【正文】 同時(shí)，加壓并預(yù)熱后的氯化氫氣體也從底部進(jìn)入反應(yīng)器，與硅粉發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)生成三氯氫硅、二氯氫硅、金屬氯化物、聚氯硅烷等副產(chǎn)物。 來(lái)自急冷塔氯硅烷貯槽的部分氯硅烷送入氯硅烷冷凝液中間槽，然后用泵送往氯硅烷分離系統(tǒng)。 從合成氣干法分離工序、還原尾氣干法分離工序、氫化氣干法分離工序分離得到的氯硅烷液體，分別送入合成氯硅烷貯槽、還原、氫化氯硅烷 緩沖罐，然后氯硅烷液體分別作為原料送至氯硅烷分離提純工序的不同精餾塔。從該槽送 出的四氯化硅既可送去氫化生成三氯氫硅，也可作為產(chǎn)品裝車(chē)外售。 廢氣及殘液處理工序 A）廢氣凈化 氯硅烷分離提純工序各精餾塔頂排放的含氯硅烷、氮?dú)獾膹U氣，及含氯硅烷、氫氣、氮?dú)?、氯化氫的多晶硅還原爐置換吹掃氣和多晶硅還原爐事 故排放氣等，被送進(jìn)尾氣洗滌塔組，用水（鹽酸溶液）洗滌，廢氣中的氯硅烷與水發(fā)生以下反應(yīng)而被除去： SiHCl３ +2H２ O=SiO２ +3HCl+H２ SiCl４ +2H２ O=SiO２ +4HCl SiH２ Cl２ +2H２ O=SiO２ +2HCl+H２ B）殘液處理 從氯硅烷分離提純工序中排除的殘液主要含有四氯化硅和聚氯硅烷化合物的液體以及裝置停車(chē)放凈的氯硅烷液體送到本工序加以處理。濾液主要為 NaCl 溶液，優(yōu)先考慮送往燒堿裝置用作原料；也可經(jīng)蒸發(fā)、濃縮和結(jié)晶過(guò)程進(jìn)一步處理。 液氯貯存及汽化工序 外購(gòu)的液氯鋼瓶運(yùn)送入本工序廠房?jī)?nèi)實(shí)瓶區(qū)存放，使用后的液氯鋼瓶吊運(yùn)至空瓶區(qū)存放并定期運(yùn)出。 TCS 經(jīng)過(guò)提純后和氫氣一起送入分解反應(yīng)爐。如果僅僅將這些四氯化硅經(jīng)簡(jiǎn)單水解處理甚至直接排放，將會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)造成巨大的壓力，同時(shí)也大大增加了原料硅粉和液氯的消耗，多晶硅企業(yè)的生產(chǎn)成本將沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)力。 26 本項(xiàng)目副產(chǎn)物四氯化硅的有效轉(zhuǎn)化，以氯氫化工藝為核心，建成閉路循環(huán)系統(tǒng)，將副產(chǎn)總量 95%的四氯化硅實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)轉(zhuǎn)化，合成原料三氯氫硅。 主要原材料、燃料經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 本期多晶硅項(xiàng)目生產(chǎn)線規(guī)模為 5000 噸 /年， 裝置原、輔材料和公用工程消耗定額及消耗量見(jiàn)表 。另一種是壓力環(huán)式把持器，由壓力環(huán)和波紋膨脹箱（或油箱）組成，壓力環(huán)從箱體上徑向配置的波紋膨脹箱（或油箱）與銅瓦數(shù)相對(duì)應(yīng)，能一對(duì)一的徑向頂緊銅瓦，使銅瓦均勻的接觸電極，改善了錐形把持器的缺陷。全液壓搗爐機(jī)動(dòng)作穩(wěn)定、力量大，只要設(shè)計(jì)參數(shù)合理，特別是液壓系統(tǒng)的壓力和隔熱裝置完善，全液壓搗爐機(jī)完全可滿(mǎn)足生產(chǎn)的要求。 