專利名稱：制造碳化硅原料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種環(huán)保的方式，特別是關(guān)于一種以環(huán)保的方式制造碳化硅原料的方法與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明是美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案，申請(qǐng)?zhí)?1/321，608，申請(qǐng)日2010年4月7日，題為”Method For Fabricating Silicon Carbide Material” 的相關(guān)申請(qǐng)案，該臨時(shí)申請(qǐng)案的全文并入本文，視為本案說明書的一部分。硅(silicon)與碳化硅(silicon carbide)是用于制造許多半導(dǎo)體裝置與光電裝置的原料。在今日電子工業(yè)中，硅占有主要地位；然而，在某些應(yīng)用上，碳化硅能展現(xiàn)更好的性質(zhì)。例如，碳化硅的導(dǎo)熱系數(shù)比銅與硅更高，因此在需要良好散熱效率的半導(dǎo)體裝置中， 例如發(fā)光二極管、太陽能電池、整流二極管等，經(jīng)常采用碳化硅作為基板的材料?，F(xiàn)有習(xí)知技術(shù)已經(jīng)發(fā)展出許多制造硅與碳化硅原料的方法或系統(tǒng)，以下將從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)探討它們。制造碳化硅原料最常見的方法，是將硅土( 二氧化硅，SiO2)與碳投入一溫度大于 250°C 以上的艾克森石墨電阻式火爐(Acheson graphite electric resistance furnace), 使發(fā)生下列化學(xué)反應(yīng)Si02+C — SiC+02 ......(1)圖1顯示根據(jù)現(xiàn)有習(xí)知艾克森方法，制造碳化硅原料的一系統(tǒng)。由于在火爐內(nèi)的反應(yīng)(1)為吸熱反應(yīng)，必須額外提供許多熱能，或者提供電能再轉(zhuǎn)換成熱能，給予火爐使其保持足夠的反應(yīng)溫度。另外，上述反應(yīng)還需要大量的碳，其來源為煤礦、木炭，或者燃燒樹木而得，如此耗費(fèi)許多天然資源，并破壞大自然環(huán)境。另一方面，在工業(yè)上硅原料通常是以高純度的硅土(二氧化硅)與樹木、木炭或煤礦在一具有碳電極的電弧火爐(electric arc furnace)內(nèi)發(fā)生反應(yīng)而獲得。當(dāng)溫度超過 1，900°C，根據(jù)下列化學(xué)反應(yīng)式，碳將二氧化硅還原成硅Si02+C — Si+CO2 ....... (2)接著，在火爐底部收集反應(yīng)后的液態(tài)硅原料，使其排出火爐并冷卻，即可獲得硅原料。以此方法制造的硅原料被稱為「冶金級(jí)硅(metallurgical grade silicon)」，其硅的純度可達(dá)98%。在某些應(yīng)用，例如太陽能電廠(solar power plant)，需要更高純度的硅。 實(shí)務(wù)上，太陽能源的產(chǎn)生，是以所謂的太陽能電池(solar cells)，其具有高純度的硅組件， 可將太陽能轉(zhuǎn)換成電能。純度更高的硅可增加太陽能電池的可靠度。因此，在太陽能電廠的應(yīng)用中，需要將上述的冶金級(jí)硅，進(jìn)一步純化成太陽能電池等級(jí)的硅原料。圖2顯示一現(xiàn)有習(xí)知硅原料產(chǎn)生廠的系統(tǒng)，其利用上述反應(yīng)式(2)制造硅原料，所制造之硅原料可應(yīng)用于一太陽能電廠或一太陽能電池制造廠。首先，此系統(tǒng)會(huì)具有如圖1 所示系統(tǒng)的兩個(gè)缺點(diǎn)。第一，必須提供大量的熱能，或電能再轉(zhuǎn)換成熱能，使反應(yīng)得以進(jìn)行。 第二，必須從大自然取得樹木、煤礦或木炭，使生活環(huán)境遭受破壞。除此之外，一個(gè)更嚴(yán)重的問題是，此反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量的二氧化碳。