§消防管理研究！！ｌ
多晶硅生产工艺的消防安全分析
黄钊，吴志坚
（重庆市万州消防支队。重庆４０４０００）
摘要：以万州大全新材料有限公司年产１
５００
ｔ多晶硅项
目为例，分析了多晶硅生产工艺存在的火灾危险性，提出多晶硅生产企业的火灾防护措施，为多晶硅生产企业从设计规划到建成投产提出消防安全意见。
关键词：多晶硅；工艺防火；消防安全
中图分类号：Ｘ９１３．４，ＴＱ０８６．３，ＴＱｌ２７．２文献标志码：Ｂ文章编号：ｌ００９—００２９（２００８）０９－０６９４一０３
多晶硅是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的基础材料，俗称为“微电子大厦的基石”。多晶硅产业是集化工、冶金、自动控制等综合性产业，也是资金、技术密集型产业。近年来，随着多晶硅材料需求不断加大，多晶硅产业也得到了快速发展。经各级发改委备案的多晶硅项目达３０多家，已经动工的也有十多家。但是目前国内多晶硅的生产工艺不是很成熟，大多是引进俄罗斯的技术和欧美的设备。生产工艺是边生产边完善，与世界先进的多晶硅生产技术相比具有污染大、能耗高、火灾危险性大等特点。
２００８年５月７ｆｌ凌晨３时４０分左右，吴忠市宁夏银星能源多晶硅有限责任公司冶炼车间由于冷却水管出现问题，导致冶炼炉物料外喷发生火灾事故，造成７人烧伤，其中２人重伤。多晶硅生产过程中使用或产生大量的氯气、氢气、三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、粉尘和酸碱等易燃易爆有毒的危险化学品。２００８年５月１日，重庆市万州区消防支队专门针对国内目前最大的多晶硅生产基地——重庆万州大全新材料有限公司
１５００
ｔ／ａ多晶硅项目（以下简称万州多晶硅项目）进行
了一次氯气泄漏灭火救援实战演练。万州多晶硅项目一期第一条生产线就投入９．８亿元人民币．总投入累计将高达１００亿元人民币，多数设备都是从国外进口，如果发生火灾，将会给企业带来不可估量的财产损失。因此，笔者认为有必要对多晶硅生产企业的火灾防护措施进行认真的分析和探讨。Ｉ多晶硅生产工艺简述
目前．多晶硅生产工艺分为改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法等三种。
改良西门子法又称闭环式三氯氢硅氢还原法，是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅
６９４
进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行还原反应生产高纯多晶硅。国内外现有的多晶硅厂大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
硅烷法是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取硅烷（Ｓｉｌｌ。），然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的流化床法是以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。制得的硅烷气经通人加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。
除了上述三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外，还有冶金法、气液沉积法、重掺硅废料提纯法等２．１
使用或产生危险化学品的理化性质分析不管多晶硅生产采用何种工艺，其生产过程中使
用或产生危险化学品的理化性质。见表１。多晶硅主要生产工艺流程图。见图１所示。
围ｌ
多晶硅生严１－艺流程不意图
（１）氯化氢合成系统的火灾危险性。氯化氢合成ＦｉｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２００８。Ｖｏｌ
２７，Ｎｏ．９
棒状多晶硅。
