改良西门子法.doc

改良西门子法清洁生产的思想是将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中，以增加生产效率和减少对人类及环境的风险。此工厂的做法已经违背了清洁生产的思想：对生产过程，要求节约原材料和能源，淘汰有毒材料，减少和降低废弃物的数量和毒性；对产品，要求减少其生命周期对环境的不利影响；对服务，要求将环境因素纳入设计和所提供的服务中。多晶硅生产的西门子工艺，其原理就是在1100左右的高纯硅芯上用高纯氢还原高纯三氯氢硅，生成多晶硅沉积在硅芯上。改良西门子工艺是在传统西门子工艺的基础上，同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量H2、HCI、SiCI4等副产物以及大量副产热能的配套工艺。目前世界上绝大部分厂家均采用改良西门子法生产多晶硅。但是我国改良西门子法生产多晶硅的工业由于一些关于解决污染的关键问题没有掌握，大规模生产多晶硅对环境产生了巨大的有害的影响。改良西门子法生产工艺几乎每一步都会产生对环境有害的物质，如下： （1）石英砂在电弧炉中冶炼提纯到98%并生成工业硅，其化学反应SiO2+CSi+CO2该反应产生了主要的温室气体CO2，CO2属于主要空气污染物的碳氧化物，对温室效应的贡献占所有温室气体的50%60%。（2）为了满足高纯度的需要，必须进一步提纯。把工业硅粉碎并用无水氯化氢(HCl)与之反应在一个流化床反应器中，生成拟溶解的三氯氢硅(SiHCl3)。其化学反应Si+HClSiHCl3+H2反应温度为300度，该反应是放热的。同时形成气态混合物(2,l,Sil3,SiCl4,Si)。（3）第二步骤中产生的气态混合物还需要进一步提纯，需要分解:过滤硅粉，冷凝Si13,SiC14，而气态2,1返回到反应中或排放到大气中。然后分解冷凝物Sil3,SiCl4，净化三氯氢硅（4）净化后的三氯氢硅采用高温还原工艺，以高纯的SiHCl3在H2气氛中还原沉积而生成多晶硅。其化学反应SiHCl3+H2Si+HCl。后三步反应产生的三氯氢硅，氯化硅，氯化氢均为主要空气污染物的卤化物。四氯化硅是最改良西门子法生产时产生的主要的污染物。为无色透明发烟液体具有难闻的窒息性气体，对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用。高浓度可引起角膜混浊，呼吸道炎症，甚至肺水肿。眼直接接触可致角膜及眼睑严重灼伤。皮肤接触后可引起组织坏死。可引起溶血反应而导致贫血。在潮湿的空气中水解放出HCL气体，遇氮气及氨剧烈反应生成氮化硅。三氯氢硅有刺激性气体，有毒，对眼睛及上呼吸道有强烈刺激作用，严重污染环境。氯化氢触其蒸气或烟雾，可引起急性中毒，出现眼结膜炎，鼻及口腔粘膜有烧灼感，慢性影响：长期接触，引起慢性鼻炎、慢性支气管炎、牙齿酸蚀症及皮肤损害。而且这些污染物除了污染大气，还可以随废水排出破坏自然水系，造成有机有毒物质污染，自然难以自净污水可以随灌溉污染土壤。土壤污染具有滞后性和难清除性，易累积，其处理在世界范围内也是难题。从这个现象可以看出新时代跨国或其他大企业对可持续发展的影响：跨国公司的经济活动对全球生态与环境造成破坏和污染的方式，主要有下面几种：1、利用发展中国家普遍较低的环境标准，跨国公司通过国际经济合作或经营的途径，将污染密集型产业，特别是发达国家已淘汰的技术、设备、生产工艺、产品、危险废物等，通过投资方式转移到发展中国家，然后通过国际贸易买进这些在其国内受到环境法严厉控制所不能生产的初级产品，再次将资源破坏和环境污染转移到第三世界国家。2、不断扩张自然资源开发的范围。跨国公司在全球范围内更多地获得采矿、开采煤碳及钻探原油等空间的权利，但不注意如何保护和利用资源，造成了生态环境的严重破坏。3、大量出口洋垃圾，严重污染了发展中国家的水质、大气、土地，影响发展中国家人民的身体健康。通常跨国公司采取付高额处理费用等形式，将那些难以处理或处理成本较大的垃圾输往发展中国家。4、发达国家在设计和推行“结构调整计划”中并没有认真地考虑对环境的影响，“结构调整计划”推动的外部自由化政策使得发展中国家加大出口原材料从而导致自然资源进一步恶化。治理方法：1 源头控制：对四氯化硅综合利用早有办法，主要有厂内厂外两个方 向：一是将副产物四氯化硅转化为多晶硅的原料三氯氢硅，进而返回生产系统直接生产 多晶硅，实现生产线的闭路循环;一是利用四氯化硅作为原材料生产其他化工产品，如白 炭黑、硅酸乙酯及有机硅产品等，实现多晶硅生产厂外的综合利用。 在厂内闭路循环方面，需要采用氢化技术将四氯化硅转化成三氯氢硅。实现清洁生产的目标：节省能源，降低原材料消耗，减少污染物的产生量和排放量2政府监管：整肃多晶硅行业，指定准入条件，可以制定标准如下：(一)新建多晶硅项目生产占地面积小于6公顷/千吨。现有多晶硅项目应当厉行节约集约用地原则。(二)还原尾气中四氯化硅、氯化氢、氢气回收利用率不低于98.5%、99%、99%淘汰综合电耗大于200千瓦时/千克的太阳能级多晶硅生产线。(三)水资源实现综合回收利用，水循环利用率95%(四)新建和改扩建项目应严格执行环境影响评价法，依法向有审批权限的环境保护行政主管部门报批环境影响评价文件。(五)废气尾气及NOx、HF酸雾排放部位均应当配备净化装置，采用溶液吸收法或其他方法对其净化处理，废气排放达到大气污染物综合排放标准(GB16297)和污染物排放总量控制要求。(六)废水按照法律、行政法规和国务院环境保护主管部门的