年產(chǎn)3000噸電子級多晶硅建設(shè)項目多晶硅可研報告

1、 第一章總論概述項目名稱、主辦單位、建設(shè)地點項目名稱：XXXXXX年產(chǎn)3000噸電子級多晶硅建設(shè)項目；主辦單位：XXXXXX；建設(shè)地址：XXXXXX；編制依據(jù)和原則（1）編制依據(jù)投資項目可行性研究指南，國家計委，2002年1月；當(dāng)前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄2000年修訂;化工建設(shè)項目可行性研究報告內(nèi)容和深度的規(guī)定化學(xué)工業(yè)部1997年8月。（2）編制原則貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，堅持安全生產(chǎn)與環(huán)境保護并重的原則。遵循國家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策，深入進行市場調(diào)查，緊密跟蹤產(chǎn)品市場需求，以高品位的產(chǎn)品質(zhì)量和較低的生產(chǎn)成本適應(yīng)激烈的市場競爭，確保項目具有良好的經(jīng)濟效益和發(fā)展前景。髙起點、積極采用國內(nèi)外先

2、進技術(shù)，做到工藝技術(shù)及設(shè)備先進、可靠、成熟、以及具備國際競爭力的原則。堅持統(tǒng)一規(guī)劃，充分利用一、二期工程的公用工程及輔助實施，立足當(dāng)前，兼顧長遠的原則。貫徹工廠規(guī)模大型化、布置一體化、生產(chǎn)裝置露天化、公用工程社會化、引進技術(shù)與創(chuàng)新相結(jié)合的方針，大部分設(shè)備立足國內(nèi)制造。充分了解國家、地方的相關(guān)現(xiàn)行政策，根據(jù)建設(shè)場地現(xiàn)狀、周邊環(huán)境，合理利用地方資源，力爭本項目產(chǎn)生良好的社會效益和經(jīng)濟效益項目提出的背景及投資的必要性多晶硅材料作為制造集成電路硅襯底、太陽能電池等產(chǎn)品的主要原料，是發(fā)展信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的重要基石。多晶硅是單晶硅的主要原料，其深加工產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體工業(yè)，是當(dāng)代人工智能、自動控制

3、、信息處理、光電轉(zhuǎn)換等半導(dǎo)體器件和集成電路的基礎(chǔ)材料,國際集成電路芯片及各類半導(dǎo)體器件95%以上是用硅材料制造的。半導(dǎo)體工業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和核心。因此，硅材料業(yè)是電子信息產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)。專家預(yù)計電子信息產(chǎn)業(yè)今后一段時期對多晶硅材料的需求量至少以每年5%的速度遞增。由于世界人口和發(fā)展中國家（例如中國）工業(yè)進程加快，全球能源消耗以3%的速度增長，并在今后較長的時間內(nèi)將可能維持這個增長速度。在這種情況下，目前全球已經(jīng)探明的一次能源的儲量預(yù)計在100年內(nèi)將會耗盡。因此，全球積極開發(fā)利用可再生能源勢在必行。太陽能作為最重要的可再生能源之一，由于其清潔、衛(wèi)生、安全、資源豐富等多方面的優(yōu)勢，其發(fā)展越來越得到人

4、們的重視。世界各國積極支持太陽能光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，包括日本、德國、美國在內(nèi)的許多發(fā)達國家都出臺了旨在鼓勵太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，例如“太陽能屋頂計劃”、“新能源法”等，發(fā)展中國家政府也是如此。中國不僅加入了“京都議定書”，并且頒布實施了“可再生能源法”。因此，太陽能光伏產(chǎn)業(yè)成為世界上發(fā)展最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)之一，過去10年的年均增長速度達到39%，并呈現(xiàn)加速增長的態(tài)勢。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)鏈的上游主要包括生產(chǎn)太陽能電池所需要的核心原料多晶硅材料的生產(chǎn)；但目前高純度多晶硅原料的供應(yīng)短缺，成為制約太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。2007年全世界高純度多晶硅材料的消費量增長到了46700噸，而供應(yīng)量僅37500噸

5、，近20%的供需缺口要通過企業(yè)庫存的減少來彌補。在46700噸的消費量中，電子行業(yè)消費了21700噸，太陽能光伏發(fā)電行業(yè)消費了25200噸。隨著太陽能光伏發(fā)電行業(yè)的高速發(fā)展，其對高純度多晶硅材料的需求量將大大超過電子行業(yè)的需求量。由于多晶硅材料嚴(yán)重供不應(yīng)求，高純多晶硅國際市場供貨價格2007年上漲到了250300美元/公斤，目前國際市場長期供貨價格超過了300美元/公斤，今年價格還將進一步上漲到350美元/公斤。目前多晶硅材料2008年全年的期貨已經(jīng)售完，這些材料的現(xiàn)貨價格近期超過了350美元/公斤。部分太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)搶購電路級多晶硅用于太陽能電池的生產(chǎn)，導(dǎo)致全世界電路級多晶硅材料也供應(yīng)緊

