DE102010000979A1

DE102010000979A1 - Verwendung eines druckbetriebenen keramischen Wärmetauschers als integraler Bestandteil einer Anlage zur Umsetzung von Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan

Info

Publication number: DE102010000979A1
Application number: DE102010000979A
Authority: DE
Inventors: Guido Dr. 45721 Stochniol; Yücel Dr. 63906 Önal; Alfons 79664 Bieker; Ingo Dr. 61389 Pauli; Ingrid 60437 Lunt-Rieg
Original assignee: Evonik Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2011-07-21
Also published as: EP2526052A1; CA2786413A1; CN102725227A; JP2013517208A; KR20120127413A; US20130099164A1; TW201139273A; WO2011085899A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines keramischen Wärmetauschers als integraler Bestandteil eines Verfahrens zur katalytischen Hydrodehalogenierung von Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan in Gegenwart von Wasserstoff, wobei das Produktgas und die Eduktgase als unter Druck stehende Ströme durch den Wärmetauscher geführt werden und der Wärmetauscher Wärmetauscherelemente aus keramischem Material umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung eines keramischen Wärmetauschers als integraler Bestandteil eines Verfahrens zur katalytischen Hydrodehalogenierung von Siliciumtetrachlorid (SiCl₄) zu Trichlorsilan (HSiCl₃) in Gegenwart von Wasserstoff.
Bei vielen technischen Prozessen in der Siliciumchemie entstehen SiCl₄ und HSiCl₃ gemeinsam. Es ist deswegen notwendig, diese beiden Produkte ineinander zu überführen und damit der jeweiligen Nachfrage nach einem der Produkte gerecht zu werden.
Darüber hinaus ist hochreines HSiCl₃ ein wichtiger Einsatzstoff bei der Herstellung von Solarsilicium.
Bei der Hydrodechlorierung von Siliciumtetrachlorid (STC) zu Trichlorsilan (TCS) wird nach technischem Standard ein thermisch kontrolliertes Verfahren eingesetzt, bei dem das STC zusammen mit Wasserstoff in einem mit Graphit ausgekleideten Reaktor, dem sogenannten ”Siemensofen”, geleitet wird. Die im Reaktor befindlichen Graphitstäbe werden als Widerstandsheizung betrieben, so dass Temperaturen von 1.100°C und höher erreicht werden. Durch die hohe Temperatur und den anteiligen Wasserstoffgehalt wird die Gleichgewichtslage zum Produkt TCS verschoben. Das Produktgemisch wird nach der Reaktion aus dem Reaktor geführt und in aufwendigen Verfahren abgetrennt. Der Reaktor wird kontinuierlich durchströmt, wobei die Innenflächen des Reaktors aus Graphit als korrosionsfestes Material bestehen müssen. Zur Stabilisierung wird eine Außenhülle aus Metall eingesetzt. Die Außenwand des Reaktors muss gekühlt werden, um die bei den hohen Temperaturen auftretenden Zersetzungsreaktionen an der heißen Reaktorwand, die zu Siliciumabscheidungen führen können, möglichst zu unterdrücken.
Neben der nachteiligen Zersetzung aufgrund der notwendigen und unökonomischen sehr hohen Temperatur, ist auch die regelmäßige Reinigung des Reaktors nachteilig. Aufgrund der eingeschränkten Reaktorgröße muss eine Reihe von unabhängigen Reaktoren betrieben werden, was ökonomisch ebenfalls nachteilig ist. Die gegenwärtige Technologie erlaubt keinen Betrieb unter Druck, um eine höhere Raum-/Zeitausbeute zu erzielen, um somit beispielsweise die Anzahl der Reaktoren zu reduzieren.
Ein weiterer Nachteil ist die Durchführung einer rein thermisch geführten Reaktion, ohne einen Katalysator, der das Verfahren insgesamt sehr ineffizient gestaltet.
Ein an anderer Stelle beschriebenes Verfahren sieht vor, dass die chemische Umsetzung zur Herstellung von Trichlorsilan aus Siliciumtetrachlorid und Wasserstoff in einem druckbetriebenen Reaktor durchgeführt wird. Dadurch und durch weitere bauliche und verfahrenstechnische Maßnahmen kann ein Verfahren dargestellt werden, bei dem hohe Raum-/Zeitausbeuten an TCS mit einer hohen Selektivität erhalten werden.