而眾所周知，現(xiàn)今全球最關(guān)心的問題，莫過于因?yàn)槎趸即罅颗欧牛斐蓽厥倚?yīng)暨而全球暖化，對(duì)現(xiàn)今與未來的環(huán)境造成影響。為解決此問題，全世界已經(jīng)投入許多努力以研究開發(fā)出新的替代能源，可不消耗天然資源，并且不會(huì)排放出二氧化碳。近年來，太陽能電廠或太陽能電池制造廠，因?yàn)樯a(chǎn)無污染且取之不盡的太陽能，成為最受矚目與進(jìn)展最快的產(chǎn)業(yè)。然而，為了制造更高純度的硅，太陽能電廠等卻使用了一個(gè)會(huì)消耗天然資源與排放二氧化碳的系統(tǒng)。換句話說，取之不盡、無污染的太陽能是借由犧牲其它天然資源與環(huán)境生態(tài)而獲得。為了制造高純度的碳化硅原料，現(xiàn)有習(xí)知方法提供了會(huì)破壞環(huán)境的生產(chǎn)方法。因此，亟需在對(duì)環(huán)境有利的條件下，提供新的制造碳化硅原料的方法或系統(tǒng)。由此可見，上述現(xiàn)有的技術(shù)在方法及使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新的制造碳化硅原料的方法實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一，亦成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，克服現(xiàn)有的技術(shù)存在的缺陷，而提供一種新的制造碳化硅原料的方法，所要解決的技術(shù)問題是使其在于提供有利于環(huán)境的制造碳化硅原料的系統(tǒng)與方法，非常適于實(shí)用。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種制造一碳化硅原料的方法，包含回收自一工廠排放的一二氧化碳；以及利用回收的該二氧化碳與一二氧化硅制造該碳化硅原料與一氧氣。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的方法，其中所述的該工廠包含一火力發(fā)電廠，該火力發(fā)電廠具有一火爐，且該火爐所產(chǎn)生的廢熱能提供制造該碳化硅原料所需的至少部分熱能來源。前述的方法，其中所述的該火力發(fā)電廠尚包含提供制造該碳化硅原料所需的電能。前述的方法，其中所述的所產(chǎn)生的該氧氣被回收至該火爐，作為一氧化劑或一助燃劑。前述的方法，其中所述的該工廠包含一硅原料產(chǎn)生廠，該硅原料產(chǎn)生廠具有一火爐，且該火爐所產(chǎn)生的廢熱能提供制造該碳化硅原料所需的至少部分熱能來源。前述的方法，其中所述的所產(chǎn)生的該氧氣被回收至該硅原料產(chǎn)生廠的該火爐，作為一氧化劑或一助燃劑。前述的方法，其中所述的所需的該二氧化硅取自硅礦石。前述的方法，其中所述的所產(chǎn)生的該氧氣被回收至一建筑物的一空調(diào)系統(tǒng)，用于保持該建筑物中二氧化碳與氧氣的濃度平衡。前述的方法，其中所述的所產(chǎn)生的該氧氣與一氫氣燃燒以產(chǎn)生蒸汽與能源。前述的方法，其中所述的在產(chǎn)生該碳化硅原料的過程中，一個(gè)硅原子封存一個(gè)碳原子，借此沒有產(chǎn)生任何含碳的副產(chǎn)品。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種制造一碳化硅原料的方法，包含回收自一工廠排放的一二氧化碳；以及利用回收的