专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。２多晶硅生产火灾危险性分析
２．２生产工艺火灾危险性分析
采用氢气和液氯气化合成反应制得，化学反应方程式为Ｈ。＋Ｃｌ。一２ＨＣｌ。氢气一般由水电解制成．如果电解槽漏气、漏液或电解液质量差，都会造成可燃物逸出或在槽内互相混合形成爆炸性气体。电解槽对地绝缘损坏、槽体搭接金属物会引起短路。液氯由相邻化工厂购人。由于氯气相对密度为２．４，如果发生泄漏。氯气会沿着地面漂浮，影响半径会达数千米之远。氯化氢合成时。如果气流控制不平稳．达到氢气在氯气中的爆炸极
裹１
多量硅生产工艺使用或生产易燃易爆化危品的理化性质分析
燃烧性易燃
危险性简述
比空气轻，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即爆炸
是易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一，能氧化大多数活性物质；能与易燃物（如乙炔、甲烷等）形成有爆炸性的混合物
对眼、呼吸道黏膜有刺激作用。吸人极高浓度的氯气。可引起死亡，一般可燃物大都
危险化学品氢气（Ｈ２）
危险品分类及编号
第２．１类易燃气体
氧气（０２）
第２．２类不燃气体第２．３类有毒气体
助燃
氯气（Ｃ１２）助燃
能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸气能与氯气形成爆炸性混合物ｌ几乎对金属和非金属都有腐蚀作用
氯化氢
（ＨＣｌ）
第２．２类不燃气体第４．３类遇湿易燃物品
不燃
对眼和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。遇水时有强腐蚀性。能与一些活性金属粉末发生反应．放出氢气｝遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体
常温常压下为具有刺激性恶臭易流动易挥发的无色透明液体。在空气中极易燃烧，
三氯氢硅
（ＨＣｌｓＳｉ）
易燃在一１８℃以下也有着火的危险，遇明火则强烈燃烧或爆炸ｌ遇水分解成氯化氢，并放出大量的热引起自燃
硅粉（ｓｉ）
第４．１类易燃固体
可形成爆炸性混合物
易燃
反应；粉尘遇火焰或与氧化剂接触发生反应，有中等程度的危险性；与空气混合后
与钙、碳化铯、氯、氟化钴．氟、三氟化碘、三氟化锰、碳化铷，氟化银、钾钠合金剧烈
二氯氢硅
（Ｈ２Ｃ１２Ｓｉ）
第３．１类易燃液体第８．１类酸性腐蚀品
不燃易燃
易燃、有毒，具腐蚀性、刺激性．其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物．遇热源和明火有燃烧爆炸的危险
受热或遇水分解。放出有毒的腐蚀性烟气，对很多金属具尤其是潮湿空气存在下有腐蚀性
四氯化硅
（ＳｉＣＩ・）
限，就可能发生爆炸事故。
（２）三氯氢硅合成系统的火灾危险性。三氯氢硅的合成在反应炉内进行，反应温度为２８０～３３０℃，主要化学反应有：
Ｓｉ＋３ＨＣｌ—一ＳｉＨＣｌ。＋Ｈ２千
氯化氢等危险物质。如果操作人员违反操作规程或管道阀门等出现腐蚀性损坏，会导致危险物泄漏并引发危险。
（５）储存系统的火灾危险性。在多晶硅生产过程中，需要大量的三氯氢硅、四氯化硅等储罐，在生产和储存过程中，如果因操作失误、设备失修、工艺失控等原因造成储存设备、管线、阀门等部位发生危险品泄漏，遇水就会产生有毒、腐蚀和大量的热，甚至引发燃烧爆炸．导致人员伤亡和财产损失。３－多晶硅生产企业的消防安全措施
笔者以万州多晶硅项目为例，探讨多晶硅生产企业的消防安全措施。
３．１
２ＨＣｌ＋Ｓｉ—一ＳｉＨ２Ｃ１２
６ＨＣｌ＋２Ｓｉ——，２ＳｉＣｌ。＋３Ｈ２千４ＨＣｌ＋Ｓｉ——，ＳｉＣｌ４＋２Ｈ２十
由此可见，三氯氢硅反应炉生成的产物为混合物，除了三氯氢硅外，还有二氯二氢硅、三氯化硅、四氯化硅和氢气等副产物。因此，要对三氯氢硅进行分离、精馏，对副产物进行回收再利用。在合成过程中，反应炉内的温度已经超过三氯氢硅的自燃点（１７５℃），如果发生泄露或者空气进入反应炉，极易引起燃烧或爆炸事故，并且三氯氢硅及其副产物具有遇水燃烧、有毒、爆炸等特性，给火灾扑救带来极大的困难。