Problematisch hierbei ist jedoch, dass es sich um eine Gleichgewichtsreaktion handelt, die über eine hohe Temperatur bevorzugt zur Produktseite geführt wird, so dass in den kühlen Bereichen außerhalb der Reaktionszone eine Rückreaktion möglich ist.
Das bei der Umsetzung erhaltene Produktgemisch bzw. der Produktstrom kann vor einer Weiter- bzw. Aufarbeitung vorteilhaft über wenigstens einen der Reaktion vorgeschalteten Wärmetauscher geführt werden, um die Edukte Siliciumtetrachlorid und/oder Wasserstoff unter Abkühlen des Produktstromes energiesparend vorzuheizen. Bisher verwendete Wärmetauscher in derartigen Verfahren werden drucklos betrieben, es findet also eine Druckstufenerniedrigung vom Reaktor zum Wärmetauscher statt. So werden etwa in der DE 2005 005044 Wärmetauscher aus Keramik beschrieben, die in einem drucklosen Zustand arbeiten.
Es wäre nun von Vorteil, wenn eine solche Druckstufenerniedrigung nicht notwendig wäre, so dass die Abkühlung des Reaktionsgemisches bei gleichzeitigem Vorheizen der eingesetzten Eduktgasströme unter Druck durchgeführt werden könnte.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war somit, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Siliciumtetrachlorid zu Trichlorsilan umgesetzt werden kann, wobei eine Druckstufenerniedrigung im Verfahrensablauf vermieden und dennoch die Energie des erhitzten Produktgases zum Vorheizen der Edukte genutzt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das im Folgenden beschriebene Verfahren.
Gegenstand der Erfindung ist insbesondere ein Verfahren, bei dem ein siliciumtetrachloridhaltiges Eduktgas und ein wasserstoffhaltiges Eduktgas in einem Hydrodechlorierungsreaktor durch Zufuhr von Wärme zur Reaktion gebracht werden unter Bildung eines unter Druck stehenden trichlorsilanhaltigen und HCl-haltigen Produktgases, wobei das Produktgas mittels eines Wärmetauschers abgekühlt und das durch denselben Wärmetauscher geführte siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas und/oder das wasserstoffhaltige Eduktgas erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktgas und das siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas und/oder das wasserstoffhaltige Eduktgas als unter Druck stehende Ströme durch den Wärmetauscher geführt werden und der Wärmetauscher Wärmetauscherelemente aus keramischem Material umfasst. Im Produktstrom können gegebenenfalls auch Nebenprodukte wie Dichlorsilan, Monochlorsilan und/oder Silan enthalten sein. Im Produktstrom sind in der Regel auch noch nicht umgesetzte Edukte, also Siliciumtetrachlorid und Wasserstoff, enthalten.
Die Gleichgewichtsreaktion im Hydrodechlorierungsreaktor wird typischerweise bei 700°C bis 1.000°C, bevorzugt 850°C bis 950°C und bei einem Druck im Bereich zwischen 1 und 10 bar, bevorzugt zwischen 3 und 8 bar, besonders bevorzugt zwischen 4 und 6 bar durchgeführt.
Das keramische Material für die Wärmetauscherelemente wird vorzugsweise ausgewählt aus Al₂O₃, AlN, Si₃N₄, SiCN oder SiC, besonders bevorzugt ausgewählt aus Si-infiltriertem SiC, isostatisch gepresstem SiC, heiß isostatisch gepresstem SiC oder drucklos gesintertem SiC (SSiC).
In allen beschriebenen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens können der siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas und der wasserstoffhaltige Eduktgas auch als ein gemeinsamer Strom durch den Wärmetauscher geführt werden.
Die Druckunterschiede im Wärmetauscher zwischen den verschiedenen Strömen sollten nicht mehr als 10 bar, bevorzugt nicht mehr als 5 bar, weiter bevorzugt nicht mehr als 1 bar, besonders bevorzugt nicht mehr als 0,2 bar betragen, gemessen an den Eingängen und Ausgängen der Produktgas- und Eduktgasströme.
