【正文】 間，丘陵起伏，層次分明。、氣象條件 水文地質(zhì):洛陽市孟津縣地下水蘊(yùn)藏量10～70米之間，水質(zhì)良好；地下水資源豐富，儲量充足，易開采，易利用。 氣象條件：屬亞熱帶和溫帶的過渡地帶，季風(fēng)環(huán)流影響明顯，春季多風(fēng)常干旱，夏季炎熱雨充沛，秋高氣爽日照長，冬季寒冷雨雪稀。℃，1月最冷，℃，℃。 全縣地形復(fù)雜，光、熱、水等資源差異明顯。，6月份日照時(shí)數(shù)最長，；2月份日照時(shí)數(shù)最短。全年平均日照率為51%；在作物生長的4—10月份，℃，℃，℃；平均無霜期為235天；，保證率80%的降水量為600毫米。第二章 技術(shù)、設(shè)備及工程方案本項(xiàng)目采用的生產(chǎn)工藝為氫硅烷氣相沉淀法，屬企業(yè)自主研發(fā)工藝，該工藝已完成中試，可直接用于工業(yè)化。建設(shè)項(xiàng)目生產(chǎn)關(guān)鍵裝置（如硅烷發(fā)生器、硅結(jié)晶爐、硅化鎂感應(yīng)爐等）由公司與國家航天火箭發(fā)動機(jī)研究院聯(lián)合研發(fā)。國際上傳統(tǒng)生產(chǎn)多晶硅采用的是氫硅烷氣相沉淀法（西門子工藝），氫硅烷法作為氯硅烷法替代技術(shù)，日本和美國已有少數(shù)廠家在使用，優(yōu)點(diǎn)顯著于氯硅烷法。(1) 環(huán)保，（劇毒），產(chǎn)生的大量四氯硅烷廢物，既無法利用又不能排放，很難處理(2) 節(jié)能，氫硅烷法生產(chǎn)晶硅，原材消耗顯著低于氯氫烷法，電力消耗僅為氯硅烷法的三分之一。硅甲烷分解成硅和氫，一次能完成百分之九十五左右；而三氯硅烷結(jié)晶，一次最大量僅能完成百分之二十七，十分耗能。(3) 純度高，氫硅烷法是很容易結(jié)晶出7N以上的多晶硅，而氯硅烷法達(dá)到6N已屬不易。(4) 成本低，硅甲烷沒有腐蝕性，絕大數(shù)設(shè)備可運(yùn)行7～10年；而氯硅烷對不銹鋼腐蝕性大，設(shè)備一般僅能使用3～5年。 本項(xiàng)目選擇氫硅烷法生產(chǎn)多晶硅，共分四個(gè)步驟：(1) 硅和鎂反應(yīng)，生成硅化鎂。反應(yīng)式：Si+2MgMg2Si （2）硅化鎂和氯化銨在液氨內(nèi)反應(yīng)，生成硅化烷。 反應(yīng)式：Mg2Si+4NH4C1SiH4+2MgC12+4NH3 （3）硅甲烷純化去除氨、硼、磷、硫、氧、水分等 （4）硅甲烷分解成硅和氫反應(yīng)式：SiH4Si+H2 建設(shè)項(xiàng)目選擇氫硅烷氣相沉積法生產(chǎn)多晶硅。工業(yè)硅與工業(yè)鎂在真空爐內(nèi)轉(zhuǎn)化成硅化鎂，硅化鎂與氯化氨化學(xué)反應(yīng)生產(chǎn)硅甲烷混合氣體，硅甲烷混合氣體經(jīng)過提純?nèi)コs質(zhì)，再經(jīng)熱分解使硅晶體沉積在鉬絲電極上形成硅棒。采用這種方法生產(chǎn)的多晶硅，一般純度很高 ，其生產(chǎn)工藝流程及產(chǎn)污環(huán)節(jié)見圖 硅粒 鎂粒 合 成氬氣混合 硅化鎂 工業(yè)粉塵氯化銨 排放硅甲烷合成成液氨 濃硫酸吸收 尾氣 硅甲烷混合氣體 液氨和氯化鎂分 離氨收集罐凍干壓縮 氨罐 液氨 液氨 氯化鎂、硅、鎂 、硅化鎂 塑封包裝 工業(yè)粉塵 硅甲烷 濃硫酸吸收分子篩吸附 廢分子篩鈀催化脫氧 催化劑再生分子篩吸附 廢分子篩鑭鎳吸收氫氣裂解、硅晶體析出 硅甲烷 尾氣包 裝 釋放氫氣 多晶硅產(chǎn)品堿淋洗液堿 硅酸鈉溶液 氫氣 高空火炬排放(1) 硅化鎂合成硅粒和鎂粒在惰性氣體氬氣保護(hù)下，在600℃真空內(nèi)加熱5～6個(gè)小時(shí)，反應(yīng)生成硅化鎂。硅化鎂直接密閉、干燥保存?zhèn)溆茫捶磻?yīng)的硅粒、鎂粒由設(shè)備自動篩分（真空狀態(tài)下）后返回真空爐內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)。(2) 硅甲烷合成將硅化鎂和氯化銨混合后，在40℃液氨溶媒條件下，在硅甲烷發(fā)生器中生產(chǎn)硅甲烷、氯化鎂和氨氣。