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浅谈多晶硅生产中的安全问题

2013-07-29 16:48   来源:企业文化杂志 作者:邸海荣  点击:

浅谈多晶硅生产中的安全问题 邸海荣 青海黄河上游水电开发有限责任公司新能源分公司 一、前言 世界正从工业社会向信息社会过渡,信息技术已成为促进社会发展和进步的关键技术,信息化程度的高低已成为衡量一个国家现代化水平的标志。微电子技术是信息技术的

  浅谈多晶硅生产中的安全问题

  邸海荣 青海黄河上游水电开发有限责任公司新能源分公司

  一、前言

  世界正从工业社会向信息社会过渡,信息技术已成为促进社会发展和进步的关键技术,信息化程度的高低已成为衡量一个国家现代化水平的标志。微电子技术是信息技术的基础和关键技术,集成电路又是微电子技术的核心,一代又一代更为优秀的集成电路的出现 ,推进着全球经济一体化的进程。

  二、多晶硅生产简易工艺流程:

  多晶硅是微电子和光伏产业最重要的基础材料,全球多晶硅产品总80%以上采用改良西门子法来制取,主要原理是以氯、氢、冶金级工业硅为原材料制取高纯度三氯氢硅,由三氯氢硅进行氢还原生产多晶硅。

  三、生产过程中的危险有害因素分析

  (一)火灾、爆炸危险

  1.氢气制备与净化工序:

  水电解制氢系统产生大量氢气,氢气和氧气、空气或氯气混合时,容易形成爆炸性混合体系,遇到高温、明火、静电火花即产生剧烈的燃烧爆炸。

  2. 氯化氢合成工序及汽化工序

  该工序中涉及的主要原料为氢气、氯气和氯化氢。氯化氢合成炉点火前如果未用惰性气体置换或者置换不彻底,存在混合型爆炸气体,会造成点火时系统内发生爆炸。而液氯钢瓶如果存储不当,钢瓶受热或暴晒,安全附件失效,均易导致液氯极具气化,设备超压引发爆炸事故。

  3. 氢化氯化反应工序

  该工序中有毒有害物质主要为:氯化氢、三氯氢硅、二氯二氢硅等。

  在合成过程中若三氯氢硅发生泄漏,或者空气进入反应器,则极易引起燃烧、爆炸。

  4. 低压氯化工序

  该工序中有毒有害物质主要为:氯化氢、氢气、氯硅烷液体。

  生产过程中由于设备、管线、密封件因选材不当或设备、管线、密封件腐蚀极易引起氢气的泄漏,当氢气系统内窜入空气则形成爆炸性混合气体,遇引爆能,易引发爆炸事故。

  5. 精馏工序

  该工序的主要危险有害物质为氯硅烷、三氯氢硅、四氯化硅等,若三氯氢硅储罐温度较高又没有低温保护设施,三氯氢硅的储罐内压增加,易引发储罐超压爆裂。

  6.还原工序

  该工序的中的氯氢硅、氢气,三氯氢硅、生产过程中由于设备、管线、密封件因选材不当或设备、管线、密封件腐蚀极易引起氢气、三氯氢硅气体的泄漏。当氢气、三氯氢硅与空气形成爆炸性混合气体,遇引爆能,易引发爆炸事故。

  (二)灼伤、腐蚀危害

  多晶硅生产过程中涉及到的各类危险化学品,其危险危害性主要表现在两个方面,一是对人的化学灼伤,当接触或进入人体时,则使皮肤、器官、 眼睛受到伤害,二是对物的腐蚀,它们作用对于设备、仪表、容器、 管道、连接部件、建构筑物的表面,而导致腐蚀、损坏。尤其是当腐蚀发生在内部,不能直观发现,会形成更大的隐患,轻则造成跑、冒、滴、漏,重则可诱发火灾、爆炸、 中毒、灼伤等二次事故

  (三)电气伤害

  电气设备危险除自身故障引起的触电、漏电、短路等事故危及人体安全外,在某些情况下还会引发其它重大危险事故。电气伤害主要涉及供配电、电气设备和电气防护装置、措施等方面。电气伤害具有突然性大、危险性大的特点,容易突发伤害事故。

  (四)其他伤害

  其他危险有害因素除以上几种主要危险有害因素外,还存在机械伤害、高处坠落、物体打击、起重伤害、 噪声与振动、粉尘等危险危害因素。

  四:安全对策措施与建议

  (一)严格遵守产业政策,确保安全与环保各项指标达标

  严格执行新的产业政策,积极走综合利用、闭路循环、节能安全环保的道路。目前,多晶硅生产技术采用改良西门子法,生产流程实现了完全闭环生产,其特点是H2、SiHCl3、SiCl4和HC1均循环利用。

  (二)确保主要建筑物、构筑物生产的火灾危险性类别和耐火等级达到要求

  应确保建构筑物安全建构筑物的火灾危险性、耐火等级、层数、建筑面积、防火分区、 防爆泄压措施、通风设施、安全疏散通道严格执行国规定,建构筑物之间应保持足够的防火间距。

  (三)科学规划,合理分区

  应结合改良西门子工艺,科学规划企业总体布成,保证生产系统与辅助系统合理分区,尤其是是氢气罐区、液氯罐区及三氯氢硅和四氯化硅的储罐区等危险程度较高的场所,应合理划分,减小互相影响、控制危险范围并保证防火间距。液氯气化设施具有特殊性,应相对独立布置。

  (四)提高生产过程的密闭化和自动化水平

  应针对生产工艺过程的特点,努力采用DCS和PLC控制系统,设计可靠的监测仪器、仪表控制室,工作人员通过监视盘可以随时准确无误的掌握工艺参数的变化的对各个区域的各个设备的安全状态进行监测,并配置相应的自动报警和自动连锁装置,一旦发生意外,系统可以自动切换到紧急停车状态,不但减少职工的劳动强度,还可以更好的保护减少职工与有害物质的接触,防止意外的发生。

  (五)配备合理严密的监测报警系统和消防灭火系统

  由于多晶硅生产过程中涉及的物料种类比较繁多,危害性较大,一旦发生泄露,极易发生火灾和爆炸事故的发生,严重的会造成人员伤害,对社会各界造成不良影响,因此,在各个重要生产环节,应加装各种监测系统,各个生产区域还应根据不同的物料特性配备完善的消防灭火设施。

  (六)劳动保护用具及应急器材配置齐全

  应根据不同的工作岗位,配备相应的劳动保护用品如:防毒口罩、防护眼镜、防酸碱服等,各车间还应配备空气呼吸器,防火防火服、急救箱、应急堵漏工具等,防止意外事故的发生。

  (七)构造完整的安全监督保障体系

  建立健全安全管理组织机构,配备齐全的专兼职的安全管理人员,完善企业的安全管理制度和各项安全技术操作规程,,认真履行安全管理职责,建立健全各种安全设施管理档案,并应坚持对现场的安全文明生产进行检查、督促和教育,确保企业的各项安全管理工作不留死角。

  五、结束语

  多晶硅行业迅猛发展的状况,已引起国家经济管理部门、环保管理部门、 安 全监管部门的高度重视,所以作为多晶硅企业,更应规范企业管理,加强企业文化建设和安全文化建设,如何实现绿色清洁生产、安全生产将是多晶硅生产企业的可持续发展和健康发展的又一课题。

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