【正文】 上 TCS 產(chǎn)能） 。硅烷流化床法以 Si、 H SiCl4 為原料， 反應(yīng)過程中產(chǎn)生的 H2 和 SiCl4 均循環(huán)使用，真正意義上實(shí)現(xiàn)了閉路循環(huán)，杜絕了 SiCl4 污染。而絕大部分中間產(chǎn)物四氯化硅、三氯氫 硅、二氯二氫硅和硅烷在過程內(nèi)部循環(huán)轉(zhuǎn)換，所以整個(gè)工藝是 年產(chǎn) 500 噸硅烷 項(xiàng)目節(jié)能評估 報(bào)告 書 24 一個(gè)真正的閉路循環(huán)生產(chǎn)高純多晶硅的過程。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(huì)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(huì)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： 26 表 1. 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 +HCl ① Si+3SiCl4 +2H2＝ 4SiHCl3 ② Si+3SiCl4 +2H2＝ 4SiHCl3 電耗 ~ kWh/kgTCS kWh/kgTCS 一次轉(zhuǎn)化率 15～ 20%mol 25%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 25 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— 20xx 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 18 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(dòng)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。 6 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)。 40 節(jié)能措施 35 附屬生產(chǎn)系統(tǒng)能源利用狀況分析 33 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)能源利用狀況分析評估 22 主要用能工序節(jié)能評估 21 項(xiàng)目選址節(jié)能評估 環(huán)境保護(hù)實(shí)施情況 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 20 三氯化磷項(xiàng)目總平面布置 14 項(xiàng)目基本情況 7 節(jié)能評估報(bào)告編制目的 5 1 評估依據(jù) 7 有關(guān)指導(dǎo)性文件 2 項(xiàng)目的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 項(xiàng)目能源消費(fèi)對當(dāng)?shù)啬茉聪M(fèi)的影響 27 自控設(shè)備選擇 35 其它設(shè)施能源利用狀況分析 對擅自批準(zhǔn)項(xiàng)目建設(shè)或不按照節(jié)能審查批復(fù)意見建設(shè)的，要追究直接責(zé)任人的責(zé)任。同時(shí)利用 冷氫化處理還原 生產(chǎn)產(chǎn)生的 STC 和硅烷生產(chǎn)中產(chǎn)生的 STC。 （ 4）為節(jié)能監(jiān)察、監(jiān)督管理工作部門提供可靠的決策依據(jù)。 項(xiàng)目基 本情況 項(xiàng)目由來 項(xiàng)目建設(shè) 背景和 必要性 硅烷是高科技領(lǐng)域必備的原材料。超純、超凈、超前是電子氣體發(fā)展的方向。 同時(shí)，從公司個(gè)體角度看，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。歐洲是全球光伏產(chǎn)品的最大應(yīng)用市場，也是中國光伏產(chǎn)品出口的主要地區(qū)，對于中國光伏產(chǎn)業(yè)而言，這就好比剛剛遭到颶風(fēng)襲擊，又突然遇上龍卷風(fēng)。硅烷法工藝的副產(chǎn)物對環(huán)境不會(huì)造成大的危害，屬于環(huán)境友好型多晶硅工藝 。 