DE10218491B3

DE10218491B3 - Verfahren zur Vermeidung der Selbstentzündung von brennbaren Stäuben in Prozessabgasen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie Siliciumscheibe erhältlich aus diesem Verfahren

Info

Publication number: DE10218491B3
Application number: DE10218491A
Authority: DE
Inventors: Franz Becker; Lothar Dipl.-Phys. Lehmann; Horst Wächtler
Original assignee: Wacker Siltronic AG
Current assignee: Siltronic AG
Priority date: 2002-04-25
Filing date: 2002-04-25
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-04-26
Also published as: US20030200867A1; TW200306883A; US6905533B2; KR20030084620A; CN1453399A; CN1279220C; TWI265819B; JP2004002180A; JP4038149B2; KR100499011B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung der Selbstentzündung von brennbaren Stäuben in Prozessabgasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäube während des Prozesses, ohne die Prozessparameter zu beeinträchtigen, an mindestens einem in einem Druckbehälter angebrachten, bis mindestens 250 DEG C temperaturbeständigen und gesinterten Filterelement zurückgehalten werden und nach der Beendigung des Prozesses durch Rückstoß mit sauerstoffhaltigem Gas im Druckbehälter inertisiert werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vermeidung der Selbstentzündung von brennbaren Stäuben in Prozessabgasen sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sowie Siliciumschübe erhältlich aus diesem Verfahren.

Abgase aus Anlagen, in denen thermischen Prozessen durchlaufen werden, wie beispielsweise Feuerungen, Brennöfen oder Schmelzöfen, können Stäube enthalten, die vor ihrer Abführung an die Umwelt zumeist mittels Filterung und gegebenenfalls Passivierung zurückgehalten werden müssen. Insbesondere Metalloxid- und/oder Halbmetalloxidgemische in mittleren Oxidationsstufen sind hochreaktive Industriestäube, die Selbstentzündungstemperaturen unter 100°C aufweisen können und beispielsweise in nachgeschalteten Abgasfiltern zu Filterbränden oder Staubexplosionen neigen. In Einrichtungen zur Entstaubung, bei denen beispielsweise das Abgas in ein zyklonartiges Gehäuse wie in einem Zyklonabscheider tangential eingeblasen wird, werden vornehmlich größere Teilchen an der Gehäuseinnenwand und die feineren Teilchen mittels eines nachgeschalteten Filter, beispielsweise eines Gewebe- oder Faserfilters, abgeschieden. Aufgrund hoher Prozesstemperaturen, Funkenflug und Selbstentzündung hochreaktiver Stäube sind derartige Filterapparaturen häufig nicht einsetzbar.

In Anlagen zur Herstellung hochreiner, einkristalliner Siliciumstäben nach dem Tiegelziehverfahren nach Czochralski wird Siliciumbruch gegebenenfalls unter Zusatz von Dotierstoffen, wie beispielsweise Antimon, Arsen, Bor oder Phosphor, in einem heizbaren Quarztiegel vorgelegt und aufgeschmolzen. Durch Eintauchen eines Impfkristalls in die Schmelze wächst unter Drehung und vertikalem Ziehen des Impfkristalls an dessen Ende ein einkristalliner Kristallstab.

Der Schmelze wird durch den Kontakt zur Oberfläche des Quarztiegels Sauerstoff zugeführt, der durch die Konvektion infolge der Wärmezuführung und der Rotation in der Schmelze verteilt wird. Dadurch werden Oxide der Schmelzinhaltsstoffe gebildet, die über die Schmelzoberfläche verdampfen. Neben unterschiedlicher Siliciumoxide SiO_x (x = 0 bis 2) werden so insbesondere, aufgrund ihres hohen Dampfdruckes, die Sauerstoffverbindungen von Antimon und Arsen sowie Phosphor und bedingt auch Bor freigesetzt.

Da Tiegelziehanlagen in der Regel unter leichtem Vakuum von Schutzgas, vorzugsweise Argon, durchströmt werden, werden die Oxide der Schmelzinhaltsstoffe in unterschiedlichen Oxidationsstufen in den Abgasstrom der Tiegelziehanlage ausgetragen. Diese feinverteilten Metalloxid-/Halbmetalloxidgemische in unterschiedlichen Oxidationsstufen sind hochreaktiv, selbstentzündend und toxisch. Diese Industriestäube neigen insbesondere in den nachgeschalteten Abgasfiltern zu Filterbränden oder Staubexplosionen.