31 表 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 生產(chǎn)線 數(shù)量 日生產(chǎn)量（日 /噸） 年產(chǎn)量 （年 /噸） 備 注 1 顎式破碎機(jī) 4 300 99000 330天 /年 2 礦熱電爐 8 360 108000 300天 /年 3 硅粉生產(chǎn)線 1 30 9900 330天 /年 表 工業(yè)硅生產(chǎn)主要設(shè)備配置表 序號(hào) 設(shè)備名稱(chēng) 型號(hào)或規(guī)格 產(chǎn)地 備注 1 電石爐 25500KVA 國(guó)產(chǎn) 2 顎式破碎機(jī) 500179。 精餾塔 國(guó)內(nèi)加工制造。 四氯化硅轉(zhuǎn)化爐（冷氫化） 擬采用φ 1200 的國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)化爐，共用 4 臺(tái)。 隔膜計(jì)量泵，目前是暫按國(guó)內(nèi)水泵廠的產(chǎn)品選型的。 ⑶每條工藝生產(chǎn)線的特別重要一級(jí)負(fù)荷接于低壓應(yīng)急母線段，正常時(shí)由系統(tǒng)母線供電，當(dāng)兩路電源同時(shí)故障時(shí)，由應(yīng)急發(fā)電機(jī)供電。 ⒊裝置區(qū)域或界區(qū) 10/ 變電所的設(shè)置 由于本項(xiàng)目主要工藝生產(chǎn)車(chē)間均為有爆炸危險(xiǎn)的區(qū)域，不宜設(shè)置變電所，各裝置區(qū)變電站設(shè)兩座 10kV 變電所。 ⒌繼電保護(hù) 為提高供電可靠性和運(yùn)行管理水平，各裝置區(qū)變電站采用綜合自動(dòng)化微機(jī)監(jiān) 控保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各裝置區(qū)供配電系統(tǒng)的監(jiān)控和保護(hù)，并能與上級(jí)變電所進(jìn)行互連，還把與工藝運(yùn)行有關(guān)的信號(hào)送至工藝控制室的 DCS 系統(tǒng)。 ⒎供電外線 35 供配電電纜盡可能利用橋架在工藝管廊上敷設(shè)，以避免與地下管網(wǎng)交叉，并有利于運(yùn)行維護(hù)。 ⑹ 微機(jī)監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)：采用分層分布式，模塊化 數(shù)字式的計(jì)算機(jī)測(cè)控保護(hù)系統(tǒng)。 36 電修 本項(xiàng)目電修以小修及日常維修為主，電氣設(shè)備的大中修依托社會(huì)化解決。無(wú)線對(duì)講機(jī)使用頻率由業(yè)主向當(dāng)?shù)責(zé)o線電管理委員會(huì)申請(qǐng)批準(zhǔn)后購(gòu)買(mǎi)設(shè)備。 沒(méi)有設(shè)置火災(zāi)報(bào)警設(shè)備的地方采用“ 119”火災(zāi)報(bào)警專(zhuān)用電話(huà)報(bào)警。特殊控制閥、分析儀宜采用進(jìn)口產(chǎn)品。 ⑷液位測(cè)量 對(duì)一般性工藝介質(zhì)，選用智能型差壓變送器、靜壓式液位計(jì)或磁翻板式液位計(jì)。 生產(chǎn)系統(tǒng) 用水、給水、排水系統(tǒng) 設(shè)計(jì)范圍 ⒈本項(xiàng)目主裝置包括： 5000 噸 /年多晶硅裝置與 10 萬(wàn)噸 /年工業(yè)硅裝置。輔助生產(chǎn)裝設(shè)施區(qū)消防水量為 50L/s，火災(zāi)持續(xù)供水時(shí)間 為3 小時(shí)。單套多晶硅裝置消防用水量： 180 l/s 考慮，壓力： MPa，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間 3 小時(shí)，火災(zāi)時(shí)總的消防用水量為 1944 m3。 ，泵房梁底凈高 。 ②工業(yè)硅消防泵站： a. 消防水池 消防水池為地下式結(jié)構(gòu)水池分 2 個(gè)， LXHXB=，池頂標(biāo)高 ，池底標(biāo)高 ，水深 ，有蓋。 