【文章內容簡介】 轉換成 熱 能加以利用 ，后來光電效應的發(fā)現(xiàn)，使太陽能轉化為電能，以致使太陽能的利用領域得到了擴展。早在 50 年代，第一個實用 性 硅太陽能電池在美國貝爾實驗室誕生。不久被 12 用于人造衛(wèi)星發(fā)電系統(tǒng)上。迄今為止，太空中成千的飛行器，都裝備了太陽能發(fā)電系統(tǒng)。盡管如此，太陽能電池在地面上的應用，卻一直沒得到廣泛重視，在 70 年代， 世界出現(xiàn)了第一 次 “石油危機”之時，地面大規(guī)模應用太陽能發(fā)電，才 被 列上許多國家的議事日程。當初，太陽能發(fā)電主要使用的是單晶硅太陽能電池。進入 80 年代中期，環(huán)境繼能源之后，又成為國際社會普遍關注的焦點之一，人類又把目光集中到解 決這兩個問題的交叉點 —— 太陽能光伏發(fā)電上，從而大大加速了開發(fā)利用 太陽能的 工業(yè)步伐。近十幾年來，隨著人類對單晶硅材料光伏效應（使光能轉化為 電能 ）的發(fā)現(xiàn)，人們又將逐步將硅材料用于太陽能發(fā)電，為 硅材料的應用擴大了范圍，成為硅材料的又一重點應用領域。用硅材料（單晶硅、多晶硅）制造太陽能電池發(fā)電，是發(fā)展現(xiàn)代能源工業(yè)的重要領域之一，且不產生任何污染，呈現(xiàn)出日益誘人的發(fā)展前景。 綜上所述，該項目的建設是必要的。 項目建設的可行性 （ 1） 符合國家產業(yè)政策 《 中華人民共和國可再生能源法 》 第十七條 規(guī)定 ， “ 國家鼓勵單 位和個人安裝和使用太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能供熱采暖和制冷系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等太陽能利用系統(tǒng) 。 ” ，該項目的建設為太陽能光伏電池的制造提供了產品原料。 根據國家發(fā)改委 《產業(yè)結構調整指導目錄 (2020 年本 )》鼓勵類“ 二十四 信息產業(yè) 第 38 條： 6 英寸及以上單晶硅、多晶硅及晶片制造” ，該項目產品為直徑 150mm 多晶硅棒，符合產業(yè)結構發(fā)展要求。 因此發(fā)展多晶硅產業(yè)是符合 國家產業(yè)政策要求。 （ 2） 技術上可行 從國際多晶硅主要技術特征來看，多種生產工藝路線并存，產業(yè)化技 13 術封鎖、壟斷局面不會改變。由于各多晶硅生產工廠 所用主輔原料不盡相同，因此生產工藝技術不同；進而對應的多晶硅產品技術經濟指標、產品質量指標、用途、產品檢測方法、過程安全等方面也存在差異，各有技術特點和技術秘密，總的來說，目前國際上多晶硅生產主要的傳統(tǒng)工藝有：改良西門子法、硅烷法和流化床法。其中改良西門子工藝生產的多晶硅的產能、約占世界總產能的 80％。 改良西門子法多晶硅生產的西門子工藝，其原理就是在 1100℃ 左右的高純硅芯上用高純氫還原高純三氯氫硅，生成多晶硅沉積在硅芯上。改良西門子工藝是在傳統(tǒng)西門子工藝的基礎上，同時具備節(jié)能、降耗、回收利用生產過程中伴隨 產生的大量 H HCI、 SiCI4等副產物以及大量副產熱能的配套工藝。目前世界上絕大部分廠家均采用改良西門子法生產多晶硅。 本項目采用 改良西門子工藝生產多晶硅，從技術上是可行的。 （ 3） 當地基礎條件滿足項目 建設 要求 本項目選址在日照市莒 縣城北工業(yè)園 區(qū) 山東鼎昌鐵塔制造有限公司廠區(qū) 內 ，東臨新亞歐大陸橋堡日照港，西靠國家級旅游風景區(qū)浮來山，膠新鐵路相伴， 206國道為臨，交通 便利，土地平整，視野開闊，緊靠 110KV變電站 ， 電源接入方便 。