Im Patent DE 3603511 C2 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entfernung von staub- und gasförmigen Schadstoffen aus Abgasen, insbesondere Abgasen bei der Lichtwellenleiter-Vorformherstellung, beschrieben, in dem in einer ersten Stufe eine Staubabscheidung mittels eines trockenen, vorzugsweise mit Polytetrafluorethylen beschichteten, Gewebefilters erfolgt und in einer oder mehreren weiteren Stufen die gasförmigen Schadstoffe aus dem staubfreien Abgas mittels einer in einem Absorptionsflüssigkeitskreislauf fließenden wässrigen Natronlauge als Absorptionsflüssigkeit absorbiert werden.

Bei Filterung von SiO_x Stäuben mittels Gewebefilterelementen verursachen diese aufgrund ihrer Bauweise Glimmnester und Brände in den Falten, was zur Folge hat, dass das Filtermaterial beschädigt wird und der SiO_x Staub in die nachgeschalteten Pumpen bzw. durch die Pumpenabgase in die Umwelt gelangt. Um die Prozessparameter Druck und Durchfluss für die gesamte Laufzeit des Prozesses konstant zu halten ist bei der Anwendung dieser Filter eine sehr große Filterfläche nötig. Große Gasdurchflüsse bei niedrigem Druck sind nicht möglich, so dass die Wahl der geeigneten Prozessparameter für das Kristallziehen eingeschränkt wird.

Die DE 19854235 A1 beschreibt ein Verfahren zur Passivierung von brennbaren, metallurgischen Stäuben, die im Abgasfilter von Tiegelziehanlagen anfallen, insbesondere von Tiegelziehanlagen zum Ziehen von Siliciumeinkristallen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stäube im Abgasstrom der Tiegelziehanlage mittels eines Reaktionsgases bei Temperaturen von 50 bis 500°C kontinuierlich passiviert werden. Zur kontinuierlichen Passivierung wird zwischen die Abgasleitung der Tiegelziehanlage und den Abgasfilter eine Reaktionskammer mit einer Heizvorrichtung und zumindest einem Reaktionsgaseinlass eingeführt, wobei in Abhängigkeit der Kristallziehbedingungen die Temperatur der Reaktionskammer und die Reaktionsgaszufuhr in die Reaktionskammer geregelt wird. Als Reaktionsgas werden Luft, Sauerstoff, Ozon oder Gemische dieser Gase verwendet.

Die Passivierung mittels kontinuierlicher Zuführung eines Reaktionsgases hat dabei den Nachteil, dass der Reaktionsgas-Partialdruck im Gasraum der Tiegelziehanlage steigt. Die Rückdiffusion von Sauerstoff in die Tiegelziehanlage beeinträchtigt beispielsweise die Leitfähigkeit des Siliciumeinkristallstabes. Um die für den Tiegelziehprozess erforderlichen Vakuum- und Schutzgasströmungsbedingungen sowie den Sauerstoffanteil in der Tiegelziehanlage nicht merklich zu beeinträchtigen, ist die Kapazität der Oxidationsvorrichtung prozesstechnisch eingeschränkt. Durch unvollständige Oxidation können hochreaktive, selbstentzündende und toxische Oxide der Schmelzinhaltsstoffe in den Staubfilter dringen und Glimmnester und Brände im Filtermaterial sowie Staubexplosionen, beispielsweise beim Reinigen der Anlage, hervorrufen.

In DE 3705793 A1 wird ein Filterapparat zur Gasreinigung und Entgiftung von Abgasen aus thermischen Prozessen, beispielsweise Feuerungen, Brennöfen, Schmelzöfen oder Trocknungsanlagen, beschrieben, bei dem Staub und gasförmige Schadstoffe aus den Abgasen mittels einer Kombination eines hitze- und funkenflugu nempfindlichen Staubfilters mit einem Katalysatorelement in einer Baueinheit entfernt werden. Diese Katalysatorelemente bestehen vorzugsweise aus einer grobporigen Schaumkeramik, die mit katalytisch geeigneten Metallverbindungen oder reinen Metallen beschichtet ist.