穩(wěn)壓泵性能： Q=18 m3/h， H=80m，電機(jī)功率 11 kW。在甲類(lèi)塔群、罐區(qū)兩側(cè)設(shè)消防水炮。多晶硅消防主管網(wǎng) DN350 mm，工業(yè)硅消防主管網(wǎng) DN350 mm，兩套高壓消防管網(wǎng)通過(guò)連通閥連接。 電動(dòng)消防泵性能： Q=180L/S， H=100m，電機(jī)功率 280 kW。 隔膜式穩(wěn)壓罐：型號(hào)為 。單個(gè)有效容積 1000m3，總有效容積 2020 m3。各期工程分別從界外市政生活水管上接入生活水，界區(qū)內(nèi)采用管道輸送，枝狀供水，埋地鋪設(shè)。 ② 根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中有關(guān)規(guī)定公用工程裝置區(qū)設(shè)置低壓水消防?？刂崎y閥體材質(zhì)不低于工藝管道的材料等級(jí)。壓力表刻度盤(pán)直徑一般為 100mm。一般為智能型，采用 HART通訊協(xié)議。綜合倉(cāng)庫(kù)設(shè)置紅外束感煙控制器，裝置區(qū)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置防爆手動(dòng)報(bào)警按鈕。程控調(diào)度總機(jī)容量選用 500 門(mén)。 ⑿整流變壓器、整流器及 IGBT 柜：按工藝技術(shù)要求確定。 ⑷ 10kV 補(bǔ)償電容器柜： SVC 型并聯(lián)補(bǔ)償電容器裝置 128000kVAR。目前尚不能確定高次諧波分量的數(shù)值，本項(xiàng)目在可研階段預(yù)留一筆予備金，如有必要加設(shè)濾波器。主變壓器合設(shè)一個(gè)地下事故貯油池。 ⒉供電系統(tǒng) 110kV 主接線方式為雙母線。 10kV 主接 線方式為單母線分段。若鹽酸泵用一般的隔膜泵，則泵體材料要耐蝕塑料如氟塑料， PVC 等，管隔膜的材料為 PTFE，預(yù)計(jì)壽命 8000 小時(shí)。 精餾塔主要材質(zhì)為 304 及 316L。該爐生產(chǎn)能力大，加工成本低。 A 礦熱電爐，每臺(tái)均附帶混料機(jī)和加料機(jī)。 搗爐機(jī)有全液壓、半液壓、機(jī)械三種。 主要參數(shù)如下： 爐膛直徑： 10000mm 爐壁厚度： 1200mm 29 爐膛深度： 3000mm 極心圓直徑： 3000mm 矮煙罩高度： 2600mm 變壓器容量： 25000KVA 電 極系統(tǒng) 電極：根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和工藝要求，電極選用用外徑 Φ 1000mm 的空心石墨電極的特級(jí)品。根據(jù)設(shè)計(jì)采用的工藝技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備，參照國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型工廠的實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，本項(xiàng)目各種原材料消耗見(jiàn)表 。實(shí)現(xiàn)了四氯化硅一次轉(zhuǎn)化率大于 20%，氫化反應(yīng)產(chǎn)生的氯化氫100%回收用于合成三氯氫硅。 副產(chǎn)物利用技術(shù)方案 目前制約中國(guó)多晶硅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸是副產(chǎn)物四氯化硅的處理問(wèn)題。廢氣處理系統(tǒng)保持連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，以保證可以隨時(shí)接收并處理含氯氣體。 