物料性質(zhì)及安全

1、 物料性質(zhì)及相關(guān)安全知識(shí)寧夏陽(yáng)光硅業(yè)有限公司氫化還原工段2008-7一、氫氣性質(zhì)和使用安全知識(shí)1、氫氣的性質(zhì)氫是宇宙中分布最廣的一種元素，它在地球上主要以化合狀態(tài)存在于化合物中，如水、石油、煤、天然氣以及各種生物的組成中。自然界中的水含有11%重量的氫，泥土中含有約1.5%的氫，100公里的高空上主要成份也是氫氣，但是在大氣層中氫的含量卻很低，僅有約1ppm(體積 )。氫在元素周期表中排列第一位，它是由1個(gè)質(zhì)子組成的原子核和繞核旋轉(zhuǎn)的1個(gè)電子構(gòu)成。氫氣的分子式是H2，分子量為2.0158，它比一切元素都輕，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下氫氣的密度為0.089g/cm3。氫是一種無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味和無(wú)毒的可燃?xì)怏w，

2、但它同氮?dú)?、氬氣、甲烷等氣體一樣，都是窒息性氣體，可使肺部缺氧，當(dāng)空氣中的窒息氣體濃度達(dá)到50%時(shí)，就有明顯的癥狀，當(dāng)窒息氣體濃度達(dá)到75%時(shí)即致死。氫的粘度最小，導(dǎo)熱系數(shù)最高，化學(xué)活性、滲透性和擴(kuò)散性強(qiáng)（擴(kuò)散系數(shù)為0.63厘米/秒，約為甲烷的三倍）。因而在氫氣的生產(chǎn)、貯存、輸送與使用過(guò)程中都易造成泄漏。氫能被金屬吸收，在240時(shí)能透過(guò)金屬鈀，常溫下能透過(guò)帶微孔的橡膠而滲出，還能透過(guò)玻璃，在鎳、鈀、鉑金屬中溶解度大，一個(gè)體積的鈀能溶解幾百個(gè)體積的氫氣。氫還是一種強(qiáng)的還原劑，可同許多物質(zhì)進(jìn)行不同程度的化學(xué)反應(yīng)，生成各種類型的氫化物。由于氫氣具有很強(qiáng)的滲透性，所以當(dāng)鋼材暴露于一定溫度和壓力下的氫氣

3、中時(shí)，溶解于鋼的晶格中的原子氫在緩慢的變形中起脆化作用。氫在鋼的微觀孔隙中與碳反應(yīng)生成甲烷。隨著甲烷生成量的增加，使孔隙擴(kuò)張成裂紋，加速了碳在微觀組織中的遷移，降低了鋼的機(jī)械性能，甚至引起材質(zhì)的損壞。通常在高溫、高壓或在液氮溫度下，容易引起氫脆或氫腐蝕。因此，在有氫氣的環(huán)境中工作的設(shè)備和管道，其材質(zhì)應(yīng)按具體使用條件慎重進(jìn)行選擇。氫的著火、燃燒、爆炸性能是它的主要特性。氫氣能自燃，但不能助燃，在高溫時(shí)能燃燒，易爆炸（遇火或700時(shí)產(chǎn)生爆炸并放出大量的熱）。氫的燃燒性能好，氫氧焰可達(dá)3120的高溫，在氫氣中沒(méi)有雜質(zhì)時(shí)火焰無(wú)色，氫氣燃燒只生成水，不污染環(huán)境，所以被稱作“清潔的能源”。氫氣的燃燒性能見(jiàn)

4、表3-1。氫氣的著火溫度在可燃?xì)怏w中雖不是最低的，但由于它的著火能僅為20微焦，比烷烴要低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，所以很容易著火，甚至化學(xué)纖維摩擦所產(chǎn)生的靜電已比氫氣的著火能大幾倍。因此在氫的生產(chǎn)與使用中應(yīng)采取措施，盡量減少和防止靜電的積聚。表1-1 氫的燃燒、爆炸性能在空氣中的燃燒范圍（體積%）著火能（mJ）0.02在空氣中的爆轟范圍（體積%）燃燒熱（Kcal/g.mol）63在氧氣中的燃燒范圍（體積%）4.65-94火焰溫度（）2045在氧氣中的爆轟范圍（體積%）火焰發(fā)射率0.1在空氣中的著火溫度（）585滅火距離（1atm）（Cm）0.06在氧氣中的著火溫度（）560火焰速度（Cm/S）270氫

5、的著火性能隨著溫度和壓力的不同而變化，一般情況下，壓力增加，溫度升高，可燃?xì)怏w混合物的著火下限降低，上限提高，著火范圍變寬；壓力、溫度下降則相反。在可燃?xì)怏w混合物中，加入一定數(shù)量的稀釋劑惰性氣體氮?dú)饣驓鍤?，使著火上限下降，可燃區(qū)變窄，但著火下限的變化不大。 氫氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤欤?.75米/秒），滅火距離小（0.006厘米），僅為甲烷的1/4（滅火距離是：火焰表面到不經(jīng)冷卻而自行滅火表面的距離）。 氫氣的燃燒過(guò)程由于在密閉、引燃的狀況和氣體組份等條件的不同，可以成為爆燃和爆轟兩種燃燒反應(yīng)中的任何一種。爆燃是一種自燃的連鎖反應(yīng)，它的燃燒速度在亞音速范圍，一般在幾十英尺/秒以下；爆轟則是在燃燒反應(yīng)

6、前存在著沖擊波或有某種使爆燃轉(zhuǎn)變?yōu)楸Z的條件所引起，它速度達(dá)到超音速范圍，一般在數(shù)千英尺/秒。在恒定體積中的爆燃，壓力大約增加到起始?jí)毫Φ?倍；而在恒定體積中的爆轟，壓力大約增加到起始?jí)毫Φ?0倍，并當(dāng)遇到障礙物時(shí)，反射壓力是入射壓力的2-3倍。在封閉或局部封閉狀態(tài)下的氫-空氣和氫-氧氣混合物的爆燃可能引起爆轟；而在敞開(kāi)狀態(tài)時(shí)一般則不可能產(chǎn)生。2、氫氣的制備半導(dǎo)體多晶硅生產(chǎn)用的氫氣原料，多半是用水電解法制得，也有用電解食鹽水獲得的氫氣來(lái)生產(chǎn)半導(dǎo)體多晶硅的，國(guó)外有的半導(dǎo)體多晶硅公司采用液氫來(lái)生產(chǎn)多晶硅。水電解制氫的技術(shù)可靠，操作簡(jiǎn)單維護(hù)方便，不產(chǎn)生污染，制得的氫氣純度高（99.7-99.9%），

7、而且所用設(shè)備的材料也容易取得。唯一的缺點(diǎn)是電能消耗大，氫氣成本高，只有對(duì)氫氣純度要求高和用量不大的情況下，考慮到純度、安全和可靠，往往就地采用水電解制氫的方法。水電解制氫設(shè)備基本上是單極性及雙極性堿性水電解槽，其材料是用石棉隔膜、鎳電極（或銅電極）。電解槽的操作壓力可提高到3Mpa，壓力電解槽可降低操作電壓，同時(shí)可節(jié)省升壓壓縮機(jī)消耗的電能。水電解制氫裝置采用25-30%的KOH作為電解液，操作溫度約80，電流密度1500-3000安/米2，操作電壓1.8-2.2伏（電流密度為2000安/米2時(shí)），電流效率大于99.5%，氫氣純度大于99.7%，氧氣純度大于99.5%，設(shè)備使用壽命20-30年。

