【正文】 煉 冷卻 硅包 精煉分離 硅液 硅液 分級(jí) 硅液 一般 產(chǎn)品 高端產(chǎn)品 包裝、入庫(kù) 分級(jí) 硅液 空氣 氧氣 氧氣 增壓 9 鑄錠：將熔體 鑄成硅錠。 熔煉：完成還原硅過(guò)程。 混料：將制備的硅石原料與還原劑按一定比例混合。 8 圖 工業(yè)硅生產(chǎn)工藝流程圖 工業(yè)硅生產(chǎn)的工藝流程是： 原料制備 → 混料 → 加料 → 熔煉 → 精煉 → 鑄錠 → 破碎 → 包裝。隨著生產(chǎn)裝置的大型化，操作的機(jī)械化、自動(dòng)化水平也在不斷提升，有的實(shí)現(xiàn)了原料制備、配料、加料、電爐控制的計(jì)算機(jī)控制；對(duì)煙氣采取凈化處理措施，煙罩密封性也在改進(jìn)。 A，國(guó)內(nèi)也正在淘汰容量 10 MV178。 礦熱電爐是工業(yè)硅的主要生產(chǎn)設(shè)備。 7 、多晶硅工藝簡(jiǎn)介 工業(yè)硅生產(chǎn)技術(shù)方案 生產(chǎn)工藝技術(shù)概述 工業(yè)硅是硅石在礦熱電爐中進(jìn) 行二氧化硅碳熱還 原反應(yīng)所取得的產(chǎn)品，生產(chǎn)技術(shù)已成熟。 公司已擁有優(yōu)質(zhì)石英硅礦，可開(kāi)采量 1500 萬(wàn)噸，石英硅礦開(kāi)采成本僅內(nèi)地價(jià)格的 1/5，擬建的 10 萬(wàn)噸 /年工業(yè)硅項(xiàng)目可為多晶硅供應(yīng)工業(yè)硅原料。 公司擁有礦業(yè)有限責(zé)任公司 100%的股份。采用本工藝生產(chǎn)工業(yè)硅要求原 料是優(yōu)質(zhì)硅石，還原劑選用石油焦，電極選用石墨電極。根據(jù)市城市發(fā)展規(guī)劃及和業(yè)主協(xié)商， 市 工業(yè)硅和多晶硅項(xiàng)目 擬建在 市城區(qū)西南方向、阿和公路 13 公里處西側(cè)荒漠地內(nèi) 的工業(yè)園區(qū) 。其他公建設(shè)施如中學(xué)、醫(yī)院、體育設(shè)施等可依托市。 市地區(qū)規(guī)劃的關(guān)系和生活福利區(qū)的條件 市鉛鋅冶煉項(xiàng)目 廠址擬定于 市城區(qū)西南方向、阿和公路 13 公里處西側(cè)荒漠地內(nèi) 。 工協(xié)作條件 本項(xiàng)目的建筑施工單位和設(shè)備安裝制作單位，施工安裝資質(zhì)均符合國(guó)家相關(guān)規(guī)范要求，本工程安裝單位可立足本地或面向社會(huì)招標(biāo)確定。 10 萬(wàn)噸 /年多晶硅生產(chǎn)裝置及其配套裝置需要生產(chǎn)水量為 450 m3/h。 需要生活水量為 。 ⒉供水概況 本項(xiàng)目 5000 噸 /年多晶硅生產(chǎn)裝置及其配套裝置需要生產(chǎn)水量為。 ⒈ 水源 本項(xiàng)目建成后的總?cè)沼盟考s為 萬(wàn)方 /日，來(lái)自外部水廠供水工程為本項(xiàng)目設(shè)有生產(chǎn)給水和生活水接口，可供該項(xiàng)目水量 3 萬(wàn)方 /日、水質(zhì)、水壓完全滿足項(xiàng)目建設(shè)要求。 ⑥總變綜合自動(dòng)化微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)電源、電氣開(kāi) 關(guān)設(shè)備的操作保護(hù)裝置電源采用蓄電池直流供電。 ⑤工藝生產(chǎn)用的 DCS 電源由不間斷電源裝置采用 UPS 供電。 ③每條工藝生產(chǎn)線的特別重要一級(jí)負(fù)荷接于低壓應(yīng)急母線段，正常時(shí)由系統(tǒng)母線供電，當(dāng)兩路電源同時(shí)故障時(shí)，由應(yīng)急發(fā)電機(jī)供電。 