【正文】 回收H2帶入多晶硅；維修率高，單臺爐運(yùn)行周期在34個(gè)月；單臺設(shè)備產(chǎn)量低、配套設(shè)備多，3000噸規(guī)模需配1014臺氫化爐；對公用系統(tǒng)參數(shù)要求高，水、電、蒸汽參數(shù)操作范圍窄，易連鎖停車；異常停爐，石墨件、加熱體損壞率高；Si、Cl消耗高，三廢處理量大，環(huán)保壓力高（Si：，Cl：）；投資大（、）。 項(xiàng)目的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表22 項(xiàng)目主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)序號指 標(biāo) 名 稱單位數(shù)量備 注一產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模硅烷t/a500TCS生產(chǎn)規(guī)模冷氫化處理裝置萬噸3精餾裝置萬噸3二年操作日d300三主要原輔、燃料年總消耗量三氯氫硅t/a17350液氮t/a2300甲醇t/a670歧化催化劑t/a6吸附劑t/a330%氫氧化鈉溶液t/a85四公用動力消耗量供水萬t/a170供電萬kwh2976 天然氣萬m179。動力介質(zhì)水、天然氣、電力均由公司現(xiàn)有基礎(chǔ)公用設(shè)施提供，無需另外增加。項(xiàng)目能源供應(yīng)條件景德鎮(zhèn)電力設(shè)施有新建“上大壓小”兩臺66萬千瓦時(shí)超臨界火力發(fā)電機(jī)組已經(jīng)投產(chǎn)發(fā)電，廠區(qū)內(nèi)有電力供應(yīng)豐富，公司設(shè)有降壓配電所以供全廠使用。 環(huán)境保護(hù)實(shí)施情況（1）廢水污染治理廢水中的主要污染物為氯離子、H+等使廢水呈現(xiàn)酸性。將生產(chǎn)過程產(chǎn)生的可回用的固體廢棄物進(jìn)行外售；廠區(qū)內(nèi)設(shè)置固定垃圾收集點(diǎn)（非露天）來集中堆放不可回用的固體廢棄物，收集后及時(shí)集中清運(yùn)。另外，項(xiàng)目建設(shè)地與206國道和九景高速直通，距景德鎮(zhèn)市高速路口約5公里，交通便利。 生產(chǎn)工藝、技術(shù)方案評估隨著全球光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，硅烷法多晶硅生產(chǎn)工藝越來越受到重視，其原因主要是硅烷法多晶硅工藝有它自身的優(yōu)點(diǎn):每千克多晶硅產(chǎn)品的綜合能耗比三氯氫硅法低三分之一以上。 整個(gè)工藝是從工業(yè)硅到高純顆粒多晶硅的過程，氫氣和氯硅烷都是整個(gè)過程的中間品，在反應(yīng)過程中作為工藝載體，但在排出雜質(zhì)的過程中伴隨著有一定的損耗，因此在生產(chǎn)過程中有少量的 SiCl4 和氫氣補(bǔ)充。三氯氫硅8副產(chǎn)品及其處理無。符合大力發(fā)展清潔可再生能源的趨勢。因此，應(yīng)當(dāng)根據(jù)總費(fèi)用最小原則來選取適宜回流比。對塔底再沸器來說（以塔底再沸器為基準(zhǔn)），中間冷凝器是回收熱量，中間再沸器是節(jié)省熱量；而對于塔頂冷凝器來說（以塔頂冷凝器為基準(zhǔn)），中間冷凝器是節(jié)省冷量，中間再沸器是回收冷量。（3）多效精餾為將低能耗，加熱劑最高溫度略高于塔底溫度，冷卻溫度略低于塔頂溫度。這樣在整個(gè)流程中只有第一效加入新鮮蒸汽，在最后一效加入冷卻介質(zhì)，中間各塔則不再需要外加蒸汽和冷卻介質(zhì)，因此多效精餾充分利用了冷熱介質(zhì)之間過剩的溫差。在滿足工藝控制和測量要求的前提下，本著節(jié)約投資的原則，盡可能在國內(nèi)采購，國內(nèi)無生產(chǎn)廠家或產(chǎn)品質(zhì)量不能滿足要求的儀表及關(guān)鍵部位的儀表檢測元件，考慮進(jìn)口。