【正文】 本項目采用 改良西門子工藝生產(chǎn)多晶硅，從技術(shù)上是可行的。交通方便，原輔材料、水、電供應(yīng)條件好，環(huán)境適宜，有利于多晶硅生產(chǎn)。 綜上所述，山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目，可發(fā)揮原料、技術(shù)、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(chǎn)品，增加企業(yè)的抗風(fēng)險能力，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。 表 21 主要財務(wù)評價數(shù)據(jù)指標(biāo)匯總表 序號 項目 單位 數(shù)值 備注 一、 基本數(shù)據(jù) 其中外匯 20 萬美元 1 總投資 萬元 21087 建設(shè)投資 萬元 19142 建設(shè)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(jīng)濟評價指標(biāo) 1 項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率（稅前） % 基準(zhǔn)值 12% 2 項目投資財務(wù)內(nèi)部收益率（稅后） % 3 項目投資財務(wù)凈現(xiàn)值（稅前） 萬元 170825 4 項目投資財務(wù)凈現(xiàn)值（稅后） 萬元 125501 5 項目投資回收期（稅前） 年 6 項目投資回收期（稅后） 年 7 項目資本金財務(wù)內(nèi)部收益率 % 基準(zhǔn)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(jīng)濟指標(biāo)均好于行業(yè)基準(zhǔn)值，有很好的經(jīng)濟效益，而且有很大的利潤增值空間，投資回報好，因此在經(jīng)濟上是可行的 ，且符合國家項目資本金有關(guān)政策 。 電力：該公司所用的電力全部為外購，主要用于生產(chǎn)系統(tǒng)及所屬配套辦公、生活設(shè)施使用。 水：該公司的 生產(chǎn)用 水全部來源于該公司的自備 水井，經(jīng)深井泵輸送到各車間，辦公、生活用 水由 自來水 公司供給 。生產(chǎn)用水主要來源于廠區(qū)內(nèi)的自備水井 。 由于系統(tǒng)采用還原爐導(dǎo)熱油熱量回收技術(shù)，回收余熱能滿足生產(chǎn)用熱需要并有富余，因此本項 目僅需考慮非正常生產(chǎn)工況下的用熱需要，需設(shè)一臺開工用導(dǎo)熱油加熱器 ，擬 用電力加熱 作為裝置開工用 。 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，實山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 16 現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。 生產(chǎn)工藝、設(shè)備 （ 1）生產(chǎn)工藝的選擇 本項目采用目前國內(nèi)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。 “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” 。 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(zhì)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。 （ 2） 主要用能設(shè)備 本項目主要裝置有：主裝置和輔助裝置二部分。 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(zhuǎn)化系統(tǒng)。 其他設(shè)備包括塔類：提純塔為篩板塔，吸收塔、脫吸塔為填料塔。 儲罐容器類：主要 為盛裝氯硅烷的容器和氣體緩沖罐。 干法回收設(shè)備見表 。還原設(shè)備見表 。還原爐配電容量為 2270kVA。 制氫機組選型為 QCNB100/ 型氫氣純化裝置。 能耗指標(biāo) 核算 電耗核算 根據(jù) 生產(chǎn) 工藝 及設(shè)備選型 ，各耗能工質(zhì)消耗見表 35。 