8、在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，水電解生成 1米3的氫及0.5米3的氧，理論上需要1000/22.4X18=805克水，但實(shí)際耗水量為845-880克，（因?yàn)闅錃鈺?huì)帶出25-50克/米3的水，氧氣會(huì)帶出25-50克/米3的水）。目前水電解制取1標(biāo)方的氫氣和0.5標(biāo)方的氧氣，實(shí)際電能消耗為4.5-5.5Kwh。水電解和電解食鹽水制得的氫其雜質(zhì)含量是有差別的。見(jiàn)表3-2。表1-2 水電解和電解食鹽水制得的氫其雜質(zhì)含量比較制氫方法H2OO2CO2CON2ArCH4CL2BPAs% ppm水電解過(guò)飽和0.55-10ppm-170-2600467-11-電 解食鹽水過(guò)飽和0.50.610-20ppm0.080.42.24

9、0.56注：水電解比食鹽水電解制得的氫氣純度高。3、使用氫氣的安全知識(shí) 1），安全標(biāo)色：工廠常用的安全標(biāo)色為深綠色（包括容器、管道和氣瓶等）。 2），氫氣與其它氣體混合物的爆炸極限：氫氣與其它氣體混合物的爆炸極限列于表3-3。 表1-3 氫氣與其它氣體混合物的爆炸極限爆炸極限在空氣中在氧氣中在一氧化碳中在一氧化氮中備 注下限445213.5上限7595804.9 注：表中數(shù)據(jù)為體積百分比 3），進(jìn)設(shè)備前的管道應(yīng)安裝有回火器裝置（內(nèi)裝銅屑、銅絲網(wǎng)或礫石）。 4），氫氣和氧氣鋼瓶要分開(kāi)存放，不能混裝與混堆。氫氣和氧氣容器（或貯罐）要按氫氣安全規(guī)定距離分開(kāi)安裝。 5），設(shè)備或管道在通氫前，必須要用氮

10、氣或氬氣將空氣趕凈，并檢查是否漏氣，不漏氣時(shí)才能通入氫氣。 6），設(shè)備操作完畢，應(yīng)先通入保護(hù)氣體（氮?dú)猓?，后關(guān)閉氫氣，當(dāng)設(shè)備中的氫氣確認(rèn)趕干凈后，再關(guān)閉保護(hù)氣體。 7），設(shè)備和管道檢修時(shí)，應(yīng)對(duì)其通入氮?dú)?，確認(rèn)趕干凈氫氣后才能進(jìn)行檢修操作。 8），如使用鋼瓶氫氣，鋼瓶要定期安檢。鋼瓶要配有防震橡膠圈，瓶嘴上不應(yīng)沾染油脂，鋼瓶要放在單獨(dú)專用場(chǎng)地。夏季不能放在烈日下曝曬，堆放氫氣鋼瓶時(shí)不應(yīng)有大的震動(dòng)，在虎關(guān)氣瓶時(shí)，人應(yīng)站在氫氣表的側(cè)面，瓶?jī)?nèi)氫氣不能用完，應(yīng)留有0.05-0.5Mpa的剩余壓力。二、硅氯化物性質(zhì)和使用安全知識(shí)1、硅氯化物的一般性質(zhì)硅氯化物主要有三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅和硅烷，它們

11、的一般物理化學(xué)性質(zhì)列于表2-1。表2-1 硅氯化物的主要物理化學(xué)性質(zhì)項(xiàng) 目 名 稱計(jì)量單位硅 烷二氯二氫硅三氯氫硅四氯化硅分子式SiH4SiH2CL2SiHCL3SiCL4分子量32.117100.921135.452169.896外觀狀態(tài)(常溫常壓下）爆炸性無(wú)色氣體無(wú)色透明液 體無(wú)色透明液 體無(wú)色透明液 體沸點(diǎn)(在760mmHg下)-111.81231.557.6熔點(diǎn)-185-122-128-70密度液體(在25)g/cm31.4461.421.3181.49蒸氣0.680.00550.0063蒸發(fā)潛熱(在1atm.下)Kcal/Kg59.446.8642.3Kcal/mol.92.26.3

12、66.96膨脹系數(shù)(在10-30)0.0015粘度(在25下)CP(厘泊)0.19閉杯閃點(diǎn)-28無(wú)自燃溫度空氣中自燃215無(wú)比熱液體Kcal/Kg0.230.19氣體0.1430.1320.132標(biāo)準(zhǔn)生成熱Kcal/ mol.-148-105.7-1540標(biāo)準(zhǔn)生成自由能Kcal/ mol.-9.4-96.58-136.9化合物中硅的含量%87.527.720.916.62、三氯氫硅的性質(zhì)和危險(xiǎn)性 1)、三氯氫硅的一般性質(zhì) 三氯氫硅是無(wú)色透明揮發(fā)性的液體，當(dāng)加入水時(shí)由于水解作用，立刻產(chǎn)生有毒害的HCL氣體，并放出大量的熱量。當(dāng)接觸到三氯氫硅液體時(shí)，不僅會(huì)引起皮膚和眼睛的燒傷，而且它的蒸汽會(huì)剌激人

13、體的呼吸器官和眼睛。三氯氫硅在有水存在的時(shí)候，有非常強(qiáng)的腐蝕性。即是說(shuō)，當(dāng)三氯氫硅與水結(jié)合時(shí)，它立刻發(fā)生水解作用，生成SiO2、HCL和H2。溶液中有HCL，通常有較強(qiáng)的酸性作用，許多金屬被腐蝕。產(chǎn)生的氫氣又是無(wú)色、無(wú)味、易燃易爆的氣體，有容易產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)。 2）、三氯氫硅蒸汽的毒害性我們相信三氯氫硅對(duì)人體是有毒害的，因?yàn)槿葰涔杷饣蚺c氧反應(yīng)會(huì)轉(zhuǎn)化為有毒害的HCL和氯氣：SiHCL3 + (n+2)H2O = SiO2.nH2O + 3HCL +H2SiHCL3 + O2 = SiO2 + HCL + CL2 在表2-2中表示了各種化合物對(duì)比試驗(yàn)的記錄數(shù)據(jù)，用六個(gè)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物（老鼠）置于表2-

14、2中所示濃度的環(huán)境中，4小時(shí)后的結(jié)果是：2-3個(gè)或者4個(gè)動(dòng)物死亡。三氯氫硅的毒性可考慮為與無(wú)水乙酸、二氯乙烯的毒性相當(dāng)，大約兩倍于氨（NH3）的毒性。另外四氯化硅的毒性比三氯氫硅的毒性輕些，是四氯化碳（CCL4）的一半。三氯氫硅和四氯化硅能在空氣中立刻與濕氣作用生成HCL。因此可以推斷，三氯氫硅和四氯化硅的毒性應(yīng)與HCL氣體的毒性相當(dāng)。當(dāng)有三氯氫硅氣體存在的場(chǎng)合下，必須要戴上防毒面具。當(dāng)三氯氫硅進(jìn)入眼睛或與皮膚接觸，要用大量的水長(zhǎng)時(shí)間的沖洗。 三氯氫硅在沒(méi)有水解時(shí)當(dāng)三氯氫硅濺到皮膚上會(huì)有腐蝕性，濺到眼睛會(huì)有燒傷作用。三氯氫硅蒸汽顯著地剌激人體的呼吸器官的粘膜和侵蝕眼睛。在嚴(yán)重情況下，會(huì)引起眼睛

