1.本發明涉及一種凈化回收單晶硅制備工藝中排放氬氣的方法與裝置，屬于惰性氣體的凈化與回收技術領域。
背景技術：
2.隨著對可再生清潔能源需要的日益增加，基于太陽能利用的光伏發電行業迎來了迅猛的發展，利用光伏電池發電可以為家庭、辦公室等提供必要電力供應，如果進一步并入電網，可以為工業生產提供電力支持。目前大規模應用的光伏電池主要是硅基太陽能電池組件。
3.生產硅基太陽能電子組件的工藝流程的主要原料是晶硅(單晶硅或多晶硅)，而晶硅通過不同的工藝生產單晶硅和多晶硅。例如典型單晶硅在高溫條件下(>1400℃),通過直拉法將原料硅錠提煉成單晶硅。在直拉法過程中，為了保證產品的質量，需要使用大量的氬氣吹掃，移除提煉過程中從盛料坩堝中產生的各種揮發性雜質。這些雜質主要是一氧化碳(co),其范圍在幾千個ppm；氫氣，其范圍在幾十到幾百ppm.同時根據使用的真空泵差異，會存在少量的甲烷(ch4)，在幾到幾十ppm。早期由于氬氣需求較小，價格比較低，拉晶過程中的氬氣完全采取放空處理。近年，隨著光伏行業的急劇發展，氬氣需求量急劇增加，價格從早期的每噸幾百元上漲至每噸1000～2000元，局部地區甚至更高。在目前典型的直拉法工藝條件下(氬氣用量為60～80l/min，維持時間300h),一百臺單晶爐的氬氣年用量價值接近600萬元。晶硅生產成本明顯增加，同時光伏企業生產受到氬氣供應波動的影響。因此將拉晶過程中的氬氣尾氣進行純化回收利用是非常必要的。
4.目前針對單晶硅制備領域的氬氣回收方法主要基于以下兩種方法：1)催化氧化方法：利用催化劑加入氧氣或空氣，在一定溫度條件下，可以將一氧化碳氧化成二氧化碳，氫氣氧化成水，烴類氧化成二氧化碳和水，然后結合吸附方法、深冷、或組合的策略進一步去除氧化后的雜質。周智勇等在cn102583281b，cn103373716b公布利用氧氣催化氧化的方法脫出氬氣中的一氧化碳和氫氣等雜質的工藝，然后再加入氫氣脫除氧氣，結合空分裝置低溫去除后續的二氧化碳、水和氫氣等雜質。信越半導體株式會社在專利cn107428532a，cn105939961b中也公布用氧氣催化氧化的方法脫除氬氣尾氣中雜質的工藝，其核心是在線檢測雜質濃度，然后計量補給氧氣進行反應，而沒有后續除氧的過程。但這種工藝流程在實際中缺乏可操作性。催化氧化的方法雖然具有反應溫度低，效率高等
聲明：
“單晶硅制備中排放氬氣的回收方法與裝置與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：大連連城數控機器股份有限公司
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2025年08月05日 ~ 07日 