10kV 主接線方式為單母線分段。當(dāng)一臺(tái)主變或一段母線故障或停電檢修時(shí)，余下正常工作的變壓器能帶全部的一、二級(jí)負(fù)荷。應(yīng)急事故負(fù)荷估算約 6260kW。年運(yùn)行時(shí)間 7200小時(shí)，年需要用電量約為 179。 10 萬(wàn)噸 /年工業(yè)硅用電負(fù)荷估計(jì)需 MW。三級(jí)用電負(fù)荷對(duì)電源無(wú)特殊要求。二級(jí)及以上的用電負(fù)荷應(yīng)由二個(gè)獨(dú)立電源供電，當(dāng)一個(gè)電源故障時(shí)，另一電源不致同時(shí)受到損壞。此類負(fù)荷約占總負(fù)荷的 5%，屬一類負(fù)荷特別重要的負(fù)荷， 3 如氫化爐及還原爐的夾套冷卻水泵和底盤冷卻水泵、事故風(fēng)機(jī)、儀表電源、火災(zāi)報(bào)警、事故照明、廢氣處理等；另外工藝及輔助生產(chǎn)裝置中大部分負(fù)荷當(dāng)發(fā)生停電時(shí)，會(huì)造成系統(tǒng)停車 ，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，屬二級(jí)負(fù)荷，約占總負(fù)荷的 90%；其余負(fù)荷如廠前區(qū)、綜合修理、倉(cāng)庫(kù)等為三級(jí)負(fù)荷，約占總負(fù)荷的 5%。 109kWh，供電的可靠性有保障。 2179。 ⒈電源狀況 本項(xiàng)目動(dòng)力消耗巨大，總用電負(fù)荷為 （其中：多晶硅 100MW，工業(yè)硅 ），為此配套建設(shè) 2179。管網(wǎng)上設(shè)地上式消火栓 DN150 mm。 ⒊ 地下消防管網(wǎng)：本系統(tǒng)由地下消防水管網(wǎng)環(huán)狀布置供水，安裝分段閥，以確保本系統(tǒng)的可靠性和安全性。 消防泵組和穩(wěn)壓泵組采用足自動(dòng) /遠(yuǎn)控 /就地三種方式。 泵房?jī)?nèi)設(shè)手動(dòng)單梁起重機(jī) SDQ5 一臺(tái)，起重量為 5 噸，跨距為 。 柴油消防泵性能： Q=180L/S， H=100m，柴油機(jī)功率 294 kW。內(nèi)設(shè)有 1 臺(tái)電動(dòng)消防泵、 1 臺(tái)柴油消防泵、兩臺(tái)消防穩(wěn)壓泵及隔膜式穩(wěn)壓罐。 ⒉ 消防泵房 消防泵房泵房平面尺寸： 179。覆土 1330mm，保溫、防凍 。 消防泵組和穩(wěn)壓泵組采用足自動(dòng) /遠(yuǎn)控 /就地三種方式，配套自動(dòng)控制硅和配電柜。 泵房?jī)?nèi)設(shè)手動(dòng)單梁起重機(jī) SDQ5 一臺(tái)，起重量為 5 噸，跨距為 。 柴油消防泵性能： Q=180L/S， H=100m，柴油機(jī)功率 194kW。內(nèi)設(shè)有 1 臺(tái)電動(dòng)消防泵、 1 臺(tái)柴油消防泵、兩臺(tái)消防穩(wěn)壓泵及隔膜式穩(wěn)壓罐。 ⒉消防泵房 消防泵房泵房平面尺寸： 179。覆土 1330mm，保溫、防凍。兩套高壓消防給水系統(tǒng)均包括一座消防泵站和一套消防管網(wǎng)。由于廠區(qū)占地面積較大，為保證消防水 壓力，設(shè)置 2 套高壓消防給水系統(tǒng)。 消防供水 穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng) 項(xiàng)目多晶硅裝置區(qū)采用穩(wěn)高壓消防給水系統(tǒng)。單套多晶硅裝置消防用水量： 180 l/s 考慮，壓力： MPa，火災(zāi)延續(xù)時(shí)間 3 小時(shí)，火災(zāi)時(shí)總的消防用水量為 1944 m3。