6、張，并且拉動了電路級多晶硅材料的價格上揚。世界太陽能光伏發(fā)電市場的高速發(fā)展也帶動了我國太陽能光伏發(fā)電行業(yè)的巨大發(fā)展，尤其是產(chǎn)業(yè)鏈中勞動密集型的太陽能電池加工，正大量向我國轉(zhuǎn)移，據(jù)不完全統(tǒng)計，2007年我國太陽能電池的生產(chǎn)能力已經(jīng)超過了1000MW，包括無錫尚德和保定英利等企業(yè)的在建生產(chǎn)規(guī)模超過了800MW，而規(guī)劃中的產(chǎn)能合計超過4000MW。預(yù)計2008年我國太陽能電池的生產(chǎn)能力將達到1900MW，對多晶硅材料的需求將達1500017000噸，加上電子行業(yè)的需求，我國對多晶硅材料的需求量將超過18000噸。而2007年我國的多晶硅生產(chǎn)能力僅為1400噸，迫使我國企業(yè)不得不從國外大量進口多晶硅原

7、料。但是，國外生產(chǎn)企業(yè)卻對我國采取高價限量的措施，大大制約了我國電子信息產(chǎn)業(yè)和太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，中國急需建設(shè)一個或多個大型的多晶硅生產(chǎn)廠，以緩解國內(nèi)多晶硅原料需求供給嚴(yán)重不足的問題，并為我國太陽能光伏產(chǎn)業(yè)和電子產(chǎn)業(yè)的健康蓬勃發(fā)展提供必要的基礎(chǔ)保證。根據(jù)目前的市場格局和發(fā)展趨勢，本項目采用立足電路級，主要面向太陽能市場，暫不參與高端市場的建設(shè)方案。既避免了高品質(zhì)多晶硅生產(chǎn)技術(shù)門檻高的難點，又能利用現(xiàn)有成熟技術(shù)在較短時間完成工廠建設(shè)，抓住市場時機，也能部分參與電路級市場競爭，具有風(fēng)險小，見效快，適應(yīng)性強的特點。因此，從工藝和規(guī)模經(jīng)濟、以及市場容量而言，總體規(guī)劃10000噸/年多晶硅，

8、一期設(shè)計3000噸/年多晶硅生產(chǎn)線建設(shè)是比較切合實際的規(guī)模，這也得到了美國、日本、中國的多晶硅廠的實踐證明。項目建設(shè)的有利條件1.2.1xxxxxx概況xxxxxx地處縣城城區(qū)西部，地處內(nèi)蒙、遼寧、河北三省區(qū)交匯處，園區(qū)緊靠306國道，距天義火車站5公里，距赤峰機場110公里，距北京380公里，距錦州港200公里，距秦皇島港口300公里。這里交通十分方便，自然環(huán)境良好，四季分明，氣候溫和，具有良好的投資發(fā)展環(huán)境。項目周邊地區(qū)硅石資源豐富，礦石品位高，目前在開發(fā)區(qū)已建成東北第一家三氯氫硅生產(chǎn)企業(yè)，一期生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)三氯氫硅5000噸，二期工程計劃在2010年開始建設(shè)，預(yù)計2011年投產(chǎn)，達到年產(chǎn)

9、三氯氫硅3萬噸的生產(chǎn)規(guī)模，為建設(shè)多晶硅項目提供了原料保障，同時，xxxxxx經(jīng)濟開發(fā)區(qū)是自治區(qū)級開發(fā)區(qū)，經(jīng)內(nèi)蒙古自治區(qū)建設(shè)廳批復(fù)的總體規(guī)劃面積為4.5平方公里，由國土資源部核準(zhǔn)的近期建設(shè)面積為1.76平方公里，規(guī)劃符合xxxxxx縣城市總體規(guī)劃和土地利用總體規(guī)劃的要求，多晶硅項目具備在開發(fā)區(qū)選址的條件。xxxxxx經(jīng)濟開發(fā)區(qū)（中京工業(yè)園區(qū)）自2003年建設(shè)以來，目前基礎(chǔ)設(shè)施功能比較完備，三橫一縱道路格局已經(jīng)形成，園區(qū)變電站項目目前已經(jīng)開工建設(shè)，預(yù)計在2010年投入使用。項目占地應(yīng)按照投資規(guī)模或產(chǎn)值來考慮，根據(jù)內(nèi)蒙古自治區(qū)工業(yè)項目用地控制指標(biāo)的要求，非金屬礦物制造業(yè)用地投資強度至少為405萬元/