5該二氧化碳與一硅原料制造該碳化硅原料與一氧氣。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。前述的方法，其中所述的該工廠包含一火力發(fā)電廠，該火力發(fā)電廠具有一火爐，且該火爐所產(chǎn)生的廢熱能提供制造該碳化硅原料所需的至少部分熱能來源。前述的方法，其中所述的該火力發(fā)電廠尚包含提供制造該碳化硅原料所需的電能。前述的方法，其中所述的所產(chǎn)生的該氧氣被回收至該火爐，作為一氧化劑或一助燃劑。前述的方法，其中所述的該工廠包含一硅原料產(chǎn)生廠，該硅原料產(chǎn)生廠具有一火爐，且該火爐所產(chǎn)生的廢熱能提供制造該碳化硅原料所需的至少部分熱能來源。前述的方法，其中所述的所產(chǎn)生的該氧氣被回收至該硅原料產(chǎn)生廠的該火爐，作為一氧化劑或一助燃劑。前述的方法，其中所述的所需的該硅原料取自損壞的半導(dǎo)體裝置。前述的方法，其中所述的所產(chǎn)生的該氧氣被回收至一建筑物的一空調(diào)系統(tǒng)，用于保持該建筑物中二氧化碳與氧氣的濃度平衡。前述的方法，其中所述的所產(chǎn)生的該氧氣與一氫氣燃燒以產(chǎn)生蒸汽與能源。前述的方法，其中所述的在產(chǎn)生該碳化硅原料的過程中，一個(gè)硅原子封存一個(gè)碳原子，借此沒有產(chǎn)生任何含碳的副產(chǎn)品。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下提供一種制造一碳化硅原料的方法，包含回收自一工廠排放的一二氧化碳；以及利用回收的該二氧化碳與一二氧化硅制造該碳化硅原料與一氧氣。另一實(shí)施例提供一種制造一碳化硅原料的方法，包含回收自一工廠排放的一二氧化碳；以及利用回收的該二氧化碳與一硅原料制造該碳化硅原料與一氧氣。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明制造碳化硅原料的方法至少具有下列優(yōu)點(diǎn)及有益效果第一，本發(fā)明所采用的反應(yīng)式與程序不會(huì)產(chǎn)生任何二氧化碳。第二，本發(fā)明提供了火力發(fā)電廠或硅原料產(chǎn)生廠之二氧化碳排放的解決辦法。從火力發(fā)電廠或硅原料產(chǎn)生廠的火爐所排放的二氧化碳，可全部或大體上被回收，作為生產(chǎn)碳化硅原料的反應(yīng)物。相較于將二氧化碳埋藏于地底，本發(fā)明提供一種更經(jīng)濟(jì)與安全的處理二氧化碳的方法?；蛘?，本發(fā)明提供的系統(tǒng)與方法，可視為另一種更有效率的「碳封存」。 注意到在本發(fā)明實(shí)施例所利用的反應(yīng)式(3)與中，一個(gè)硅原子「捕捉」一個(gè)碳原子，因此除了所需產(chǎn)物之外，不會(huì)產(chǎn)生任何含碳的副產(chǎn)品。第三，本發(fā)明利用回收的二氧化碳作為反應(yīng)物，可大幅減少天然資源，例如煤、木炭、樹木、石油、天然氣等的消耗，因此大自然環(huán)境得以受到保護(hù)，材料成本得以巨幅降低。第四，本發(fā)明之生產(chǎn)碳化硅的系統(tǒng)，可連接一工廠，例如實(shí)施例中的火力發(fā)電廠或硅原料產(chǎn)生廠，其可就近、有效率地提供生產(chǎn)碳化硅系統(tǒng)所需的熱能與電能，降低能量損失。特別地，在圖7的實(shí)施例中，所有的反應(yīng)物，包含硅與二氧化碳，甚至可全部取得自硅原料產(chǎn)生廠。第五，本發(fā)明實(shí)施例所生產(chǎn)的碳化硅可用于制造各種工業(yè)裝置或組件，例如發(fā)光
6二極管。所產(chǎn)生的氧氣可回收至一設(shè)備，例如前述火力發(fā)電廠或硅原料產(chǎn)生廠的火爐，作為燃燒石化燃料時(shí)的氧化劑或助燃劑?；蛘?，所產(chǎn)生的氧氣可回收至一建筑物，例如一住宅的一空調(diào)系統(tǒng)，用于保持該建筑物的二氧化碳/氧氣濃度平衡。或者，所產(chǎn)生的氧氣可與氫氣燃燒，產(chǎn)生蒸汽與能源，可具有許多應(yīng)用。第六，參照?qǐng)D2，在生產(chǎn)硅原料時(shí)，因?yàn)樯晌铩付趸肌贡换厥沼糜谏a(chǎn)碳化硅，且生產(chǎn)碳化硅的副產(chǎn)品氧氣可回收至硅原料產(chǎn)生廠的火爐，使提高產(chǎn)硅火爐的效率，因此整個(gè)反應(yīng)會(huì)更傾向生成物「硅」的方向，硅的產(chǎn)率得以提高。上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段， 而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說明如下。