15、失明。因此在操作三氯氫硅時(shí)要特別注意，要有安全對(duì)策，反對(duì)直接接觸三氯氫硅液體或氣體。在處理三氯氫硅時(shí)，必須要避免三氯氫硅液體與皮膚、眼睛、工作服等接觸，萬(wàn)一被三氯氫硅接觸到皮膚要用水沖洗至少15分鐘，如果接觸到眼睛時(shí)必須要送醫(yī)院請(qǐng)醫(yī)生診治處理。工作服甚至洗后也不能再使用。所以操作三氯氫硅時(shí)必須要穿戴好防毒面具、工作服和工作鞋，帶上安全眼鏡和防護(hù)手套。 表2-2 三氯氫硅的毒性比較濃度（ppm）相應(yīng)的化合物16000CH3COOH8000SiCL4, CH3CN, C6H10O 環(huán)已酮4000CCL4，CH3(CH2)NH2 乙烯基醋酸鹽2000NH3，C6H5CH2OH 1.2-二氯丙烷100

16、0SiHCL3, AC2O(無(wú)水乙酸), CH2CLCH2CL 500CH2CHCN250CH2=CHCH2OH（烯丙醇），C6H5NH2， HCHO62乙撐亞胺或稱哌嗪32CLCH2CH2OH16氰基甲基醋酸，1.2-二氯醋酸 此表數(shù)據(jù)出于：1966年日本為740廠提供的多晶硅設(shè)計(jì)說(shuō)明書三氯氫硅毒性試驗(yàn)結(jié)果列于表5-3。但是很幸運(yùn)，三氯氫硅在無(wú)水狀態(tài)下與人體接觸時(shí)呈現(xiàn)出鹽酸的特有性質(zhì)。因此當(dāng)幾個(gè)PPm數(shù)量級(jí)的微量三氯氫硅出現(xiàn)時(shí)，人們的感覺(jué)器官就能夠感覺(jué)出來(lái)，人們就有可能逃離有三氯氫硅的現(xiàn)場(chǎng)，就有可能阻止人們中毒事故的發(fā)生，只要操作人員使用保護(hù)用具，就可避免三氯氫硅液體與人體直接接觸和中毒事故

17、的發(fā)生。表2-3 三氯氫硅毒性試驗(yàn)結(jié)果項(xiàng) 目試 驗(yàn) 結(jié) 果三氯氫硅與植物油混合物(TCS為10%)1Kg重老鼠飲入0.89-0.21克后致死三氯氫硅飽和蒸氣老鼠吸入TCS飽和蒸氣5分鐘內(nèi)致死三氯氫硅1000ppm濃度蒸氣4小時(shí)內(nèi)6只老鼠死去三只（1/2）三氯氫硅500ppm濃度蒸氣4小時(shí)內(nèi)6只老鼠死去一只（1/6）其他老鼠角膜壞死、肺腫、皮膚炎癥等伴隨發(fā)生三氯氫硅對(duì)兔子的中毒癥狀兔子飲入0.00mL的TCS，對(duì)兔的眼睛引起炎癥，兔子腹部紅斑出現(xiàn)三氯氫硅500ppm濃度蒸氣兔子在3分鐘內(nèi)發(fā)生炎癥 此表數(shù)據(jù)出自于：1966年日本為740廠提供的多晶硅設(shè)計(jì)說(shuō)明書 另外三氯氫硅水解產(chǎn)生硅酸，硅酸的分解

18、產(chǎn)物是無(wú)定形物質(zhì)，因此如果吸入了三氯氫硅，也沒(méi)有“矽肺病”的危險(xiǎn)，即是說(shuō)其分解產(chǎn)物不是或形的硅石，為此操作人員用不著過(guò)分的擔(dān)心。只要在現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常準(zhǔn)備好保護(hù)用具，安全保護(hù)眼鏡，防毒面具，保護(hù)手套，防護(hù)膠鞋，防化衣服等，以作緊急事故以生時(shí)使用。 3）、三氯氫硅的危險(xiǎn)性 A、三氯氫硅的著火性：三氯氫硅在空氣中很容易燃燒，它的閃點(diǎn)和著火點(diǎn)低，分別是-28和200。例如：當(dāng)裝有三氯氫硅的玻璃瓶掉落到水泥地面而玻璃瓶在破碎的時(shí)候，三氯氫硅立刻著火爆炸。因此三氯氫硅本身包含有可燃性和自燃的危險(xiǎn)性，我們必須要嚴(yán)格避免在三氯氫硅附近地區(qū)存有明火、產(chǎn)生火花（金屬敲擊產(chǎn)生或其它方式產(chǎn)生）和高溫物體。當(dāng)盛有三氯氫硅的帶

19、有壓力的設(shè)備，三氯氫硅高速往外噴出時(shí)，由于摩擦發(fā)熱就有可能著火，火焰是桔紅帶蘭色的， 三氯氫硅燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的、微細(xì)的二氧化硅粉塵（白炭黑），到處飛揚(yáng)。 萬(wàn)一發(fā)生三氯氫硅火災(zāi)時(shí)，可使用二氧化碳滅火器滅火。如果采用水作為滅火劑時(shí)，則噴水操作必須在燃燒之前進(jìn)行，務(wù)必注意避免三氯氫硅大量氣體產(chǎn)生時(shí)用水滅火的操作，因?yàn)榇藭r(shí)三氯氫硅水解反應(yīng)發(fā)熱，反而容易引發(fā)著火，除非有足夠大量的水噴淋沖洗，降低溫度。當(dāng)三氯氫硅氣體量不大時(shí)，水能有效地用來(lái)滅火。 B、三氯氫硅的爆炸性：當(dāng)空氣中三氯氫硅占9.8%以上的體積比時(shí)會(huì)引起爆炸.但在大氣中因三氯氫硅與大氣中的水氣（濕氣）容易發(fā)生水解反應(yīng)，因此在空氣中，幾乎沒(méi)有三氯

20、氫硅能達(dá)到9.8%的體積比存在。三氯氫硅與空氣混合的爆炸上限量尚沒(méi)有數(shù)據(jù)，所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到系統(tǒng)用氮?dú)庹龎好芊獾谋Ｗo(hù)措施，以防止設(shè)備在正常操作中有空氣的混入。同時(shí)如果三氯氫硅在敞開(kāi)式容器上操作時(shí)，必須要十分小心并在敞開(kāi)式容器上方要有足夠的氮?dú)饷芊獗Ｗo(hù)。 三氯氫硅的著火與爆炸幾乎是同時(shí)發(fā)生的，著火與爆炸又是很迅速的。3、三氯氫硅泄漏的檢查方法當(dāng)三氯氫硅大量泄漏時(shí)，因產(chǎn)生強(qiáng)烈的剌激性臭味，操作人員很容易檢知與發(fā)現(xiàn)。但當(dāng)三氯氫硅小量泄漏時(shí)，不容易檢知，可用濃氨水接近泄漏處時(shí)會(huì)產(chǎn)生白色的煙霧，即可檢知泄漏處。原理是三氯氫氫硅泄漏時(shí)，三氯氫硅會(huì)與空氣中的水汽水解反應(yīng)，產(chǎn)生HCL氣體，而HCL再與

