多晶矽生產過程中的潛在危險因素

發佈日期: 2014 年 01 月 15 日 17:30 | 作者: | 分類: 綠能知識

不同於用於電子和太陽能電池的單晶矽,也不同於用於薄膜設備和太陽能電池的非晶矽,多晶矽是由細小的單晶矽構成的材料。主要的多晶矽生產商有Hemlock Semiconductor、OCI、瓦克集團(Wacker Chemie)、保利協鑫能源、REC、LDK Solar、MEMC,以及一些一些比較小的生產商。

多晶矽產業發展迅速,1000t以上級別多晶矽生產裝置陸續建成。不過在多晶矽的生產過程中,會有氫氣、液氯、三氯氫矽等有害物質生成,同時還存在火災、爆炸、中毒、窒息、觸電傷害等諸多危險因素。

一、多晶矽生產過程中產生的有害氣體

多晶矽生產過程中產生的有害物質有氯氣、氫氣、三氯氫矽、氯化氫等,主要危險特性有:

1. 氫氣:與空氣混合能形成爆炸性混合物,遇熱或明火即會發生爆炸。氣體比空氣輕,在室內使用和儲存時,漏氣上升滯留屋頂不易排出,遇火星會引起爆炸。氫氣與氟、氯、溴等鹵素會劇烈反應。

2. 氧氣:易燃物、可燃物燃燒爆炸的基本要素之一,能氧化大多數活性物質。與易燃物(如乙炔、甲烷等)形成有爆炸性的混合物。

3. :有刺激性氣味,能與許多化學品發生爆炸或生成爆炸性物質。幾乎對金屬和非金屬都起腐蝕作用。屬高毒類。是一種強烈的刺激性氣體。

4. 氯化氫:無水氯化氫無腐蝕性,但遇水時有強腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發生反應,放出氫氣。遇氰化物能產生劇毒的氰化氫氣體。

5. 三氯氫矽:遇明火強烈燃燒。受高熱分解產生有毒的氯化物氣體。與氧化劑發生反應,有燃燒危險。極易揮發,在空氣中發煙,遇水或水蒸氣能產生熱和有毒的腐蝕性煙霧。燃燒(分解)產物:氯化氫、氧化矽。

6. 四氯化矽:受熱或遇水分解放熱,放出有毒的腐蝕性煙氣。

7. 氫氟酸:腐蝕性極強。遇H發泡劑立即燃燒。能與普通金屬發生反應,放出氫氣而與空氣形成爆炸性混合物。

8. 硝酸:具有強氧化性。與易燃物(如苯)和有機物(如糖、纖維素等)接觸會發生劇烈反應,甚至引起燃燒。與鹼金屬能發生劇烈反應。具有強腐蝕性。

9. 氮氣:若遇高熱,容器內壓增大。有開裂和爆炸的危險。

10. 氟化氫:腐蝕性極強。若遇高熱,容器內壓增大,有開裂和爆炸的危險。

11. 氫氧化鈉:本品不燃,具強腐蝕性、強刺激性,可致人體灼傷。

二、觸電、機械傷害等其他危險因素

火災、爆炸、中毒是多晶矽項目在生產中的主要危險、有害因素,另外,還存在觸電、機械傷害、腐蝕、粉塵等危險、有害因素。主要有:

1. 氫氣製備:電解槽、氫、氧貯罐等,火災爆炸、觸電、機械傷害。

2. 氯化氫合成:氯化氫合成爐、氯氣、氫氣緩衝罐等,火災爆炸、中毒、觸電。

3. 三氯氫矽合成:三氯氫矽合成爐、合成氣洗滌塔、供料機等,火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害、粉塵。

4. 合成氣分離:混合氣洗滌塔、氯化氫吸收塔、氯化氫解析塔、混合氣壓縮機等,火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。

5. 氯矽烷分離:精餾塔、再沸器、冷凝氣等,火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。

6. 三氯氫矽還原:三氯氫矽汽化器、還原爐、還原爐冷卻水迴圈泵等,火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。

7. 還原尾氣分離:混合氣洗滌塔、混合氣壓縮機、氯化氫吸收塔等,火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。

8. 四氯化矽氫:化四氯化矽汽化器、氫化爐等,火災爆炸、中毒、腐蝕、觸電、機械傷害。

通過以上分析,火災爆炸、化學中毒是主要潛在危險、有害因素,在工藝、設備、設施和防護方面存在隱患和缺陷時,非常容易發生,所以應針對可能發生的原因,採取防範措施預以積極排除。

主要預防措施有:對生產過程儘量採用自動控制系統,提高自動控制水準;在氯氣、氯化氫、三氯氫矽、鹽酸、四氯化矽容易洩漏的部位,加強通風並設置可燃、有毒氣體檢測報警裝置;為作業人員配發合格適宜的防毒、防塵、防灼傷等防護用品,來避免多晶矽帶來的危害。

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