（3）流量儀表 流量測量元件的選用一般根據(jù)下列原則：蒸汽及氣體：孔板液體：電遠(yuǎn)傳金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì)或渦街流量變送器 就地：金屬管轉(zhuǎn)子流量計(jì) 原料及產(chǎn)品：采用質(zhì)量流量計(jì)準(zhǔn)確計(jì)量 （4）液位儀表容器液位測量采用遠(yuǎn)傳外浮筒液位變送器，貯罐液位測量采用雷達(dá)液位計(jì)。（6）分析儀表分析儀表采用智能式，根據(jù)具體工況確定，有特殊要求或需特殊處理的介質(zhì)，采用相應(yīng)的預(yù)處理措施，預(yù)處理系統(tǒng)由分析儀表供應(yīng)商配套提供。公司供電方式主要是采用集中供電方式,由城市政電網(wǎng)的110kV變電站，經(jīng)10kV專線引至總降壓配電所供電，經(jīng)11臺配電變壓器降壓將10kV降為380V后再由配電柜輸送到各個(gè)用能單位使用。燈具按環(huán)境條件，建筑物結(jié)構(gòu)，工藝，生產(chǎn)裝置條件選型。項(xiàng)目生產(chǎn)裝置中采用DCS和PLC控制系統(tǒng)，主要監(jiān)控硅烷生產(chǎn)系統(tǒng)、冷氫化處理系統(tǒng)、尾氣回收系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)等其它裝置區(qū)，根據(jù)工藝生產(chǎn)過程需要在控制上采用集中控制與崗位操作相結(jié)合，部分儀表就地顯示或集中顯示，自動化的控制能夠保證工藝生產(chǎn)的情況下，經(jīng)濟(jì)合理的使用各種能源介質(zhì)。 電機(jī)系統(tǒng)本工廠生產(chǎn)車間內(nèi)主要設(shè)備為電動機(jī)，負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用，因此在變、配電所分別采用低壓配電中心集中補(bǔ)償方式。在車間內(nèi)部布置上，要提高生產(chǎn)效率，減少能源消耗為目的。對利用鎮(zhèn)流器的照明設(shè)備，可以采用單燈電容補(bǔ)償?shù)姆椒ā?03精餾804還原803精餾223A冷凍熱水站空調(diào)S2S10208鍋爐S4806尾氣回收809TCS合成副熱產(chǎn)蒸汽 圖52 天然氣加工轉(zhuǎn)換供熱分布圖水：主要供項(xiàng)目生產(chǎn)和廠內(nèi)生活，公司取水全部來自市政的自來水管網(wǎng)，目前日生產(chǎn)用水約為4500 噸/天左右。因此，有效利用氯硅烷副產(chǎn)物是減少資源浪費(fèi)、降低生產(chǎn)成本、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵。%。 （4）多晶硅還原是放熱反應(yīng)，為了充分利用熱能，設(shè)熱能轉(zhuǎn)換站，用導(dǎo)熱油將還原爐產(chǎn)生的熱導(dǎo)出。 6節(jié)能對策措施和效果分析 節(jié)能措施采用節(jié)能型工藝流程和技術(shù)（1）多晶硅生產(chǎn)存在許多化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量SiCl4,SiH2Cl2 ,S iHCl3等氯硅烷副產(chǎn)物。天然氣：由于生產(chǎn)工藝要求，生產(chǎn)過程需要大量的蒸汽。（4） 企業(yè)應(yīng)在提高自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，合理裝置無功補(bǔ)償設(shè)備。 附屬生產(chǎn)系統(tǒng)能源利用狀況分析在項(xiàng)目的建設(shè)過程中，建材的選用、施工過程都要認(rèn)真的考慮建筑節(jié)能。配電裝置選用抽屜式低壓開關(guān)柜。