21、氨反應(yīng)產(chǎn)生NH4CL（白色煙霧）。 SiHCL3 + (n+2)H2O = SiO2.nH2O + 3HCL +H2 HCL + NH4OH = NH4CL + H2O4、三氯氫硅毒害時(shí)應(yīng)采取的緊急處理措施當(dāng)三氯氫硅與人體皮膚接觸時(shí)，直接用大量的水長(zhǎng)時(shí)間的沖洗，然后用重碳酸鈉飽和水溶液（蘇打水）再次清洗。當(dāng)三氯氫硅濺入人的眼睛時(shí)，除了用大量的水沖洗處理至少要堅(jiān)持沖洗15分鐘外，同時(shí)請(qǐng)醫(yī)生診治是必要的。倘若癥狀嚴(yán)重時(shí)，必須立刻送醫(yī)院救治。若長(zhǎng)時(shí)間大量地吸入三氯氫硅蒸汽時(shí)，引起中毒癥狀，救護(hù)人員應(yīng)立刻將中毒人員移離現(xiàn)場(chǎng)，送到空氣新鮮的地方，對(duì)中毒人員保暖和保持安靜，必要時(shí)可以輸氧，并立刻送醫(yī)院救治

22、。5、三氯氫硅處理應(yīng)注意事項(xiàng)1）、對(duì)于要緊急檢修的裝置或部件，其內(nèi)部的三氯氫硅無(wú)法排出或用氮?dú)廒s凈的情況下，要準(zhǔn)備一個(gè)聚乙烯袋，拆開(kāi)最低處的法蘭或接頭，將三氯氫硅放入聚乙烯袋中，防止三氯氫硅滴落在地板上。當(dāng)發(fā)生三氯氫硅滴下時(shí)，灑水于作業(yè)區(qū)的地板上使三氯氫硅進(jìn)行水解反應(yīng)是有效的。所用的聚乙烯袋先要用氮?dú)獯迪催^(guò)并確認(rèn)無(wú)破損情況下才能使用。2）、對(duì)于有計(jì)劃、有準(zhǔn)備檢修的裝置或部件，先用氮?dú)庵脫Q法完全把裝置內(nèi)的三氯氫硅趕凈至無(wú)三氯氫硅殘存時(shí)為止，才能進(jìn)行拆開(kāi)檢修。三氯氫硅殘存與否可用氨水檢查來(lái)證實(shí)。3）、檢修時(shí)應(yīng)穿戴好各種勞保用具。4）、檢修時(shí)要考慮到風(fēng)向，人要站在風(fēng)向的上方或站在靠窗口那邊。5）、檢

23、修作業(yè)完成后要徹底清理現(xiàn)場(chǎng)雜物。6）、凡有三氯氫硅的工作場(chǎng)所要經(jīng)常整理與打掃，安全通道一定要暢通無(wú)阻。7）、注意靜電產(chǎn)生，提純裝置在三氯氫硅提純過(guò)程中，由于三氯氫硅純度的提高，在液體狀態(tài)下流速增大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生靜電擊穿現(xiàn)象。如三氯氫硅的輸送、混合、注入、排泄、攪拌與過(guò)濾等工序有時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電現(xiàn)象，與石油類的碳?xì)浠衔锵囝愃啤ｌo電產(chǎn)生程度，與液體的電阻值和離子化成分存在與否而有所不同。對(duì)于高純的三氯氫硅物質(zhì)所具有的電阻值來(lái)說(shuō)，大約是1015cm以上，其中所含有的離子化合物非常之少，以致靜電產(chǎn)生的機(jī)會(huì)較高。當(dāng)含有少量離子化合物的情況下，它具有1010-1015cm的電阻值時(shí)，危險(xiǎn)的靜電有可能會(huì)發(fā)生。在三

24、氯氫硅液體中具有比1010cm電阻值還低時(shí)，不容易發(fā)生靜電擊穿的危害，這是因靜電被低電阻值的液體傳出去了。液體的流速與靜電產(chǎn)生有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)，三氯氫硅液體的流速保持在1米/秒時(shí)，沒(méi)有靜電荷發(fā)生。靜電荷與管道材料不同也有關(guān)系，氟塑料管、石英管等容易產(chǎn)生靜電積累，而金屬管道不容易產(chǎn)生靜電積累。靜電有逐步積累的現(xiàn)象，當(dāng)靜電積累到高靜電電位時(shí)，會(huì)擊穿管道產(chǎn)生火花，這種火花會(huì)引起三氯氫硅著火爆炸的危險(xiǎn)事故的發(fā)生。防止靜電積累的有效辦法是要有較好的接地裝置。靜電產(chǎn)生也受到大氣相對(duì)濕度的影響。如果用106cm電阻值的金屬線接地，基本上可消除靜電擊穿。三、 三氯氫硅生產(chǎn)過(guò)程中副產(chǎn)物的性質(zhì)和危害性 1、產(chǎn)生副產(chǎn)

25、物的種類 三氯氫硅合成過(guò)程中反應(yīng)是復(fù)雜的，會(huì)產(chǎn)生各種氯硅烷，在生產(chǎn)半導(dǎo)體多晶硅時(shí)只用三氯氫硅，其余的都稱為副產(chǎn)物。產(chǎn)生副產(chǎn)物的種類列于表3-1。 表3-1 副產(chǎn)物的種類化合物名稱化學(xué)式沸點(diǎn)（）含量（W）備注三氯氫硅SiHCL331.580-90主產(chǎn)品四氯化硅SiCL457.610-20副產(chǎn)物六氯化硅Si2CL61471副產(chǎn)物八氯化硅Si3CL8216副產(chǎn)物二氯化硅SiH2CL212微量副產(chǎn)物一氯化硅SiH3CL-10微量硅烷SiH4-112微量 2、副產(chǎn)物的化學(xué)性質(zhì)1）、四氯化硅（SiCL4 ）四氯化硅在常溫常壓下是一種無(wú)色透明的液體，有剌激性的臭味，其蒸氣是屬窒息性氣體，對(duì)人體皮膚有腐蝕性和

26、呼吸器官有剌激性。液體密度1.5g/Cm3，沸點(diǎn)57.6，熔點(diǎn)-70。在潮濕的空氣中水解而生成硅酸和氯化氫，同時(shí)產(chǎn)生白煙。溶于四氯化碳、四氯化鈦及有機(jī)溶劑。能與水發(fā)生激烈的水解作用，也能與醇類起作用，生成硅酸酯類（如硅酸乙酯）。干燥空氣中加熱生成氧氯化硅。與氫及其他還原劑作用生成三氯硅烷和其他氯代硅烷。與胺、氨迅速反應(yīng)生成氮化硅聚合物。與有機(jī)金屬化合物（如鋅、汞、鈉）反應(yīng)生成有機(jī)硅烷。2）、六氯化硅（Si2CL6 ）六氯化硅在常溫常壓下是一種無(wú)色透明的有剌激性的臭味液體，在空氣中六氯化硅與三氯氫硅一樣可燃燒。當(dāng)六氯化硅與水反應(yīng)生成硅草酸和HCL。 Si2CL6 + 4H2O = HOOSi-S