Dieser Katalysator, der der Umwandlung gasförmiger Schadstoffe dient, muss auf das Trägermaterial aus Keramik, Gewebe oder Vliese aus hochtemperaturbeständigem Material, wie Quarzfasern oder Edelstahlfasern, aufgetragen und fixiert werden. Die Staubfilterelemente sind den katalytisch beschichteten Schaumkeramikelementen zur nachfolgenden Umwandlung der gasförmigen Schadstoffe vorgelagert. Die Filterelemente sind aufwendig zu reinigen, was im Falle von hochreaktiven, selbstentzündlichen und toxischen Stäuben, wie beispielsweise Oxidgemischen von mit Arsen, Phosphor oder Antimon dotiertem Silicium, zu großem Aufwand in der Infrastruktur der Filterreinigung führt, um gesundheitliche und sicherheitstechnische Risiken für das Reinigungspersonal zu minimieren.

Die deutsche Patentschrift DE 4130640 C2 beschreibt eine Vorrichtung zum Reinigen eines Filters, das zwischen einem durch Partikel verunreinigtem Raum und einer Abpumpstation angeordnet ist. Hierbei werden die Partikel an einem Filter zurückgehalten, der durch Inertgas von diesen Partikeln befreit wird, sobald die Durchlässigkeit des Filters stark durch die angesammelten Partikel stark reduziert wird. Die Reinigung des Filters mit Inertgas, welches vorzugsweise in Form von Pulsen über das Filter geleitet wird, erfolgt entgegen der Beaufschlagungsrichtung. Nach Abschluss der Pulsreinigung mittels Inertgas wird der Filterbehälter mit Sauerstoff bzw. einem Gemisch aus Sauerstoff und Inertgas in Prozessrichtung beaufschlagt, um weiterhin am Filter befindliche Staubpartikel aufzuoxidieren.

Das mit Staubpartikeln beladenen Filter wird gemäß DE 4130640 C2 zuerst mehrmals, vorzugsweise mittels Pulsen, mit Inertgas gereinigt. Nach Abschluss der Pulsreinigung wird in Prozessrichtung Sauerstoff auf das Filter geleitet, was zu einer Oxi dation der noch anhaftenden Staubpartikel führt. Durch die Oxidation können Partikel in ihrer Größe derart reduziert werden, dass sie kleiner als die Porengröße des Filters werden, dieses somit für die Partikel durchlässig wird und die Partikel letztendlich in das Vakuumpumpensystem eingetragen werden.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, die genannten Nachteile des Stands der Technik zu vermeiden und insbesondere ein wirtschaftlich zu betreibendes Verfahren zur Filtrierung und Inertisierung von Stäuben in Prozessabgasen zur Verfügung zu stellen, das nicht nur hochreaktive, selbstentzündende und toxische Stäube entfernt, sondern auch deren Inertisierung zusätzlich in den Prozess integriert, wobei die wesentlichen Parameter des Prozesses Temperatur, Druck und Gasdurchfluss in einem möglichst weiten Parameterbereich konstant über die gesamte Prozesslaufzeit gehalten werden sollen.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Vermeidung der Selbstentzündung von brennbaren Stäuben in Prozessabgasen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Stäube während des Prozesses, ohne die Prozessparameter zu beeinträchtigen, an mindestens einem in einem Druckbehälter angebrachten, bis mindestens 250°C temperaturbeständigen und gesinterten Filterelement zurückgehalten werden und nach der Beendung des Prozesses durch Rückstoss mit sauerstoffhaltigem Gas im Druckbehälter inertisiert werden.

Weiterhin soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung gestellt werden.

Das Verfahren soll auch zur Herstellung von Siliciumscheben auwendbar sein.

Vorteichafte Ausgestaetungen sind in den Unteran sprüchen waschrieben.

Die Stäube werden während des Prozesses an mindestens einem Filterelement zurückgehalten und nach Beendigung des Prozesses durch das entgegengesetzt zur Filterung während des Prozesses einströmende, sauerstoffenthaltende Gas vom Filterelement oder den Filterelementen abgetrennt, in den Druckbehälterraum verwirbelt und dort durch den Sauerstoff mittels Oxidation inertisiert.