Weiterhin sollte der Druck des Produktstromes am Eingang des Wärmetauschers nicht mehr als 2 bar unter dem Druck des Produktstromes am Ausgang des Hydrodechlorierungsreaktors liegen, wobei bevorzugt die Drücke des Produktstromes am Eingang des Wärmetauschers und am Ausgang des Hydrodechlorierungsreaktors gleich sein sollten. Der Druck am Ausgang des Hydrodechlorierungsreaktors liegt typischerweise im Bereich zwischen 1 und 10 bar, bevorzugt im Bereich zwischen 4 und 6 bar.
Die Drücke im Wärmetauscher sollten im Bereich von 1 bis 10 bar, bevorzugt im Bereich von 3 bis 8 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 6 bar, liegen gemessen an den Eingängen und Ausgängen der Produktgas- und Eduktgasströme.
In allen Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Wärmetauscher bevorzugt ein Rohrbündelwärmetauscher.
Das durch den Wärmetauscher geführte siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas und/oder das wasserstoffhaltige Eduktgas wird/werden im Wärmetauscher vorzugsweise auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 900°C, bevorzugt 300°C bis 800°C, besonders bevorzugt 500°C bis 700°C, vorerwärmt. Dabei wird das durch den Wärmetauscher geführte Produktgas typischerweise auf eine Temperatur im Bereich von 900°C bis 150°C, bevorzugt 800°C bis 300°C, besonders bevorzugt 700°C bis 500°C, abgekühlt.
So wird beim erfindungsgemäßen Verfahren der Wärmetauscher vorteilhaft bei einem Druck von 1 bis 10 bar, bevorzugt bei 3 bis 8 bar, besonders bevorzugt bei 4 bis 6 bar, betrieben, wobei die Druckdifferenz im Wärmetauscher zwischen den Stoffströmen in der Regel nicht mehr als 10 bar, bevorzugt nicht mehr als 5 bar, weiter bevorzugt nicht mehr als 1 bar und insbesondere nicht mehr als 0,2 bar, beträgt.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung eines Wärmetauschers als integraler Bestandteil einer Anlage zur Umsetzung von Siliziumtetrachlorid zu Trichlorsilan, dadurch gekennzeichnet, dass ein trichlorsilanhaltiges und HCl-haltiges Produktgas und ein siliciumtetrachloridhaltiges Eduktgas und/oder ein wasserstoffhaltiges Eduktgas als unter Druck stehende Ströme durch den Wärmetauscher geführt werden und der Wärmetauscher Wärmetauscherelemente aus keramischem Material umfasst. Dabei kann der erfindungsgemäß verwendete Wärmetauscher so beschaffen sein, wie oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben, zum Beispiel in Bezug auf das keramische Material für die Wärmetauscherelemente, die Drücke im Wärmetauscher während des Betriebs sowie.
Der verwendete Wärmetauscher ist bevorzugt ein Platten- oder ein Rohrbündelwärmetauscher, wobei die Platten mit Kanälen oder Kapillaren in Stapeln angeordnet werden. Die Anordnung der Platten ist dabei vorzugsweise so gestaltet, dass in einem Teil der Kapillaren oder Kanälen nur Produktgas und in anderen Teilen nur Eduktgas fließt. Eine Vermischung der Gasströme muss vermieden werden. Die verschiedenen Gasströme können im Gegenstrom oder auch im Gleichstrom geführt werden. Die Konstruktion des Wärmetauschers wird dabei so gewählt, dass mit der Abkühlung des Produktgases die freiwerdende Energie gleichzeitig zur Ausleitung der Eduktgase dient. Die Kapillaren können auch in Form eines Rohrbündelwärmetauschers angeordnet werden. In diesem Fall fließt ein Gasstrom durch die Rohre (Kapillaren) während der andere Gasstrom um die Rohre fließt.