交通方便，原輔材料、水、電供應條件好，環(huán)境適宜，有利于多晶硅生產。 本項目生 產所需原料為三氯氫硅，市場供應充足。 綜上所述，山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產 200 噸多晶硅項目，可發(fā)揮原料、技術、公用工程、場地等方面的諸多優(yōu)勢，能為企業(yè)增加新的產品，增加企業(yè)的抗風險能力，提高企業(yè)的經濟效益。 14 項目投資及分析 如表 21 所示， 本項目總投資 21087 萬元， 其中建設投資 19142 萬元，流動資金為 1945 萬元； 年均凈利潤 22361 萬元，所得稅后項目投資財務內部收益率為 %，稅后投資回收期為 年（含建設期）。 表 21 主要財務評價數據指標匯總表 序號 項目 單位 數值 備注 一、 基本數據 其中外匯 20 萬美元 1 總投資 萬元 21087 建設投資 萬元 19142 建設期利息 萬元 流動資金 萬元 1945 2 報批投資 萬元 19726 3 項目資本金 萬元 19726 4 年均營業(yè)收入 萬元 44638 5 年均總成本費用 萬元 14242 6 年均增值稅 萬元 5822 7 年均營業(yè)稅金及附加 萬元 582 8 年均利潤總額 萬元 29814 9 年均息稅前利潤（ EBIT） 萬元 29851 10 年均所得稅 萬元 7454 11 年均凈利潤 萬元 22361 二、 經濟評價指標 1 項目投資財務內部收益率（稅前） % 基準值 12% 2 項目投資財務內部收益率（稅后） % 3 項目投資財務凈現(xiàn)值（稅前） 萬元 170825 4 項目投資財務凈現(xiàn)值（稅后） 萬元 125501 5 項目投資回收期（稅前） 年 15 6 項目投資回收期（稅后） 年 7 項目資本金財務內部收益率 % 基準值 13% 8 總投資收益率（ ROI） % 9 資本金凈利潤率（ ROE） % 本項目各項經濟指標均好于行業(yè)基準值，有很好的經濟效益，而且有很大的利潤增值空間，投資回報好，因此在經濟上是可行的 ，且符合國家項目資本金有關政策 。 16 第三章 能耗指標及分析 能源消費構成 該項目 能源消費結構 為電力 和水。 電力：該公司所用的電力全部為外購，主要用于生產系統(tǒng)及所屬配套辦公、生活設施使用。 電耗年綜合用電 kWh，由當地供電公司電網供給。 水：該公司的 生產用 水全部來源于該公 司的自備 水井，經深井泵輸送到各車間，辦公、生活用 水由 自來水 公司供給 。 本項目年綜合用水量 50000噸，其中生產用水 42800 噸。生產用水主要來源于廠區(qū)內的自備水井 。 項目能源消費狀況 供 配電 項目設備 新增電氣容量 為 17250kW， 考慮該項目生產的連續(xù)性和易燃易爆特點，需新建 2 回 110kV 架空供電線路，在廠區(qū)新建 110kV/10kV 變電站一座， 10kv/ 變電所三 座 。 由于系統(tǒng)采用還原爐導熱油熱量回收技術，回收余熱能滿足生產用熱需要并有富余，因此本項 目僅需考慮非正常生產工況下的用熱需 要，需設一臺開工用導熱油加熱器 ，擬 用電力加熱 作為裝置開工用 。 供 水 新增項目由于采用干法還原尾氣回收和還原爐導熱油冷卻余熱利用技術，使水的消耗量大大降低， 項目建設所在地地下水資源豐富， 擬新建取水量 1000m3/h水井兩口，足以滿足生產和 消防等用水需要。 由于還原尾氣回收后尾氣中的氯硅烷遇水即水解為二氧化硅和氯化氫，成為酸性水溶液，需要用石灰水中和，中和處理后成為無害廢水，實 17 現(xiàn)達標排放。雨水和生活污水可經收集過濾后進入石灰水中和池，作為自然蒸發(fā)補充用水。 