圖1顯示根據(jù)現(xiàn)有習(xí)知方法制造碳化硅原料的一系統(tǒng)；圖2顯示一現(xiàn)有習(xí)知硅原料產(chǎn)生廠的一制造硅原料系統(tǒng)；圖3顯示一傳統(tǒng)火力發(fā)電廠的物料與能量平衡圖；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的制造碳化硅的方框圖；圖5顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例制造碳化硅的方框圖；圖6顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的制造碳化硅的方框圖；以及圖7顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的制造碳化硅的方框圖。
具體實(shí)施例方式為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的制造碳化硅原料的方法其具體實(shí)施方式
、方法、步驟、特征及其功效，詳細(xì)說明如后。以下將詳述本案的各實(shí)施例，并配合圖式作為例示。除了這些詳細(xì)描述之外，本發(fā)明還可以廣泛地施行在其它的實(shí)施例中，任何所述實(shí)施例的輕易替代、修改、等效變化都包含在本案的范圍內(nèi)，并以之后的專利范圍為準(zhǔn)。在說明書的描述中，為了使讀者對(duì)本發(fā)明有較完整的了解，提供了許多特定細(xì)節(jié)；然而，本發(fā)明可能在省略部分或全部這些特定細(xì)節(jié)的前提下，仍可實(shí)施。此外，眾所周知的步驟或組件并未描述于細(xì)節(jié)中，以避免造成本發(fā)明不必要之限制。在揭露本發(fā)明各實(shí)施例之前，首先額外討論現(xiàn)有習(xí)知技術(shù)如何處理燃燒各種含碳燃料，例如石油與煤礦，所產(chǎn)生的二氧化碳。圖3顯示一傳統(tǒng)火力發(fā)電廠(thermal power plant)的物料與能量平衡圖。經(jīng)由燃燒樹木、煤或木炭(或其它天然資源例如油或天然氣) 產(chǎn)生蒸汽，再將蒸汽的熱能經(jīng)由蒸汽渦輪(steam turbine)轉(zhuǎn)換成電能，同時(shí)，這種燒碳電廠將無可避免地會(huì)產(chǎn)生二氧化碳。另外，電廠生產(chǎn)的部分廢熱能也會(huì)被浪費(fèi)，而這些廢熱可能會(huì)破壞生態(tài)平衡。實(shí)務(wù)上，是利用一種稱為「碳封存」(carbon sequestration)的技術(shù)，處理火力發(fā)電廠(或硅原料產(chǎn)廠或其它工廠)之排放二氧化碳的問題。碳封存的方式是「捕捉」空氣中的二氧化碳或其它形式存在的碳，再將其深埋于地底或海洋，以減緩地球暖化。近年來，
7碳封存已經(jīng)成為減緩由于燃燒石化石化燃料之溫室氣體累積的一種處理方法。雖然「碳封存」具有可行性，但其實(shí)施成本昂貴并有許多缺點(diǎn)。為了埋藏于地底， 必須將二氧化碳?jí)嚎s成液態(tài)形式。雖然埋藏二氧化碳的地點(diǎn)是預(yù)先挑選過的，但仍有可能發(fā)生泄漏。泄漏的液態(tài)二氧化碳與地下水混合，會(huì)產(chǎn)生毒性，而不利于被人類或生物取用。本發(fā)明提出一種新的方案制造碳化硅。此方案提供的制造方法不僅不會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，還提供了一種辦法，使從火力發(fā)電廠、硅原料產(chǎn)生廠，或任何其它燃燒石化燃料的設(shè)備，所排放的大量二氧化碳，獲得良好解決。不同于反應(yīng)式(1)與O)，本發(fā)明構(gòu)想出碳化硅原料可以利用下列兩個(gè)化學(xué)反應(yīng)式制造Si02+C02 — SiC+202 ......(3)Si+CO2 ^ SiC+02 .........…利用反應(yīng)式(3)與G)，本發(fā)明提供低成本、高效率、有利于環(huán)境之制造碳化硅的方法與系統(tǒng)。圖4顯示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例利用上述反應(yīng)式(3)制造碳化硅的方框圖。