Unabhängig davon, welche Art Wärmetauscher gewählt wird, sind Wärmetauscher, die zumindest eines, vorzugsweise mehrere der folgenden Konstruktionsmerkmale erfüllen, besonders bevorzugt: Der hydraulische Durchmesser (DH) der Kanäle oder der Kapillaren, definiert als viermal Querschnittfläche durch Umfang, ist kleiner als 5 mm, bevorzugt kleiner als 3 mm. Das Verhältnis Austauschfläche zu Volumen ist größer 400 M^–1, der Wärmeübergangskoeffizient ist größer als 300 Watt pro Meter² mal K.
Der Wärmetauscher kann unmittelbar an dem Reaktor angeordnet sein, er kann aber auch über Leitungen mit dem Reaktor verbunden sein. Die Leitungen sind dann vorzugsweise thermisch isoliert.
Die folgenden Figuren dienen der Veranschaulichung der oben beschriebenen Erfindungsvarianten und Einsatzmöglichkeiten des Wärmetauschers.
1 zeigt beispielhaft und schematisch einen Hydrodechlorierungsreaktor, der gemeinsam mit dem erfindungsgemäß eingesetzten Wärmetauscher Teil einer Anlage zur Umsetzung von Siliziumtetrachlorid mit Wasserstoff zu Trichlorsilan sein kann.
2 zeigt schematisch das Durchleiten zweier (vorzuwärmenden) Eduktströme durch einen Wärmetauscher und das Durchleiten eines (abzukühlenden) aus einem Reaktor kommenden Produktstromes.
3 zeigt schematisch das Durchleiten eines (vorzuwärmenden) gemeinsamen Eduktstroms durch einen Wärmetauscher und das Durchleiten eines (abzukühlenden) aus einem Reaktor kommenden Produktstromes.
4 zeigt beispielhaft und schematisch eine Anlage zur Herstellung von Trichlorsilan aus metallurgischem Silicium in der der erfindungsgemäße Wärmetauscher verwendet werden kann.
Der in 1 gezeigte Hydrodechlorierungsreaktor umfasst mehrere in einer Brennkammer 15 angeordnete Reaktorrohre 3a, 3b, 3c, einen gemeinsamen Eduktgas 1, 2, der in die mehreren Reaktorrohre 3a, 3b, 3c geführt wird sowie eine aus den mehreren Reaktorrohren 3a, 3b, 3c herausgeführte Leitung 4 für einen Produktstrom. Der gezeigte Reaktor umfasst ferner eine Brennkammer 15 sowie eine Leitung für Brenngas 18 und eine Leitung für Brennluft 19, die zu den vier gezeigten Brennern der Brennkammer 15 führen. Gezeigt ist schließlich noch eine aus der Brennkammer 15 herausführende Leitung für Rauchgas 20.
Die 2 zeigt einen aus einem Reaktor 3 kommenden Produktstrom 4, der in einen Wärmetauschers 5 hineingeführt und als (abgekühlter) Produktstrom 6 herausgeführt wird sowie zwei durch denselben Wärmetauscher 5 geführte Eduktströme 1 und 2, die (dann vorgewärmt) nach Verlassen des Wärmetauschers 5 in den Reaktor 3 geführt werden.
Die 3 zeigt einen aus einem Reaktor 3 kommenden Produktstrom 4, der in einen Wärmetauschers 5 hineingeführt und als (abgekühlter) Produktstrom 6 herausgeführt wird sowie einen durch denselben Wärmetauscher 5 geführte gemeinsamen Eduktstrom 1, 2, der (dann vorgewärmt) nach Verlassen des Wärmetauschers 5 in den Reaktor 3 geführt wird.