27、iOOH + 6HCL當(dāng)硅草酸繼續(xù)與水反應(yīng)會(huì)生成無(wú)毒害的化合物（硅酸） HOOSi-SiOOH + 2H2O = 2H2SiO3 + H2 但當(dāng)硅草酸加熱或撞擊時(shí)，在空氣中會(huì)引起爆炸，產(chǎn)生二氧化硅粉塵。 2HOOSi-SiOOH + O2 = 4SiO2 + 2 H2O當(dāng)硅草酸用堿處理時(shí)產(chǎn)生硅酸鈉變成沒(méi)有危險(xiǎn)性的化合物： HOOSi-SiOOH + 4 NaOH = 2Na2SiO3 + 2 H2O + H23)、八氯化硅（Si3CL8）八氯化硅在常溫常壓下是一種無(wú)色透明的液體，遇水容易分解并生成硅醇草酸： （硅醇草酸：Silicomesoxalic acid）Si3CL8 + 6H2O =

28、HOOSi- Si-SiOOH + 8HCL (OH)2 硅醇草酸在干燥狀態(tài)下極不穩(wěn)定，表現(xiàn)出有容易爆炸的性質(zhì)。但用堿處理時(shí)則分解成沒(méi)有危險(xiǎn)性的硅酸鹽與氫氣。如上所述，Si2CL6 、Si3CL8 物質(zhì)本身，我們相信它們不會(huì)比普通的可燃物質(zhì)更嚴(yán)重，用不著太擔(dān)心。但當(dāng)它們被大量的三氯氫硅和四氯化硅飽和時(shí)，就要把它們當(dāng)作三氯氫硅一樣的危險(xiǎn)性物質(zhì)來(lái)看待來(lái)考慮。如果它們從空氣中吸收水份，則它們會(huì)變成硅醇草酸。我們就要注意這種硅醇草酸極不穩(wěn)定，會(huì)表現(xiàn)出有非常危險(xiǎn)的爆炸性。3、安全對(duì)策當(dāng)蒸發(fā)器、冷凝液槽、廢液槽、冷媒冷凝器、布袋過(guò)濾器等拆卸檢修時(shí)，在這些設(shè)備里有殘存的Si2CL6 、Si3CL8，因此檢修

29、時(shí)必須要遵守下列的注意事項(xiàng)：1）、用氮?dú)獬浞种脫Q設(shè)備里殘存的液體，并用氮?dú)獯党霾⒏稍锖?，才能開(kāi)始檢修作業(yè)。拆卸時(shí)要十分小心，注意避免對(duì)殘存物撞擊，摩擦發(fā)熱等情況發(fā)生。在檢修作業(yè)區(qū)范圍不能使用明火，使用金屬敲擊等工作。設(shè)備里的硅氯化物必須證實(shí)被徹底排凈并用氮?dú)獯蹈蓛艉蟛拍苓M(jìn)行檢修作業(yè)。2）、必須十分小心和注意避免各類高氯化硅（高沸物）在空氣中有可能發(fā)生爆炸現(xiàn)象。3）、如果各類高氯化硅物質(zhì)進(jìn)入空氣中，干燥后會(huì)產(chǎn)生白色粉末，則必須要用堿清洗。附： 六種工業(yè)級(jí)（純度98%）氯硅烷性質(zhì) 性質(zhì)和特性(CH3)3SiClCH3HSiCl2(CH3)2SiCl2HSiCl3CH3SiCl3SiCl4國(guó)家消防協(xié)

30、會(huì)危險(xiǎn)確定，順序：健康-火-反應(yīng)性3-3-13-3-W3-3-13-4-W3-3-W3-0-1物理狀態(tài)液體液體液體液體液體液體空氣溫度為25,壓力為101Kpa下的可燃限度（V%）上限2.03.43.46.97.2無(wú)下限6.470.010.470.011.9無(wú)閉杯閃點(diǎn)-18-26-4-283無(wú)F0-1525-1837無(wú)自燃溫度400230425215395無(wú)F752446797419851無(wú)沸點(diǎn)57.641.270.231.966.157.3F135.7106.2158.489.4151.0135.1熱膨脹系數(shù)每0.001200.001100.001400.001560.001730.0014

31、0每F0.000670.000610.000780.000870.000960.00078顏色純凈時(shí)無(wú)色，工業(yè)級(jí)可能是淺黃色腐蝕性鋼和不銹鋼在液體氯硅烷中不會(huì)腐蝕臨界壓力Mpa3.333.703.373.983.333.63Psig485539491582485529ATM,ABS34.037.734.440.63437.0臨界溫度224.6215.4247.2206242.5234.0F436.3419.7477403468453密度g/ml,200.851.111.071.341.281.48Ib/gal,68F7.089.248.9011.210.612.4燃燒熱Kj/mol-2990-

32、1428-2056-793.7-1141Kcal/g mole-714-341-491-118.0-273蒸發(fā)熱J/g254230227207190167Kcal/g mole6.66.37.06.76.86.8分子量108.6115.04129.06135.45149.48169.90熔點(diǎn)-57.7-92.5-76.1-128.2-77.5-69.4F-71.9-134.5-105-198.8-107.5-93氣味都有鹽酸的剌激性氣味反應(yīng)性都和水、醇和胺劇烈反應(yīng)，產(chǎn)生鹽酸蒸汽和胺氫氯化物蒸汽密度（空氣=1）3.84.04.54.75.25.9蒸汽壓力Kpa(mmHg)0(32F)9.8(73

33、.7)19.9(150)5.7(43)28.7(216)6.9(52)10.3(77)20(68F)24.9(187)46.9(353)15.3(115)65.6(493)17.8(134)25.7(193)35(95F)45.7(343)81.1610)29.3(220)112.8(846)32.9(254)46.7(350)粘度25(77F) um2/s*0.470.61T0.470.230.370.35比熱 J/g1.740.771.380.961.060.84*來(lái)源于NFPA（國(guó)家防火協(xié)會(huì)）手冊(cè)325M“可燃液體、氣體和揮發(fā)性固體的火災(zāi)性質(zhì)”1977年。四、氯化氫性質(zhì)和使用安全知識(shí)1，

34、氯化氫的性質(zhì)化學(xué)品中文名稱： 氯化氫  化學(xué)品英文名稱： hydrogen chloride  中文名稱2： 鹽酸分子式： HCl  分子量： 36.46危險(xiǎn)性概述  健康危害： 本品對(duì)眼和呼吸道粘膜有強(qiáng)烈的刺激作用。急性中毒：出現(xiàn)頭痛、頭昏、惡心、眼痛、咳嗽、痰中帶血、聲音嘶啞、呼吸困難、胸悶、胸痛等。重者發(fā)生肺炎、肺水腫、肺不張。眼角膜可見(jiàn)潰瘍或混濁。皮膚直接接觸可出現(xiàn)大量粟粒樣紅色小丘疹而呈潮紅痛熱。慢性影響：長(zhǎng)期較高濃度接觸，可引起慢性支氣管炎、胃腸功能障礙及牙齒酸蝕癥。  環(huán)境危害：

35、對(duì)環(huán)境有危害，對(duì)水體可造成污染。 燃爆危險(xiǎn)： 本品不燃，具強(qiáng)刺激性。急救措施   皮膚接觸： 立即脫去污染的衣著，用大量流動(dòng)清水沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。 眼睛接觸： 立即提起眼瞼，用大量流動(dòng)清水或生理鹽水徹底沖洗至少15分鐘。就醫(yī)。 入吸：迅速脫離現(xiàn)場(chǎng)至空氣新鮮處。保持呼吸道通暢。如呼吸困難，給輸氧。如呼吸停止， 立即進(jìn)行人工呼吸，就醫(yī)。 消防措施   危險(xiǎn)特性： 無(wú)水氯化氫無(wú)腐蝕性，但遇水時(shí)有強(qiáng)腐蝕性。能與一些活性金屬粉末發(fā)生反應(yīng), 放出氫氣。遇氰化物能產(chǎn)生劇毒的氰化氫（HCN）氣體。 有害燃燒產(chǎn)物：  滅火方法： 本品不燃。但與其