在本實(shí)施例，反應(yīng)所需的二氧化硅可取自硅礦石(wollastonite)、所需的二氧化碳可取自一火力發(fā)電廠的一火爐(furnace)所產(chǎn)生的二氧化碳。因?yàn)榉磻?yīng)式(3)是吸熱反應(yīng)，需要熱能觸發(fā)反應(yīng)，而所需熱能的一部分或全部，可取自上述火力發(fā)電廠之火爐所產(chǎn)生的廢熱能。另外， 反應(yīng)所需的電能，是用于轉(zhuǎn)換成反應(yīng)所需的熱能，或者用于控制反應(yīng)的一電子系統(tǒng)，可方便地由正好產(chǎn)生電能的火力發(fā)電廠提供。借由提供上述進(jìn)料與能源，反應(yīng)得以進(jìn)行并產(chǎn)生碳化硅原料與氧氣。另外，可再實(shí)施一純化程序，使提高所產(chǎn)生碳化硅原料的純度。圖5顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例利用上述反應(yīng)式(4)制造碳化硅的方框圖。在本實(shí)施例，反應(yīng)所需的二氧化碳可取自一火力發(fā)電廠的一火爐(furnace)所產(chǎn)生的二氧化碳、所需的硅可取自損壞的含硅半導(dǎo)體裝置或組件，例如多晶失敗的硅柱、不合格的結(jié)晶硅、破碎的硅晶圓等等。因?yàn)榉磻?yīng)式(4)是吸熱反應(yīng)，需要熱能觸發(fā)反應(yīng)，而所需熱能的一部分或全部，可取自上述火力發(fā)電廠之火爐所產(chǎn)生的廢熱能。另外，反應(yīng)所需的電能，用于轉(zhuǎn)換成反應(yīng)所需的熱能，或者用于控制反應(yīng)的一電子系統(tǒng)，可方便地由正好產(chǎn)生電能的火力發(fā)電廠提供。借由提供上述進(jìn)料與能源，反應(yīng)得以進(jìn)行并產(chǎn)生碳化硅原料與氧氣。另外， 可再實(shí)施一純化程序，使提高所產(chǎn)生碳化硅原料的純度。圖6顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例利用上述反應(yīng)式C3)制造碳化硅的方框圖。在本實(shí)施例，反應(yīng)所需的二氧化硅可取自硅礦石、所需的二氧化碳可取自一硅原料產(chǎn)生廠的一產(chǎn)硅火爐所產(chǎn)生的二氧化碳。在本文中「硅原料產(chǎn)生廠」指的是一可制造硅原料的工廠，可應(yīng)用于，例如，一生產(chǎn)太陽能電池的工廠，或者應(yīng)用于一太陽能電廠，其利用以高純度硅所制成的太陽能板或太陽能電池，將太陽能轉(zhuǎn)換成電能。因?yàn)榉磻?yīng)式(3)是吸熱反應(yīng)，需要熱能觸發(fā)反應(yīng)，而所需熱能的一部分或全部，可取自上述硅原料產(chǎn)生廠之火爐所產(chǎn)生的廢熱能。借由提供上述進(jìn)料與能源，反應(yīng)得以進(jìn)行并產(chǎn)生碳化硅原料與氧氣。另外，可再實(shí)施一純化程序，使提高所產(chǎn)生碳化硅原料的純度。圖7顯示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例利用上述反應(yīng)式(4)制造碳化硅的方框圖。在本實(shí)施例，反應(yīng)所需的二氧化碳可取自一硅原料產(chǎn)生廠的一產(chǎn)硅火爐所產(chǎn)生的二氧化碳、所需的硅可取自損壞的含硅半導(dǎo)體裝置或組件，例如多晶失敗的硅柱、不合格的結(jié)晶硅、破碎
8的硅晶圓等等。或者，反應(yīng)所需的硅，可取自前述硅原料產(chǎn)生廠之產(chǎn)硅火爐所生產(chǎn)的硅原料。因?yàn)榉磻?yīng)式(4)是吸熱反應(yīng)，需要熱能觸發(fā)反應(yīng)，而所需熱能的一部分或全部，可取自上述硅原料產(chǎn)生廠之產(chǎn)硅火爐所產(chǎn)生的廢熱能。借由提供上述進(jìn)料與能源，反應(yīng)得以進(jìn)行并產(chǎn)生碳化硅原料與氧氣。另外，可再實(shí)施一純化程序，使提高所產(chǎn)生碳化硅原料的純度。