【正文】 年產(chǎn) 500 噸硅烷 項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估 報(bào)告 書(shū) 18 動(dòng) 力電變配電站與供電 10KV 網(wǎng)線(xiàn)連接，能滿(mǎn)足項(xiàng)目供電需求；景德鎮(zhèn)水資源豐富，水資源供應(yīng)主要依托昌江和南河支流，項(xiàng)目所用水由廠區(qū)自來(lái)水管網(wǎng)系統(tǒng)供給。 能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)表列于表 2， 表 2 主要能源消耗量 對(duì)比 現(xiàn)有熱氫化 能源名稱(chēng) 數(shù)值 折煤系數(shù) 折標(biāo)煤（噸） 項(xiàng)目實(shí)施前 天然氣（萬(wàn) m3） 電（萬(wàn) kwh） 軟水（ 萬(wàn) 噸） 168 合計(jì) 24308 冷氫化 能源名稱(chēng) 數(shù)值 折煤系數(shù) 折標(biāo)煤（噸） 項(xiàng)目實(shí)施后 天然氣（萬(wàn) m3） 1275 電（萬(wàn) kwh） 2976 軟水（ 萬(wàn) 噸） 170 合計(jì) 19963 項(xiàng)目通過(guò)實(shí)施冷氫化后， 生產(chǎn)每噸 /TCS 需配套 冷氫化處理 裝置電耗從 1823kwh 降低為 992kwh，電力消耗下降 46%，天然氣消耗從460 m3/t 下降為 425m3/t，同比熱氫化工藝生產(chǎn)下降 8%，配套 3萬(wàn)噸/TCS 規(guī)模冷氫化裝置綜合能耗同比原工藝熱氫化下降 %，年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 4345 噸。 年產(chǎn) 500 噸硅烷 項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估 報(bào)告 書(shū) 4 能源流向圖如下（圖 4） 圖 4 項(xiàng)目能源流向圖 項(xiàng)目主要能源消耗結(jié)構(gòu) 本項(xiàng)目采用氯硅烷歧化法生產(chǎn)硅烷氣，原輔料主要為硅粉、氯硅烷以及 液堿。 與冷氫化配套新建一條 3萬(wàn)噸精餾裝置 本項(xiàng)目 精餾考慮和 3萬(wàn)噸的冷氫化裝置配套，利用耦合技術(shù)，蒸汽消耗大幅降低，裝置處理能力大，操作彈性大。 氫化反應(yīng)產(chǎn) 生的熱量由 90℃的高溫?zé)崴畮ё撸邷責(zé)崴謩e進(jìn)入反應(yīng)器鐘罩夾套、反應(yīng)器底盤(pán)、視鏡、頂部法蘭，對(duì)其進(jìn)行冷卻。其主要反應(yīng)方程式如下： 3SiCl4（氣） + 2H2（氣） +Si(固 )= 4SiHCl3(氣 ) Si（固） +2SiCl4 （氣） + H2（氣） +HCl（氣）＝ 3SiHCl3 反應(yīng)后的氯硅烷混合氣體經(jīng)過(guò)急冷除塵系統(tǒng)，以除去反應(yīng)氣體中夾帶的細(xì)微硅粉顆粒，同時(shí)降低反應(yīng)氣體溫度 。淋洗后的氣體放大氣。 包括一個(gè)罐裝系統(tǒng)，槽罐尺寸通常為 47升（ 12KG）和 470 升（ 120KG）。塔頂主要產(chǎn)物硅烷，塔底含有 DCS 及其他成分，循環(huán)回到第二臺(tái)反應(yīng)精餾塔。 TCS 反歧化反應(yīng)器的主要產(chǎn)物為 DCS、 STC及未反應(yīng)的 TCS（雖然在此過(guò)程中會(huì)形成部分硅烷），該反應(yīng)精餾工藝將大部分 TCS 留在塔中繼續(xù)反應(yīng)。該方法的主要反應(yīng)有 : Si+MgMg2Si Mg2Si + NH4Cl一一一一〉 SiH4+MgCl2+6NH3 c 、氯硅烷歧化反應(yīng)法，此法利用如下氯硅烷的合成和歧化反應(yīng)來(lái)獲得硅烷 : Si + 2H2 + 3SiC14=4SiHCl3 6SiHCl3=3SiH2Cl2 + 3SiC14 4SiH2Cl2=2SiH3Cl + 2SiHCl3 3SiH3Cl=SiH2Cl2 + SiH4 整個(gè)過(guò)程是閉路，一方投入硅與氫，另一方獲得硅烷，因此排出物少，對(duì) 保護(hù) 環(huán)境有利，同時(shí)材料的利用率高。 20 項(xiàng)目 建設(shè)規(guī)模及內(nèi)容 本工程利用 現(xiàn)有水 、 電、蒸汽 等 配套 公用設(shè)施， 整個(gè)項(xiàng)目按照500 t/a高純硅烷氣 規(guī)模實(shí)施，主體工藝流程 包括硅烷氣生產(chǎn)和 四氯化硅冷氫化。 3臺(tái) 額定蒸發(fā)量 20T/h 燃汽鍋爐完全可以 滿(mǎn)足本項(xiàng)目蒸汽的使用；現(xiàn)行 110KV 和 10KV 的變電站可分別滿(mǎn)足公司和項(xiàng)目的供電需求，供水能力為 4500t/h 的水廠滿(mǎn)足擴(kuò)建裝置所需。