Dagegen werden im Verfahren nach dem Stand der Technik die gasförmigen reaktiven Schadstoffe zuerst von den Stäuben mittels Filterung getrennt und anschließend an den Katalysatorelementen passiviert. Die Stäube werden an einem Filterelement zurückgehalten und nicht weiter behandelt. Zurückgehaltene, hochreaktive, selbstentzündende und toxische Stäube müssen nachfolgend mit den Gefahren für Mensch und Umwelt aus der Filterapparatur entnommen und entsorgt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Filterung und Inertisierung, beispielsweise von gegebenenfalls mit Dotierstoffen, ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Arsen, Antimon, Bor oder Phosphor, dotierten SiO_x Stäuben im Prozessabgas von Tiegelziehanlagen zum Ziehen von Siliciumeinkristallen, wobei

a) die Prozessabgase durch einen Druckbehälter mit mindestens einem porösen, gesinterten, regenerierbaren, das heißt durch Abreinigung wieder einsetzbaren, Filterelement aus Edelstahl oder Keramik geleitet werden,
b) das Filterelement oder die Filterelemente nach Beendigung des Kristallziehprozesses durch Rückströmen von sauerstoffhaltigem Gas in die Reingasseite entgegen der Prozessrichtung von den angesammelten Stäuben abgereinigt werden, wobei die angesammelten Stäube in den Druckbehälterraum verwirbelt werden und die Rückspülung des Filterelements oder der Filterelemente eine exotherme Reaktion der Stäube im Druckbehälterraum initiiert, wodurch die Stäube durch Oxidation inertisiert werden.

Bevorzugt wird Schritt b) mehrfach wiederholt, indem der Druck im Druckbehälter mittels nachgeschalteter Vakuumpumpen, vorzugsweise in einem Bereich < 100 mbar, reduziert wird, bevor in entgegengesetzter Richtung mit sauerstoffhaltigem Gas rückgespült wird. Die Druckdifferenz wird hierbei möglichst groß gestaltet. Bevorzugt wird die Inertisierung 3 bis 5 mal wiederholt. Danach steht die Filterapparatur mit inertiesiertem Inhalt und gereinigtem Filterelement oder gereinigten Filterelementen für den nächsten Prozess zur Verfügung.

Die Erfindung erlaubt daher, dass zurückgehaltene, hochreaktive, selbstentzündende und toxische Stäube nach der Beendigung des Prozesses durch Rückspülen mit sauerstoffhaltigem Gas, Ver wirbelung der Stäube im Druckbehälterraum und Oxidation inertisiert werden. Nach gegebenenfalls mehrfachem Wiederholen des Rückspülungsvorgangs können die inertisierten Stäube gefahrlos dem System entnommen werden, ohne dass es bei der Filterreinigung oder bei der Entsorgung der Stäube zu Staubbränden kommt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Druckbehälter einen Austragsflansch für die inertisierten Stäube am unteren Teil des Druckbehälters aufweist. Die Entleerung der Filterapparatur erfolgt vorzugsweise bei Stillstand der Anlage.

In Verfahren, in denen im Prozess Drücke unterhalb des Atmosphärendrucks angewendet werden, sind dem Filtersystem Vakuumpumpen, vorzugsweise ölgedichtete Vakuumpumpen, nachgeschaltet. Enthalten die hochreaktiven, selbstentzündenden und toxischen Stäube Partikel mit Partikelgrößen kleiner der Porengröße der Filter, so können diese in das Öl der Vakuumpumpe überführt werden. Dort werden feine, nicht agglomerierte Partikel kleiner 5 μm im Öl der Pumpe gebunden. Größere Partikel und Partikelagglomerate können aufgrund ungünstiger Oberflächenverhältnisse nicht oder nicht ausreichend oxidiert werden, so dass die hochreaktiven, selbstendzündenden und toxischen Stäube ein großes Gefährdungspotential für Mensch und Umwelt in den Leitungen, Filtern, Pumpen und deren Abgase erzeugen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden hochreaktive, selbstentzündende und toxische Stäube entsprechend der Porengröße des Filterelements oder der Filterelemente zurückgehalten. Bevorzugt werden Filterelemente mit einer Porengröße von 0,3 bis 12 μm, besonders bevorzugt von 3 bis 5 μm verwendet. Bevorzugt wird die Abluft des abreagierenden Filtersystems der Prozessabluft zugeführt.

Entsprechend der Porengröße wird die Filterfläche so gewählt, dass die Prozessparameter nicht beeinträchtigt werden und auch große Gasdurchflüsse bei niedrigen Drücken möglich werden. Die Filterfläche ist zur Porengröße so abgestimmt, dass die Rückhalterate des Filters über die gesamte Prozessdauer konstant bleibt. Die Filterfläche beträgt vorzugsweise 0,5 bis 5 m², besonders bevorzugt 1 bis 3 m².