（３）多晶硅合成系统的火灾危险性。多晶硅合成在沉淀反应器中进行，化学反应式为ＳｉＨＣｌ。＋Ｈ：一Ｓｉ＋３ＨＣｌ。由反应式可以看出，除生成的高纯度多晶硅以外，其反应物和副产物均为易燃、易爆、有毒、腐蚀的危险化学品，其火灾危险性与三氯氢硅合成系统的火灾危险性类似。
（４）尾气回收系统的火灾危险性。尾气回收工段属于甲类火灾危险性，主要回收利用氢气、三氯氢硅、
西防科夸与＆．，Ｋ２００８年９月第２７卷第９期
科学选址为项目创造良好的外部条件
万州多晶硅项目位于重庆万州盐气化工园，占地
３８．７万ｍ２，属于城市边缘地带，５００ｒｎ范围内无大规模人员居住区，选址符合万州城市总体规划的要求。厂址地势较为平坦，位于城市全年主导风向的下侧风方向。该项目外部消防条件较好，在５ｋｍ范围内分别有万州消防支队一中队、三中队、万州消防特勤分中心和工业园区专职消防队（在建）等三个普通消防站和一个特勤消防站。其中万州消防特勤分中心为重庆七个特勤分中心之一，站内装备精良，各种抢险救援、危险化学品侦检、救生、破拆、堵漏、洗消等消防特勤器材齐全，能够处置各类危险化学品火灾、泄漏等事故。工业
６９５
园区内设有专用自来水厂，供水能力达１０万ｔ／日，消防用水有可靠保障。
３．２合理规划。确保厂区平面总体安全
合理布置各种工艺装置、设施设备是安全生产的基础。应根据产区各建筑物的生产性质及相关要求，结合场地风向和自然环境。合理划分生产区、储存区、辅助设施区和办公生活区等功能分区。各装置布置时要充分考虑风向、防火间距、耐火等级和消防扑救的要求。力求在满足生产工艺的前提下尽量降低火灾风险。考虑到厂区平面交叉运输和竖向交通运输等可能存在的影响消防通道不畅等因素，适当加大消防车道的宽置火灾危险性均为甲类。其建筑结构耐火等级均不应多晶硅的主要生产装置和厂房其火灾危险性均为甲类，消防安全要求很高。在满足生产工艺的要求下，（构）筑物的结构形式应采用钢筋混凝土结构。在全厂多晶硅生产企业日常消防工作必须由企业实行统自投入运行。制定完善重点工序消防应急预案，以便在６９６
３．５依靠科技提高生产工艺的消防安全可靠性
用西门子法制备多晶硅，涉及大量氯气、氢气、三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、粉尘和酸碱，是一个易燃易爆且具有一定污染的产业。如果原料和副产物在使用、储存、回收和循环利用过程中出现管道腐蚀、通风不良等情况。极易出现跑、冒、滴、漏和粉尘爆炸危险。因此，多晶硅生产工艺一定要注重对技术系统的完整性和安全性的控制，在安全生产的关键工序和设备上加大研发投入力度。不能依靠简单的“拿来主义”，而必须走引进与自主相结合的道路，依靠科技和技术进步，积极参与多晶硅生产技术的完善和改良，才能不断提高生产查手册［Ｍ］．北京：中国人事出版社，２００２．
援［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社．２００１．ＦｉｒｅｓａｆｔｙａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｐｏｌｙｃｒｙｓｔａＵｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎ
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
ＨＵＡＮＧ
Ｚｈａｏ。ＷＵＺｈｉ—ｊｉａｎ
（Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ
Ｗａｎｚｈｏｕ
Ｆｉｒｅ
Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ
４０４０００。Ｃｈｉｎａ）
ａｒｔｉｃｌｅｔａｋｅｓＷａｎｚｈｏｕＤａＱｕａｎｎｅｗＭａｔｅｒｉａ［ｓ
