【導(dǎo)讀】xx永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn)26000t工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告

　　

【正文】 結(jié)晶硅采用 3A級別石油焦。中原地區(qū)的煉油廠可以供貨，由汽車轉(zhuǎn)運(yùn)至廠內(nèi)，年用量 18650t(干基 )，入爐粒度為 0～ 13mm。 (3) 洗精煤（或半焦） 煙煤化學(xué)活性好 ,但灰分高 ,灰分中含有害雜質(zhì)高?？紤]到還原劑還原性能對產(chǎn)量、電耗的影響和灰分對產(chǎn)品質(zhì)量的影響 ,在以木炭、石油焦xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 32 為主體的還原劑基礎(chǔ)上 ,側(cè)重選擇、添加部分低灰分 ,且低灰分以低 Al2O3為主的煙煤作為還原劑。 洗精煤（或半焦）主要從府谷等地購進(jìn)，汽車或火車來料，年用量6550t（干基），入爐粒度為 0～ 13mm。 石油焦、木炭、低 灰 煤 、 電極質(zhì)量見表： 主要輔助材料質(zhì)量表 序號 成 分 (％ ) 石油焦 木 炭 低灰煤 電 極 1 固定碳 2 灰 份 3 揮發(fā)份 主要輔助材料灰份成分見表。 主要輔助材料灰份成分表 序號 灰份成分 (％ ) 石油焦 木 炭 低灰煤 電 極 1 Si02 51 50 2 Fe203 6 14 3 A1203 14 25 4 CaO 5 8 主要輔助材料的粒度要求見表。 主要輔助材料粒度表 序 號 1 2 3 備注 石油焦粒度 (mm) 1 3— 16 320 木炭粒度 (mm) 580 5～ 100 100 蘭炭（ mm） 310 515 820 低灰煤粒度 (mm) 5 5～ 20 20 (4)石墨電極 石墨電極 是采用 石油焦 為骨料， 煤 瀝青 為粘結(jié)劑，經(jīng)過破碎、配料、混捏、成型、焙燒、浸漬、 石墨 化、 機(jī)械 加工等一系列工藝生產(chǎn)的一種xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 33 耐高溫抗氧化的導(dǎo) 電 材料。石墨 電極 具有良好的電性能和 化學(xué) 穩(wěn)定性，在高溫下機(jī)械強(qiáng)度高，雜質(zhì)含量少，抗振性能好，是熱和電的良好導(dǎo)體。 本工藝要求電極采用外徑Φ 850mm石墨電極，其理化指標(biāo)見下表。 Φ850mm 石墨電極理化指標(biāo) 指標(biāo) 級別 比電阻 ≯ (Ω mm2m1) 抗壓強(qiáng)度≮105pa 灰分（ %） 真比重（ tm3） 假比重 ≮（ tm3） 級別 電極 接頭 電極 接頭 ≯ ≮ 電極 接頭 特級 8 200 300 優(yōu)級 9 180 300 按照生產(chǎn)工藝要求和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，每噸高純工業(yè)硅產(chǎn)品需要消耗石墨電極 75～ 103公斤，本可研報告按 100Kg/t計算，則 硅年需石墨電極 2602噸。 工業(yè)硅質(zhì)量要求（參照 GB/T28811991） 用途 牌號 化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） /% Si不小于 雜質(zhì)，不大于 Fe Al Ga 化學(xué)用硅 SiA SiB 99 冶金用硅 Si1 Si2 98 Si3 97 1 1 生產(chǎn)工藝流程 工業(yè)硅生產(chǎn)過程由原料貯存、配料、工業(yè)硅爐熔煉、精煉、澆鑄、破碎、包裝，及檢測等主要生產(chǎn)工序組成。 