10、公頃，參照近期由自治區(qū)編制的用地報告其園區(qū)現(xiàn)狀投資強度為650萬元/公頃、工業(yè)用地產(chǎn)出強度1616萬元/公頃；確定的園區(qū)理想值投資強度為750萬元/公頃、工業(yè)用地產(chǎn)出強度1850萬元/公頃。所用地位置應(yīng)盡量靠近三氯氫硅項目。園區(qū)目前土地費用主要是土地出讓金最低標(biāo)準(zhǔn)為5.6萬元/畝、建設(shè)用地批轉(zhuǎn)約為5.1萬元/畝、征地費約為4萬元/畝。其它如勘界、土地評估、報件圖紙編制等由中介結(jié)構(gòu)收取。項目區(qū)水資源概況xxxxxx縣污水處理廠設(shè)計處理能力4X104t/d,實際處理能力2X104t/d。據(jù)1990年水利區(qū)劃資料，全縣地表水資源量為3.49X108m3，其中境外客水1.77X108m3；地下水資源量

11、為2.74X108m3，其中地下水可開采量為1.82X108mao全縣人均水資源占有量不足900m2o目前全縣地表水用量為0.2378X108m3，占全市地表水資源量的6.8%，地下水現(xiàn)狀耕水量1.05X108ma。除少部分地區(qū)出現(xiàn)超采現(xiàn)象外，其它地區(qū)地下水仍有開發(fā)潛力。老哈河屬遼河二級支流水系，發(fā)源于河北省七老圖山脈的光頭山,自甸子鄉(xiāng)七家入境與黑里河匯流后，由西南向東北穿越全縣。主河道流經(jīng)甸子、雙廟、必斯?fàn)I子、榆樹林子、大明、鐵匠營子、城關(guān)、二龍、汐子等九個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），至汐子與坤兌匯流后出境，境內(nèi)主河道長78.2公里。取水處老哈河以上流域面積2340平方公里，多年平均徑流量15384萬立方米。

12、W=12512萬立方米，W=1289萬立方米。50%95%供電情況xxxxxx縣電廠數(shù)量為4個（打虎石發(fā)電站、大城子釣魚臺發(fā)電站、大城子白塔子發(fā)電站、西泉發(fā)電站）。發(fā)電廠裝機容量：（66KV打虎石發(fā)電站為1500KW、10KV大城子釣魚臺發(fā)電站為625KW、10KV大城子白塔子發(fā)電站150KW、10KV西泉發(fā)電站為50KW）,主網(wǎng)架電壓等級為66KV。xxxxxx縣以天義尤家洼220KV一次變電站為中心，以6條66KV246公里的送電線路為網(wǎng)架，現(xiàn)有12座66KV農(nóng)村及工礦變電站，主變21臺，容量72950千伏安（其中農(nóng)電管轄10座變電站，主變19臺，容量70950千伏安）。54條10KV配電

13、線路2150公里，有配電變壓器3560臺，容量168400千伏安。有494613公里的低壓線路形成輻射全縣13個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，342個行政村的輸變電及高壓供電網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)在全縣2648個村民組全部通電。當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\輸現(xiàn)狀xxxxxx地處三省區(qū)交界，交通便利，境內(nèi)“葉柏壽赤峰”鐵路縱貫境內(nèi)，鐵路復(fù)線工程正在開展前期工作。經(jīng)過縣城天義、“承四”和“赤朝”兩條高速公路的連接線已列入市政府主推的重點工程?！?06”國道、“207”省道貫通境內(nèi)，距“四平承德”、“朝陽赤峰”高速公路出口30公里左右，距“丹拉”線赤峰北部大通道300公里。境內(nèi)鄉(xiāng)鄉(xiāng)通油路，村村通公路，天旺線、天山線、大三線等縣級公路和二十三條鄉(xiāng)級公路形成

14、了十分便利的公路運輸網(wǎng)絡(luò)。項目研究范圍工藝生產(chǎn)裝置（1）氫氣制備和凈化（2）氯氫化車間（3）精餾車間（三氯氫硅精餾及罐區(qū)）（4）還原車間（三氯氫硅還原）（5）整理車間（硅芯制備及產(chǎn)品后處理（6）還原尾氣回收（CDI）（7）廢料處理（工藝廢氣及廢液處理）輔助生產(chǎn)裝置（1）空壓、（2）冷凍站（3）脫鹽水站（4）三廢處理公用工程設(shè)施（1）循環(huán)水站；（2）車間變電所和全廠供配電；（3）通信設(shè)施；（4）廠區(qū)供熱及工藝外管；（5）道路和運輸；其它（1）大門、圍墻；（2）消防（擴建消防水管網(wǎng)）1.4項目投資項目主要經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)本項目的主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)見下表主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)序號項目名稱單位數(shù)量備注-一產(chǎn)品方案