36、它物品接觸引起火災(zāi)時(shí)，消防人員須穿戴全身防護(hù)服，關(guān)閉 火場(chǎng)中鋼瓶的閥門，減弱火勢(shì)，并用水噴淋保護(hù)去關(guān)閉閥門的人員。噴水冷卻容器，可能的話將容器從火場(chǎng)移至空曠處。泄漏應(yīng)急處理   應(yīng)急處理： 迅速撤離泄漏污染區(qū)人員至上風(fēng)處，并立即進(jìn)行隔離，小泄漏時(shí)隔離150m，大 泄漏時(shí)隔離300m，嚴(yán)格限制出入。建議應(yīng)急處理人員戴自給正壓式呼吸器，穿化學(xué)防護(hù)服。從上風(fēng)處進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。盡可能切斷泄漏源。合理通風(fēng)，加速擴(kuò)散。噴氨水或其它稀堿液中和。構(gòu)筑圍堤或挖坑收容產(chǎn)生的大量廢水。如有可能，將殘余氣或漏出氣用排風(fēng)機(jī)送至水洗塔或與塔相連的通風(fēng)櫥內(nèi)。漏氣容器要妥善處理，修復(fù)、檢驗(yàn)后再用。操作處置與儲(chǔ)存

37、   操作注意事項(xiàng)： 嚴(yán)加密閉，提供充分的局部排風(fēng)和全面通風(fēng)。操作人員必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)， 嚴(yán)格遵守操作規(guī)程。建議操作人員佩戴過(guò)濾式防毒面具（半面罩），戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡，穿化學(xué)防護(hù)服，戴橡膠手套。避免產(chǎn)生煙霧。防止氣體泄漏到工作場(chǎng)所空氣中。避免與堿類、活性金屬粉末接觸。尤其要注意避免與水接觸。搬運(yùn)時(shí)輕裝輕卸，防止鋼瓶及附件破損。配備泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。 儲(chǔ)存注意事項(xiàng)： 儲(chǔ)存于陰涼、通風(fēng)的庫(kù)房。遠(yuǎn)離火種、熱源。庫(kù)溫不宜超過(guò)30。應(yīng)與堿 類、活性金屬粉末分開(kāi)存放，切忌混儲(chǔ)。儲(chǔ)區(qū)應(yīng)備有泄漏應(yīng)急處理設(shè)備。接觸控制/個(gè)體防護(hù)   職業(yè)接觸限值   

38、;中國(guó)MAC(mg/m3)： 15 前蘇聯(lián)MAC(mg/m3)： 未制定標(biāo)準(zhǔn) TLVTN： OSHA 5ppm,7.5上限值 TLVWN： ACGIH 5ppm,7.5mg/m3 監(jiān)測(cè)方法： 硫氰酸汞比色法 工程控制： 嚴(yán)加密閉，提供充分的局部排風(fēng)和全面通風(fēng)。 呼吸系統(tǒng)防護(hù)： 空氣中濃度超標(biāo)時(shí)，佩戴過(guò)濾式防毒面具（半面罩）。緊急事態(tài)搶救或撤離時(shí)，建議佩戴空氣呼吸器。 眼睛防護(hù)： 必要時(shí)，戴化學(xué)安全防護(hù)眼鏡。 身體防護(hù)： 穿化學(xué)防護(hù)服。 手防護(hù)： 戴橡膠手套。 其他防護(hù)： 工作完畢，淋浴更衣。保持良好的衛(wèi)生習(xí)慣。理化特性   主要成分： 純品 外觀與性狀： 無(wú)色有刺激性氣味的

39、氣體。   熔點(diǎn)()： -114.2 沸點(diǎn)()： -85.0 相對(duì)密度(水=1)： 1.19 相對(duì)蒸氣密度(空氣=1)： 1.27 飽和蒸氣壓(kPa)： 4225.6(20) 燃燒熱(kJ/mol)： 無(wú)意義 臨界溫度()： 51.4 臨界壓力(MPa)： 8.26 辛醇/水分配系數(shù)的對(duì)數(shù)值： 無(wú)資料 閃點(diǎn)()： 無(wú)意義 引燃溫度()： 無(wú)意義 爆炸上限%(V/V)： 無(wú)意義 爆炸下限%(V/V)： 無(wú)意義 溶解性： 易溶于水。 主要用途： 制染料、香料、藥物、各種氯化物及腐蝕抑制劑。     禁配物： 堿類、活性金屬粉末。

40、60;運(yùn)輸注意事項(xiàng)： 鐵路運(yùn)輸時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照鐵道部危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則中的危險(xiǎn)貨物配裝表進(jìn)行配裝。采用剛瓶運(yùn)輸時(shí)必須戴好鋼瓶上的安全帽。鋼瓶一般平放，并應(yīng)將瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超過(guò)車輛的防護(hù)欄板，并用三角木墊卡牢，防止?jié)L動(dòng)。嚴(yán)禁與堿類、活性金屬粉末、食用化學(xué)品等混裝混運(yùn)。夏季應(yīng)早晚運(yùn)輸，防止日光曝曬。公路運(yùn)輸時(shí)要按規(guī)定路線行駛，禁止在居民區(qū)和人口稠密區(qū)停留。鐵路運(yùn)輸時(shí)要禁止溜放。  氯化氫，HCl，是一種無(wú)色氣體，具有強(qiáng)烈刺激氣味的氣體。在空氣中呈白色的煙霧，易溶于水，成為鹽酸，能與多種金屬及非金屬作用。工業(yè)上接觸氯化氫的行業(yè)有化學(xué)、石油、冶金、印染等。 氯化氫對(duì)人

41、體的影響分為急性中毒和慢性損害。急性中毒多見(jiàn)于意外事故中，主要表現(xiàn)為頭痛、頭昏、惡心、咽痛、眼痛、咳嗽、聲音嘶啞、呼吸困難、胸痛、胸悶，有的有咯血。嚴(yán)重者可引起化學(xué)性肺炎、肺水腫、肺不張等病癥。長(zhǎng)期在超過(guò)15mg/m3濃度的環(huán)境下操作，會(huì)造成牙齒酸蝕癥、慢性支氣管炎等慢性病變。對(duì)于氯化氫的防治，應(yīng)做好局部通風(fēng)排毒，同時(shí)加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)。實(shí)例1 1984年2月25日上午，上海某試劑廠銻鹽小組，兩名早班工人觀察到通氯反應(yīng)鍋溫度記錄儀指示為80，即將200公斤銻塊投入反應(yīng)鍋，檢查溫度記錄儀指示溫度仍在下降，又繼續(xù)投入銻塊322公斤。此時(shí)他們發(fā)現(xiàn)有少量氣體溢出，再次檢查溫度時(shí)，發(fā)現(xiàn)溫度記錄儀已達(dá)130。兩

