多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,1000t以上級別多晶硅生產(chǎn)裝置陸續(xù)建成。不過在多晶硅的生產(chǎn)過程中,會有氫氣、液氯、三氯氫硅等有害物質生成,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、多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害氣體
多晶硅生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有害物質有氯氣、氫氣、三氯氫硅、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(fā)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(shù)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. 氯:有刺激性氣味,能與許多化學品發(fā)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(fā)生反應,放出氫氣。遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫氣體。
5. 三氯氫硅:遇明火強烈燃燒。受高熱分解產(chǎn)生有毒的氯化物氣體。與氧化劑發(fā)生反應,有燃燒危險。極易揮發(fā),在空氣中發(fā)煙,遇水或水蒸氣能產(chǎn)生熱和有毒的腐蝕性煙霧。燃燒(分解)產(chǎn)物:氯化氫、氧化硅。
6. 四氯化硅: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(fā)泡劑立即燃燒。能與普通金屬發(fā)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(fā)生劇烈反應,甚至引起燃燒。與鹼金屬能發(fā)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、中毒是多晶硅項目在生產(chǎn)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. 氫氣制備: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、氫氣緩沖罐等,火災爆炸、中毒、觸電。
3. 三氯氫硅合成:三氯氫硅合成爐、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. 氯硅烷分離: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. 三氯氫硅還原:三氯氫硅汽化器、還原爐、還原爐冷卻水循環(huán)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. 四氯化硅氫:化四氯化硅汽化器、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(fā)生,所以應針對可能發(fā)生的原因,采取防范措施預以積極排除。
主要預防措施有:對生產(chǎn)過程盡量采用自動控制系統(tǒng),提高自動控制水準;在氯氣、氯化氫、三氯氫硅、鹽酸、四氯化硅容易洩漏的部位,加強通風并設置可燃、有毒氣體檢測報警裝置;為作業(yè)人員配發(fā)合格適宜的防毒、防塵、防灼傷等防護用品,來避免多晶硅帶來的危害。
來自:EnergyTrend