15、1主產(chǎn)品太陽能級多晶硅t/a30002副產(chǎn)品氧氣Nm3/a12.46X105二原料消耗1硅粉t/a3500主要原料2液氯t/a1900主要原料3氫氟酸t(yī)/a1304無水硝酸t(yī)/a12246氫氧化鈉（以20%NaOH溶液計）t/a3767生石灰（以100%Ca0計）t/a11108包裝物個/a1200000三公用工程消耗量1新鮮水t/a4528000序號項目名稱單位數(shù)量備注2電106kWh/5403蒸汽t/a5600004儀表空氣（正常）Nm3/h40005氮氣（正常）Nm3/h4000五三廢排放量1廢氣Nm3/h3002廢水m3/h503廢渣t/a450六運輸量1運入量噸/年80002運出量噸

16、/年70603總運輸量噸/年15060七全廠定員人475八建筑面積m280100占地面積300000m2（約九工程項目總投資（報批總投資）萬元2668021固定資產(chǎn)投資萬元262110十財務(wù)評價指標(biāo)1年均銷售收入萬元1764002年平均利潤總額萬元841913內(nèi)部收益率稅前%36.42稅后%29.424投資回收期稅前年3.97含建設(shè)期2年稅后年4.46含建設(shè)期2年5投資利潤率%31.56投資利稅率%40.276貸款償還期年4.13含建設(shè)期2年7盈虧平衡點%28.85第二章市場預(yù)測產(chǎn)品用途多晶硅是信息產(chǎn)業(yè)和太陽能電池產(chǎn)業(yè)的重要原材料。高純度多晶硅材料主要應(yīng)用于電子行業(yè)和太陽能光伏發(fā)電行業(yè)。硅材料

17、是生產(chǎn)集成電路和分立器件，如二極管、三極管、大功率整流管（ZP）、晶閘管（KP）、電力半導(dǎo)體模塊（GLRIPM）、功率集成電路（PGC）等的基礎(chǔ)材料。在過去較長的時間內(nèi)，多晶硅材料的產(chǎn)品定位為電子行業(yè)需要的多晶硅材料，并不針對太陽能光伏行業(yè)，其產(chǎn)品85%用于芯片和集成電路，只有少量邊角料或次品等用于太陽能光伏行業(yè)：多晶硅等外品：約為多晶硅產(chǎn)量的5%；結(jié)晶過程的等外品硅：約為單晶硅產(chǎn)量的13%左右；切片過程產(chǎn)生的次廢品：約為硅片產(chǎn)量的8%左右；電子級硅的次級產(chǎn)品；隨著石油煤等資源的逐漸匱乏，太陽能在世界能源中的地位越來越重要，太陽能光伏發(fā)電行業(yè)得到世界各國前所未有的高度重視，美國能源部計劃到20

18、10年累計安裝的太陽能發(fā)電裝置所能達到的容量會超過4500MW，歐盟的目標(biāo)是到2010年光伏發(fā)電裝機容量要達到3600MW以上,日本政府提出2010年光伏發(fā)電裝機容量要達到5000MW。太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)迅速崛起，對高純晶體硅的需求量迅速增加。據(jù)統(tǒng)計，2007年全世界共消費了46900噸高純度多晶硅材料，其中電子行業(yè)消費了21700噸，太陽能光伏發(fā)電行業(yè)消費了25200噸；而2008年全世界高純度多晶硅材料的需求量增長到了62940噸，其中電子行業(yè)需求量25100噸，太陽能光伏發(fā)電行業(yè)需求量37840噸。隨著太陽能光伏發(fā)電行業(yè)的高速發(fā)展，其對高純度多晶硅材料的需求量將很快超過電子行業(yè)的需求量。

19、市場預(yù)測分析國外市場分析（1）世界多晶硅材料需求分析近年世界電子行業(yè)的復(fù)蘇和發(fā)展，尤其是世界太陽能光伏行業(yè)的的高速發(fā)展帶動了對高純度多晶硅材料的大量需求。a太陽能光伏行業(yè)需求分析在美國、日本、德國、西班牙等40多個國家政府的積極支持推動下，太陽能終端用戶對太陽能光伏發(fā)電電池的需求大大超過了生產(chǎn)能力，因此世界太陽能電池的產(chǎn)量從2005年的1.65GW迅速增長到2007年的3.5GW,到2008年達到了5.4GW，預(yù)計到2010年以前太陽能電池的產(chǎn)量都將保持35%的年增長速度。按照這個速度，太陽能電池的產(chǎn)量到2010年將比2007年的產(chǎn)量增長5倍，達到10.7GW以上。1994年全世界太陽能電池的

20、生產(chǎn)量只有69MW，而2005年就達到1.65GW，10年間就增長了20多倍，特別是2004年比上一年增長了61%。上述太陽能電池中，晶體硅電池占總產(chǎn)量的85%。如果加上硅基材料，則99%的太陽能電池都是以高純度多晶硅硅材料為主要原料。2006年太陽能光伏發(fā)電行業(yè)利用了19320噸高純度多晶硅硅材料，2007年為25200噸。太陽能電池產(chǎn)量的高速增長導(dǎo)致對高純多晶硅材料的大量需求，預(yù)計2008年多晶硅材料的需求量為37840噸，到2010年的需求量將超過73000噸。b.電子行業(yè)需求分析隨著世界電子行業(yè)的復(fù)蘇和發(fā)展，2007年電子行業(yè)利用了21700噸髙純度多晶硅材料，預(yù)計2008年2010年

