【正文】 節(jié)能要求。 為了對進、出廠區(qū)的物料進行準確的計量，在廠區(qū)貨運出入口設(shè) 60 噸無基坑數(shù)字型汽車衡一臺；考慮桶裝物料裝車的便利，配備 2 輛 2 噸的防爆叉車。 （ 2） 廠區(qū) 設(shè)計標高應(yīng)與周圍綠地標高及廠外道路標高相協(xié)調(diào)。 總平面布置方案 根據(jù)總平面布置原則及項目組成，結(jié)合當?shù)貧庀髼l件、 15 外部交通運輸情況，將廠前區(qū)、公用工程區(qū)、生產(chǎn)區(qū)及儲運區(qū)按總平面布置原則及功能合理布置。 本項目主要由以下內(nèi)容組成： （ 1） 生產(chǎn)區(qū) ： 氯氫化合成單元、三氯氫硅精餾、多晶硅還原單元、水電解制氫單元等。 （ 2） 符合現(xiàn)行防火、安全、衛(wèi)生等有關(guān)標準、規(guī)范的要求。 總之，本系統(tǒng)采用的設(shè)備都根據(jù)立足 國內(nèi)，爭取引進 國際先進技術(shù)和設(shè)備，使系統(tǒng)先進、節(jié)能、高效，從而控制多晶硅的制造成本，提高工廠效益。因此，本項目采用低壓蒸汽為動力的溴化 鋰 冷凍系統(tǒng) 制備 5℃ 冷凍水，用于還原電極、整流器、調(diào)功器等設(shè)備的冷卻。該還原爐采用循環(huán)熱水 冷卻，避免了國內(nèi)一般采用熱導(dǎo)油 出現(xiàn)的結(jié)垢損壞還原爐的情況，運行穩(wěn)定、故障率低。如還原爐、雙相可控硅調(diào)功器 、干法回收系統(tǒng)、氯氫化合成系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備等考慮引進國外產(chǎn)品。另外中央控制室設(shè)置兩臺打印機，分別用來打印報表和報警信息。 完整的改良西門子 工藝 法的主要流程有 以下 工藝環(huán)節(jié)： 氯氫化合成三氯氫硅 → 三氯氫硅精餾提純 → 多晶硅還原 → 還原尾氣回收 → 產(chǎn)品處理及分析 → 三廢處理 → 輔助及配套公用工程 11 、 自動化控制 根據(jù)裝置的具體情況，裝置工藝操作要求自動化水平很高，大部分生產(chǎn)過程控制、操作參數(shù)顯示均要求集中在控制室進行。 、工藝技術(shù) 、工藝技術(shù)概況 本項目采用目前國外普遍采用的改良西門子工藝，即經(jīng)過精餾提純的三氯氫硅在純氫氣氣氛下，在 1080℃ 的硅芯表面沉積，生成多晶硅，產(chǎn)品為棒狀。因此本項目符合清潔生產(chǎn)的要求。原料供應(yīng)和產(chǎn)品運輸十分方便，是理想的投資環(huán)境。 、經(jīng)濟效果 本項目總投資為 150000 萬元，財務(wù)評價表明，稅后內(nèi)部收益率為 110%，投資利潤率 50%，稅后投資回收期 3 年，均高于行業(yè)平均指標，經(jīng)濟效益好；項目盈虧平衡點 33%，表明具有很好的抗風(fēng)險能力。 采用還原尾氣的干法回收技術(shù)，原料綜合回收率達98%，分離的氫氣、氯化氫產(chǎn)品質(zhì)量高，使混合氣中的各種有用物料得到最大限度回收利用，也提高了多晶硅產(chǎn)品品質(zhì)，減少了環(huán)境污染。其工藝主要特點如下： 采用國際上先進的氯氫化技術(shù)，四氯化硅可實現(xiàn)全部工廠內(nèi)部消化，且 95%以上可以轉(zhuǎn)化為三氯氫硅，利用率高，降低了 多晶硅生產(chǎn)的單位電耗。 、技術(shù)目標 本項目采用目前國外普遍采用的改良西門子工藝，即經(jīng)過精餾提純的三氯氫硅在純氫氣氣氛下，在 1080℃ 的硅芯表面沉積，生成多晶硅，產(chǎn)品為棒狀。 太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅速崛起，對太陽能級多晶 硅的需求量迅速增加。 表 11 多晶硅質(zhì)量指標 項目 指標 N 型電阻率， Ω .cm 100— 300 P 型電阻率， Ω .cm 1000— 3000 碳含量， at/cm3 2 1016 N 型少數(shù)載流子壽命 181。 根據(jù)目前的市場格局和發(fā)展趨勢，本項目采用立足電路級，主要面向太陽能市場，暫不參與高端市場的建設(shè)方案。