ｐｒｏｄｕｃｅｓ
１５００
ｔｏｎｓ
ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ
ｓｉｌｉｃｏｎ
ｐｅｒａｎ
ｅｘａｍｐｌｅ．Ｉｔｐｒｏｐｏｓｅｄｆｉｒｅｐｒｅｖｅｎｔｉｖｅｍｅａｓｕｒｅｓ
ｆｏｒ
ｓｉｌｉｃｏｎ
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒ
ｔｈｒｏｕｇｈ
ｔｈｅ
ｆｉｒｅ
ｃｒｉｓｉｓｔｏｗａｒｄｓｃｕｒｒｅｎｔ
ｄｏｍｅｓｔｉｃ
ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ
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ｐｌａｎｎｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ
ｔＯ
ｂｕｉｌｄｉｎｇ＆ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．
ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｉｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎ，ｔｅｃｈｎｉｃｓ；ｆｉｒｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ｝作者简介：黄钊（１９７５一），男，重庆万州人，重庆
收稿日期：２００８一０５—０３
ＦｉｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２００８．Ｖｏｌ
２７，Ｎｏ．９
度和高度，并设置成环形消防车道。重要的生产装置均能从两个方向同时通行消防车。多晶硅的主要生产装低于二级，除尾气回收、精馏、还原氢化等生产工艺要求必须采用多层建（构）筑以外，其余建（构）筑物一律采用单层建筑。
３．３防消结合，采取可靠的消防安全措施
尽量遵循工厂布置一体化，生产装置露天化的原则，建应统一设置完备的火灾自动报警系统、可燃气体、有毒气体检测报警装置和液位报警连锁装置等自动报警系统。配备专用应急电源，由厂区调度室统一监控。在具有爆炸和火灾危险性的生产工序，应设置可靠的防雷保护装置，电气设备的选用应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的要求。根据不同工序的性质和特点，分别选用室内外消火栓给水系统、气体灭火系统、移动灭火器以及干沙、水泥、石棉毯等行之有效的灭火设施。
３．４严格制度，做好消防应急预案
一管理，建立健全各项安全生产管理制度和安全操作规程。在易燃易爆、有毒有害场所工作的人员，应取得特种行业上岗资格，必须持证上岗，操作时应当遵守消防安全规定，并采取相应的消防安全措施。压力容器和管道必须建立健全设备技术档案。严格执行国家有关规定、标准，对压力容器、管道实行定期检验，发现问题应及时发出检验通知书限期解决，未解决之前不准擅发生火灾、爆炸或危险化学品泄漏的紧急情况下，正确调动内部力量、运用工艺和外部措施，安全疏散现场人员・最大限度地减少人员伤亡和财产损失。
工艺的消防安全可靠性。
参考文献：
Ｅ１３公安部消防局、国家化学品登记注册中心．危险化学品应急处置速
［２３中国人民解放军军事医学科学院、上海市消防局．化学事故应急救
［３］ＧＢ６９４４—２００５，危险货物分类及品名编号Ｉｓ］．
［４３公安部消防局．防火手册［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社，１９９２．
Ｗａｎｚｈｏｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓＬｔｄ．，ｗｈｉｃｈ
ｙｅａｒ，ａｓ
ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｎａｌｙｓｉｓ
ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆ
ｆｒｏｍＫｅｙｓｅｃｕｒｉｔｙ
市万州区消防支队防火处工程师，主要从事消防监督管理工作，重庆市万州区北山大道２７６号，４０４０００。
多晶硅生产工艺的消防安全分析
作者：黄钊， 吴志坚， HUANG Zhao， WU Zhi-jian作者单位：重庆市万州消防支队,重庆,404000刊名：消防科学与技术
英文刊名：FIRE SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2008，27(9)被引用次数：
0次
参考文献(4条)
1. 公安部消防局. 国家化学品登记注册中心 危险化学品应急处置速查手册 20022. 中国人民解放军军事医学科学院. 上海市消防局 化学事故应急救援 20013. GB 6944-2005.危险货物分类及品名编号4. 公安部消防局 防火手册 1992
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_xfkxyjs200809019.aspx授权使用：石家庄学院(sjzxy)，授权号：9bdd3e51-2eb0-4781-ba67-9e3200dc4650
下载时间：2010年11月18日
§消防管理研究！！ｌ
多晶硅生产工艺的消防安全分析
黄钊，吴志坚
（重庆市万州消防支队。重庆４０４０００）
摘要：以万州大全新材料有限公司年产１
５００
ｔ多晶硅项
目为例，分析了多晶硅生产工艺存在的火灾危险性，提出多晶硅生产企业的火灾防护措施，为多晶硅生产企业从设计规划到建成投产提出消防安全意见。
关键词：多晶硅；工艺防火；消防安全
中图分类号：Ｘ９１３．４，ＴＱ０８６．３，ＴＱｌ２７．２文献标志码：Ｂ文章编号：ｌ００９—００２９（２００８）０９－０６９４一０３
多晶硅是当代人工智能、自动控制、信息处理、光电转换等半导体器件的基础材料，俗称为“微电子大厦的基石”。多晶硅产业是集化工、冶金、自动控制等综合性产业，也是资金、技术密集型产业。近年来，随着多晶硅材料需求不断加大，多晶硅产业也得到了快速发展。经各级发改委备案的多晶硅项目达３０多家，已经动工的也有十多家。但是目前国内多晶硅的生产工艺不是很成熟，大多是引进俄罗斯的技术和欧美的设备。生产工艺是边生产边完善，与世界先进的多晶硅生产技术相比具有污染大、能耗高、火灾危险性大等特点。
２００８年５月７ｆｌ凌晨３时４０分左右，吴忠市宁夏银星能源多晶硅有限责任公司冶炼车间由于冷却水管出现问题，导致冶炼炉物料外喷发生火灾事故，造成７人烧伤，其中２人重伤。多晶硅生产过程中使用或产生大量的氯气、氢气、三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、粉尘和酸碱等易燃易爆有毒的危险化学品。２００８年５月１日，重庆市万州区消防支队专门针对国内目前最大的多晶硅生产基地——重庆万州大全新材料有限公司
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ｔ／ａ多晶硅项目（以下简称万州多晶硅项目）进行
了一次氯气泄漏灭火救援实战演练。万州多晶硅项目一期第一条生产线就投入９．８亿元人民币．总投入累计将高达１００亿元人民币，多数设备都是从国外进口，如果发生火灾，将会给企业带来不可估量的财产损失。因此，笔者认为有必要对多晶硅生产企业的火灾防护措施进行认真的分析和探讨。Ｉ多晶硅生产工艺简述
目前．多晶硅生产工艺分为改良西门子法、硅烷热分解法、流化床反应炉法等三种。
改良西门子法又称闭环式三氯氢硅氢还原法，是用氯和氢合成氯化氢（或外购氯化氢），氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅，然后对三氯氢硅
６９４