整個(gè)反應(yīng)在密閉條件下進(jìn)行，為連續(xù)（循環(huán)）反應(yīng)，硅甲烷和氨氣不斷生成，經(jīng)反應(yīng)釜頂部冷凝器出口進(jìn)行收集；氯化鎂和多余的液氨從反應(yīng)釜底部間歇排除：1) 氯化鎂和多余的液氨從反應(yīng)釜底部出口進(jìn)入真空干燥器進(jìn)行分離。液氨被壓縮進(jìn)入液氨罐，氯化鎂和未反應(yīng)的硅、鎂、硅化鎂采用塑料包裝。真空干燥器尾氣（主要成分為氨氣）經(jīng)濃硫酸吸收塔、稀硫酸吸收裝置吸收后排放。2) 硅甲烷混合氣體含有氨氣，經(jīng)壓縮、凍干收回液氨，回收的液氨返回硅甲烷發(fā)生器，凍干處理后的硅甲烷氣體經(jīng)過濃硫酸吸收除去殘余氨氣進(jìn)入分子篩吸附、鈀催化脫氧和分子吸附工序。建設(shè)項(xiàng)目濃硫酸吸收塔會有硫酸霧產(chǎn)生，但由于硫酸吸收是在密閉系統(tǒng)內(nèi)完成的，酸霧不進(jìn)入大氣，僅會被硅甲烷攜帶到下一步工序，而且為防止霧狀硫酸被攜帶到下一步工序，建設(shè)項(xiàng)目擬在硫酸吸收工段沒有硫酸沉積罐，沉積罐上部有不銹鋼除沫過濾器（專用除霧），可截留5微米的液珠，而且硫酸吸收塔后設(shè)有分子篩吸附裝置，可吸附氣體中可能存留的微量硫酸酸霧。經(jīng)過上述處理后，建設(shè)項(xiàng)目無硫酸霧排放。(3) 分子篩吸附和鈀催化硅甲烷分子經(jīng)分子篩變溫吸附去除酸霧、水分、氮?dú)獾葰怏w，然后通過鈀催化去除少量的氧氣，再經(jīng)分子篩吸附除去水分，使硅甲烷純度達(dá)到6N以上，即雜質(zhì)成分含量在10以下。(4) 硅甲烷裂解將硅甲烷通入裂解爐，硅甲烷在裂解爐中分解成硅和氫氣，硅沉積在鉬絲電極上，形成硅棒。該過程周期在10～12天，硅棒直徑可達(dá)到200毫米左右。該步驟轉(zhuǎn)化率約百分之九十五，裂解爐尾氣為氫氣及硅甲烷混合氣體，裂解爐尾氣通過鑭鎳儲氫材料吸收氫氣，未反應(yīng)的硅甲烷重新進(jìn)入裂解爐反應(yīng)。鑭鎳儲氫材料吸收達(dá)到飽和后釋放氫氣，%（6N）以上，釋放的氫氣通過堿淋洗塔淋洗處理以除去少量的硅甲烷雜質(zhì)，反應(yīng)式：SiH4+2NaOH+H2O224。Na2SiO3+4H2經(jīng)堿淋洗處理后的氫氣，經(jīng)高空火炬排放(5) 包裝裂解爐產(chǎn)生的硅棒，經(jīng)檢測到達(dá)規(guī)定的質(zhì)量指標(biāo)后送去包裝。 根據(jù)所選用的生產(chǎn)工藝要求，本項(xiàng)目所用的主要設(shè)備包括硅甲烷發(fā)生器、鈀催化裝置、結(jié)晶爐、壓縮機(jī)、制冷機(jī)、氨儲罐、氫回收裝置等。除壓縮機(jī)外，其他設(shè)備及安裝工程全部由國內(nèi)設(shè)計(jì)、制造、技術(shù)成熟。壓縮機(jī)選擇金屬隔膜壓縮機(jī)，通用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，進(jìn)口不受限制。具體詳見主要設(shè)備明細(xì)表主要設(shè)備明細(xì)序號設(shè)備名稱規(guī)格型號數(shù)量備注一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備1金屬隔膜壓縮機(jī)MV4731/MV353220英國Howden2真空泵13330千瓦氨冷機(jī)8ASJ1030煙臺冰輪420千瓦氟利昂制冷機(jī)LT80C2\ LTA06510煙臺冰輪5變壓器5000KVA3煙臺冰輪6變壓器2000瓦20總變電7金屬隔膜泵13二次變電8水泵25德國史密迪9氨氣冷凝器E24/510氨回流冷凝器E35/1011氨冷凝器E24/E25/8航天六院12硅甲烷換熱器E24/E25/6航天六院13尾氣換熱器E15/3航天六院二非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備航天六院1固體料斗20航天六院2反應(yīng)釜及換熱器 立方10航天六院3氯化鎂真空干燥器