值得注意的是，上述眾實(shí)施例利用一火力發(fā)電廠或一硅原料產(chǎn)生廠所產(chǎn)生的二氧化碳與廢熱能，作為反應(yīng)所需的反應(yīng)物(reactant)來源；然而，本領(lǐng)域熟悉技藝人士知道， 反應(yīng)所需的二氧化碳與熱能，也可以取自其它具有相同二氧化碳排放與廢熱能排放問題的任何工廠。本發(fā)明所揭露的眾實(shí)施例更具有許多優(yōu)點(diǎn)與特色如下。第一，本發(fā)明所采用的反應(yīng)式與程序不會(huì)產(chǎn)生任何二氧化碳。第二，本發(fā)明提供了火力發(fā)電廠或硅原料產(chǎn)生廠之二氧化碳排放的解決辦法。從火力發(fā)電廠或硅原料產(chǎn)生廠的火爐所排放的二氧化碳，可全部或大體上被回收，作為生產(chǎn)碳化硅原料的反應(yīng)物。相較于將二氧化碳埋藏于地底，本發(fā)明提供一種更經(jīng)濟(jì)與安全的處理二氧化碳的方法。或者，本發(fā)明提供的系統(tǒng)與方法，可視為另一種更有效率的「碳封存」。注意到在本發(fā)明實(shí)施例所利用的反應(yīng)式(3)與中，一個(gè)硅原子「捕捉」一個(gè)碳原子，因此除了所需產(chǎn)物之外，不會(huì)產(chǎn)生任何含碳的副產(chǎn)品。第三，本發(fā)明利用回收的二氧化碳作為反應(yīng)物可大幅減少天然資源，例如煤、木炭、樹木、石油、天然氣等的消耗，因此大自然環(huán)境得以受到保護(hù)，材料成本得以巨幅降低。 第四，本發(fā)明之生產(chǎn)碳化硅的系統(tǒng)，可連接一工廠，例如實(shí)施例中的火力發(fā)電廠或硅原料產(chǎn)生廠，其可就近、有效率地提供生產(chǎn)碳化硅系統(tǒng)所需的熱能與電能，降低能量損失。特別地， 在圖7的實(shí)施例中，所有的反應(yīng)物，包含硅與二氧化碳，甚至可全部取得自硅原料產(chǎn)生廠。第五，本發(fā)明實(shí)施例所生產(chǎn)的碳化硅可用于制造各種工業(yè)裝置或組件，例如發(fā)光二極管。所產(chǎn)生的氧氣可回收至一設(shè)備，例如前述火力發(fā)電廠或硅原料產(chǎn)生廠的火爐，作為燃燒石化燃料時(shí)的氧化劑或助燃劑?；蛘撸a(chǎn)生的氧氣可回收至一建筑物，例如一住宅的一空調(diào)系統(tǒng)，用于保持該建筑物的二氧化碳/氧氣濃度平衡?；蛘撸a(chǎn)生的氧氣可與氫氣燃燒，產(chǎn)生蒸汽與能源，可具有許多應(yīng)用。第六，參照?qǐng)D2，在生產(chǎn)硅原料時(shí)，因?yàn)樯晌?「二氧化碳」被回收用于生產(chǎn)碳化硅，且生產(chǎn)碳化硅的副產(chǎn)品氧氣可回收至硅原料產(chǎn)生廠的火爐，使提高產(chǎn)硅火爐的效率，因此整個(gè)反應(yīng)會(huì)更傾向生成物「硅」的方向，硅的產(chǎn)率得以提尚ο以上，本發(fā)明眾實(shí)施例所提供新穎的系統(tǒng)與方法，以節(jié)省成本、充分有效利用能源、環(huán)保的方式，制造碳化硅原料并增加硅原料的生產(chǎn)效率。值得注意的是，在本文中不定冠詞「一」使用，并非用于限制數(shù)量，而僅是表示先前未出現(xiàn)過的名詞。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制造一碳化硅原料的方法，其特征在于包含回收自一工廠排放的一二氧化碳；以及利用回收的該二氧化碳與一二氧化硅制造該碳化硅原料與一氧氣。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該工廠包含一火力發(fā)電廠，該火力發(fā)電廠具有一火爐，且該火爐所產(chǎn)生的廢熱能提供制造該碳化硅原料所需的至少部分熱能來源。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該火力發(fā)電廠尚包含提供制造該碳化硅原料所需的電能。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所產(chǎn)生的該氧氣被回收至該火爐，作為一氧化劑或一助燃劑。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該工廠包含一硅原料產(chǎn)生廠，該硅原料產(chǎn)生廠具有一火爐，且該火爐所產(chǎn)生的廢熱能提供制造該碳化硅原料所需的至少部分熱能來源。