其中多晶硅設(shè)置一套，為多晶硅裝置及其輔助設(shè)施提 供穩(wěn)高壓消防水；工業(yè)硅建一套，為工業(yè) 硅裝置及其附屬設(shè)施提供穩(wěn)高壓消防水。 晶硅消防泵站： ⒈消防水池 消防水池為地下式結(jié)構(gòu)水池分 2 個(gè)， LXHXB=，池頂標(biāo)高 ，池底標(biāo)高 ，水深 ，有蓋。單個(gè)有效容積 1000m3，總有效容積 2020 m3。 ，泵房梁底凈高 。 電動(dòng)消防泵性能： Q=180L/S， H=100m，電機(jī)功率 280kW。 穩(wěn)壓泵性能： Q=18 m3/h， H=80m，電機(jī)功率 11kW。 隔膜式穩(wěn)壓罐：型號(hào)為 。 工業(yè)硅消防泵站： ⒈ 消防水池 消防水池為地下式結(jié)構(gòu)水池分 2 個(gè)， LXHXB=，池頂標(biāo)高 ， 2 池底標(biāo)高 ，水深 ，有蓋。單個(gè)有效容積 1000m3，總有效容積 2020 m3。 ，泵房梁底凈高 。 電動(dòng)消防泵性能： Q=180L/S， H=100m，電機(jī)功率 280 kW。 穩(wěn)壓泵性能： Q=18 m3/h， H=80m，電機(jī)功率 11 kW。 隔膜式穩(wěn)壓罐：型號(hào)為 。配套自動(dòng)控制硅和配電柜。多晶硅消防主管網(wǎng) DN350 mm，工業(yè)硅消防主管網(wǎng) DN350 mm，兩套高壓消防管網(wǎng)通過(guò)連通閥連接。在甲類塔群、罐區(qū)兩側(cè)設(shè)消防水炮。 150MW 自備電站，滿足項(xiàng)目電力、蒸汽的需要。 150MW 自備電站通過(guò)玉阿 110 千伏變電站與電網(wǎng)相聯(lián)，自備電廠 年發(fā)電按 7000 小時(shí)計(jì) ，年發(fā)電量 179。 ⒉電力負(fù)荷性質(zhì)及對(duì)電源要求 ⑴本項(xiàng)目屬高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)值高、技術(shù)先進(jìn)，生產(chǎn)過(guò)程中有易燃、易爆及有毒介質(zhì)產(chǎn)生，所以對(duì)供電可靠性要求較高，中斷供電將造成人身傷亡及重大經(jīng)濟(jì)損失。 ⑵對(duì)于二級(jí)及以上的負(fù)荷需用雙回路供電，其中一回故障時(shí)，另一回能帶大部或全部負(fù)荷，使生產(chǎn)不致中斷。一級(jí)用電負(fù)荷中特別重要負(fù)荷，中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸、火災(zāi)的負(fù)荷除雙電源供電外還應(yīng)有應(yīng)急事故電源供電。 ⒊電力負(fù)荷估算 ⑴ 5000 噸 /年多晶硅項(xiàng)目用電負(fù)荷估計(jì) 需 MW。兩期合計(jì)用電負(fù)荷估計(jì)需 MW。 109kWh。 ⒋供電方案及設(shè)計(jì)原則 ⑴供電電源 ① 110kV 總變電站雙母線分段，設(shè)置 5 臺(tái) 110/10kV 變壓器為多晶硅項(xiàng)目供電，每臺(tái)變壓器負(fù)荷率 50%，當(dāng)一臺(tái)變壓器退出運(yùn)行，可切換至此另一變壓器供電。 110kV 主接線方式為雙母線。 ②采用 4 臺(tái) 1600KW 柴油發(fā)電機(jī)（多晶硅裝置使用）， 采用 4 臺(tái) 1600KW柴油發(fā)電機(jī)（工業(yè)硅裝置使用）， 1 臺(tái) 1000 kW 應(yīng)急發(fā)電機(jī)。