沖洗廢水處理 來(lái)自硅芯制備工序和產(chǎn)品整理工序酸洗處理后的硅芯和產(chǎn)品用超純水清洗，生成的含微量氫氟酸和硝酸的廢水，用 NaOH 溶液中和，再加入 CaCl２ 溶液，其中的氫氟酸轉(zhuǎn)化為微量的氟化鈣沉淀，同時(shí)生成微量硝酸鈉和硝酸鈣。 23 工藝廢料處理工序 A）酸性廢水處理 廢氣及殘液處理工序排出的含 SiO２ 固體的鹽酸廢液及來(lái)自氯化氫合成工序的鹽酸廢液在此工序進(jìn)行混合、用 NaOH 溶液中和后，經(jīng)過(guò)壓濾機(jī)過(guò)濾。酸腐蝕處理過(guò)程中會(huì)有氟化氫和氮氧化物氣體逸出至空氣中，故用風(fēng)機(jī)通過(guò)罩于酸腐蝕處理槽上方的風(fēng)罩抽吸含氟 化氫和氮氧化物的空氣，然后將該氣體送往吸附裝置進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)排放。從該槽送出的三氯氫硅既可去生產(chǎn)低檔次多晶硅，也可作為產(chǎn)品裝車(chē)外售。塔頂產(chǎn)品為精制四氯化硅，送回至冷氫化轉(zhuǎn)化爐。自急冷塔頂出來(lái)的氣體先經(jīng)過(guò)四氯化硅熱交換器預(yù)熱作為四氯化硅轉(zhuǎn)化爐進(jìn)料的四氯化硅，然后進(jìn)入急冷塔頂水冷器進(jìn)行冷凝，冷凝液進(jìn)入急冷塔氯硅烷貯槽，未被冷凝的氣體繼續(xù)進(jìn)入急冷塔頂深冷器進(jìn)一步冷卻，冷凝 液同樣進(jìn)入急冷塔氯硅烷貯槽，此時(shí)的不凝氣主要是氫氣，作為循環(huán)氫氣返回到四氯化硅轉(zhuǎn)化爐。通過(guò)緩沖罐底部的開(kāi)關(guān)閥將硅粉送入四氯化硅轉(zhuǎn)化爐中。循環(huán)氫氣不能完全滿(mǎn)足轉(zhuǎn)化反應(yīng)的需要，還要補(bǔ)充氫氣。出爐筒夾套的高溫?zé)崴屯鶡崮芑厥昭b置，減壓閃蒸生產(chǎn)水蒸汽而降溫后，循環(huán)回本工序各還原爐夾套使用。塔頂餾出物是可用于多晶硅制取的精制三氯氫硅，送入氯硅烷貯存工序精制三氯氫硅貯槽貯存；塔底釜液作為循環(huán)二級(jí)三氯氫硅送入循環(huán)二級(jí)三氯氫硅中間槽。該三氯氫硅可送去多晶硅還原工序用于生產(chǎn)低檔多晶硅，也可直接作為產(chǎn)品外售。塔頂餾出液為含有少量二氯二氫硅，純度達(dá)到 99%(w)以上的粗三氯氫硅，送入氯硅烷貯存工序粗三氯氫硅貯槽，然后送去合成精餾 1 級(jí)塔；塔釜得到含少量三氯氫硅的粗四氯化硅，送至合成粗四氯化硅中間槽。 氯硅烷分離提純工序 在三氯氫硅合成工序生成，經(jīng)合成氣干法分離工序分離出來(lái)的氯硅烷液體送入氯硅烷貯存工序的合成氯硅烷貯槽；在三氯氫硅還原工序生成，經(jīng)還原尾氣干法分離工序分離出來(lái)的氯硅烷液體送入氯硅烷貯存工序的還原氯硅 15 烷貯槽；在四氯化硅氫化工序生成，經(jīng) 氫化氣干法分離工序分離出來(lái)的氯硅烷液體送入氯硅烷貯存工序的氫化氯硅烷貯槽。氣體中的大部份氯硅烷被冷凝并混入洗滌液中。反應(yīng)大量放熱。 13 為保證安全，本工序設(shè)置一套主要由廢氣處理塔、堿液循環(huán)槽、堿液循環(huán)泵和堿液循環(huán)冷卻器組成的含氯廢氣處理系統(tǒng)。出氧氣貯罐的氧氣送去裝瓶或放空。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程比較復(fù)雜，現(xiàn)在國(guó)外企業(yè)普遍采用第三代閉路循環(huán)，各種氣體循環(huán)使用，大大減少了原料消耗，同時(shí)減低了對(duì)環(huán)境的污染。 3179。 