在各車間設(shè)置低壓配電間，從各自配電間向有關(guān)用電設(shè)備（或現(xiàn)場控制箱）放射式供電，現(xiàn)場設(shè)置機(jī)旁控制按鈕，減少電耗浪費(fèi)。動力線路和控制線路導(dǎo)線截面均按電壓﹑電流﹑允許電壓損失﹑敷設(shè)環(huán)境及使用條件選擇。供配電方案及其原則確定 (1)供電方案公司設(shè)有降壓配電所以供全廠使用。電磁閥選用二位三通隔爆型電磁閥，在正常情況下，電磁閥帶電。（2）溫度儀表就地溫度測量采用抽芯式防護(hù)型雙金屬溫度計(jì)，萬向型。裝置關(guān)鍵參數(shù)均在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)聲光自動報(bào)警。第一效的塔釜由水蒸氣加熱，其塔頂蒸汽作為熱源加熱第2效的塔釜，同時(shí)被冷凝得到產(chǎn)品。只是在設(shè)置中間再沸器后，部分熱量可以采用低于塔底再沸器的廉價(jià)的廢熱蒸汽提供，塔的熱能有效降級，這使得熱效率提高。（2）中間換熱節(jié)能項(xiàng)目通過增加中間換熱器的方式來節(jié)省或回收熱量（冷量）。在最小回流比Rmin附近，隨R的增長，操作線與平衡線間的距離增大，達(dá)到規(guī)定分離要求所需的塔板數(shù)減少，使得設(shè)備費(fèi)用下降。同時(shí)能耗大大降低，改變公眾對多晶硅行業(yè) “高能耗、高污染”的不良看法，回歸太陽能光伏產(chǎn)業(yè)所倡導(dǎo)的綠色、環(huán)保的本質(zhì)。還原爐產(chǎn)品為硅棒，需切斷破碎、洗滌干燥后才能包裝7中間產(chǎn)品及其用途三氯氫硅、硅烷。硅烷無腐蝕性，熱分解溫度低且分解率高，故此法所得硅多晶的純度高，產(chǎn)率高。（3）廠區(qū)內(nèi)主要能源流短捷，投資節(jié)省。以公司原有一期多晶硅生產(chǎn)線為依托，利用生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的氯硅烷為原料，同時(shí)硅烷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品直接進(jìn)入其他工段形成閉路循環(huán)。處理主要是通過將生產(chǎn)中各分廠產(chǎn)生的廢氣統(tǒng)一進(jìn)入三廢分廠的廢氣洗滌塔，待所有可能的污染成分被淋洗干凈后再放空處理。水年投入量為824噸標(biāo)準(zhǔn)煤，對于公司現(xiàn)有4500t/天用水系統(tǒng)也不會造成影響；天然氣用于鍋爐轉(zhuǎn)換蒸汽，年消耗1275萬m3，折合標(biāo)準(zhǔn)煤15482噸，相比項(xiàng)目實(shí)施前消耗下降8%，因此，現(xiàn)有鍋爐足以滿足項(xiàng)目蒸汽量，而且天然氣管道已經(jīng)引入廠區(qū)內(nèi)，不新增天然氣消耗量，也不會對園區(qū)內(nèi)供氣產(chǎn)生影響。景德鎮(zhèn)市高新區(qū)工業(yè)園區(qū)距景德鎮(zhèn)市高速路口約5公里，距市區(qū)約3公里，園區(qū)內(nèi)有多家大型機(jī)械、化工企業(yè)，水、電、交通網(wǎng)絡(luò)配套，生活服務(wù)設(shè)施完善，外部交通便利，與206國道和九景高速直通，能貫通贛、浙、皖等高速，交通便捷，運(yùn)輸方便。而且這些材料在景德鎮(zhèn)以及周邊城市（九江）均有大量生產(chǎn)，采購十分方便。項(xiàng)目平面布置主要分為六個(gè)部分：硅烷生產(chǎn)裝置、硅烷氣充裝系統(tǒng)、冷氫化、精餾、廢氣廢液處理、罐區(qū)等，年產(chǎn)500噸硅烷項(xiàng)目是景新公司在一期項(xiàng)目基礎(chǔ)上的改造及擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目，項(xiàng)目直接建設(shè)在景新公司現(xiàn)有廠區(qū)，實(shí)施后與景新公司一期項(xiàng)目共同形成一個(gè)完整的閉路循環(huán)系統(tǒng)，達(dá)到整個(gè)生產(chǎn)過程物料的完全利用，綠色無污染。