硅烷法多晶硅中產(chǎn)生的硅粉可以用于澆鑄法多晶硅片產(chǎn)品中，解決了硅粉的利用問(wèn)題。 因此，考慮今后多晶硅生產(chǎn)工藝的發(fā)展趨勢(shì)，我司同步計(jì)劃把硅烷 氣生產(chǎn)線(xiàn)進(jìn)行延伸，利用硅烷氣生產(chǎn)電子級(jí)多晶硅，參與高端市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。 但目前光伏行業(yè)市場(chǎng)十分低迷。這種狀況嚴(yán)重地制約著我國(guó)電子技術(shù)的發(fā)展，成為我國(guó)發(fā)展電子產(chǎn)業(yè)的桎梏之一。此后，硅烷被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體元器件、液晶顯示器、硅材料太陽(yáng)能電池等生產(chǎn)中。公司總占地面積 637畝，目前產(chǎn)能為 1500噸 /年，遠(yuǎn)景目標(biāo)為建成 6000噸 /年多晶硅生產(chǎn)線(xiàn)。 遵照省工信委《江西省工業(yè)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查辦法》（試行）贛工信節(jié)能字 [20xx]378 號(hào)》 文件相關(guān)規(guī)定 ，必須編制獨(dú)立的節(jié)能評(píng)估報(bào)告書(shū)，因此 年產(chǎn) 500 噸硅烷 項(xiàng)目 必須進(jìn)行工業(yè)系統(tǒng)設(shè)備和工藝水平的節(jié)能評(píng)估。 硅烷氣是太陽(yáng)能電池生產(chǎn)過(guò)程中不可或缺的材料，因?yàn)樗菍⒐璺肿痈街陔姵乇砻娴淖钣行Х绞?，通過(guò) 硅烷分解成硅和氫 得到 提純硅。 44 9 附件 40 能源管理及能源計(jì)量配備 27 主要設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn) 3 能源消耗平衡表 3 項(xiàng)目主要用能設(shè)備和供、用能系統(tǒng) 14 企業(yè)概況 7 節(jié)能評(píng)估報(bào)告編制依據(jù) 節(jié)能評(píng)估報(bào)告 景節(jié)能評(píng)估 [20xx]13 號(hào) 項(xiàng)目名稱(chēng)： 年產(chǎn) 500 噸硅烷項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估報(bào)告 項(xiàng)目單位： 江西 景德半導(dǎo)體新材料 有限公司 景德鎮(zhèn)市工信節(jié)能工程有限公司 二〇一二年 十二 月 二十 日 主 要 編 制 人 員 姓 名 職 稱(chēng) 研究方向 成岳 教授 材料化學(xué)專(zhuān)家 汪永清 教授 環(huán)境化學(xué)及材料工藝專(zhuān)家 夏光華 教授 環(huán)境材料產(chǎn)業(yè)化研究 王寶華 高級(jí)工程師 材料化學(xué)專(zhuān)家 汪和平 教授 熱能與工程專(zhuān)家 吳衛(wèi)兵 工程師 熱能與工程專(zhuān)家 王志忠 工程師 熱能與工程專(zhuān)家 目 錄 前 言 8 國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范規(guī)程 9 節(jié)能評(píng)估報(bào)告編制內(nèi)容 14 建設(shè)單位基本情況 20 項(xiàng)目工藝方案 2 項(xiàng)目用能概況 31 供熱系統(tǒng) 37 能源加工轉(zhuǎn)換評(píng)估 在室溫下，硅烷是一種易燃的氣體，在空氣中，無(wú)需外加火源，硅烷就可以自燃。同時(shí)， 該產(chǎn)品 生產(chǎn) 工藝技術(shù)及裝備的先進(jìn)性是決定產(chǎn)品能耗高低的主要因素。公司成立于 20xx 年 4 月，注冊(cè)資本 5億元 ， 公司員工總?cè)藬?shù)為 459 人，其中，本科及以上學(xué)歷 146 人，專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員 87 人。硅烷的生產(chǎn)和使用由此進(jìn)入人們的視野。目前 國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品尚不能全面滿(mǎn)足相關(guān)電子產(chǎn)品的需要，而且生產(chǎn)能力很小，只能用于制造低規(guī)格的產(chǎn)品，而超大規(guī)模集成電路所用的 6N 級(jí)別以上純度的氣體根本不能生產(chǎn)，還必須全部依靠進(jìn)口來(lái)解決。目前，公司在氯硅烷及多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域，具備相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的技術(shù) 17 實(shí)力。