【正文】 同時，加壓并預熱后的氯化氫氣體也從底部進入反應器，與硅粉發(fā)生反應，同時生成三氯氫硅、二氯氫硅、金屬氯化物、聚氯硅烷等副產物。 來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。 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，也可作為產品裝車外售。 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、氮氣的廢氣，及含氯硅烷、氫氣、氮氣、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；也可經蒸發(fā)、濃縮和結晶過程進一步處理。 液氯貯存及汽化工序 外購的液氯鋼瓶運送入本工序廠房內實瓶區(qū)存放，使用后的液氯鋼瓶吊運至空瓶區(qū)存放并定期運出。 TCS 經過提純后和氫氣一起送入分解反應爐。如果僅僅將這些四氯化硅經簡單水解處理甚至直接排放，將會對環(huán)境保護造成巨大的壓力，同時也大大增加了原料硅粉和液氯的消耗，多晶硅企業(yè)的生產成本將沒有競爭力。 26 本項目副產物四氯化硅的有效轉化，以氯氫化工藝為核心，建成閉路循環(huán)系統，將副產總量 95%的四氯化硅實現工廠內轉化，合成原料三氯氫硅。 主要原材料、燃料經濟技術指標 本期多晶硅項目生產線規(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）與銅瓦數相對應，能一對一的徑向頂緊銅瓦，使銅瓦均勻的接觸電極，改善了錐形把持器的缺陷。全液壓搗爐機動作穩(wěn)定、力量大，只要設計參數合理，特別是液壓系統的壓力和隔熱裝置完善，全液壓搗爐機完全可滿足生產的要求。 31 表 序號 設備名稱 生產線 數量 日生產量（日 /噸） 年產量 （年 /噸） 備 注 1 顎式破碎機 4 300 99000 330天 /年 2 礦熱電爐 8 360 108000 300天 /年 3 硅粉生產線 1 30 9900 330天 /年 表 工業(yè)硅生產主要設備配置表 序號 設備名稱 型號或規(guī)格 產地 備注 1 電石爐 25500KVA 國產 2 顎式破碎機 500179。 精餾塔 國內加工制造。 四氯化硅轉化爐（冷氫化） 擬采用φ 1200 的國產轉化爐，共用 4 臺。 隔膜計量泵，目前是暫按國內水泵廠的產品選型的。 ⑶每條工藝生產線的特別重要一級負荷接于低壓應急母線段，正常時由系統母線供電，當兩路電源同時故障時，由應急發(fā)電機供電。 ⒊裝置區(qū)域或界區(qū) 10/ 變電所的設置 由于本項目主要工藝生產車間均為有爆炸危險的區(qū)域，不宜設置變電所，各裝置區(qū)變電站設兩座 10kV 變電所。 ⒌繼電保護 為提高供電可靠性和運行管理水平，各裝置區(qū)變電站采用綜合自動化微機監(jiān) 控保護系統，實現對各裝置區(qū)供配電系統的監(jiān)控和保護，并能與上級變電所進行互連，還把與工藝運行有關的信號送至工藝控制室的 DCS 系統。 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，以避免與地下管網交叉，并有利于運行維護。 ⑹ 微機監(jiān)控保護系統：采用分層分布式，模塊化 數字式的計算機測控保護系統。 36 電修 本項目電修以小修及日常維修為主，電氣設備的大中修依托社會化解決。無線對講機使用頻率由業(yè)主向當地無線電管理委員會申請批準后購買設備。 沒有設置火災報警設備的地方采用“ 119”火災報警專用電話報警。特殊控制閥、分析儀宜采用進口產品。 ⑷液位測量 對一般性工藝介質，選用智能型差壓變送器、靜壓式液位計或磁翻板式液位計。 生產系統 用水、給水、排水系統 設計范圍 ⒈本項目主裝置包括： 5000 噸 /年多晶硅裝置與 10 萬噸 /年工業(yè)硅裝置。輔助生產裝設施區(qū)消防水量為 50L/s，火災持續(xù)供水時間 為3 小時。