目前，國內(nèi)外多晶硅生產(chǎn)企業(yè)已投入工業(yè)化運(yùn)行的四氯化硅氫化技術(shù)主要有冷氫化和熱氫化兩種工藝，二者技術(shù)特點(diǎn)比較如下：表21 冷氫化和熱氫化工藝比較表熱氫化冷氫化技術(shù)成熟性成熟成熟操作壓力 MPaG操作溫度1250℃500550℃反應(yīng)原理SiCl4+H2＝SiHCl3+HCl①Si+3SiCl4+2H2＝4SiHCl3 ②Si+3SiCl4 +2H2＝4SiHCl3電耗~ kWh/kgTCS kWh/kgTCS一次轉(zhuǎn)化率15～20%mol25%mol生產(chǎn)維護(hù)較易較難操作技術(shù)要求一般較高優(yōu)點(diǎn) 氣相連續(xù)反應(yīng)，不需催化劑； 操作壓力低（），設(shè)備安全性能要求低； 反應(yīng)使用精制STC無硼磷等雜質(zhì)帶入，后續(xù)的精餾單元簡單； 工藝及設(shè)備成熟，有一定的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。1級粗餾塔頂排出含少量的氯化氫和二氯二氫硅的不凝氣體被送往廢氣及殘液處理單元進(jìn)行處理；塔頂餾出液為含有部分SiCl4的三氯氫硅冷凝液，送入精餾工序繼續(xù)精餾提純。硅粉在硅粉中間倉中由氫氣帶入氫化反應(yīng)器中?？蛇x擇帶有槽罐清潔和測試裝置的系統(tǒng)。使用AIGA052/08和CGAG13—2006硅烷及硅烷混合物儲運(yùn)作為安全距離的指導(dǎo)，現(xiàn)場布置使用買方地皮允許的最大距離。來自DCS反歧化反應(yīng)器的主要產(chǎn)物為硅烷、TCS和未反應(yīng)的DCS。本項(xiàng)目擬采用第三種氯硅烷歧化反應(yīng)法生產(chǎn)硅烷氣，生產(chǎn)過程閉路，對環(huán)保有利，轉(zhuǎn)化率高，是當(dāng)今最先進(jìn)的硅烷生產(chǎn)技術(shù)。 項(xiàng)目實(shí)施進(jìn)度項(xiàng)目總的建設(shè)周期為24個(gè)月，前期可行性研究報(bào)告編制和審批工作為6個(gè)月，勘察施工圖設(shè)計(jì)1月，設(shè)備材料采購及土建施工12個(gè)月，安裝工作3個(gè)月，調(diào)試2個(gè)月，這幾個(gè)階段可以穿插進(jìn)行。（4）本項(xiàng)目采用國內(nèi)較先進(jìn)的冷氫化處理技術(shù)，與冷氫化配套新建一條3萬噸精餾裝置，精餾技術(shù)加壓操作、阻力小、汽液傳質(zhì)充分、產(chǎn)能高。因此，無論是從產(chǎn)業(yè)角度還是從企業(yè)角度，本項(xiàng)目都有著其不可替代的重要性和必要性。隨著全球光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，硅烷法多晶硅生產(chǎn)工藝越來越受到重視，其原因主要是硅烷法多晶硅工藝有它自身的優(yōu)點(diǎn):每千克多晶硅產(chǎn)品的綜合能耗比三氯氫硅法低三分之一以上。歐盟雙反是中歐雙方迄今為止最大的貿(mào)易糾紛，也是全球涉案金額最大的貿(mào)易爭端。同時(shí)，這一技術(shù)的突破，改變了我國多年來依靠進(jìn)口硅烷氣的境況，加速了我國光伏發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)的步伐，更為當(dāng)前光伏行業(yè)的低迷提供了新的增長點(diǎn)。隨著電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，集成度越來越高，對基礎(chǔ)原材料的純度要求已經(jīng)提高到了6N級(99．9999％)，另外氣體的質(zhì)量對芯片制造有很大影響，隨著電子消費(fèi)品的升級換代，產(chǎn)品制造尺寸越來越大，產(chǎn)品成品率和缺陷控制越來越嚴(yán)格，整個(gè)電子工業(yè)界對電子氣體氣源純度，以及杜絕輸送系統(tǒng)二次污染的要求越來越苛刻。