21、電子行業(yè)對多晶硅材料需求的年增長率將超過7%，到2010年對多晶硅材料的需求將超過30400噸。因此，預(yù)計2010年全世界太陽能行業(yè)和電子行業(yè)的硅料需求將超過73000噸。（2）世界多晶硅材料生產(chǎn)情況世界上多晶硅制造技術(shù)主要是由美、日、德三個國家壟斷，生產(chǎn)廠家主要控制在七大公司10個工廠。世界主要多晶硅廠情況公司產(chǎn)能T/A原料：直拉原料；工藝現(xiàn)反應(yīng)器、產(chǎn)品形狀技術(shù)研發(fā)動向及對應(yīng)產(chǎn)品方向HEMLOCKUSA7400CL2、H2、冶金SI；SIHCL3；改良西門子工藝SIEMENSREOCTOR棒狀研發(fā)能生產(chǎn)粒狀反應(yīng)器；SOG硅ToKuYamaJap5200Cl、H、冶金Si；22SiHCl；改良

22、西門子工3藝Siemens反應(yīng)器；Reoctor棒狀VLD工藝技術(shù)，TuB-Rcator；SOG硅WackerGerman5000Cl、H、冶金Si；22SiHCl；改良西門子工3藝Siemens反應(yīng)器；R棒狀FRB反應(yīng)器技術(shù)裝置；粒狀SOG多晶硅公司產(chǎn)能T/A原料：直拉原料；工藝現(xiàn)反應(yīng)器、產(chǎn)品形狀技術(shù)研發(fā)動向及對應(yīng)產(chǎn)品方向MitsubishiUSA1200Cl、H、冶金Si；22SiHCl；改良西門子工3藝Siemens反應(yīng)器；R棒狀MitsubichJap1600Cl、H、冶金Si；22SiHCl；改良西門子工3藝Siemens反應(yīng)器；R棒狀SumitomoJap700Cl、H、冶金Si；

23、22SiHCl；改良西門子工3藝Siemens反應(yīng)棒狀MemeItaly1100SiHCl；改良西門子工3藝Siemens反應(yīng)棒狀MemeUSA2700Al、Na、H、HSiF；SiH；224SiH熱分解工藝4FRB反應(yīng)器粒狀硅SGSUSA2300冶金硅、SiCl、H；42SiH；SiH熱分解工藝44Siemens反應(yīng)棒狀研發(fā)新型反應(yīng)器；采用SiH熱分解4生產(chǎn)粒狀多晶硅AsimiUSA2400冶金硅、SiCl.H；42SiH；SiH熱分解工藝441Siemens反應(yīng)棒狀世界高純度多晶硅材料的產(chǎn)量從2005年的30680噸增長到2007年的37500噸左右。許多生產(chǎn)企業(yè)采取消除生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)、生產(chǎn)

24、線滿負(fù)荷運作、降低庫存等措施來滿足電子行業(yè)和太陽能行業(yè)飚升的需求，但是遠遠不能滿足快速增長的太陽能行業(yè)的需求。根據(jù)世界各國已經(jīng)投資和很可能投資的產(chǎn)能擴張計劃，預(yù)計多晶硅產(chǎn)量將從2005年的30680噸增長到2006年的33390噸，2007年的37500噸，2008年的50800噸，2009年的73050噸，2010年的96050噸。國內(nèi)市場分析（1）國內(nèi)多晶硅市場分析a.電子行業(yè)需求分析我國電子行業(yè)（集成電路）近年的高速增長,2004年我國集成電路產(chǎn)量達到219億塊，與2003年相比增長63.7%，2005年其產(chǎn)量達到260億塊，產(chǎn)量增長十分迅速。當(dāng)前我國電子級單晶硅、多晶硅與集成電路在發(fā)展

25、步伐上不協(xié)調(diào)，產(chǎn)需不匹配的現(xiàn)象表現(xiàn)嚴(yán)重,尤其是生產(chǎn)電子級單晶硅所需的多晶硅基本都需從國外進口。初步統(tǒng)計，2007年電子行業(yè)對高純度多晶硅材料的消耗量為1340噸（見表2-2）。預(yù)計我國電子行業(yè)“十一五”期間的增長率會超過7%，到2008年對高純度多晶硅材料的需求量將超過1560噸，到2010年對高純度多晶硅材料的需求量將超過1800噸。b太陽能光伏行業(yè)需求分析由于我國常規(guī)能源的相對缺乏，我國近年高度重視太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。尤其從2004年開始，世界太陽能光伏發(fā)電市場的高速發(fā)展帶動了我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年我國太陽能電池的生產(chǎn)能力已經(jīng)超過了200MW,對多