生產工藝、設備 （ 1）生產工藝的 選擇 本項目采用目前國內外普遍采用的改良西門子土藝，也就是三氯氫硅與純氫的還原條件下，在 1050℃硅芯發(fā)熱體表面沉積、生長多晶硅。該工藝成熟、生產穩(wěn)定、安全、可靠，且產品質量穩(wěn)定的多晶硅生產工藝。 “改良西門子法”還原尾氣回收過程中物料不接觸水，相對于“傳統(tǒng)西門子法”的“濕法回收”而言，稱之為“干法回收” 。干 法回收主要是利用還原尾氣中氫氣、氯化氫、三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅等各組分物理化學性質的差異，通過溶解吸收，吸收 — 脫吸，吸附 — 脫附等化工操作實現(xiàn)各組分的分離，并重新利用。 采用干法回收工藝，還原尾氣中的各組分幾乎可以 100％分離回收，由于整個系統(tǒng)是閉路循環(huán)，不引入新的污染源，故回收各組分品質穩(wěn)定，可直接返回系統(tǒng)重新利用，從而提高了收率，減少了消耗。 采用改良西門子法，其特點為閉路循環(huán)系統(tǒng)，采用節(jié)能型大還原爐、干法回收等技術，產品質量高，原輔材料及電力消耗大為降低，每生產 1公斤多晶硅的單耗與國內目前水平相比，各項單耗都大幅度降低。 （ 2） 主要用能設備 本項目主要裝置有：主裝置和輔助裝置二部分。 主裝置包括三氯氫硅提純系統(tǒng)、干法回收系統(tǒng)、多晶硅還原系統(tǒng)。 輔助裝置包括制氫站、制氮 站、制冷站、循環(huán)水站、 純水站、 熱能轉化系統(tǒng)。 本項目核心設備為還原爐，選用 12 對棒還原爐。 其他設備包括塔類：提純塔為篩板塔，吸收塔、脫吸塔為填料塔。 18 熱（冷）換熱設備：換熱器多為列管式換熱器 U 形換熱器。 儲罐容器類：主要為盛裝氯硅烷的容器和氣體緩沖罐。 主要工藝設備見表 。 干法回收設備見表 。 提純設備見表 。還原設備見表 。 表 主要工藝設備一覽表 設備類 單位 數量 備注 反應器類 （還原設備） 臺 8 塔類 座 7 容器類 臺 27 換熱器類 臺 30 風機 臺 20 泵 臺 10 其它設備 臺 14 表 干法回收設備 明細 表 序號 設備名稱 規(guī)格 負荷， kW 1 還原尾氣緩沖罐 Φ 1800 4380 V = 10m3 2 鼓泡氣氣換熱器 Φ 500 2300 F = 3m3 3 鼓泡琳洗塔 Φ 1400 7000 4 氯硅烷儲罐 Φ 1400 3380 V= 4m3 5 氯硅烷循環(huán)屏蔽泵 Q = 15m3 / h H = 45m 10 6 鼓泡塔氯硅烷換熱器 Φ 500 2300 F = 3m3 7 氫壓機 LW 9 / 一 0. 6 200 8 壓縮氣吸收氣換熱器 Φ 500 2300 F = 30m3 9 壓縮氣過冷器 Φ 700 2500 F =40m3 10 吸收塔 Φ 377 8154 11 富液儲罐 Φ 1200 2050 V =2m3 12 富液循環(huán)屏蔽泵 Q = 15m3/ h H = 45m 10 19 13 貧液水冷器 Φ 1200 1880 F = 8m3 14 一級貧富液換熱器 Φ 450 2074 F = 18m3 15 二級貧富液換熱器 Φ 450 2074 F = 18m3 16 貧液過冷器 Φ 1000 2880 F = 125m3 17 脫吸塔 Φ 600~ Φ 2020 10650 18 脫吸塔頂冷凝器 Φ 450 2374 F = 11m3 19 脫吸塔再沸器 Φ 1000 2800 F = 100m3 20 二氯二氫硅儲罐 Φ 900 1800 V =1m3 21 吸收塔出口緩沖罐 Φ 1800 4380 V =10m3 22 活性炭吸附器 Φ