42、名操作工剛撤離現(xiàn)場(chǎng)，大量的氯化氫氣體和部分氯化銻液體沖出加料口外溢，并隨風(fēng)擴(kuò)散，處于下風(fēng)側(cè)的該廠化驗(yàn)室的12名女職工、離反應(yīng)鍋僅7米的4名南匯工程隊(duì)的油漆工和8名綠化農(nóng)民工，沒(méi)來(lái)得及躲避，吸入了氯化氫氣體，致使眼、呼吸道受到了不同程度的刺激，出現(xiàn)了聲嘶、咳嗽、咳血、胸悶等癥狀。事故原因分析：生產(chǎn)管理不嚴(yán)謹(jǐn)，投入料的量、反應(yīng)的時(shí)間均設(shè)有嚴(yán)格控制和一定規(guī)范，加料有隨意性。同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)場(chǎng)所和生產(chǎn)設(shè)備無(wú)事故警報(bào)救援裝置和緊急防患措施，發(fā)生氯化氫泄漏后操作工沒(méi)有采取任何措施即逃離現(xiàn)場(chǎng)，因附近的其他生產(chǎn)員工茫然不知，以致造成無(wú)關(guān)人員多人發(fā)生氯化氫中毒。實(shí)例2 1988年2月22日，上海某洗滌劑廠“209”

43、車間烯氯工段，因一名操作工違反操作規(guī)程，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)過(guò)量地將三氯化磷注入油堿中，引起罐內(nèi)劇烈反應(yīng)，大量氯化氫氣體冒出，致使附近車間及浴室的9名工人不同程度吸入氯化氫氣體，引起不同程度的氯化氫中毒。原因分析：主要是廠方管理制度混亂，勞動(dòng)安全衛(wèi)生制度規(guī)定形同虛設(shè)，對(duì)職工上崗前技術(shù)和安全衛(wèi)生教育不重視，職工不嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程，最終危及職工健康。實(shí)例3 1987年7月8日上午9時(shí)30分，上海某電化廠按計(jì)劃，由中試室、三車間啟動(dòng)F11試產(chǎn)裝置。當(dāng)班反應(yīng)工陳某啟動(dòng)上3號(hào)反應(yīng)釜，試驗(yàn)工徐某、高某啟動(dòng)氯化氫分離和中和工序，情況均屬正常。運(yùn)轉(zhuǎn)到下午1時(shí)55分，因上3號(hào)反應(yīng)釜內(nèi)夾套腐蝕，反應(yīng)釜中約150公斤五氯化

44、銻催化劑及氟致冷劑、少量氟化氫、四氯化碳漏入蒸汽夾套內(nèi)，遇水分解產(chǎn)生大量氯化氫氣體，從回汽水管中溢出。在場(chǎng)人員思想比較松懈，未采取措施，直到造成氣體積聚，白茫茫一片，在操作室內(nèi)的15名操作和試驗(yàn)人員被困，吸入氯化氫等混合氣體。后這些人員被救往醫(yī)院，作進(jìn)一步觀察治療。事故原因分析：反應(yīng)釜的蒸汽夾套腐蝕留下事故隱患，試生產(chǎn)時(shí)未對(duì)生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，思想上對(duì)氯化氫泄漏估計(jì)不足。氯化氫的分子式是HCL，分子量為36.5，是無(wú)色具有剌激性臭味的氣體，極毒，對(duì)動(dòng)植物均有害。易溶于水而生成鹽酸，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下1個(gè)體積的水可溶解約500個(gè)體積的HCL氣體，HCL氣體的密度是1.63g/Cm3，鹽酸的比重是1.

45、19Kg/L(31%的濃度)。在有水存在下HCL具有強(qiáng)烈的腐蝕性。2、氯化氫的制備在氯化氫合成爐內(nèi)，氯氣與氫氣反應(yīng)生成HCL，其反應(yīng)式： H2 + CL2 = 2HCL + 43.83大卡/克分子合成反應(yīng)必須在高溫或在光線作用下進(jìn)行，當(dāng)氯分子吸收能量后，其中少數(shù)氯分子成為活化原子，由于有活化的氯原子存在，合成反應(yīng)能順利進(jìn)行： CL2 + h(能量） 2CL- CL- + H2 HCL + CL- H+ + CL2 HCL + CL- 合成反應(yīng)是一個(gè)鏈鎖反應(yīng)，反應(yīng)速度特別快，控制不好，會(huì)引起爆炸事故，因此在HCL生產(chǎn)過(guò)程中必須要嚴(yán)格控制工藝操作條件。3、使用氯化氫氣的安全知識(shí)1）、為了保證安全生

46、產(chǎn)，HCL合成爐安裝在四周有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防護(hù)墻內(nèi)，當(dāng)可能發(fā)生爆炸事故情況下隔絕排放物和沖擊波傳播，防止發(fā)生傷人事故。2)、為了保證安全生產(chǎn)，在HCL合成爐頂?shù)膫?cè)面設(shè)計(jì)有4個(gè)防爆孔，當(dāng)爐內(nèi)壓力超過(guò)規(guī)定值（0.625Mpa ）時(shí)可自動(dòng)破裂卸壓，防爆孔的另一側(cè)是HCL卸壓的氣流出口，接有管道直排至100m3的HCL緩沖罐內(nèi)。防止或減小對(duì)環(huán)境的污染。3）、合成爐下部設(shè)有窺視孔（觀察孔），裝有兩個(gè)光電發(fā)送器，可觀察爐內(nèi)反應(yīng)情況。觀察孔通入氫氣以防止產(chǎn)生水霧影響觀測(cè)，以便監(jiān)測(cè)和掌握爐內(nèi)火焰和反應(yīng)情況。通過(guò)火焰顏色的觀測(cè)來(lái)判斷燃燒反應(yīng)是否完全，適當(dāng)調(diào)整氯與氫氣的比例，以減少合成HCL中游離氯產(chǎn)生。（火焰

47、呈淡白色時(shí)說(shuō)明氫氣和氯氣以化學(xué)計(jì)算量配比進(jìn)行反應(yīng)；火呈磚紅色時(shí)說(shuō)明是在氫過(guò)量條件下反應(yīng)；火焰呈黃綠色時(shí)說(shuō)明是在氯過(guò)量條件下反應(yīng)）。4）、控制H2：CL2 = 1.1：1（體積比），氫稍為過(guò)量可使氯充分反應(yīng)防止游離氯的產(chǎn)生，游離氯的存在會(huì)對(duì)設(shè)備的腐蝕速度加快，游離氯的含量控制在小于0.02%。5）、合成爐內(nèi)壓力過(guò)高，會(huì)使合成爐的腐蝕速度加快。合成爐內(nèi)的壓力控制在0.4-0.5Mpa.G。6）、爐內(nèi)溫度一般控制在350-450，溫度過(guò)高則爐內(nèi)反應(yīng)加劇，有可能產(chǎn)生爆炸的危險(xiǎn)，而且也加劇了合成爐的腐蝕。7）、進(jìn)入合成爐前的氫氣應(yīng)設(shè)計(jì)有阻火器裝置（內(nèi)裝礫石填料）。8）、合成爐點(diǎn)火前的準(zhǔn)備工作：對(duì)合成爐系