單套多晶硅裝置消防用水量： 180 l/s 考慮，壓力： MPa，火災延續(xù)時間 3 小時，火災時總的消防用水量為 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構水池分 2 個， LXHXB=，池頂標高 ，池底標高 ，水深 ，有蓋。 穩(wěn)壓泵性能： Q=18 m3/h， H=80m，電機功率 11 kW。在甲類塔群、罐區(qū)兩側設消防水炮。多晶硅消防主管網 DN350 mm，工業(yè)硅消防主管網 DN350 mm，兩套高壓消防管網通過連通閥連接。 電動消防泵性能： Q=180L/S， H=100m，電機功率 280 kW。 隔膜式穩(wěn)壓罐：型號為 。單個有效容積 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)內采用管道輸送，枝狀供水，埋地鋪設。 ② 根據《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》中有關規(guī)定公用工程裝置區(qū)設置低壓水消防。控制閥閥體材質不低于工藝管道的材料等級。壓力表刻度盤直徑一般為 100mm。一般為智能型，采用 HART通訊協議。綜合倉庫設置紅外束感煙控制器，裝置區(qū)現場設置防爆手動報警按鈕。程控調度總機容量選用 500 門。 ⑿整流變壓器、整流器及 IGBT 柜：按工藝技術要求確定。 ⑷ 10kV 補償電容器柜： SVC 型并聯補償電容器裝置 128000kVAR。目前尚不能確定高次諧波分量的數值，本項目在可研階段預留一筆予備金，如有必要加設濾波器。主變壓器合設一個地下事故貯油池。 ⒉供電系統 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，預計壽命 8000 小時。 精餾塔主要材質為 304 及 316L。該爐生產能力大，加工成本低。 A 礦熱電爐，每臺均附帶混料機和加料機。 搗爐機有全液壓、半液壓、機械三種。 主要參數如下： 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 電極：根據生產經驗和工藝要求，電極選用用外徑 Φ 1000mm 的空心石墨電極的特級品。根據設計采用的工藝技術和生產設備，參照國內外同類型工廠的實際生產經驗，本項目各種原材料消耗見表 。實現了四氯化硅一次轉化率大于 20%，氫化反應產生的氯化氫100%回收用于合成三氯氫硅。 副產物利用技術方案 目前制約中國多晶硅產業(yè)發(fā)展的瓶頸是副產物四氯化硅的處理問題。廢氣處理系統保持連續(xù)運轉，以保證可以隨時接收并處理含氯氣體。 沖洗廢水處理 來自硅芯制備工序和產品整理工序酸洗處理后的硅芯和產品用超純水清洗，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，其中的氫氟酸轉化為微量的氟化鈣沉淀，同時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自氯化氫合成工序的鹽酸廢液在此工序進行混合、用 NaOH 溶液中和后，經過壓濾機過濾。酸腐蝕處理過程中會有氟化氫和氮氧化物氣體逸出至空氣中，故用風機通過罩于酸腐蝕處理槽上方的風罩抽吸含氟 化氫和氮氧化物的空氣，然后將該氣體送往吸附裝置進行處理，達標排放。從該槽送出的三氯氫硅既可去生產低檔次多晶硅，也可作為產品裝車外售。塔頂產品為精制四氯化硅，送回至冷氫化轉化爐。自急冷塔頂出來的氣體先經過四氯化硅熱交換器預熱作為四氯化硅轉化爐進料的四氯化硅，然后進入急冷塔頂水冷器進行冷凝，冷凝液進入急冷塔氯硅烷貯槽，未被冷凝的氣體繼續(xù)進入急冷塔頂深冷器進一步冷卻，冷凝 液同樣進入急冷塔氯硅烷貯槽，此時的不凝氣主要是氫氣，作為循環(huán)氫氣返回到四氯化硅轉化爐。通過緩沖罐底部的開關閥將硅粉送入四氯化硅轉化爐中。循環(huán)氫氣不能完全滿足轉化反應的需要，還要補充氫氣。出爐筒夾套的高溫熱水送往熱能回收裝置，減壓閃蒸生產水蒸汽而降溫后，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)二級三氯氫硅送入循環(huán)二級三氯氫硅中間槽。