本項(xiàng)目生產(chǎn)工藝流程如下圖所示： xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 34 工業(yè)硅生產(chǎn)工藝流程 產(chǎn)工藝流程簡述 （ 1）原料系統(tǒng) ①原料破碎 入廠硅石經(jīng)用水沖洗后，堆放在原料廠；木炭、石油焦、低灰分煤等分別送入原料棚存放；石墨電極經(jīng)汽車運(yùn)入廠內(nèi)，由鏟車送入生產(chǎn)車間。 硅 石 硅 石 硅 石 硅 石 破 碎 破 碎 破 碎 破 碎 配 料 配 料 配 料 配 料 冶煉電 爐 精 煉 錠模澆鑄 冷 卻 破碎包裝 氧 氣 xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 35 在原料車間用顎式破碎機(jī)將硅石破碎到 1080mm合格粒度，經(jīng)篩分去除細(xì)粉；用齒輥破碎機(jī)將木炭破碎到 580mm合格粒度，過篩去除細(xì)粉；用光輥破碎機(jī)把石油焦破碎 15mm(其中 0～ 5mm 低于 30%)，篩分后除去細(xì)粉；合格粒度的硅石、木炭、石油焦等原料用帶式輸送機(jī)送到冶煉車間的配料倉。 ②配料 各種原輔材料由布料器卸入各自的料倉內(nèi)，料倉料斗下的電磁振 動給料機(jī)將各種原輔材料加入計量斗，經(jīng)計量后的物料卸到配料帶式輸送機(jī)上，完成配料過程。經(jīng)過配料后的物料由提升機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)到皮帶機(jī)上，最后經(jīng)圓盤給料機(jī)將物料加到各個料倉內(nèi)。 （ 2）工業(yè)硅爐熔煉系統(tǒng) 在工業(yè)硅爐中熔煉過程中，以硅石為原料，以石油焦、低灰煤為還原劑，經(jīng)高溫區(qū)后，硅石逐漸還原出硅，在電爐冶煉過程中，隨著原料的消耗，工業(yè)硅熔體不斷生成。 由于工業(yè)硅生產(chǎn)料面需要不定期處理，因此工業(yè)硅電爐不能采用全封閉形式。工業(yè)硅生產(chǎn)煙氣量大、煙氣溫度高，煙氣帶走的熱量約為輸入量的 33％，為了防止高溫?zé)煔鉄龎牟即?，在煙氣進(jìn)入布袋 前必須采取降溫措施，回收熱量，降低能源損失。 （ 3）精煉系統(tǒng) 為滿足化學(xué)用硅要求，主要原輔材料質(zhì)量在嚴(yán)格控制的同時， Al 和Ca 的含量還有可能超標(biāo)，所以采用氧氣底吹精煉技術(shù)進(jìn)行精煉，使產(chǎn)品質(zhì)量滿足用戶要求。 xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 36 礦熱爐開路出硅液前向硅包通入氧氣和空氣混合氣體，初始壓力179。 105Pa，隨熔硅從爐內(nèi)流出，逐漸向包內(nèi)投放 65％和 35％焙燒白云石組成的混合清渣劑，加大富氧壓力，出爐完畢投入混合清渣劑即終止，混合氣體壓力升至 179。 105Pa～ 179。 105Pa，底吹氣體轉(zhuǎn)為純氧底吹 1020min 后，保持底吹壓力不變 ，加入空氣減低吹含氧量控制硅液再吹 10～ 20min，硅液溫度降為 1500℃，用木棒扒渣，開始澆鑄，澆鑄完停止吹氣，一面粘包活吹氣管堵塞。氧氣耗量 3～ 5m3／ t 硅，壓縮空氣耗量 3～ 5m3／ t硅，供氣流量 35m3／ t硅。 工業(yè)硅出爐溫度 1800℃，包內(nèi)吹氧精煉溫度 1600～ 1800℃，吹起攪拌溫度 1500～ 1700℃，扒渣澆鑄溫度 1450～ 1500℃。 （ 4）澆鑄系統(tǒng) 經(jīng)精煉后的工業(yè)硅，再用電動抬包車運(yùn)出到冶煉車間澆鑄跨進(jìn)行錠模鑄造。電動雙梁橋式起重機(jī)的主鉤將工業(yè)硅抬包提升，并送到錠模前，電動雙梁橋式起重機(jī)的副 鉤將工業(yè)硅抬包傾斜，進(jìn)行澆鑄。 （ 5）破碎及包裝檢測系統(tǒng) 鑄錠成型后的工業(yè)硅還需按用戶要求進(jìn)行破碎、研磨，破碎后按不同粒度范圍來分類貯存。方便運(yùn)輸和用戶使用以及保護(hù)產(chǎn)品不受污染，將工業(yè)硅按粒度范圍分類包裝。 項(xiàng)目對進(jìn)廠的原輔材料質(zhì)量要嚴(yán)格控制，進(jìn)行分批取樣檢測分析。同時，為了避免不合格產(chǎn)品進(jìn)入市場，仍然要把握好分析檢測關(guān)。 xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 37 本項(xiàng)目主要原料消耗為石油焦、木炭、低灰煤、石墨電極等，物料平衡圖見下圖： 2602t/ a 石油焦 木炭 硅石 低灰煤 電極 礦熱爐冶煉 篩 分 篩 分 篩 分 配 料 配 料 配 料 配 料 上 料 清渣劑 87266 t /a 67641t /a 67641t /a 67641t /a 13008t /a 13008t /a 13008t /a 18211t /a 18211t /a 18211t /a 13008t /a 114469 t/a 114469 t /a /a t/a 爐 渣 26016t /a 工業(yè)硅 注：爐渣來源包括木炭渣 ，煤渣 ，硅渣 ，石油焦渣，電極渣 ，清渣劑 。 物料平衡圖 電爐產(chǎn)能 還原電爐設(shè)計能力采用下述公式計算 Q =24178。 P178。 K178。 cosθ178。 T/ W 上式中： P—— 需要電爐變壓器額定容量（ KVA） Q—— 冶煉品種需要的年產(chǎn)量（ t/a） W —— 冶煉品種單位產(chǎn)品電耗 （ KW178。 h/t） cosθ —— 電爐功率因數(shù) K—— 變壓器負(fù)荷利用系數(shù)、電壓波動系數(shù) T—— 電爐年工作天數(shù) xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 38 其中產(chǎn)品冶煉電耗按 ，年工作天數(shù)取 180 天，變壓器負(fù)荷利用系數(shù) ，電爐功率因數(shù)取 （補(bǔ)償后），經(jīng)計算 6179。13500KVA 電爐年產(chǎn)工業(yè)硅約為 26016噸。 主要設(shè)計特點(diǎn) 本原料系統(tǒng)是為新建 13500kV六臺工業(yè)硅電爐（年產(chǎn) t/a化學(xué)級工業(yè)硅）生產(chǎn)提供合格的原、燃料。根據(jù)公司提供的廠址地形特點(diǎn)及現(xiàn)行條件，經(jīng)多方案比較后，決定原料系統(tǒng)由原料露天堆場、干煤棚、原料干燥棚等三部分組成。其中原料露天堆場的主要功能不僅包括對所有原、燃料（硅石、石油焦和精煤）的堆存及倒運(yùn)，同時還具有對硅石的水洗功能。干煤 棚主要對短期入爐的洗精煤進(jìn)行堆存和干燥。原料干燥棚的主要功能除了對入爐硅石、石油焦和洗精煤的堆存和所有入爐原、燃料的干燥、配料及上料外，還具有對石油焦和洗精煤的除鐵處理。滿足工藝要求。原燃料的處理和上料采用機(jī)械和人工相結(jié)合的方式進(jìn)行并采用人工配料。 外購硅石汽車來料后，汽車自卸至原料露天堆場堆存，利用場地自然高差造堆。大于 80mm 的硅石由移動式膠帶機(jī)或手推車直接給入破碎機(jī)或進(jìn)行人工破碎。為保證精料入爐經(jīng)整理后的硅石由人工進(jìn)行水洗以去除表面泥土，提高入爐硅石的質(zhì)量。經(jīng)整理后合格硅石由手推小車或鏟車送入原料干燥 棚內(nèi)造堆并倒運(yùn)。 xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 39 外購石油焦和煙煤由人工或汽車自卸至原料露天堆場，利用場地自然高差造堆并倒運(yùn)。由于石油焦、洗精煤均為合格粒度（ 0～ 13mm）來料，因此本設(shè)計不考慮石油焦和洗精煤的整粒。 