預(yù)計 2021 年我國太陽 4 能電池的生產(chǎn)能力將達到 l000MW，對多晶硅材料的需求將達到 800010000 噸，加上電子行業(yè)的需求，我國對多晶硅材料的需求量將超過 10000 噸。 由于多晶硅材料嚴重供不應(yīng)求，太陽能級多晶硅國際市場價格 2021 年上漲到了 4550 美元／公斤，目前國際市場長期供貨價格超過了 80 美元／公斤，預(yù)計 2021 年上漲會更多。 3 太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈 中生產(chǎn) 太陽能電池所需要的核心原料 —— 高純多晶硅材料， 目前供應(yīng)短缺，成為 制約太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。太陽能作為最重要的可再生能源之一，由于其清潔 、衛(wèi)生、安全、資源豐富等多方面的優(yōu)勢，其發(fā)展越來越得到人們的重視。專家預(yù)計電子信息產(chǎn)業(yè)今后一段時期對多晶硅材料的需求量至少以每年 5%的速度遞增。 、項目提出的背景，投資的必要性和意義 2 多晶硅材料作為半導(dǎo)體工業(yè)、太陽能電池等的主要原料，是發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的重要基石。 **縣天然水晶 、石英的開采歷史悠久， ********。全縣轄 *個省級開發(fā)區(qū)， *個旅游度假區(qū)， *個 鎮(zhèn)、 *個鄉(xiāng)， *個國營場圃， **個行政村， 人口 **萬，總面積 ** km2。 **縣水 、 陸 、 空交通順達 ， 通訊 便利 ，環(huán)境幽美。 **縣硅產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模。多晶硅是單晶硅的 主要原料，其深加工產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)，是 半導(dǎo)體器件和集成電路的基 礎(chǔ)材料，國際 集成電路芯片及各類半導(dǎo)體器件 95%以上是 用 多晶 硅材料制造的。 由于世界人口和發(fā)展中國家（例如中國）工業(yè)進程加快，全球能源消耗以 3%以上的 速度增長，并在今后較長的時間內(nèi)將可能維持這個增長速度。世界各國積極支持太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，包括日本、德國、美國在內(nèi)的許多發(fā)達國家都出臺了旨在鼓勵太陽能光伏 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策（ 如 《 太陽能屋頂計劃 》 、 《 新能源法 》 等 ） 。 2021 年全世界高純度多晶硅材料的消費量增長到了 35000 噸，而供應(yīng)量僅 32021 噸，超過 10%的供需缺口要通過企業(yè)庫存的減少來彌補。目前多晶硅材料 2021 年全年的期貨已經(jīng)售完，這些材料的現(xiàn)貨價格近期超過了 140 美元／公斤。而 2021 年我國的多晶硅生產(chǎn)能力僅為 400 噸，迫使我國企業(yè)不得不從國外大量進口多晶硅。既避免了高品質(zhì)多晶硅生產(chǎn)技術(shù)門檻高的難點，又能利用現(xiàn)有成熟技術(shù)在較短時間內(nèi)完成工廠建設(shè)，抓住市場時機，也能部分參與電路級市場競爭，具有風(fēng)險小，見效快，適應(yīng)性強的特點。s 100— 500 5 依據(jù)美國、日本及中國的多晶硅廠家的實踐經(jīng)驗， 從工藝和規(guī)模經(jīng)濟、以及市場容量而言， 本項目 建設(shè)一條 1500噸／年的多晶硅生產(chǎn)線是比 較切合實際的規(guī)模 。 據(jù)統(tǒng)計， 2021 年全世界共消費了 32021 噸高純度多晶硅材料，其中電子行業(yè)消費了 18000 噸，太陽能光伏發(fā)電行業(yè)消費了 14000 噸；而 2021 年全世界高純度多晶硅材料的消費量增長到了 35000 噸，其中電子行業(yè)消費了 19000 噸，太陽能光伏發(fā)電行業(yè)消費了 16000 噸。還原反應(yīng)后的“尾氣”通過低溫吸收法分離回收，分離出的氯硅烷到精餾提純，氫氣回 還原爐循環(huán)使用，氯化氫到氯氫化合成單元合成三氯氫硅。