景新在光伏的寒冬逆勢(shì)而上，引進(jìn)最先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，消除一期設(shè)計(jì)缺陷，提高生產(chǎn)效率，降低成本，克服產(chǎn)品單一和競(jìng)爭(zhēng)壓力大，為迎接光伏的春天做好準(zhǔn)備。由于硅烷法工藝流程比三氯氫硅法簡(jiǎn)單，因此硅烷法工藝的占地面積比三氯氫硅法小，屬于土地集約化多晶硅工藝 。 現(xiàn)有的公用工程（水、電、蒸汽等）均能滿(mǎn)足 500 噸 /年 硅烷 項(xiàng)目的要求，而不需要新 建或擴(kuò)建。 反應(yīng)釜溫度壓力采用自動(dòng)控制技術(shù)，物料回流采用自動(dòng)調(diào)節(jié)，冷凝器回流采用液封技術(shù)，水泵、風(fēng)機(jī)、變壓器等采 用節(jié)能 產(chǎn)品， 因此，新建 年產(chǎn)500 噸硅烷 項(xiàng)目對(duì)整個(gè)公司的節(jié)能 降耗 有重要意義。小松法制 備硅烷工藝是國(guó)內(nèi)歷史上研究最多的工藝路線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)過(guò)年產(chǎn) 5噸規(guī)模的試驗(yàn)性的生產(chǎn)裝置線(xiàn)。 將 TCS導(dǎo)入第一臺(tái)反應(yīng)精餾塔 ，該塔在常規(guī)填料塔上部裝有一催化填料部分。 23 硅烷在精餾塔中從 DCS中提純出來(lái)。儲(chǔ)罐帶有泄壓閥，通向工廠火炬系統(tǒng)以緩和任何泄放影響。淋洗塔使用含有氫氧化鈉的堿液淋洗氣體，減少其 中的顆粒，將鹵化物轉(zhuǎn)化為溶液中的鹽。 在氫化反應(yīng)器中，硅粉與四氯化硅、氫氣（氯化氫）在 500550℃左右、 ，生成含一定比例三氯氫硅的氯硅烷混合氣 ，工藝流程如圖 2。 反應(yīng)尾氣經(jīng)交換和急冷降溫后（＜ 290℃），經(jīng)氫化爐尾氣過(guò)濾器過(guò)濾后，送至尾氣回收工序。 28 加料斗 吊車(chē) 硅粉緩沖槽 冷氫化反應(yīng)器 旋風(fēng)分離器 急 冷 塔 急冷塔頂 1 級(jí)冷卻器 急冷塔頂 2級(jí)冷卻器 急冷塔氯硅烷儲(chǔ)槽 H2 壓縮機(jī) H2 加熱器 STC 加熱器 急冷塔頂回流泵 氯硅烷 H2 STC PFD2 29 圖 2 冷氫化單元工藝流程圖 冷氫化粗餾 1 級(jí)塔再沸器 冷氫化粗餾 1 級(jí)塔 冷氫化粗餾 1 級(jí)塔冷凝器 冷氫化粗餾 1 級(jí)塔回流泵 回流罐 冷氫化粗餾 2 級(jí)塔 冷氫化粗餾 2 級(jí)塔再沸器 冷氫化粗餾 2 級(jí)塔冷凝器 回流罐 冷氫化粗餾 2 級(jí)塔回流泵 粗 STC 去罐區(qū) 高沸殘液去殘液處理 粗 TCS 去 V1300 精餾 PFD1 年產(chǎn) 500 噸硅烷 項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估 報(bào)告 書(shū) 1 圖 3 熱氫化單元工藝流程 通過(guò)兩種氫化工藝優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比，冷氫化法生產(chǎn)多晶硅電耗低， STC轉(zhuǎn)化率高 ， Si、 Cl 消耗低，三廢處理量小，環(huán)保壓力低，因此，項(xiàng)目選擇配套 3萬(wàn)噸 /年冷氫化法處理 STC。項(xiàng)目主要耗能設(shè)備包括： 冷氫化反應(yīng)器、鍋爐、加熱器、循環(huán)泵、風(fēng)機(jī)、加料泵、輸料泵、精餾塔 等設(shè)備 。而且 項(xiàng)目通過(guò)硅烷法生產(chǎn)工業(yè)電子級(jí)多晶硅 ， 形成生產(chǎn)閉路循環(huán)， 減少?gòu)U棄物排放 ， 安全環(huán)保 。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(zhuān)線(xiàn)引至總降壓配電所供電，經(jīng) 11 臺(tái)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。廢水處理措施：建造廢水處理池，將廢水排入其中，加堿中和，使得其pH 值及各種離子含量均 達(dá)標(biāo)后可再循環(huán)使用，直接排放量很少。車(chē)間周?chē)盏刂矘?shù)綠化，可以減弱噪聲，因此采取措施后可以達(dá)到國(guó)家允許的廠礦噪聲標(biāo)準(zhǔn)。 該項(xiàng)目平面布置主要呈現(xiàn)以下幾個(gè)特點(diǎn)： （ 1）總平面布置整齊、緊湊，道路順直、通暢，功能分區(qū)明確、規(guī)整。生產(chǎn)成本比三氯氫硅法低，具有成本優(yōu)勢(shì) 。 硅粉 連續(xù) 加入，流化床反應(yīng) ，可以連續(xù)大規(guī)模生產(chǎn)（單條線(xiàn)可以做到 5萬(wàn)噸以