Ein weiterer wichtiger Unterschied zum Stand der Technik besteht darin, dass die Brandgefahr im Filtersystem ausgeschlossen wird. Im erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens ein, bis mindestens 250°C temperaturbeständiges, poröses und gesintertes Filterelement aus Edelstahl oder Keramik in einem Druckbehälter, der vorzugsweise aus Edelstahl besteht und bis mindestens 250°C temperaturbeständig ist, verwendet. Verzugsweise sind mehrere Filterelemente in einem Druckbehälter enthalten.

In Gegenwart von toxischen Verbindungen, beispielsweise des Arsens oder Antimons, wird wegen der Umweltgefährlichkeit der Stäube der Druckbehälter zweckmäßigerweise durch ein Beatmungsventil verschlossen. Auf diese Weise wird das Austreten von toxischen, bzw. karzinogenen Gasen verhindert.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die konstante Rückhalterate der Filtereinheit nicht nur über die gesamte Prozessdauer, sondern über die gesamte Lebensdauer der Filterelemente resultierend in einer Senkung der Betriebskosten, da die Filterelemente nicht ausgewechselt werden müssen. Die Filterapparatur gewährleistet hohe Durchflussraten auch bei niedrigem Druck während des Prozesses.

Prozesse, deren Abgase von Stäuben mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens gefiltert werden können, sind beispielsweise Prozesse, bei denen Silicium geschmolzen wird, wie das Siliciumeinkristallziehen in Tiegelziehanlagen, das Gießen von Polysilicium oder die Herstellung von Solarsilicium.

In 1 ist eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete, bevorzugte Vorrichtung schematisch dargestellt. In der Vorrichtung gemäß 1 werden die Prozessabgase einer Tiegelziehanlage 1 durch einen Druckbehälter 2 aus Edelstahl, in dem 19 regenerierbare Filterelemente aus porös gesintertem Edelstahl zur Filterung von trockenen Gasen mit einer Filterfläche von 1,8 m² und einer Porengröße von 3 μm eingesetzt sind, und durch ein Vakuumsystem 4 in die Abgasleitung 5 abgeführt. Während des Tiegelziehprozesses eines Siliciumeinkristallstabes ist das Ventil V2 geöffnet. In der Tiegelziehanlage wird durch das Vakuumsystem 4 ein Druck von 10 bis 500 mbar erzeugt und Argon mit einem Volumenstrom von 300 bis 10.000 Normliter pro Stunde eingespeist. Über die direkte Leitung zum Druckbehälter gelangen die Prozessabgase tangential in den Druckbehälter. Dort erfolgt die Abscheidung der größeren Partikel über den Zykloneffekt. Danach werden die Prozessabgase durch die Filterelemente in die Reingasseite der Filterapparatur geführt. An den Filterelementen erfolgt die Feinabscheidung mit einer Porengröße von 3 μm. Nach den Filterelementen gelangen die Prozessabgase über das Regelventil V4 in das Vakuumsystem 4, das vorzugsweise aus einer Rootspumpe und einer Sperrschieberpumpe besteht. Im Vakuumsystem 4 erfolgt bauartbedingt die Nassabscheidung und Passivierung der im geringen Umfang enthaltenen Feinstäube kleiner 3 μm im Öl der Vakuumpumpe. Nach dem Vakuumsystem 4 werden die nun gereinigten Prozessabgase in die Abgasleitung 5 geführt.
Nach der Beendigung des Prozesses und 120 Minuten vor Beendigung der Abkühlzeit werden die Ventile V 1.1, V 1.2 und V 1.3 zur Luftspülung geöffnet. Bei laufenden Pumpen führen die Ventile V 1.1 und V 1.2 zusammen 2.200 Normliter pro Stunde Frischluft in die Abgasrohre der Anlage. Durch das Ventil V 1.3 werden weitere 4.500 Normliter pro Stunde Frischluft in die Zuleitung zur Rohgasseite der Filterapparatur geführt. Die Luftspülung dient der kontrollierten Oxidation in den Abgasleitungen der Tiegelziehanlage und der Primär-Oxidation des Filterkuchens in den Filterkerzen. Die Luftspülzeit beträgt 30 Minuten, während dieser Zeit sind die Ventile V2 und V4 geöffnet. Nach 30 Minuten werden die Ventile V 1.1, V 1.2 und V 1.3 geschlossen und der Druck in der Anlage auf 150 mbar gefahren. Das Ventil V2 wird geschlossen, das Ventil V4 ist geöffnet und das Vakuumsystem läuft weiterhin. Das Rückspülventil V3 ist ein Dreiwegeventil, welches beim Öffnen nach 5 Minuten eine Verbindung vom Druckbehälter 2 zum Frischluftsystem bei gleichzeitigem Schließen der Leitung zum Vakuumsystem 4 bewirkt. In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform wird das Rückspülventil V3 mit Pressluft verbunden. Durch das geöffnete Ventil V3 strömt mit großer Geschwindigkeit Frischluft oder Pressluft in die unter Vakuum stehende Reingasseite der Filterapparatur. Die dadurch entstehende Druckwelle bewirkt die Abreinigung der Filterelemente und das Verwirbeln der Stäube im Druckbehälterraum, wobei diese mit Sauerstoff vermischt werden. Dadurch wird eine Oxidation als exotherme Reaktion der Stäube im Druckbehälterraum initiiert. Nach einer Oxidationszeit von 20 Minuten wird das Rückspülventil V3 für die Dauer von 3 Minuten auf Durchgang zum Vakuumsystem 4 geschaltet, das den Druckbehälter 2 erneut evakuiert. Der Vorgang der Rückspülung wird insgesamt dreimal wiederholt.
Das Spülen der Rohgasseite kann nach dem Abreinigen der Filterelemente wiederholt werden. Danach ist die Abreinigung der Filterapparatur beendet und die Filterapparatur steht für einen neuen Prozess zur Verfügung.
Die inertisierten Stäube werden in regelmäßigen Abständen am Austragsflansch 3 entnommen. Mit der in 1 beschriebenen Filterapparatur können beispielsweise bis zu 30 Siliciumeinkristallstäbe gezogen werden, bevor der Druckbehälter 2 durch Entnahme am Austragsflansch 3 gereinigt werden muss.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Beatmungsleitung 6 des Druckbehälters 2 an die Prozessabluftleitung 7 angeschlossen.