硅烷 項(xiàng)目優(yōu)勢分析 （ 1） 項(xiàng)目 通過歧化反應(yīng)生產(chǎn)硅烷氣， 轉(zhuǎn)化效率高， 整個(gè)過程是閉路，一方投入硅與氫，另一方獲得硅烷，因此排出物少，對 保護(hù) 環(huán)境有利，同時(shí)材料的利用率高 ，節(jié)約成本。塔頂冷凝器使用循環(huán)水即可換熱，節(jié)約了深冷能耗。 項(xiàng)目 工藝方案 選擇 工藝 流程 比較 簡述 硅烷氣生產(chǎn)工藝 選擇 a、金屬氫化物工藝該方法的典型代表是美國的 MEMC 公司。利用氯硅烷歧化反應(yīng)法生產(chǎn)硅烷氣同時(shí)也兼顧了一期西門子生產(chǎn)工藝，與我公司一期裝置相互呼應(yīng)兼容，大大節(jié)約項(xiàng)目投資成本，生產(chǎn) 工藝流程 22 圖如下 （圖 1） ： 將 TCS 導(dǎo)入第一臺反應(yīng)精餾塔，該塔在常規(guī)填料塔上部裝有一催化填料部分。該反應(yīng)精餾工藝將大部分 DCS 留在塔中繼續(xù)反應(yīng)。當(dāng)不能達(dá)到建議距離時(shí)使用工程設(shè)計(jì)方案補(bǔ)足。 尾氣回收及處理 ： 尾氣通過一系列冷凝器以冷凝氯硅烷。 提純后的四氯化硅經(jīng)過加壓、預(yù)熱后送至四氯化硅汽化器，汽化后的四氯化硅氣體經(jīng)過加熱器進(jìn)一步加熱至 500550℃送至氫化反應(yīng)器中。 1級粗餾塔釜得到含高沸點(diǎn)雜質(zhì)的粗四氯化硅，送入 2級粗餾塔進(jìn)行進(jìn)一步提純。 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)（單條線可以做到 5 萬噸以上 TCS 產(chǎn)能） ； 單位 電耗低 （ ） ； STC 轉(zhuǎn)化率高 （一般 25%左右、最高可達(dá) 30%） ； TCS 成本較低（ 2500 元 /噸 TCS）； Si、 Cl 消耗低，三廢處理量小，環(huán)保壓力低（ Si： ， Cl：）； 國內(nèi) 、外工藝已經(jīng)成熟， 運(yùn)行業(yè)績 較多 。原料取材方便，后處理容易，同時(shí)具備配套的公用工程及運(yùn)輸條件，生產(chǎn)十分便利。 熱損失 蒸汽 電力 天然氣 硅烷生產(chǎn)、 STC冷氫化及精餾提純 空壓機(jī) 空調(diào) 水泵 燃?xì)忮? 爐 余熱回收 年產(chǎn) 500 噸硅烷 項(xiàng)目節(jié)能評估 報(bào)告 書 5 項(xiàng)目所需的能源消耗主要為電、水、 天燃?xì)?等能源。 公用工程狀況 工廠內(nèi) 水、電 、蒸汽 等公用工程設(shè)施完善，且均有富余， 同時(shí)該裝置在廠的總體規(guī)劃中，現(xiàn)有的 水、電 、蒸汽 公用工程設(shè)施能滿足 改建 裝置的需要， 無需另外新建配套水、電 、蒸汽 裝置。由此可見，項(xiàng)目能源消費(fèi)對當(dāng)?shù)啬茉聪M(fèi)沒有影響。 （ 3）廢渣治理 主要來自 生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的為 二氧化硅及硅酸鹽 。 項(xiàng)目新建硅烷生產(chǎn)主裝置、冷氫化處理系統(tǒng)、精餾系統(tǒng)，共用變配電、循環(huán)水、中控分析室及辦公樓、原料倉庫、成品倉庫、門衛(wèi)及廠區(qū)道路等， 項(xiàng)目充分利用廠內(nèi)水電氣基礎(chǔ)設(shè)施，減少投資，節(jié)約成本。區(qū)域內(nèi) 項(xiàng)目主要原料可由本公司現(xiàn)有裝置及部分新建裝置通過管道輸送至本裝置，原 材 料供給方便，可最大限度利用廠區(qū)現(xiàn)有資源、設(shè)施 。 另外 本工程 主要 配套 3萬噸 TCS冷氫化裝置，淘汰舊熱氫化裝置，該裝置 主要 特點(diǎn) 表現(xiàn)在： 反應(yīng)溫度低（ 500550℃）、 電耗 低（ kWh/kgTCS）， 年產(chǎn) 500 噸硅烷 項(xiàng)目節(jié)能評估 報(bào)告 書 23 舊工藝反應(yīng)溫度達(dá) 1250℃，電耗達(dá) ~ kWh/kgTCS。 下面就改良西門子法和硅烷流化床法生產(chǎn)多晶硅生產(chǎn)工藝路線，從原料來源、產(chǎn)品質(zhì)量、消耗、投資及成本等各方面進(jìn)行對比。 國內(nèi)目前的改良西門子工藝路線大多不