工業(yè)硅 10000 自 用、出售 5 硅粉 10000 出售 6 CO2氣體 613600 排放 7 煙塵 400 排放 合計(jì) 716000 合計(jì) 716000 多晶硅 生產(chǎn)工藝方案選擇 工藝技術(shù)流程 本項(xiàng)目生產(chǎn)擬采用第三代改良西門(mén)子法。179。 為了提升工業(yè)硅質(zhì)量，在上述基礎(chǔ)上對(duì)硅進(jìn)行爐外氧化精煉，精煉工藝簡(jiǎn)述：從氧氣站和空壓站輸送來(lái)的氧氣和壓縮空氣經(jīng)計(jì)量由耐熱橡膠管輸入硅包底部散氣磚中與剛出爐的硅液進(jìn)行反應(yīng)，脫除雜質(zhì) Ca 和 Al。 水洗后合格硅石 水洗、除雜 破碎 稱(chēng)量配料 合格還原劑 冶煉爐冶煉 冷卻 硅包 精煉分離 硅液 硅液 分級(jí) 硅液 一般 產(chǎn)品 高端產(chǎn)品 包裝、入庫(kù) 分級(jí) 硅液 空氣 氧氣 氧氣 增壓 9 鑄錠：將熔體 鑄成硅錠。隨著生產(chǎn)裝置的大型化，操作的機(jī)械化、自動(dòng)化水平也在不斷提升，有的實(shí)現(xiàn)了原料制備、配料、加料、電爐控制的計(jì)算機(jī)控制；對(duì)煙氣采取凈化處理措施，煙罩密封性也在改進(jìn)。 公司已擁有優(yōu)質(zhì)石英硅礦，可開(kāi)采量 1500 萬(wàn)噸，石英硅礦開(kāi)采成本僅內(nèi)地價(jià)格的 1/5，擬建的 10 萬(wàn)噸 /年工業(yè)硅項(xiàng)目可為多晶硅供應(yīng)工業(yè)硅原料。其他公建設(shè)施如中學(xué)、醫(yī)院、體育設(shè)施等可依托市。 需要生活水量為 。 ⑤工藝生產(chǎn)用的 DCS 電源由不間斷電源裝置采用 UPS 供電。應(yīng)急事故負(fù)荷估算約 6260kW。二級(jí)及以上的用電負(fù)荷應(yīng)由二個(gè)獨(dú)立電源供電，當(dāng)一個(gè)電源故障時(shí)，另一電源不致同時(shí)受到損壞。 ⒈電源狀況 本項(xiàng)目動(dòng)力消耗巨大，總用電負(fù)荷為 （其中：多晶硅 100MW，工業(yè)硅 ），為此配套建設(shè) 2179。 泵房?jī)?nèi)設(shè)手動(dòng)單梁起重機(jī) SDQ5 一臺(tái)，起重量為 5 噸，跨距為 。覆土 1330mm，保溫、防凍 。內(nèi)設(shè)有 1 臺(tái)電動(dòng)消防泵、 1 臺(tái)柴油消防泵、兩臺(tái)消防穩(wěn)壓泵及隔膜式穩(wěn)壓罐。由于廠區(qū)占地面積較大，為保證消防水 壓力，設(shè)置 2 套高壓消防給水系統(tǒng)。 晶硅消防泵站： ⒈消防水池 消防水池為地下式結(jié)構(gòu)水池分 2 個(gè)， LXHXB=，池頂標(biāo)高 ，池底標(biāo)高 ，水深 ，有蓋。 穩(wěn)壓泵性能： Q=18 m3/h， H=80m，電機(jī)功率 11kW。 ，泵房梁底凈高 。配套自動(dòng)控制硅和配電柜。 150MW 自備電站通過(guò)玉阿 110 千伏變電站與電網(wǎng)相聯(lián)，自備電廠 年發(fā)電按 7000 小時(shí)計(jì) ，年發(fā)電量 179。 ⒊電力負(fù)荷估算 ⑴ 5000 噸 /年多晶硅項(xiàng)目用電負(fù)荷估計(jì) 需 MW。 110kV 主接線方式為雙母線。 綜上所述，本項(xiàng)目的電源是可靠的，能滿(mǎn)足本項(xiàng)目所需用電負(fù)荷對(duì)供電電源的要求。從外部生產(chǎn)給水管網(wǎng)接入 1 根 DN500 生產(chǎn)給水管線，本項(xiàng)目界區(qū)的接管壓力。 原料及燃料供應(yīng) 生產(chǎn)工業(yè)硅的主要原料是含硅礦石和還原劑，生產(chǎn)過(guò)程中還要消耗電極。工業(yè)硅熔煉就是用還原劑還原礦物原料中的二氧化硅制取硅，其總反應(yīng)為： SiO2+2C=Si+2CO。 原料