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所產(chǎn)生的該氧氣被回收至該硅原料產(chǎn)生廠的該火爐，作為一氧化劑或一助燃劑。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所需的該二氧化硅取自硅礦石。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所產(chǎn)生的該氧氣被回收至一建筑物的一空調(diào)系統(tǒng)，用于保持該建筑物中二氧化碳與氧氣的濃度平衡。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所產(chǎn)生的該氧氣與一氫氣燃燒以產(chǎn)生蒸汽與能源。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于在產(chǎn)生該碳化硅原料的過程中，一個(gè)硅原子封存一個(gè)碳原子，借此沒有產(chǎn)生任何含碳的副產(chǎn)品。
11.一種制造一碳化硅原料的方法，其特征在于包含回收自一工廠排放的一二氧化碳；以及利用回收的該二氧化碳與一硅原料制造該碳化硅原料與一氧氣。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于該工廠包含一火力發(fā)電廠，該火力發(fā)電廠具有一火爐，且該火爐所產(chǎn)生的廢熱能提供制造該碳化硅原料所需的至少部分熱能來源。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于該火力發(fā)電廠尚包含提供制造該碳化硅原料所需的電能。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所產(chǎn)生的該氧氣被回收至該火爐，作為一氧化劑或一助燃劑。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于該工廠包含一硅原料產(chǎn)生廠，該硅原料產(chǎn)生廠具有一火爐，且該火爐所產(chǎn)生的廢熱能提供制造該碳化硅原料所需的至少部分熱能來源。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于所產(chǎn)生的該氧氣被回收至該硅原料產(chǎn)生廠的該火爐，作為一氧化劑或一助燃劑。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所需的該硅原料取自損壞的半導(dǎo)體裝置。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所產(chǎn)生的該氧氣被回收至一建筑物的一空調(diào)系統(tǒng)，用于保持該建筑物中二氧化碳與氧氣的濃度平衡。
19.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所產(chǎn)生的該氧氣與一氫氣燃燒以產(chǎn)生蒸汽與能源。
20.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于在產(chǎn)生該碳化硅原料的過程中，一個(gè)硅原子封存一個(gè)碳原子，借此沒有產(chǎn)生任何含碳的副產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種制造碳化硅原料的方法。在一實(shí)施例，制造碳化硅原料的方法是回收自工廠排放的二氧化碳；以及利用二氧化硅與回收的二氧化碳制造碳化硅原料與氧氣。在另一實(shí)施例，制造碳化硅原料的方法是回收自工廠排放的二氧化碳；以及利用硅與回收的二氧化碳制造碳化硅原料與氧氣。
文檔編號(hào)C01B31/36GK102211768SQ20111003831
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月7日
發(fā)明者蔡文貴 申請(qǐng)人:佶益投資股份有限公司