进行分离精馏提纯，提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行还原反应生产高纯多晶硅。国内外现有的多晶硅厂大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
硅烷法是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取硅烷（Ｓｉｌｌ。），然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的流化床法是以四氯化硅、氢气、氯化氢和工业硅为原料在流化床内（沸腾床）高温高压下生成三氯氢硅，将三氯氢硅再进一步歧化加氢反应生成二氯二氢硅，继而生成硅烷气。制得的硅烷气经通人加有小颗粒硅粉的流化床反应炉内进行连续热分解反应，生成粒状多晶硅产品。
除了上述三种方法生产电子级与太阳能级多晶硅以外，还有冶金法、气液沉积法、重掺硅废料提纯法等２．１
使用或产生危险化学品的理化性质分析不管多晶硅生产采用何种工艺，其生产过程中使
用或产生危险化学品的理化性质。见表１。多晶硅主要生产工艺流程图。见图１所示。
围ｌ
多晶硅生严１－艺流程不意图
（１）氯化氢合成系统的火灾危险性。氯化氢合成ＦｉｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２００８。Ｖｏｌ
２７，Ｎｏ．９
棒状多晶硅。
专门生产太阳能级多晶硅新工艺技术。２多晶硅生产火灾危险性分析
２．２生产工艺火灾危险性分析
采用氢气和液氯气化合成反应制得，化学反应方程式为Ｈ。＋Ｃｌ。一２ＨＣｌ。氢气一般由水电解制成．如果电解槽漏气、漏液或电解液质量差，都会造成可燃物逸出或在槽内互相混合形成爆炸性气体。电解槽对地绝缘损坏、槽体搭接金属物会引起短路。液氯由相邻化工厂购人。由于氯气相对密度为２．４，如果发生泄漏。氯气会沿着地面漂浮，影响半径会达数千米之远。氯化氢合成时。如果气流控制不平稳．达到氢气在氯气中的爆炸极
裹１
多量硅生产工艺使用或生产易燃易爆化危品的理化性质分析
燃烧性易燃
危险性简述
比空气轻，与空气混合能形成爆炸性混合物，遇热或明火即爆炸
是易燃物、可燃物燃烧爆炸的基本要素之一，能氧化大多数活性物质；能与易燃物（如乙炔、甲烷等）形成有爆炸性的混合物
对眼、呼吸道黏膜有刺激作用。吸人极高浓度的氯气。可引起死亡，一般可燃物大都
危险化学品氢气（Ｈ２）
危险品分类及编号
第２．１类易燃气体
氧气（０２）
第２．２类不燃气体第２．３类有毒气体
助燃
氯气（Ｃ１２）助燃
能在氯气中燃烧，一般易燃气体或蒸气能与氯气形成爆炸性混合物ｌ几乎对金属和非金属都有腐蚀作用
氯化氢
（ＨＣｌ）
第２．２类不燃气体第４．３类遇湿易燃物品
不燃
对眼和呼吸道粘膜有强烈的刺激作用。遇水时有强腐蚀性。能与一些活性金属粉末发生反应．放出氢气｝遇氰化物能产生剧毒的氰化氢气体
常温常压下为具有刺激性恶臭易流动易挥发的无色透明液体。在空气中极易燃烧，
三氯氢硅
（ＨＣｌｓＳｉ）
易燃在一１８℃以下也有着火的危险，遇明火则强烈燃烧或爆炸ｌ遇水分解成氯化氢，并放出大量的热引起自燃
硅粉（ｓｉ）
第４．１类易燃固体
可形成爆炸性混合物
易燃
反应；粉尘遇火焰或与氧化剂接触发生反应，有中等程度的危险性；与空气混合后
与钙、碳化铯、氯、氟化钴．氟、三氟化碘、三氟化锰、碳化铷，氟化银、钾钠合金剧烈
二氯氢硅
（Ｈ２Ｃ１２Ｓｉ）
第３．１类易燃液体第８．１类酸性腐蚀品
不燃易燃
易燃、有毒，具腐蚀性、刺激性．其蒸气能与空气形成范围广阔的爆炸性混合物．遇热源和明火有燃烧爆炸的危险
受热或遇水分解。放出有毒的腐蚀性烟气，对很多金属具尤其是潮湿空气存在下有腐蚀性
四氯化硅
（ＳｉＣＩ・）
限，就可能发生爆炸事故。
（２）三氯氢硅合成系统的火灾危险性。三氯氢硅的合成在反应炉内进行，反应温度为２８０～３３０℃，主要化学反应有：
Ｓｉ＋３ＨＣｌ—一ＳｉＨＣｌ。＋Ｈ２千
氯化氢等危险物质。如果操作人员违反操作规程或管道阀门等出现腐蚀性损坏，会导致危险物泄漏并引发危险。