（主要供還原爐停爐用水泵、事故風(fēng)機(jī)、廢氣處理等） 4 ④當(dāng)火災(zāi)發(fā)生且電力系統(tǒng)中斷供電時(shí)消防設(shè)備將由柴油泵驅(qū)動(dòng)。 ⑥事故照明由 EPS 供電。 綜上所述，本項(xiàng)目的電源是可靠的，能滿足本項(xiàng)目所需用電負(fù)荷對(duì)供電電源的要求。本項(xiàng)目水源地選定為勝利水庫(kù)庫(kù)容 億立方米。從外部生產(chǎn)給水管網(wǎng)接入 2 根 DN500 生產(chǎn)給水管線，本項(xiàng)目界區(qū)的接管 壓力 。從界外發(fā)展區(qū)生活給水管網(wǎng)接入 1 根 DN100生活給水管線，本項(xiàng)目界區(qū)的接管壓力 。從外部生產(chǎn)給水管網(wǎng)接入 1 根 DN500 生產(chǎn)給水管線，本項(xiàng)目界區(qū)的接管壓力。鋼材、木材、水泥均能滿足供應(yīng)，地方建材磚、砂、石等也很豐富 ，可滿足本工程的 5 施工級(jí)安裝要求。由市統(tǒng)一規(guī)劃， 規(guī)劃將 公共 設(shè)施 用地 布置 于 廠 區(qū)的 東 北部， 廠 區(qū)公建配套設(shè)施建設(shè)以綜合園區(qū)為主體，可 同時(shí) 方便 服務(wù)于居住區(qū)和 廠區(qū) ， 形成綜合服務(wù)區(qū)，內(nèi)部安排行政辦公、商業(yè)金融、貿(mào)易咨詢等設(shè)施，構(gòu)成行政管理中心和商業(yè)文化中心。 占地面積、需征地情況 市鉛鋅冶煉項(xiàng)目 廠址擬定于 市城區(qū)西南方向、阿和公路 13 公里處 西側(cè)荒漠地內(nèi) 的工業(yè)園區(qū) ，由市統(tǒng)一規(guī)劃， 序號(hào) 項(xiàng) 目 單位 數(shù)量 備注 1 本項(xiàng)目用地面積 m2 650000 2 建構(gòu)筑物占地面積 m2 183000 3 露天設(shè)備用地面積 m2 96800 4 地下管線及地上管線估計(jì)占地面積 m2 85908 5 露天堆場(chǎng)及露天操作場(chǎng)地占地面積 m2 89344 6 道路及廣場(chǎng)占地面積 m2 156300 7 其他 m2 38648 8 行政辦公及生活服務(wù)設(shè)施用地面積所占比重 % 7% 9 建筑系數(shù) % 48 10 場(chǎng)地利用系 數(shù) % 11 廠區(qū)綠化率 % 18 12 多晶硅項(xiàng)目占地面積 公頃 13 工業(yè)硅項(xiàng)目占地面積 公頃 廠 址方案 為 實(shí)現(xiàn)物料的綜合回收利用，減少物料運(yùn)輸距離，初步?jīng)Q定 工業(yè)硅和多 6 晶硅項(xiàng)目 就近建設(shè)。 原料及燃料供應(yīng) 生產(chǎn)工業(yè)硅的主要原料是含硅礦石和還原劑，生產(chǎn)過(guò)程中還要消耗電極。另外，在生產(chǎn)高端產(chǎn)品時(shí)，還需要一定量的氧氣。礦業(yè)與礦業(yè)工業(yè)整合重組后，礦業(yè)公司占石英礦 65%股份，原礦業(yè)占 35%股份。 多晶硅項(xiàng)目 本項(xiàng)目 5000 噸 /年多晶硅所需外購(gòu)的主要原料及化學(xué)品用量見(jiàn)表 表 主要原料及化學(xué)品用量見(jiàn)表 序號(hào) 名稱 單 位 年用量 來(lái)源 1 工業(yè)硅 噸 6500 地區(qū) 2 原鹽 噸 14200 地區(qū) 3 硝酸 噸 2096 國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 4 氫氟酸 噸 210 國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 5 生石灰 噸 1260 地區(qū) 6 石灰石 噸 14000 地區(qū) 7 高純石墨件 噸 110 國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 8 多晶硅包裝袋 萬(wàn)個(gè) 28 國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 本項(xiàng)目主要原料為工業(yè)硅粉和原鹽，在自治區(qū)及周邊地區(qū)即有生產(chǎn)。