該三氯氫硅可送去多晶硅還原工序用于生產低檔多晶硅，也可直接作為產品外售。塔頂餾出液為含有少量二氯二氫硅，純度達到 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，經合成氣干法分離工序分離出來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，經還原尾氣干法分離工序分離出來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 氫化氣干法分離工序分離出來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。反應大量放熱。 13 為保證安全，本工序設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。出氧氣貯罐的氧氣送去裝瓶或放空。實際生產過程比較復雜，現在國外企業(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，同時減低了對環(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 716000 合計 716000 多晶硅 生產工藝方案選擇 工藝技術流程 本項目生產擬采用第三代改良西門子法。179。 為了提升工業(yè)硅質量，在上述基礎上對硅進行爐外氧化精煉，精煉工藝簡述：從氧氣站和空壓站輸送來的氧氣和壓縮空氣經計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行反應，脫除雜質 Ca 和 Al。 水洗后合格硅石 水洗、除雜 破碎 稱量配料 合格還原劑 冶煉爐冶煉 冷卻 硅包 精煉分離 硅液 硅液 分級 硅液 一般 產品 高端產品 包裝、入庫 分級 硅液 空氣 氧氣 氧氣 增壓 9 鑄錠：將熔體 鑄成硅錠。隨著生產裝置的大型化，操作的機械化、自動化水平也在不斷提升，有的實現了原料制備、配料、加料、電爐控制的計算機控制；對煙氣采取凈化處理措施，煙罩密封性也在改進。 公司已擁有優(yōu)質石英硅礦，可開采量 1500 萬噸，石英硅礦開采成本僅內地價格的 1/5，擬建的 10 萬噸 /年工業(yè)硅項目可為多晶硅供應工業(yè)硅原料。其他公建設施如中學、醫(yī)院、體育設施等可依托市。 需要生活水量為 。 ⑤工藝生產用的 DCS 電源由不間斷電源裝置采用 UPS 供電。應急事故負荷估算約 6260kW。二級及以上的用電負荷應由二個獨立電源供電，當一個電源故障時，另一電源不致同時受到損壞。 ⒈電源狀況 本項目動力消耗巨大，總用電負荷為 （其中：多晶硅 100MW，工業(yè)硅 ），為此配套建設 2179。 泵房內設手動單梁起重機 SDQ5 一臺，起重量為 5 噸，跨距為 。覆土 1330mm，保溫、防凍 。內設有 1 臺電動消防泵、 1 臺柴油消防泵、兩臺消防穩(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，設置 2 套高壓消防給水系統。 晶硅消防泵站： ⒈消防水池 消防水池為地下式結構水池分 2 個， LXHXB=，池頂標高 ，池底標高 ，水深 ，有蓋。 穩(wěn)壓泵性能： Q=18 m3/h， H=80m，電機功率 11kW。 ，泵房梁底凈高 。配套自動控制硅和配電柜。 150MW 自備電站通過玉阿 110 千伏變電站與電網相聯，自備電廠 年發(fā)電按 7000 小時計 ，年發(fā)電量 179。 ⒊電力負荷估算 ⑴ 5000 噸 /年多晶硅項目用電負荷估計 需 MW。 110kV 主接線方式為雙母線。 綜上所述，本項目的電源是可靠的，能滿足本項目所需用電負荷對供電電源的要求。從外部生產給水管網接入 1 根 DN500 生產給水管線，本項目界區(qū)的接管壓力。 原料及燃料供應 生產工業(yè)硅的主要原料是含硅礦石和還原劑，生產過程中還要消耗電極。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，其總反應為： SiO2+2C=Si+2CO。 原料