Claims

Verfahren zur Vermeidung der Selbstentzündung von brennbaren Stäuben in Prozessabgasen dadurch gekennzeichnet, dass die Stäube während des Prozesses, ohne die Prozessparameter zu beeinträchtigen, an mindestens einem in einem Druckbehälter angebrachten, bis mindestens 250°C temperaturbeständigen und gesinterten Filterelement zurückgehalten werden und nach der Beendung des Prozesses durch Rückstoss mit sauerstoffhaltigem Gas im Druckbehälter inertisiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess das Schmelzen von Silicium oder von Dotierstoffe enthaltendem Silicium beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Prozess das Ziehen von Siliciumeinkristallstäben in Tiegelziehanlagen ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stäube Oxide oder Oxidgemische ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Silicium, Bor, Phosphor, Arsen und Antimon enthalten.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Porengröße der bis mindestens 250°C temperaturbeständigen, gesinterten Filterelemente 0,3 bis 15 μm beträgt.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem Druckbehälter bis mindestens 250°C temperaturbeständigen, gesinterten Filterelemente aus Keramik oder Edelstahl bestehen.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Prozess Drücke von 10 bis 500 mbar verwendet werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Prozess inerte Schutzgase ausgewählt aus der Gruppe enthaltend Stickstoff und Argon mit Gasflussraten von 300 bis 10.000 Normlitern pro Stunde verwendet werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Beendigung des Prozesses die Schritte a) Evakuieren des Druckbehälters b) Belüften des Druckbehälters mit sauerstoffhaltigem Gas in zur Filterung entgegengesetzter Richtung, wobei die an den Filterelementen gesammelten Stäube in den Druckbehälterraum strömen und dabei mit Sauerstoff reagierend inertisiert werden, jeweils alternierend aufeinanderfolgend mindestens einmal durchgeführt werden.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das sauerstoffhaltige Gas Luft oder Pressluft ist.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abluft der nach einem Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 gefilterten Prozesse der Prozessabluft zugeführt wird.
Siliciumscheibe erhältlich aus einem der Verfahren gemäß den Ansprüchen 3 bis 11.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Vermeidung der Selbstentzündung von brennbaren Stäuben in Prozessabgasen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung a) eine zur Prozessanlage verschließbare Abgasabführung enthaltend mindestens ein Ventil zur Zuführung von Frischluft, b) einen Druckbehälter mit Austragsflansch, in dem mindestens ein bis mindestens 250°C temperaturbeständiges und gesintertes Filterelement angebracht ist, c) ein Rückspülventil, das mit dem Druckbehälter, einem Vakuumsystem und einer Beatmungsleitung verbunden ist, d) ein Vakuumsystem und e) eine Beatmungsleitung enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessanlage eine Tiegelziehanlage ist.