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(yīng)為： SiO2+2C=Si+2CO。目前世界工業(yè)硅礦熱電爐向大容量、旋轉(zhuǎn)、半密閉方向發(fā)展，有的已經(jīng)達(dá)到 48MV178。 A以下的礦熱電爐。礦熱爐電極多采用大截面半石墨化電極或焙燒炭素電極。 原料制備：將硅石原料破碎到一定粒度；將還原劑（可以因地制宜地采用木炭、石油焦加木屑）加工到一定粒度。 加料：將混合后的硅石原料與還原劑按一定技術(shù)要求，加入礦熱爐內(nèi)。 精煉：對(duì)硅熔體進(jìn)行精煉。 破碎：將硅錠破碎到一定粒度。 為了滿足多晶硅生產(chǎn)需要，必須把標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)硅產(chǎn)品加工成硅粉。 研磨：將破碎后的工業(yè)硅磨成需要的硅粉 分級(jí)：對(duì)研磨后的硅粉分級(jí) 包裝：對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行包裝 本項(xiàng)目采用“全 油焦”生產(chǎn)方法。其原料路線具體是：將硅石從公司礦山運(yùn)回后，通過(guò)人工挑選，再將合格硅石用水清洗除去泥土等雜質(zhì)，再用破碎機(jī)破碎至 20— 100mm，然后篩分，再水洗除去碎石、石粉等，經(jīng)稱量后與石油焦按照一定比例混勻，將混勻后的合格料送至冶煉爐進(jìn)行冶煉除雜，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。在出爐前23min，先向包底通入壓縮空氣，以防止硅液灌入透氣孔，當(dāng)硅液達(dá) 1/3 硅包深度時(shí)，即可開(kāi)啟氧氣進(jìn)行氧化精煉。 該項(xiàng)目所用的全油焦高純工業(yè)硅生產(chǎn)技術(shù)，是對(duì)我國(guó)工業(yè)硅生產(chǎn)技術(shù)在生產(chǎn)領(lǐng)域內(nèi)的創(chuàng)新，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，有利于我國(guó)工業(yè)硅行業(yè)及多晶硅太陽(yáng)能電池行業(yè)的整體提升。179。 工業(yè)硅 30000 出售 2 石油焦 130000 2 4179。179。179。 工業(yè)硅 20200 出售 4 空氣 334000 按 O2 量計(jì)算 4 2179。179。 第三代改良西門子法主要分為三氯氫硅的合成和 三氯氫硅的還原兩步：①三氯氫硅的合成用冶金硅和氯化氫為原料，在氯 化爐中進(jìn)行反應(yīng)。179。 20 4179。179。179。 2179。179。 ②三氯氫硅的還原 采用化學(xué)氣相沉積的方法，使還原的硅沉積在母材上 ， 經(jīng)過(guò)幾次精餾后，就可以得到高純的三氯氫硅，采用高 純氫氣進(jìn)行還原可以沉積出高純多晶硅料。 本項(xiàng)目產(chǎn)品采用的工藝流程如下圖所示。裝置工藝流程由以下主要工序組成： 12 14. 液氯貯存及汽化工序 工藝流程描述 : 氫氣制備與凈化工序 在電解槽內(nèi)經(jīng)電解脫鹽水制得氫氣。除