【正文】 回收H2帶入多晶硅；維修率高，單臺爐運行周期在34個月；單臺設備產(chǎn)量低、配套設備多，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（、）。 項目的主要技術經(jīng)濟指標表22 項目主要經(jīng)濟技術指標序號指 標 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)有基礎公用設施提供，無需另外增加。項目能源供應條件景德鎮(zhèn)電力設施有新建“上大壓小”兩臺66萬千瓦時超臨界火力發(fā)電機組已經(jīng)投產(chǎn)發(fā)電，廠區(qū)內(nèi)有電力供應豐富，公司設有降壓配電所以供全廠使用。 環(huán)境保護實施情況（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行外售；廠區(qū)內(nèi)設置固定垃圾收集點（非露天）來集中堆放不可回用的固體廢棄物，收集后及時集中清運。另外，項目建設地與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: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過程的中間品，在反應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，應當根據(jù)總費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），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），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鍵部位的儀表檢測元件，考慮進口。（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：電遠傳金屬管轉子流量計或渦街流量變送器 就地：金屬管轉子流量計 原料及產(chǎn)品：采用質(zhì)量流量計準確計量 （4）液位儀表容器液位測量采用遠傳外浮筒液位變送器，貯罐液位測量采用雷達液位計。（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)，采用相應的預處理措施，預處理系統(tǒng)由分析儀表供應商配套提供。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用能單位使用。燈具按環(huán)境條件，建筑物結構，工藝，生產(chǎn)裝置條件選型。項目生產(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)濟合理的使用各種能源介質(zhì)。 電機系統(tǒng)本工廠生產(chǎn)車間內(nèi)主要設備為電動機，負荷平穩(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)流器的照明設備，可以采用單燈電容補償?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 天然氣加工轉換供熱分布圖水：主要供項目生產(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、降低生產(chǎn)成本、實現(xiàn)節(jié)能減排的關鍵。%。 （4）多晶硅還原是放熱反應，為了充分利用熱能，設熱能轉換站，用導熱油將還原爐產(chǎn)生的熱導出。 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（1）多晶硅生產(chǎn)存在許多化學反應，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)應在提高自然功率因數(shù)的基礎上，合理裝置無功補償設備。 附屬生產(chǎn)系統(tǒng)能源利用狀況分析在項目的建設過程中，建材的選用、施工過程都要認真的考慮建筑節(jié)能。配電裝置選用抽屜式低壓開關柜。在各車間設置低壓配電間，從各自配電間向有關用電設備（或現(xiàn)場控制箱）放射式供電，現(xiàn)場設置機旁控制按鈕，減少電耗浪費。動力線路和控制線路導線截面均按電壓﹑電流﹑允許電壓損失﹑敷設環(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型雙金屬溫度計，萬向型。裝置關鍵參數(shù)均在計算機上實現(xiàn)聲光自動報警。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，同時被冷凝得到產(chǎn)品。只是在設置中間再沸器后，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，達到規(guī)定分離要求所需的塔板數(shù)減少，使得設備費用下降。同時能耗大大降低，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，同時硅烷生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)品直接進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噸標準煤，對于公司現(xiàn)有4500t/天用水系統(tǒng)也不會造成影響；天然氣用于鍋爐轉換蒸汽，年消耗1275萬m3，折合標準煤15482噸，相比項目實施前消耗下降8%，因此，現(xiàn)有鍋爐足以滿足項目蒸汽量，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)有多家大型機械、化工企業(yè)，水、電、交通網(wǎng)絡配套，生活服務設施完善，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。