚀性。能与一些活性金属粉末发生反应,放出氢气。遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体。

5. 三氯氢硅:遇明火强烈燃烧。受高热分解产生有毒的氯化物气体。与氧化剂发生反应,有燃烧危险。极易挥发,在空气中发烟,遇水或水蒸气能产生热和有毒的腐蚀性烟雾。燃烧(分解)产物:氯化氢、氧化硅。

6. 四氯化硅:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。

7. 氢氟酸:腐蚀性极强。遇H发泡剂立即燃烧。能与普通金属发生反应,放出氢气而与空气形成爆炸性混合物。

8. 硝酸:具有强氧化性。与易燃物(如苯)和有机物(如糖、纤维素等)接触会发生剧烈反应,甚至引起燃烧。与硷金属能发生剧烈反应。具有强腐蚀性。

9. 氮气:若遇高热,容器内压增大。有开裂和爆炸的危险。

10. 氟化氢:腐蚀性极强。若遇高热,容器内压增大,有开裂和爆炸的危险。

11. 氢氧化钠:本品不燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。

二、触电、机械伤害等其他危险因素

火灾、爆炸、中毒是多晶硅项目在生产中的主要危险、有害因素,另外,还存在触电、机械伤害、腐蚀、粉尘等危险、有害因素。主要有:

1. 氢气制备:电解槽、氢、氧贮罐等,火灾爆炸、触电、机械伤害。

2. 氯化氢合成:氯化氢合成炉、氯气、氢气缓冲罐等,火灾爆炸、中毒、触电。

3. 三氯氢硅合成:三氯氢硅合成炉、合成气洗涤塔、供料机等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害、粉尘。

4. 合成气分离:混合气洗涤塔、氯化氢吸收塔、氯化氢解析塔、混合气压缩机等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

5. 氯硅烷分离:精馏塔、再沸器、冷凝气等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

6. 三氯氢硅还原:三氯氢硅汽化器、还原炉、还原炉冷却水循环泵等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

7. 还原尾气分离:混合气洗涤塔、混合气压缩机、氯化氢吸收塔等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

8. 四氯化硅氢:化四氯化硅汽化器、氢化炉等,火灾爆炸、中毒、腐蚀、触电、机械伤害。

通过以上分析,火灾爆炸、化学中毒是主要潜在危险、有害因素,在工艺、设备、设施和防护方面存在隐患和缺陷时,非常容易发生,所以应针对可能发生的原因,采取防范措施预以积极排除。

主要预防措施有:对生产过程尽量采用自动控制系统,提高自动控制水准;在氯气、氯化氢、三氯氢硅、盐酸、四氯化硅容易洩漏的部位,加强通风并设置可燃、有毒气体检测报警装置;为作业人员配发合格适宜的防毒、防尘、防灼伤等防护用品,来避免多晶硅带来的危害。

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