26、晶硅材料的需求量將超過2000噸。包括無錫尚德和保定英利等企業(yè)的在建生產(chǎn)規(guī)模超過了800MW，而規(guī)劃中的產(chǎn)能合計超過4000MW（見表2-2）。這些在建的生產(chǎn)能力預(yù)計在2008年建成投產(chǎn),屆時我國太陽能電池的生產(chǎn)能力將達到1900MW。隨著新的生產(chǎn)能力的建設(shè)和投產(chǎn)，到2010年我國太陽能電池的生產(chǎn)能力也將大大超過3000MW。按照每MW太陽能電池需要消耗810噸高純度多晶硅材料測算，到2008年我國太陽能光伏行業(yè)需求的多晶硅材料將為1400016000噸，到2010年對多晶硅材料的需求量將超過28000我國太陽能電池/組件產(chǎn)能情況(單位:MW)年份太陽能電池產(chǎn)量(MW)太陽能多晶硅需求量(t)

27、電子級多晶硅需求量(t)中國總需求量(t)中國總產(chǎn)量(t)短缺量(t)200460630980161098015532005118.7115110902241109021612006400.93688121048981210466820071021.591941340105341340913420081900.516724156018284156014784200927752414316902583316901498320103477.628864189030724189010974因此，預(yù)計2010年我國太陽能光伏行業(yè)和電子行業(yè)的多晶硅料需求量將超過96000噸左右。(2)國內(nèi)多晶硅材料生產(chǎn)

28、現(xiàn)狀我國多晶硅材料的生產(chǎn)起步于1964年，國家開始在四川峨嵋半導(dǎo)體材料廠(所)建設(shè)我國第一個多晶硅單晶硅廠。七十年代多晶硅廠曾高達20多家，但生產(chǎn)規(guī)模小，年產(chǎn)量都在30噸以下，生產(chǎn)裝備工藝落后、成本高、缺乏競爭力，所以陸續(xù)停產(chǎn)。截止2007年底，我國高純度多晶硅材料的生產(chǎn)廠家只有兩?家，即峨嵋半導(dǎo)體廠、洛陽中硅及江蘇中能，產(chǎn)能2500噸，而實際的產(chǎn)量不足1500噸（見表2-3），同時國內(nèi)的需求量超過3000噸，使得我國企業(yè)不得不從國外大量進口多晶硅。國內(nèi)多晶硅的主要廠家及產(chǎn)量年產(chǎn)能/噸建成時間（包括預(yù)期）四川峨眉多晶硅生產(chǎn)示范線1001999年底四川峨眉太陽電池多晶硅項目2002006洛陽中硅

29、300噸項目3002005.8洛陽中硅700噸擴產(chǎn)項目7002007年初洛陽中硅二期擴建工程20002008年四川新光硅業(yè)12602007.2江蘇中能15002007合計60602007-2008盡管目前我國有1000噸級多晶硅材料生產(chǎn)企業(yè)正在籌建或試車投產(chǎn)，但我國的高純度多晶硅材料的生產(chǎn)仍然處于剛剛開始起步階段，完全不能滿足國內(nèi)需求，急需加快速度發(fā)展。產(chǎn)品市場價格分析盡管多晶硅材料生產(chǎn)企業(yè)通過消除生產(chǎn)薄弱環(huán)節(jié)、生產(chǎn)線滿負(fù)荷運作、降低庫存等措施提高產(chǎn)量，但是遠遠不能滿足電子行業(yè)和太陽能行業(yè)飚升的需求。一些大型電池和組件企業(yè)多晶硅原料庫存不足5天，許多小公司根本沒有硅原料庫存。由于多晶硅材料嚴(yán)重

30、供不應(yīng)求，高純多晶硅國際市場長期供貨價格由2006年初的100美元/公斤上漲到2007年的300350美元/公斤，目前國際市場長期供貨價格超過了350美元/公斤，今年價格還將進一步上漲到380400美元/公斤。目前多晶硅材料2008年全年的期貨已經(jīng)售完，這些材料的現(xiàn)貨價格近期超過了400美元/公斤。部分太陽能電池生產(chǎn)企業(yè)搶購電路級多晶硅用于太陽能電池的生產(chǎn)，導(dǎo)致全世界電路級多晶硅材料也供應(yīng)緊張，并且拉動了電路級多晶硅材料的價格上揚。因此，本可研報告多晶硅價格按100美元/公斤計，與目前市場價格相比較低，但隨著全世界多晶硅項目的建設(shè)和擴產(chǎn)，最終價格應(yīng)保持在80美元/公斤左右。第三章生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品

