宋　佳, 曹祖宾, 李会鹏, 韩冬云, 李大为

(1.辽宁石油化工大学材料与化学学院，辽宁 抚顺 113001；2. 辽宁石油化工大学石油化工学院，辽宁 抚顺 113001)

随着绿色能源太阳能的大规模开发利用，光伏电池原料多晶硅的用途越来越广泛。生产多晶硅的方法以西门子法用的最广，在生产多晶硅原料三氯氢硅的过程中会产生大量的副产物四氯化硅，其对环境的污染相当严重，处理这些副产物的问题亟待解决[1-5]。四氯化硅的再利用方法有很多，如可以用来制造气相白炭黑，合成有机硅产品，制备高纯光纤，用锌还原等，但是以四氯化硅加氢生成三氯氢硅最为看好，因为可以实现多晶硅的闭环生产。四氯化硅冷氢化合成三氯氢硅的方法主要有固定床和流化床2种。国外以及国内的大多厂家都采用流化床(如江苏中能和洛阳中硅等)。流化床生产时流态化的硅粉和催化剂会严重堵塞管道，造成无法正常生产甚至停产，流态化的催化剂也会大量流失，带来严重经济损失。为了避免以上缺点，本文采用固定床，并研究了相应的工艺条件，得出使四氯化硅转化率较高的最适宜条件。

1　试验原理

四氯化硅生产三氯化硅的3种技术方法[6-8]：

1)热氢化技术[9]：

(1)

2)冷氢化技术[10]：

(2)

3)氯氢化技术[11-13]：

(3)

3者吉布斯自由能图如图1所示。

图1　吉布斯自由能图Fig.1　Relationship between Gibbs free energy and tempreture

由图1可知，反应1为吸热反应，反应2和3为放热反应。对于热氢法而言反应温度需在1 250 ℃左右，能耗太高，对材质要求高，转化率也不是很高，再者在反应的过程中还会发生一些副反应，影响多晶硅的质量，所以现在很少用这种方法。……