Die in 4 gezeigte Anlage umfasst einen in einer Brennkammer 15 angeordneten Hydrodechlorierungsreaktor 3, eine Leitung 1 für siliciumtetrachloridhaltiges Gas und eine Leitung 2 für wasserstoffhaltiges Gas, die beide in den Hydrodechlorierungsreaktor 3 führen, eine aus dem Hydrodechlorierungsreaktor 3 herausgeführte Leitung 4 für ein trichlorsilanhaltiges und HCl-haltiges Produktgas, den erfindungsgemäßen Wärmetauscher 5 durch den die Produktgasleitung 4 sowie die Siliciumtetrachlorid-Leitung 1 und die Wasserstoff-Leitung 2 geführt wird, so dass ein Wärmeübertrag aus der Produktgasleitung 4 in die Siliciumtetrachlorid-Leitung 1 und in die Wasserstoff-Leitung 2 möglich ist. Die Anlage umfasst ferner eine Teilanlage 7 zum Abtrennen von Siliciumtetrachlorid 8, von Trichlorsilan 9, von Wasserstoff 10 und von HCl 11. Dabei wird das abgetrennte Siliciumtetrachlorid durch die Leitung 8 in die Siliciumtetrachlorid-Leitung 1 geführt, das abgetrennte Trichlorsilan durch die Leitung 9 einer Endproduktentnahme zugeführt, der abgetrennte Wasserstoff durch die Leitung 10 in die Wasserstoff-Leitung 2 geführt und das abgetrennte HCl durch die Leitung 11 einer Anlage 12 zur Hydrochlorierung von Silicium zugeführt. Die Anlage umfasst ferner einen Kondensator 13 zum Abtrennen des Kopplungsprodukts Wasserstoff, der aus der Reaktion in der Hydrochlorierungsanlage 12 stammt, wobei dieser Wasserstoff über die Wasserstoff-Leitung 2 via den Wärmetauscher 5 in den Hydrodechlorierungsreaktor 3 geführt wird. Gezeigt ist auch eine Destillationsanlage 14 zum Abtrennen von Siliciumtetrachlorid 1 und Trichlorsilan (TCS) sowie Leichtsiedern (LS) und Hochsiedern (HS) aus dem Produktgemisch, welches via den Kondensator 13 von der Hydrochlorierungsanlage 12 kommt. Die Anlage umfasst schließlich noch einen Rekuperator 16, der die für die Brennkammer 15 vorgesehene Brennluft 19 mit dem aus der Brennkammer 15 ausströmende Rauchgas 20 vorwärmt sowie eine Anlage 17 zur Dampferzeugung mit Hilfe des aus dem aus dem Rekuperator 16 ausströmenden Rauchgases 20.
Bezugszeichenliste

1: siliciumtetrachloridhaltiger Eduktgas
2: wasserstoffhaltiger Eduktgas
1, 2: gemeinsamer Eduktgas
3: Hydrodechlorierungsreaktor
3a, 3b, 3c: Reaktorrohre
4: Produktstrom
5: Wärmetauscher
6: abgekühlter Produktstrom
7: nachgeschaltete Teilanlage
7a, 7b, 7c: Anordnung mehrerer Teilanlagen
8: in (7) oder (7a, 7b, 7c) abgetrennter Siliciumtetrachloridstrom
9: in (7) oder (7a, 7b, 7c) abgetrennter Endproduktstrom
10: in (7) oder (7a, 7b, 7c) abgetrennter Wasserstroffstrom
11: in (7) oder (7a, 7b, 7c) abgetrennter HCl-Strom
12: vorgeschaltetes Hydrochlorierungsverfahren bzw. -anlage
13: Kondensator
14: Destillationsanlage
15: Heizraum oder Brennkammer
16: Rekuperator
17: Anlage zur Dampferzeugung
18: Brenngas
19: Brennluft
20: Rauchgas

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2005005044 [0009]

Claims

Verfahren, bei dem ein siliciumtetrachloridhaltiges Eduktgas (1) und ein wasserstoffhaltiges Eduktgas (2) in einem Hydrodechlorierungsreaktor (3) durch Zufuhr von Wärme zur Reaktion gebracht werden unter Bildung eines unter Druck stehenden trichlorsilanhaltigen und HCl-haltigen Produktgases (4), wobei das Produktgas (4) mittels eines Wärmetauschers (5) abgekühlt und das durch denselben Wärmetauscher (5) geführte siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas (1) und/oder das wasserstoffhaltige Eduktgas (2) erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Produktgas (4) und das siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas (1) und/oder das wasserstoffhaltige Eduktgas (2) als unter Druck stehende Ströme durch den Wärmetauscher (5) geführt werden und der Wärmetauscher (5) Wärmetauscherelemente aus keramischem Material umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material ausgewählt ist aus Al₂O₃, AlN, Si₃N₄, SiCN oder SiC.