項目平面布置主要分為六個部分：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噸硅烷項目是景新公司在一期項目基礎上的改造及擴產(chǎn)項目，項目直接建設在景新公司現(xiàn)有廠區(qū)，實施后與景新公司一期項目共同形成一個完整的閉路循環(huán)系統(tǒng)，達到整個生產(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)化運行的四氯化硅氫化技術主要有冷氫化和熱氫化兩種工藝，二者技術特點比較如下：表21 冷氫化和熱氫化工藝比較表熱氫化冷氫化技術成熟性成熟成熟操作壓力 MPaG操作溫度1250℃500550℃反應原理SiCl4+H2＝SiHCl3+HCl①Si+3SiCl4+2H2＝4SiHCl3 ②Si+3SiCl4 +2H2＝4SiHCl3電耗~ kWh/kgTCS kWh/kgTCS一次轉化率15～20%mol25%mol生產(chǎn)維護較易較難操作技術要求一般較高優(yōu)點 氣相連續(xù)反應，不需催化劑； 操作壓力低（），設備安全性能要求低； 反應使用精制STC無硼磷等雜質(zhì)帶入，后續(xù)的精餾單元簡單； 工藝及設備成熟，有一定的運行經(jīng)驗。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器中。可選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作為安全距離的指導，現(xiàn)場布置使用買方地皮允許的最大距離。來自DCS反歧化反應器的主要產(chǎn)物為硅烷、TCS和未反應的DCS。本項目擬采用第三種氯硅烷歧化反應法生產(chǎn)硅烷氣，生產(chǎn)過程閉路，對環(huán)保有利，轉化率高，是當今最先進的硅烷生產(chǎn)技術。 項目實施進度項目總的建設周期為24個月，前期可行性研究報告編制和審批工作為6個月，勘察施工圖設計1月，設備材料采購及土建施工12個月，安裝工作3個月，調(diào)試2個月，這幾個階段可以穿插進行。（4）本項目采用國內(nèi)較先進的冷氫化處理技術，與冷氫化配套新建一條3萬噸精餾裝置，精餾技術加壓操作、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: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，這一技術的突破，改變了我國多年來依靠進口硅烷氣的境況，加速了我國光伏發(fā)電平價上網(wǎng)的步伐，更為當前光伏行業(yè)的低迷提供了新的增長點。隨著電子信息技術的飛速發(fā)展，集成度越來越高，對基礎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格，整個電子工業(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。公司秉承遠見、創(chuàng)新、責任的理念，以安全、節(jié)能、環(huán)保為目標，以為世界輸出優(yōu)質(zhì)動力為使命，致力于建設世界一流多晶硅制造工廠。（3）評價項目用能量及用能品種的合理性，核算項目能源經(jīng)濟指標并評價其合理性和先進性。項目主要利用冷氫化反應合成三氯氫硅，再利用氯硅烷兩步歧化反應來獲得硅烷。對未進行節(jié)能審查或未通過節(jié)能審查的項目一律不得審批、核準，更不得開工建設。硅烷，也稱矽烷，化學式為SiH4的一種化合物。隨著電力、天然氣等能源價格的上漲，生產(chǎn)成本也在上升。2 項目概況 建設單位基本情況 項目名稱及項目建設單位項目名稱：年產(chǎn)500噸硅烷項目企業(yè)名稱：江西景德半導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)概況江西景德半導體新材料有限公司是中電電氣集團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)方面有著廣泛的應用。一期設計建設由一批經(jīng)驗豐富的中外專家組成，保證了產(chǎn)品生產(chǎn)工藝和流程設計理念一流、技術領先。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。因為硅烷氣體沒有腐蝕性而三氯氫硅具有較強的腐蝕性，所以硅烷法工藝對工藝管道和設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的四氯化硅冷氫化技術，四氯化硅可實現(xiàn)全部工廠內(nèi)部消化，且95%以上可以轉化為三氯氫硅，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)線由兩臺反應精餾塔，一臺提純精餾塔及其配套進料槽、進料泵、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，則氯化氫氣體也經(jīng)壓縮機壓縮后按比例經(jīng)預熱器加熱后送至氫化反應器中。(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入氫化爐汽化器，汽化器外設蒸汽夾套，內(nèi)設盤管，用10bar(g)的蒸汽加熱，將