表 36 各工序電耗核算 表 一、制氮電耗 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 1 每分鐘氮耗量 Nm3/min 4 2 負(fù)荷運行系數(shù) 3 單位時間實際耗氮量 Nm3/h 192 4 制氮系統(tǒng)制氮單耗 kWh/Nm3 5 單位時間制氮單耗 kW 48 二、制氫電耗 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 1 每分鐘氫耗量 Nm3/min 2 負(fù)荷運行系數(shù) 1 3 單位時間實際耗氫量 Nm3/h 72 4 制氫系統(tǒng)制氫單耗 kWh/Nm3 5 5 單位時間制氫單耗 kW 360 三、制純水電耗 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 1 單位時間純水耗量 Nm3/h 20 2 負(fù)荷運行系數(shù) 1 3 單位時間實際耗純水量 Nm3/h 20 4 純水系統(tǒng)制水單耗 kWh/Nm3 2 5 單位時間制氫單耗 kW 40 四、制冷電耗 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 1 冷水額定回 水溫度 ℃ 12 2 冷水額定出水溫度 ℃ 7 3 冷水額定流量 kg/h 202100 4 制冷系統(tǒng)供冷量 kJ/h 4181600 5 制冷功率 kWh 6 制冷系數(shù) COP 7 制冷輸入功率 kW 山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 21 根據(jù)工藝要求，還原爐結(jié)晶周期為 12天，每周期電耗計算及年耗電計算見表 37。 每爐按 年 生產(chǎn) 20 爐核算， 8 臺還原爐年產(chǎn)太陽能級多晶硅棒 。 表 38 能耗 綜合表 序號 能耗種 類 單位 消耗量 折標(biāo)系數(shù) 折標(biāo)準(zhǔn)煤量， tce 1 電 kWh 78915954 合計 通過以上核算 該項目實施后 年耗電 萬 kWh；多晶硅 綜合耗 電 為 kWh/kg，折標(biāo)準(zhǔn)煤量為 ， 多晶硅綜合能耗為 。本新增項目采用 改良西門子法， 主要生產(chǎn)工藝包括 三氯氫硅分離提純、 干法尾氣回收、 多晶 硅還原三部 分 和 換熱， 制冷，壓縮空氣，循環(huán)水，變配電 等 輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。同理，將混合液的蒸氣冷凝，冷凝液中難揮發(fā)的組分即沸點高的物質(zhì)如四氯化硅，在液相中的濃度比氣相中高。 購入三氯氫硅原料先后經(jīng)四個精餾塔提純，其中一、二塔為第一組，三、四塔為第二組，物料經(jīng)精餾一二塔連續(xù)提純，控制一定的溫度、壓力、回流比，精餾一塔塔頂出低沸點物料送往低沸點物料貯罐，塔釜出中間產(chǎn)品（如 三氯氫硅 、四氯化硅和部分高沸點雜質(zhì)）進(jìn)入精餾二塔，精餾二塔塔頂出三氯氫硅粗餾 產(chǎn)品，送往精餾進(jìn)一步提純，塔釜出高沸物。 回收料經(jīng)回收一、二、三塔三塔連續(xù)提純，控制一定的溫度、壓力、回流比，回收精餾一塔塔頂出低沸物，送往原料罐，塔釜出中間產(chǎn)品（如三氯氫硅 、四氯化硅等）進(jìn)入回收精餾二塔，回收精餾二塔塔頂出三氯氫硅精餾產(chǎn)品，送往還原工序，塔釜出料送往回收精餾三塔， 塔頂出四氯化硅，塔底出高沸物外賣。 干法尾氣回收 ：還原尾氣干法回收主要包括鼓泡淋洗、加壓冷凝、吸收脫吸、活性炭吸附等四個主要工藝過程，其基本原理如下： 鼓泡淋洗：利用四氯化硅在一定溫度下對還原尾氣中組分溶解度的不同，通過鼓泡淋洗塔對還原尾氣淋洗，溶解度大的三氯氫硅、四氯化硅絕大部分被溶解吸收，溶解度小的氫氣、氯化氫、二氯二氫硅便分離出來。 吸收脫吸：吸收脫吸是分離氣體混合物的一種重要方法，吸收過程實際上是氣相組分在液相中溶解的過程，反之，溶質(zhì)從液相轉(zhuǎn)入氣相，即為脫吸過程。而被四氯化硅溶解吸收的氯化氫、二氯二氫硅在脫吸塔中控制一定的溫度、壓力條件下，二氯二氫硅以液態(tài)、氯化氫以氣態(tài) 分別從四氯化硅中分離出來。時間可以通過程序控制，吸附飽和后的活性炭進(jìn)行脫附再生，控制一定的溫度并通氫氣吹趕，被活性炭吸附的氯化氫、氯硅烷等可以脫附出來，從而實現(xiàn)了活性炭吸附器的重復(fù)利用。 鼓泡淋洗塔中不被吸收的氣體，經(jīng)過還原尾氣壓縮機壓縮，壓力由常壓升至 ，經(jīng)過壓縮氣 吸收氣換熱器、壓縮氣過冷氣冷卻后，冷凝下來的氯硅烷返回氯硅烷貯罐，不凝低溫氣體進(jìn)入吸收塔，其中絕大部分氯化氫、三氯氫硅、四氯化硅在吸收塔內(nèi)被低溫四氯化硅（貧液）吸收下來，吸收了氯硅烷、氯化氫的四氯化硅成為富液，進(jìn)入富液貯罐。