公司秉承遠(yuǎn)見、創(chuàng)新、責(zé)任的理念，以安全、節(jié)能、環(huán)保為目標(biāo)，以為世界輸出優(yōu)質(zhì)動力為使命，致力于建設(shè)世界一流多晶硅制造工廠。（3）評價(jià)項(xiàng)目用能量及用能品種的合理性，核算項(xiàng)目能源經(jīng)濟(jì)指標(biāo)并評價(jià)其合理性和先進(jìn)性。項(xiàng)目主要利用冷氫化反應(yīng)合成三氯氫硅，再利用氯硅烷兩步歧化反應(yīng)來獲得硅烷。對未進(jìn)行節(jié)能審查或未通過節(jié)能審查的項(xiàng)目一律不得審批、核準(zhǔn)，更不得開工建設(shè)。硅烷，也稱矽烷，化學(xué)式為SiH4的一種化合物。隨著電力、天然氣等能源價(jià)格的上漲，生產(chǎn)成本也在上升。2 項(xiàng)目概況 建設(shè)單位基本情況 項(xiàng)目名稱及項(xiàng)目建設(shè)單位項(xiàng)目名稱：年產(chǎn)500噸硅烷項(xiàng)目企業(yè)名稱：江西景德半導(dǎo)體新材料有限公司企業(yè)性質(zhì)：民營企業(yè)法定代表人：陸廷秀項(xiàng)目地址：江西省景德鎮(zhèn)市高新區(qū)產(chǎn)業(yè)園內(nèi) 企業(yè)概況江西景德半導(dǎo)體新材料有限公司是中電電氣集團(tuán)旗下的一家全資子公司。其中硅烷尤其是高純度硅烷，是制約集成電路可靠性和成品率的重要因素。目前有能力生產(chǎn)6N級以上高純電子氣體的只有少數(shù)國家，而高純氣體在電子產(chǎn)品、航空航天、高效太陽能電池、軍事工業(yè)方面有著廣泛的應(yīng)用。一期設(shè)計(jì)建設(shè)由一批經(jīng)驗(yàn)豐富的中外專家組成，保證了產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和流程設(shè)計(jì)理念一流、技術(shù)領(lǐng)先。但是面對未來的光伏市場，企業(yè)要生存就必須發(fā)展，發(fā)展是硬道理，發(fā)展是企業(yè)生存的唯一法寶。因?yàn)楣柰闅怏w沒有腐蝕性而三氯氫硅具有較強(qiáng)的腐蝕性，所以硅烷法工藝對工藝管道和設(shè)備的要求比三氯氫硅法低，生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的總投資比三氯氫硅法低。（3）公司充分利用現(xiàn)有公用工程配套優(yōu)勢。 （5）從能源綜合利用來看，工藝上采用國際上最先進(jìn)的四氯化硅冷氫化技術(shù)，四氯化硅可實(shí)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。硅鎂合金法制備硅烷的工藝流程非常簡練。STC作為塔底產(chǎn)物分離出來，送至存儲以返回到買方TCS生產(chǎn)，塔頂富含DCS的產(chǎn)物加壓后送至第二胎反應(yīng)精餾 圖21 硅烷氣生產(chǎn)工藝流程圖硅烷生產(chǎn)線由兩臺反應(yīng)精餾塔，一臺提純精餾塔及其配套進(jìn)料槽、進(jìn)料泵、冷凝器、再沸器、回流罐、回流和塔底泵。塔頂產(chǎn)物富含硅烷，送入精餾提純。使用兩臺球罐儲存硅烷，儲量約為二十天。氣體排放物在尾氣淋洗塔系統(tǒng)中處理。如采用氯化氫參與的冷氫化反應(yīng)，則氯化氫氣體也經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后按比例經(jīng)預(yù)熱器加熱后送至氫化反應(yīng)器中。(3)熱氫化單元工藝流程簡述來自氯硅烷罐區(qū)的精制四氯化硅通過泵加壓進(jìn)入氫化爐汽化器，汽化器外設(shè)蒸汽夾套，內(nèi)設(shè)盤管，用10bar(g)的蒸汽加熱，將