48、統(tǒng)的設(shè)備廠、管道、閥門、壓力表、溫度計(jì)、點(diǎn)火器等必須是靈活好用，系統(tǒng)經(jīng)檢漏確認(rèn)不漏時(shí)，才能進(jìn)行點(diǎn)火操作；氯氣和氫氣緩沖罐都已加入合格的氯氣和氫氣；點(diǎn)火器和火焰監(jiān)測(cè)器都已調(diào)試正常可投入使用。9）、合成爐的點(diǎn)火操作：合成爐的點(diǎn)火操作是比較容易發(fā)生事故的，必須要引起操作人員足夠的重視，必須嚴(yán)格按工藝操作規(guī)程操作。正式點(diǎn)火前，必須將合成爐全系統(tǒng)用氮?dú)獯祾?，然后用空氣吹掃，直到得出?fù)的爆炸性分析結(jié)果后，進(jìn)行合成爐點(diǎn)火操作。點(diǎn)火方法有兩種：A、Ar + SiH4 混合氣點(diǎn)火 (Ar 91.6%, SiH4 8.4%)B、氫氣點(diǎn)火 點(diǎn)火操作有三種：A、人工點(diǎn)火：合成爐點(diǎn)火前準(zhǔn)備工作完成并確認(rèn)可以點(diǎn)火后，從人

49、孔向合成爐內(nèi)插入帶燃燒氫焰的點(diǎn)火器，把送到輔助燒嘴的氫氣點(diǎn)燃，取出點(diǎn)火器，立即用螺栓將人孔法蘭上緊固定。在輔助燒嘴上形成穩(wěn)定的火焰后，將氫氣送往主燒嘴，點(diǎn)燃主燒嘴的氫氣后，停止向輔助燒嘴供氫氣，接著向合成爐內(nèi)通入氯氣，通入氯氣的量比氫氣量少5-10%。隨后將氫氣和氯氣提高到正常工作參數(shù)的規(guī)定值范圍。B、固定式電子噴焰點(diǎn)火器氫氣遙控點(diǎn)火：合成爐點(diǎn)火前準(zhǔn)備工作完成并確認(rèn)具備點(diǎn)火必備條件后，啟動(dòng)點(diǎn)火程序，打開(kāi)點(diǎn)火器氫氣閥門，把氫氣送入電子噴焰點(diǎn)火器，點(diǎn)火器噴出火焰，打開(kāi)主燒嘴氫氣閥門，將主燒嘴氫氣點(diǎn)燃，停止向電子噴焰點(diǎn)火器送入氫氣，接著向合成爐內(nèi)通入氯氣，通入氯氣的量比氫氣量少5-10%。隨后將氫氣

50、和氯氣提高到正常工作參數(shù)的規(guī)定值范圍。C、氬+硅烷混合氣遙控點(diǎn)火：合成爐點(diǎn)火前準(zhǔn)備工作完成并確認(rèn)具備點(diǎn)火必備條件后，沿管道往合成爐輸入Ar + SiH4 混合氣，該混合氣在有空氣存在的條件下會(huì)自燃，緊接著往合成爐主燒嘴送入氫氣并被點(diǎn)燃，當(dāng)主燒嘴的火焰穩(wěn)定后，停止通入Ar + SiH4 混合氣，并將Ar + SiH4 混合氣的管道用氮?dú)獯祾?，關(guān)好閥門并將Ar + SiH4 混合氣管道與合成爐斷開(kāi)。然后向合成爐內(nèi)通入氯氣，通入氯氣的量比氫氣量少5-10%。隨后將氫氣和氯氣提高到正常工作參數(shù)的規(guī)定值范圍。 10）、點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生的氣體送到HCL吸收系統(tǒng)，直到HCL氣體含量達(dá)到90%以上的純度時(shí)，把HCL

51、氣流切換到三氯氫硅合成爐。 11）、燃燒器是套管式結(jié)構(gòu)，氯氣從中心管送入，氫氣（過(guò)量4%的體積）沿夾套管送入。氫氣的工作流量是225Nm3/h，最大為390Nm3/h，氯氣的工作流量是216Nm3/h，最大為375Nm3/h，HCL合成爐的總生產(chǎn)能力為750 Nm3/h。當(dāng)CDI-3達(dá)到正常工作狀態(tài)時(shí)，有回收的HCL返回到三氯氫硅合成爐后，HCL合成總生產(chǎn)能力可降低到400 Nm3/h。 12）、合成過(guò)程工藝參數(shù)偏離規(guī)定值時(shí)發(fā)出報(bào)警并設(shè)計(jì)有事故保護(hù)裝置（送往合成爐的氯氣和氫氣壓力下降；合成爐內(nèi)壓力高于0.5Mpa.G和低于0.4Mpa.G；合成爐中火焰熄滅），HCL合成爐出現(xiàn)事故情況下，向中心

52、控制室發(fā)出信號(hào)，并保證自動(dòng)停止向合成爐供入氯氣和氫氣，沿管道通入氮?dú)?，此時(shí)合成爐的廢氣送往HCL吸收裝置。 13）、合成爐設(shè)計(jì)有三個(gè)測(cè)溫點(diǎn)（頂部、中部和底部），頂部與底部的溫度為250-450，中部溫度為400-450，當(dāng)溫度超過(guò)450時(shí)會(huì)發(fā)出報(bào)警。 14）、合成爐頂部排出的HCL氣體溫度較高，為400-450，先進(jìn)入空氣冷卻器，將HCL氣體的溫度降低到120-150，再經(jīng)熱交換器冷卻到85-90（冷卻水出水溫度40-42）。如果熱交換器管程破漏，HCL進(jìn)入到循環(huán)冷卻水系統(tǒng)時(shí)，循環(huán)冷卻水中HCL達(dá)到2%（質(zhì)量）會(huì)發(fā)出報(bào)警。 15）、對(duì)原料氯氣的含量和水份及合成HCL氣的水份和游離氯的定期進(jìn)行分

53、析。 16）、設(shè)計(jì)有HCL合成氣的檢測(cè)裝置，在熱交換器后的管道上取樣進(jìn)行自動(dòng)分析，控制HCL合成氣中氫氣含量在2-4%（）范圍內(nèi)，無(wú)游離氯存在。如果出現(xiàn)含氯或含氫偏離工藝參數(shù)設(shè)定值范圍時(shí)，會(huì)發(fā)出報(bào)警。 17）、HCL的貯罐為25 m3 ，內(nèi)涂橡膠并用輝綠石板予以保護(hù)，底部設(shè)計(jì)有可排放HCL冷凝液（鹽酸）的管道。 18）、HCL合成爐停車時(shí)首先關(guān)閉供氯氣閥門，然后關(guān)閉氫氣閥門，再用氮?dú)庵脫Q整個(gè)系統(tǒng)。 19）、根據(jù)大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996規(guī)定，HCL排放的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)限值是：15米的排氣筒HCL最高允許排放濃度100mg/m3、最高允許排放速率0.26Kg/h。五、四氯化硅1、物質(zhì)的理化常數(shù):國(guó)標(biāo)編號(hào) 81043 CAS號(hào) 10026-04-7 中文名稱 四氯化硅 英文名稱 Silicon tetrachloride 別    名 氯化硅；四氯化矽 分子式 SiCl4 外觀與性狀 無(wú)色或淡黃色發(fā)煙液體，有刺激性氣味，易潮解 分子量 169.90 蒸汽壓 55.99kPa(37.8) 熔    點(diǎn) -70 沸點(diǎn)：57.6 溶解性 可混溶于苯、氯仿、石油醚等多數(shù)有機(jī)溶劑 密    度 相對(duì)密度(水=1)1.48；相對(duì)密度(空氣=1)5.86 穩(wěn)定性