為減輕洗精煤的水分，提高原燃料的品位，短期入爐的洗精煤需進(jìn)入干煤棚進(jìn)行堆存和干燥，需要時由手推小車或鏟車送入原料干燥棚進(jìn)行除鐵和配料。 經(jīng)整粒后的合格硅石，由手推小車或鏟車分品種送入原料干燥棚貯存，為保證原燃料的質(zhì)量，原料干燥棚要求按品種設(shè)置隔墻并要求防雨。由于工業(yè)硅產(chǎn)品中 Al、 Ca、 Fe 的含量限制嚴(yán)格，特別是 Fe的含量對產(chǎn)品的危害，故需對入爐石油焦和洗精煤采用電磁除鐵器進(jìn)行除鐵處理，以滿足工藝的要求。需要時，各種原、燃料按工藝要求的一定重量比進(jìn)行人工配料。經(jīng)配料后的料由手推車送入主廠房平臺備用。 原料系統(tǒng)除原料露天堆場采用二班工作制外，其余均為三班，每班8 小時。 （ 1） 采用矮煙罩礦熱電爐，可減少煙氣處理量，改善工人操作環(huán)境，降低煙塵處理投資和運(yùn)行費(fèi)用。采用三臺單相變壓器，縮短短網(wǎng)距離，減少能耗。 （ 2）配方科學(xué)，確保固定碳含量高且穩(wěn)定，使還原劑中的 C和硅石中的 SiO2最大限度的發(fā)生氧化、還原反應(yīng)， 破環(huán)和降低碳化硅的形成和一氧化硅的排放，從而提高了產(chǎn)品產(chǎn)量、保證了質(zhì)量的穩(wěn)定性。 xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 40 （ 3）采用低電流高電壓操作技術(shù)，不但降低了無功功率，使有功功率提高了 10%，最大限度地發(fā)揮了電爐的功率因素，溫度高、化料快，使每噸產(chǎn)品電耗由 120xx 度降低到 11500 度，而且使電極消耗由原來的110Kg/t降低到 100Kg/t。 （ 4）采用特殊的爐外精煉方法，使硅水中的鐵、鋁、鈣等除雜率分別提高到 20%、 40%、 75%以上，保證了高等級硅的產(chǎn)出率，每爐 4N 產(chǎn)品的比例為 40%以上，剩余產(chǎn)品硅含量均在 %以上。所有產(chǎn)品均達(dá) 到國際標(biāo)準(zhǔn)以上。 （ 5）研究和制定了一套《生產(chǎn)操作規(guī)程》，規(guī)范了用電、搗爐、加料、電極、控制等方面的操作。 主要設(shè)備 高效節(jié)能結(jié)晶硅冶煉電爐設(shè)備由熔煉設(shè)備、上料系統(tǒng)兩大部分組成： 熔煉設(shè)備由供電系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、電極升降系統(tǒng)、把持系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、燒穿系統(tǒng)、爐體等幾部分部分組成。 供電系統(tǒng)由高壓開關(guān)柜、變壓器、短網(wǎng)、大截面水冷電纜等組成。該系統(tǒng)使用 50HZ頻率供電。 控制系統(tǒng)：由操作臺、動力柜、計量柜、霍爾組件監(jiān)測和電極調(diào)節(jié)器等部分組成。 升降系統(tǒng)：由液壓站、電極吊桶、上下夾 緊裝置、升降裝置等部分組成，其壓力環(huán)設(shè)計吸收和消化了挪威?？瞎竞偷埋R克公司結(jié)晶硅爐的技術(shù)。 xx 永同發(fā)水電開發(fā)有限公司年產(chǎn) 26000t 工業(yè)硅項(xiàng)目可行性研究報告 41 把持系統(tǒng)：由把持筒、銅瓦、壓緊環(huán)、抱閘等部分組成。 冷卻系統(tǒng)：由泵站、循環(huán)水池、控制柜、分布器、三角區(qū)等部分組成。 燒穿系統(tǒng)：由燒穿器、臺包、空壓機(jī)、氧氣瓶、空氣氧氣流量計等部分組成。 爐體：在砌爐時，加入新型絕熱材料，具有反射遠(yuǎn)紅外能量的效能，保持爐壁溫度較低，