使多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的廢氣、廢液、廢渣排放量和 排放種類大大減少，環(huán)境保護從根本上得到了保證。 采用雙相可控硅的還原電器自動控制技術(shù)，提高了還原的成功率、產(chǎn)量和安全性；采用還原熱能綜合利用技術(shù)，降低了綜合能耗。本項目的主要技術(shù)經(jīng)濟指標見表 12。同時，將給地方提供勞動就業(yè)機會和稅收，帶動地方經(jīng)濟及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 充分考慮工廠總體布置的安全性，順應(yīng)生產(chǎn)流程布置，嚴格執(zhí)行有關(guān)標準、規(guī)范，并考慮各類工藝生產(chǎn)裝置之間的防火間距，以及工藝生產(chǎn)裝置與重要輔助設(shè)施、罐區(qū)、道路、行政設(shè)施等的防火間距。還原反應(yīng)后的“尾氣”通過低溫吸收法分離回收，分離出的氯硅烷到精餾提純，氫氣回還原爐循環(huán)使用，氯化氫到氯氫化合成單元合成三氯氫硅。 針對以上工藝特點及操作要求，對工藝生產(chǎn)裝置采用 DCS 集中控制，對生產(chǎn)裝置進行監(jiān)控、 操作，高度集中，強化管理。為保證生產(chǎn)的安全運行，中央控制室為冗余型。對 國內(nèi)從設(shè)計、制造己完全掌握 技術(shù) 的其他主要設(shè)備，則立足國產(chǎn)以盡可能降低造價。而且循環(huán)熱水采用閃蒸制取低壓蒸汽，熱能綜合利用系統(tǒng)可以得到極大簡化，蒸汽輸送 到精餾等熱能消耗工序，提高了熱能的利用率，使多晶硅的能耗得到大幅 降低。 引進的干法回收系統(tǒng)，對還原尾氣的綜合收率可達98%，且回收的產(chǎn)品質(zhì)量純度高、系統(tǒng)自動化程度高、設(shè)備性能可靠，對提高物料的利用率，降低消耗起到了重要作用。 主要設(shè)備 有氯氫化合成爐 （ 成套、組合件 ） ，三氯氫硅精餾塔 （ 成套、組合件 ） ，三氯氫硅精餾塔 （ 成套、組合件 ） ，水電解制氫裝置 （ 成套、組合件 ） ，尾氣回收系統(tǒng) （ 成套、組合件 ） ，尾氣洗滌塔 （ 成套、石墨 ）。 （ 3） 符合工業(yè)園區(qū)總體規(guī)劃要求。 》 （ 2） 公用工程區(qū)： 冷凍、空分及空壓制氮站、循環(huán)水及消防水系統(tǒng)、三廢處理、車間變電所等。為了滿足廠區(qū)發(fā)展的需要，一期 1500t/a 多晶硅生產(chǎn)裝置的一 側(cè)，預(yù)留二期 8500t/a多晶硅生產(chǎn)裝置的用地，即全廠按 10000t/a 多晶硅生產(chǎn)能力進行 總體規(guī)劃。 （ 3） 應(yīng)使場地雨水排除順暢。本項目運輸量全部依托運輸公司，不足部分依靠社會運輸力量解決，因此本項目不 新增運輸車輛。注重環(huán)境協(xié)調(diào)和整體效果，以體現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)形象為目標。 （ 2） 輔助裝置、公用工程、生活及辦公設(shè)施將根據(jù)各自的功能需求采取磚混或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。尤其甲、乙類建、構(gòu)筑物（鋼平臺）需涂刷防火涂料、防腐涂料。液相腐蝕采用貼防腐塊材處理，氣相腐蝕采用防腐涂料處理。 、 給水排水 概況 生產(chǎn)廢水經(jīng)本項目污水預(yù)處理裝置處理后排入園區(qū)污水處理廠。 生活 用水由自來 水 公司供給；工藝、生產(chǎn)用水水源來自淮沭新河 ，經(jīng)項目凈水站處理后加壓 經(jīng)管 18 網(wǎng)供給，供水壓力 ，接入管徑分別為 DN300 和 DN80；消防用水由清水池供給，供水壓力 ，送到界區(qū)后經(jīng)加壓到 。總用水量按 390460 m3/h，供水壓力 。從廠區(qū)自備水廠接入，管徑 DN300 引入擬建廠區(qū)，供水壓力 。消防增壓泵選用 XBD 消防水泵三臺（兩開一備），其性能為： Q=175L/s， H=，配戶外型電機 N＝ 160kw。 