31、方案生產(chǎn)規(guī)模2007年我國的多晶硅需求超過10500噸，預(yù)計2010年我國太陽能光伏行業(yè)和電子行業(yè)的多晶硅料需求量將超過30700噸左右，而07年我國的生產(chǎn)能力只有1400噸/年，因此適當(dāng)引進國外先進技術(shù)工藝，通過集成和消化創(chuàng)新，項目建設(shè)3000噸/年多晶硅生產(chǎn)廠，從工藝和規(guī)模經(jīng)濟以及市場容量而言，是比較合適的規(guī)模。項目建設(shè)1500噸/年兩條條生產(chǎn)線，不僅具備規(guī)模效應(yīng)，且技術(shù)成熟可靠，系統(tǒng)主工藝及公用工程的配置都不存在工程技術(shù)障礙，能量及物料的綜合利用等更平衡合理。產(chǎn)品方案根據(jù)上述建設(shè)方案，本項目一期按照年產(chǎn)3000噸/年多晶硅、產(chǎn)品質(zhì)量按電子級級進行設(shè)計，全部產(chǎn)品均滿足太陽能電池的要求。工廠

32、實際指標(biāo)見下表：多晶硅質(zhì)量指標(biāo)參數(shù)測量數(shù)值及單位分析方法備注摻雜及電阻率施主（P,As,Sb）150ppta（最大）500Qcm（最?。┦苤鳎˙,Al）100ppba（最大）5000Qcm（最?。╇s質(zhì)含量的測定方法是用一個在區(qū)熔狀態(tài)下的樣品、通過光致發(fā)光光譜法(FTPL)或紅外吸收法(FTIR)獲得的。用于測定雜質(zhì)和碳元素含量的樣品是成批取樣的。還原爐的每個沉積周期都需要抽取一批樣參數(shù)測量數(shù)值及單位分析方法備注碳元素lOOppba（最大）碳元素含量是用一個經(jīng)過退火的多晶硅樣品、通過紅外吸收法（FTIR）獲得的。品。摻雜金屬元素?fù)诫s金屬元素（Fe,Cu,Ni,Cr,Zn）總含量：500pptw表

33、面金屬元素Fe：500pptw/250ppta（最大）Cu：50pptw/25ppta（最大）Ni:100pptw/50ppta（最大）Cr：100pptw/55ppta（最大）Zn：300pptw/130ppta（最大）Na：800pptw/980ppta（最大）表面金屬元素含量米用感應(yīng)耦合等離子體法（ICP）、原子發(fā)射光譜法（AES）或其它類似的方法，測定多晶硅塊酸腐蝕溶液而確定的。表面進行酸腐蝕、清洗塊狀多晶硅規(guī)格規(guī)格尺寸長度重量備注020mm1%（最大）從電極上取下硅棒時，不包20110mm90%（最?。├ㄈ魏涡∮?0mm的部分110150mm10%（最大）第四章工藝技術(shù)方案工藝技術(shù)方

34、案的選擇工藝技術(shù)概況自西門子發(fā)明采用提純的三氯氫硅在氫氣氣氛下，在加熱的硅芯表面反應(yīng)沉積多晶硅的方法（西門子法）后，經(jīng)過多年的改進，逐步增加了四氯化硅的綜合利用（四氯化硅熱氫化為其中之一）和還原尾氣的“干法回收”系統(tǒng)，工藝技術(shù)已趨于完善，即目前廣泛采用的改良西門子法為了穩(wěn)妥可靠，其主要的生產(chǎn)工藝（三氯氫硅還原、四氯化硅氫化及還原尾氣回收）采用國外引進，是通過工業(yè)硅與氣態(tài)氯化氫的反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為由三氯氫硅、四氯化硅、二氯氫硅、聚氯硅烷、金屬雜質(zhì)等組成的混合蒸汽并將其冷凝，用精餾的方法從冷凝液中分離出高純度的三氯氫硅，再將汽化的三氯氫硅，與氫氣按一定比例混合引入多晶硅還原爐，在置于還原爐內(nèi)的棒狀硅

35、芯兩端加以電壓，產(chǎn)生高溫，在高溫硅芯表面，三氯氫硅被氫氣還原成元素硅，并沉積在硅芯表面，逐漸生成所需規(guī)格的多晶硅棒。其工藝主要特點如下：（1）采用國際上先進的工業(yè)硅與氣態(tài)氯化氫的反應(yīng)合成三氯氫硅技術(shù)，四氯化硅進行氫化，可以轉(zhuǎn)化為三氯氫硅，利用率高，降低了多晶硅生產(chǎn)的單位原料消耗。使多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)的廢氣、廢液、廢渣排放量排放種類大大減少，環(huán)境保護從根本上得到了保證；（2）采用高效、綜合回收的精餾系統(tǒng)，物料消耗、能耗得到大幅度下降；（3）采用大流量、高沉積速度的18對棒進口還原爐工藝技術(shù)，大幅度提高了單爐年產(chǎn)量，降低了能耗；（4）采用還原尾氣的干法回收技術(shù)，原料綜合回收率達95%，分離的氫氣、氯化