（５）储存系统的火灾危险性。在多晶硅生产过程中，需要大量的三氯氢硅、四氯化硅等储罐，在生产和储存过程中，如果因操作失误、设备失修、工艺失控等原因造成储存设备、管线、阀门等部位发生危险品泄漏，遇水就会产生有毒、腐蚀和大量的热，甚至引发燃烧爆炸．导致人员伤亡和财产损失。３－多晶硅生产企业的消防安全措施
笔者以万州多晶硅项目为例，探讨多晶硅生产企业的消防安全措施。
３．１
２ＨＣｌ＋Ｓｉ—一ＳｉＨ２Ｃ１２
６ＨＣｌ＋２Ｓｉ——，２ＳｉＣｌ。＋３Ｈ２千４ＨＣｌ＋Ｓｉ——，ＳｉＣｌ４＋２Ｈ２十
由此可见，三氯氢硅反应炉生成的产物为混合物，除了三氯氢硅外，还有二氯二氢硅、三氯化硅、四氯化硅和氢气等副产物。因此，要对三氯氢硅进行分离、精馏，对副产物进行回收再利用。在合成过程中，反应炉内的温度已经超过三氯氢硅的自燃点（１７５℃），如果发生泄露或者空气进入反应炉，极易引起燃烧或爆炸事故，并且三氯氢硅及其副产物具有遇水燃烧、有毒、爆炸等特性，给火灾扑救带来极大的困难。
（３）多晶硅合成系统的火灾危险性。多晶硅合成在沉淀反应器中进行，化学反应式为ＳｉＨＣｌ。＋Ｈ：一Ｓｉ＋３ＨＣｌ。由反应式可以看出，除生成的高纯度多晶硅以外，其反应物和副产物均为易燃、易爆、有毒、腐蚀的危险化学品，其火灾危险性与三氯氢硅合成系统的火灾危险性类似。
（４）尾气回收系统的火灾危险性。尾气回收工段属于甲类火灾危险性，主要回收利用氢气、三氯氢硅、
西防科夸与＆．，Ｋ２００８年９月第２７卷第９期
科学选址为项目创造良好的外部条件
万州多晶硅项目位于重庆万州盐气化工园，占地
３８．７万ｍ２，属于城市边缘地带，５００ｒｎ范围内无大规模人员居住区，选址符合万州城市总体规划的要求。厂址地势较为平坦，位于城市全年主导风向的下侧风方向。该项目外部消防条件较好，在５ｋｍ范围内分别有万州消防支队一中队、三中队、万州消防特勤分中心和工业园区专职消防队（在建）等三个普通消防站和一个特勤消防站。其中万州消防特勤分中心为重庆七个特勤分中心之一，站内装备精良，各种抢险救援、危险化学品侦检、救生、破拆、堵漏、洗消等消防特勤器材齐全，能够处置各类危险化学品火灾、泄漏等事故。工业
６９５
园区内设有专用自来水厂，供水能力达１０万ｔ／日，消防用水有可靠保障。
３．２合理规划。确保厂区平面总体安全
合理布置各种工艺装置、设施设备是安全生产的基础。应根据产区各建筑物的生产性质及相关要求，结合场地风向和自然环境。合理划分生产区、储存区、辅助设施区和办公生活区等功能分区。各装置布置时要充分考虑风向、防火间距、耐火等级和消防扑救的要求。力求在满足生产工艺的前提下尽量降低火灾风险。考虑到厂区平面交叉运输和竖向交通运输等可能存在的影响消防通道不畅等因素，适当加大消防车道的宽置火灾危险性均为甲类。其建筑结构耐火等级均不应多晶硅的主要生产装置和厂房其火灾危险性均为甲类，消防安全要求很高。在满足生产工艺的要求下，（构）筑物的结构形式应采用钢筋混凝土结构。在全厂多晶硅生产企业日常消防工作必须由企业实行统自投入运行。制定完善重点工序消防应急预案，以便在６９６
３．５依靠科技提高生产工艺的消防安全可靠性
用西门子法制备多晶硅，涉及大量氯气、氢气、三氯氢硅、四氯化硅、氯化氢、粉尘和酸碱，是一个易燃易爆且具有一定污染的产业。如果原料和副产物在使用、储存、回收和循环利用过程中出现管道腐蚀、通风不良等情况。极易出现跑、冒、滴、漏和粉尘爆炸危险。因此，多晶硅生产工艺一定要注重对技术系统的完整性和安全性的控制，在安全生产的关键工序和设备上加大研发投入力度。不能依靠简单的“拿来主义”，而必须走引进与自主相结合的道路，依靠科技和技术进步，积极参与多晶硅生产技术的完善和改良，才能不断提高生产查手册［Ｍ］．北京：中国人事出版社，２００２．
援［Ｍ］．上海：上海科学技术出版社．２００１．ＦｉｒｅｓａｆｔｙａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒｐｏｌｙｃｒｙｓｔａＵｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎ
ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ
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ｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｉｌｉｎｅｓｉｌｉｃｏｎ，ｔｅｃｈｎｉｃｓ；ｆｉｒｅｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ｝作者简介：黄钊（１９７５一），男，重庆万州人，重庆
收稿日期：２００８一０５—０３
ＦｉｒｅＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ２００８．Ｖｏｌ
２７，Ｎｏ．９
度和高度，并设置成环形消防车道。重要的生产装置均能从两个方向同时通行消防车。多晶硅的主要生产装低于二级，除尾气回收、精馏、还原氢化等生产工艺要求必须采用多层建（构）筑以外，其余建（构）筑物一律采用单层建筑。
３．３防消结合，采取可靠的消防安全措施
尽量遵循工厂布置一体化，生产装置露天化的原则，建应统一设置完备的火灾自动报警系统、可燃气体、有毒气体检测报警装置和液位报警连锁装置等自动报警系统。配备专用应急电源，由厂区调度室统一监控。在具有爆炸和火灾危险性的生产工序，应设置可靠的防雷保护装置，电气设备的选用应符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的要求。根据不同工序的性质和特点，分别选用室内外消火栓给水系统、气体灭火系统、移动灭火器以及干沙、水泥、石棉毯等行之有效的灭火设施。
３．４严格制度，做好消防应急预案
一管理，建立健全各项安全生产管理制度和安全操作规程。在易燃易爆、有毒有害场所工作的人员，应取得特种行业上岗资格，必须持证上岗，操作时应当遵守消防安全规定，并采取相应的消防安全措施。压力容器和管道必须建立健全设备技术档案。严格执行国家有关规定、标准，对压力容器、管道实行定期检验，发现问题应及时发出检验通知书限期解决，未解决之前不准擅发生火灾、爆炸或危险化学品泄漏的紧急情况下，正确调动内部力量、运用工艺和外部措施，安全疏散现场人员・最大限度地减少人员伤亡和财产损失。
工艺的消防安全可靠性。
参考文献：
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Ｗａｎｚｈｏｕ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓＬｔｄ．，ｗｈｉｃｈ
ｙｅａｒ，ａｓ
ｐｏｌｙｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅａｎａｌｙｓｉｓ
ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆ
ｆｒｏｍＫｅｙｓｅｃｕｒｉｔｙ
市万州区消防支队防火处工程师，主要从事消防监督管理工作，重庆市万州区北山大道２７６号，４０４０００。
多晶硅生产工艺的消防安全分析
作者：黄钊， 吴志坚， HUANG Zhao， WU Zhi-jian作者单位：重庆市万州消防支队,重庆,404000刊名：消防科学与技术
英文刊名：FIRE SCIENCE AND TECHNOLOGY年，卷(期)：2008，27(9)被引用次数：
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参考文献(4条)
1. 公安部消防局. 国家化学品登记注册中心 危险化学品应急处置速查手册 20022. 中国人民解放军军事医学科学院. 上海市消防局 化学事故应急救援 20013. GB 6944-2005.危险货物分类及品名编号4. 公安部消防局 防火手册 1992
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