由于工藝裝置的塔系高度在 5070 米之間，消防設(shè)計考慮塔系的環(huán)管噴淋系統(tǒng)，噴頭需要一定的余壓?；旌弦狠斔透晒懿捎?DN250 焊接 20 鋼管，管網(wǎng)布置成環(huán)狀，設(shè) SS150 室外地上式泡沫消火栓和室外泡沫消火栓箱；泡沫消火栓間距 60m。 、 用 電、 通訊 用 電 （ 1） 全廠用電負荷及負荷等級 本項目 1500 噸／年多晶硅工程總安裝容量為：72021kW，工作功率為： 71000kW。 本項目訂購的還原爐，每臺配套有整流變壓器、雙向可控硅調(diào)功器，為多晶硅廠的主要用電設(shè)備，擬采用 10kV 兩個開式環(huán)網(wǎng)組成的閉環(huán)式網(wǎng)接線。對于分散的一般負荷，可增設(shè)動力配電箱，由動力配電箱向設(shè)備供電。 通訊 （ 1） 通訊 系統(tǒng)狀況及設(shè)置 為滿足本工程的需要，需要設(shè)置行政管理電話系統(tǒng)、生產(chǎn)調(diào)度程控電話系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、呼叫／通話通訊系統(tǒng)、火災(zāi)報警系統(tǒng)等。整個系統(tǒng)約需設(shè) 10 個信息點。在緊急情況下可兼做事故及火警廣播使用。該系統(tǒng)由火災(zāi)報警控制器、火災(zāi)報警復(fù)示盤、火災(zāi)探測器、手動報警按鈕等組成。 當發(fā)生火災(zāi)時，由火災(zāi)探測器或手動報警按鈕迅速將火警信號報至火災(zāi)報警控制器，以便迅速確認火災(zāi)，及時采取措施、組織撲救。蒸汽冷凝水集中回收，部分用于本工程工藝裝置，其余送回供熱管網(wǎng)。另外界區(qū)內(nèi)擬建綜合倉庫一座。 （ 3） 中間三氯氫硅中間產(chǎn)品三氯氫硅年需要量 噸，由于多晶硅還原為半連續(xù)生產(chǎn)，因此考慮到兩個裝置之間穩(wěn)定操作，中間三氯氫硅貯存量按 6 天 ， 貯存量約 725 噸，設(shè)置 3 臺 300 m3 球罐 。另外，工藝及供熱外管管架上也要敷設(shè)電氣和儀表及通信電纜的槽架。介質(zhì)溫度 t≤250℃的管道，保溫材料為巖棉制品。 管道敷設(shè)的原則及敷設(shè)方式 本裝置界區(qū)內(nèi)工藝及供熱管道全部采用管架架空敷設(shè)，枝狀管網(wǎng)輸送。 （ 2） 通風(fēng) : 對生產(chǎn)裝置和輔助生產(chǎn)裝置可能散發(fā)有害物的一些場所及化驗通風(fēng)柜等，根據(jù) 具體要求設(shè)置局部機械排風(fēng)系統(tǒng)。綜合樓內(nèi)的化驗室，在化學(xué)分析、原子吸收分光光度儀 、儀器分析、天平及色譜分析間內(nèi)，操作過程中可能有甲醇等有害氣體散發(fā)，均設(shè)通風(fēng)柜局部排風(fēng)系統(tǒng)。 質(zhì) 量要求 ：純度 ≥ %、 溫度 為 常溫 、 露點為 － 400C（ 常壓） 、壓力為 （ G） （ 2） 主要設(shè)備選型 選用高純氮 裝置一套，主要設(shè)備有：無油螺桿空氣壓縮機、空氣預(yù)冷機組、分子篩純化系統(tǒng)、返流膨脹單塔分餾塔、增壓制動透平膨脹機；選用 50m3 立式粉末真空絕熱液氮貯槽一個、汽化量為 2021Nm3/h 的氣浴式汽化器一臺：另選用1 個 50m3 的氮氣貯槽。每臺排氣量／排氣壓力：18m3/min/（ G），電機功率 110kw。 、維修和倉庫 維修本項目的機、電、儀修按小維修考慮，其任務(wù)是保證生產(chǎn)裝置和輔助設(shè)施正常穩(wěn)定運行 ，負責生產(chǎn)設(shè)備的保養(yǎng)、維護和臨時停車的維修，年度大修及大型設(shè)備檢修均依托社會。 化驗室的 規(guī)模、要求和組成 。由于儀器精度的要求，儀器分析室、天平室需設(shè)空調(diào)。為保證分析結(jié)果的準確性和可靠性，對于分析設(shè)備的選 擇，原則上常規(guī)分析儀器立足于國內(nèi)設(shè)備，關(guān)鍵設(shè)備如色譜儀 等選用國外產(chǎn)品或合資企業(yè)產(chǎn)品。因此，建設(shè)單位、設(shè)計單位、施工單位要密切配合、相互支持、嚴把控制點，采取措施，在確保質(zhì)量的前提下，盡量縮短項目建設(shè)期內(nèi)的各個環(huán)