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material ausgewählt ist aus Si-infiltriertem SiC, isostatisch gepresstem SiC, heiß isostatisch gepresstem SiC oder drucklos gesintertem SiC (SSiC).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas (1) und das wasserstoffhaltige Eduktgas (2) in einem gemeinsamen Strom (1,2) durch den Wärmetauscher (5) geführt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckunterschiede im Wärmetauscher (5) zwischen den verschiedenen Strömen nicht mehr als 10 bar, bevorzugt nicht mehr als 5 bar, weiter bevorzugt nicht mehr als 1 bar, besonders bevorzugt nicht mehr als 0,2 bar beträgt, gemessen an den Eingängen und Ausgängen der Produktgas- (4) und Eduktgasströme (1, 2).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Produktstromes (4) am Eingang des Wärmetauschers (5) nicht mehr als 2 bar unter dem Druck des Produktstromes (4) am Ausgang des Hydrodechlorierungsreaktors (3) liegt, wobei bevorzugt die Drücke des Produktstromes (4) am Eingang des Wärmetauschers (5) und am Ausgang des Hydrodechlorierungsreaktors (3) gleich sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drücke im Wärmetauscher (5) im Bereich von 1 bis 10 bar, bevorzugt im Bereich von 3 bis 8 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 6 bar, liegen gemessen an den Eingängen und Ausgängen der Produktgas- (4, 6) und Eduktgasströme (1, 2).
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5) ein Rohrbündelwärmetauscher ist.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den Wärmetauscher (5) geführte siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas (1) und/oder das wasserstoffhaltige Eduktgas (2) im Wärmetauscher (5) auf eine Temperatur im Bereich von 150°C bis 900°C, bevorzugt 300°C bis 800°C, besonders bevorzugt 500°C bis 700°C, vorerwärmt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch den Wärmetauscher (5) geführte Produktgas (4) auf eine Temperatur im Bereich von 900°C bis 150°C, bevorzugt 800°C bis 300°C, besonders bevorzugt 700°C bis 500°C, abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5) bei einem Druck von 1 bis 10 bar, bevorzugt bei 3 bis 8 bar, besonders bevorzugt bei 4 bis 6 bar, betrieben wird.
Verwendung eines Wärmetauschers (5) als integraler Bestandteil einer Anlage zur Umsetzung von Siliziumtetrachlorid zu Trichlorsilan, dadurch gekennzeichnet, dass ein trichlorsilanhaltiges und HCl-haltiges Produktgas (4) und ein siliciumtetrachloridhaltiges Eduktgas (1) und/oder ein wasserstoffhaltiges Eduktgas (2) als unter Druck stehende Ströme durch den Wärmetauscher (5) geführt werden und der Wärmetauscher (5) Wärmetauscherelemente aus keramischem Material umfasst.
Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material ausgewählt ist aus Al₂O₃, AlN, Si₃N₄, SiCN oder SiC.
Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das keramische Material ausgewählt ist aus Si-infiltriertem SiC, isostatisch gepresstem SiC, heiß isostatisch gepresstem SiC oder drucklos gesintertem SiC (SSiC).
Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das siliciumtetrachloridhaltige Eduktgas (1) und das wasserstoffhaltige Eduktgas (2) in einem gemeinsamen Strom (1, 2) durch den Wärmetauscher (5) geführt werden.
Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckunterschiede im Wärmetauscher (5) zwischen den verschiedenen Strömen nicht mehr als 10 bar, bevorzugt nicht mehr als 5 bar, weiter bevorzugt nicht mehr als 1 bar, besonders bevorzugt nicht mehr als 0,2 bar beträgt, gemessen an den Eingängen und Ausgängen der Produktgas- (4, 6) und Eduktgasströme (1, 2).
Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Drücke im Wärmetauscher (5) im Bereich von 1 bis 10 bar, bevorzugt im Bereich von 3 bis 8 bar, besonders bevorzugt im Bereich von 4 bis 6 bar, liegen gemessen an den Eingängen und Ausgängen der Produktgas- (4, 6) und Eduktgasströme (1, 2).
Verwendung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (5) ein Rohrbündelwärmetauscher ist.