脫吸后的四氯化硅稱之為貧液，溫度為 144℃，經(jīng)過貧液水冷器、一級貧富液換熱器、二級貧富液換熱器、三級貧富液換熱器、貧液過冷器降溫至 50℃，進(jìn)入吸收塔重新利用。在吸附過程中，活性炭吸附下氫氣中微量的氯硅烷、氯化氫雜質(zhì)，通過帶式過濾器過濾掉山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 25 碳粉后，送到 100立方純氫儲罐，供還原等工序使用。降溫過程是對再生后高溫（ 190℃）活性炭吸附器通冷導(dǎo)熱油進(jìn)行降溫。 多晶 硅還原 ： 電解 氫氣 或干法回收的高純 氫氣， 經(jīng)導(dǎo)熱油換熱器加熱至 700℃后，在氣體分布板后與經(jīng)提純凈 化后的三氯氫硅 在 混合罐內(nèi)均勻鼓泡，三氯氫硅蒸發(fā)，氫氣與 三氯氫硅 混合，此時控制混合罐壓力 ，溫度 20℃，并控制氫氣與 三氯氫硅 氣體摩爾比為 10： 1，混合氣體出混合罐后在氣 氣換熱器內(nèi)與 550℃的還原尾氣進(jìn)行熱交換，升溫至 400℃左右后進(jìn)入還原爐，在 1050℃的硅芯發(fā)熱體表面發(fā)生還原反應(yīng)， 氣體中所含的硅將在熱硅棒上還原沉積 生長多晶硅， 直至熱硅棒的直徑達(dá)到要求為止。 在還原爐內(nèi)混合氣體在硅芯發(fā)熱體表面經(jīng)過約 12 天的生長周期長成合乎要求的熱硅棒。 該工序能耗為電力，同時輸出導(dǎo)熱油吸收的余熱用于其他供需加熱。 西門子法中還原尾氣采用濕法回收工藝， 由于“濕法回收”中采用水洗來除去氫氣中氯化氫、氯硅烷，在損失氯化氫、 氯硅烷同時，增加了廢水的處理量，并且水分及水中、空氣 中的雜質(zhì)進(jìn)入到氫氣中，污染了氫氣，必須另外采用氫氣純化干燥裝置將其純化干燥后才能重新返回系統(tǒng)利用。 因此 在 西門子法工藝的基礎(chǔ)上，通過增加還原尾氣干法回收系統(tǒng)、 SiCl4氫化工藝，實現(xiàn)了閉路循環(huán)，于是形成了改良西門子法 —— 閉環(huán)式 SiHCl3氫還原法。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(shù)，產(chǎn)品質(zhì)量高，原輔材料及電山東鼎昌 硅業(yè)科技發(fā)展 有限公司年產(chǎn) 200 噸多晶硅項目 節(jié)能評估報告 山東省工程咨詢院 編制 27 力消耗大為降低，每生產(chǎn) 1公斤多晶硅的單耗與國內(nèi)目前水平相比，各項單耗都大幅度降低。還原爐能耗占生產(chǎn)能耗 60%，因此對還原爐余熱進(jìn)行利用是余熱利用的主要環(huán)節(jié)，還原爐用導(dǎo)熱油冷卻后，吸收還原爐熱量的導(dǎo)熱油用于加熱氫氣，以及進(jìn)入精餾塔等加熱物料，實現(xiàn)了余熱回收利 用， 根據(jù)實際的運行經(jīng)驗，還原過程的 50％的余熱得到再次利用，使得單位電耗大幅度下降，同時 由于 還將使全廠的用水量下降大約 60％。 項目供電采用二路 110kV 架空線路供電，廠內(nèi)建 110kv/10kV 變電站一座 和 10kv/ 變電所 三座 對生產(chǎn)供電。 在變壓器選型方面符合節(jié)能要求。符合國家節(jié)能要求。吸收裝置主要有 鼓泡淋洗塔、吸收塔、脫吸塔、活性炭吸附器 、 高效氫氣過濾器 等；換熱裝置主要有 鼓泡氣氣換熱器、鼓泡塔氯硅烷換熱器、壓縮氣吸收氣換熱器、壓縮氣過冷器、貧液水冷器、一級、二級貧富液換熱器、貧液過冷器、脫吸塔頂冷凝器、脫吸塔再沸器、導(dǎo)熱油水換熱器 等；儲存裝置有 還原尾氣緩沖罐、氯硅烷儲罐、富液儲罐、二氯二氫硅儲罐、吸收塔出口緩沖罐、吸附后純氫儲罐 等；輸送設(shè)備有 氯硅烷循環(huán)屏蔽泵 、 富液循環(huán)屏蔽泵 、 冷油循環(huán)屏蔽泵 等。 通過采用以上設(shè)備，干法回收系統(tǒng) 達(dá)到了 氫氣回收率 100%、 氯硅烷回收率 100%、 氯化氫回收率 100%，充分回收了尾氣中的氫氣和氯硅烷，并進(jìn)行了重復(fù)利用，同時減少了廢棄的排放，既降低了物耗能耗，用減少了對環(huán)境的污染。 （ 2） 導(dǎo)熱油循環(huán)冷卻技術(shù) :還原爐中高溫硅棒表面向爐壁輻射的熱， 由還原爐夾套循環(huán)的導(dǎo)熱油帶出來，高溫?zé)嵊徒?jīng)不 同途徑釋放熱能后，再回到還原爐夾套，循環(huán)往復(fù)，可回收還原過程 50％以上的副產(chǎn)熱能，保證了硅棒產(chǎn)品直徑誤差不超過數(shù)毫米