36、氫產(chǎn)品質(zhì)量高，使混合氣中的各種有用物料得到最大限度回收利用，也提高了多晶硅產(chǎn)品品質(zhì)，減少了環(huán)境污染；（5）采用三相可控硅的還原電氣自動控制技術(shù)，提高了還原的成功率、產(chǎn)量和安全性；（6）采用還原熱能綜合利用技術(shù)，降低了綜合能耗；（7）在系統(tǒng)綜合回收減少原料損耗的基礎(chǔ)上，設(shè)計有完善的尾氣、殘液處理系統(tǒng)和先進的廢水循環(huán)處理系統(tǒng)，確保了各項指標(biāo)均符合國家環(huán)保要求；（8）采用先進的DCS自動控制系統(tǒng)、過程產(chǎn)量、質(zhì)量更穩(wěn)定，減少操作人員，降低成本。工藝技術(shù)方案的確定本項目采用目前國外普遍采用的改良西門子工藝，即經(jīng)過精餾提純的三氯氫硅在純氫氣環(huán)境下，在10801的硅芯表面沉積，生成多晶硅，產(chǎn)品為棒狀。還原反

37、應(yīng)后的“尾氣”通過低溫吸收法分離回收，分離出的氯硅烷到精餾提純，氫氣回還原爐循環(huán)使用，氯化氫返到三氯氫硅車間合成三氯氫硅。從精餾分離出的四氯化硅到四氯化硅氫化爐轉(zhuǎn)化為三氯氫硅，精餾的產(chǎn)品三氯氫硅則到還原爐生產(chǎn)多晶硅。該工藝是大部分物料在系統(tǒng)內(nèi)部循環(huán)的相對封閉的系統(tǒng)，技術(shù)成熟，生產(chǎn)穩(wěn)定、安全、可靠、產(chǎn)品質(zhì)量最穩(wěn)定。本裝置的設(shè)計能力為年產(chǎn)高純多晶硅3000噸（以年操作時間330天為基準(zhǔn)）。多晶硅裝置由以下幾個車間組成：（1）三氯氫硅車間這一車間包括液氯儲存及汽化、氯化氫合成工序及三氯氫硅合成工序。（2）氯硅烷提純車間這一車間包括粗提純、精提純、廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序。（3）多晶硅車間這一車間

38、包括多晶硅制取工序、還原反應(yīng)氣分離回收系統(tǒng)CDI和四氯化硅氫化工序。（4）氫氣制備及凈化車間（5）工藝廢料處理車間（6）整理工序這一車間包括硅芯拉制、酸洗及產(chǎn)品后處理工序。工藝流程多晶硅生產(chǎn)工藝流程詳見附圖三“工藝流程示意圖”。工藝裝置三氯氫硅車間（1）氯化氫合成工序氯化氫是合成三氯氫硅的主要原料之一。在合成爐內(nèi)，通過氫氣、氯氣混合氣體的燃燒反應(yīng)制得氯化氫。氯化氫合成工序的流程由初始原料輸入、氯化氫合成系統(tǒng)和廢氣處理系統(tǒng)三部分組成。初始原料輸入來自氫氣制取工序及從三氯氫硅合成工序返回的循環(huán)氫氣輸送入氫氣緩沖罐。出的氫氣去生產(chǎn)線的氯化氫合成爐。來自液氯汽化工序的氯氣通過氯氣緩沖罐，分別去生產(chǎn)線的

39、氯化氫合成爐?？紤]設(shè)置氯氣緩沖罐作為安全閥泄放廢氣儲存罐。為點燃氯化氫合成爐應(yīng)使用氬甲硅烷混合物，該混合物由放在裝卸臺上的氣瓶送出。氯化氫合成系統(tǒng)氯化氫合成生產(chǎn)線由安裝在氫氣輸送線上的阻火器、氯化氫合成爐兩個熱交換器（空氣冷卻器和氯化氫冷卻器）和氯化氫貯氣罐組成。氫氣和氯氣在爐內(nèi)燃燒，反應(yīng)生成氯化氫，反應(yīng)式如下：H+Cl=2HCl22爐內(nèi)的工作壓力為0.4MPa到0.5MPa。溫度不超過4501。輸出的氯化氫通過空氣冷卻器被冷卻到1501,并穿過氯化氫冷卻器，被循環(huán)冷卻水冷卻到40501溫度。冷卻后的氯化氫送入氯化氫儲罐，然后被送往三氯氫硅合成工序。廢氣處理系統(tǒng)尾氣處理系統(tǒng)分為：a）用于在啟動

40、氯化氫合成爐上的安全爆破膜時，以及合成爐啟動和停爐時的氯化氫廢氣處理系統(tǒng)，b）氯氣處理系統(tǒng)。a）氯化氫廢氣處理系統(tǒng)從合成系統(tǒng)排放的廢氣被送入兩級管殼式石墨斜片降膜吸收器的頂部，與送入的稀鹽酸混合，從管側(cè)自上而下流過，廢氣中的大部分氯化氫被稀鹽酸吸收。吸收反應(yīng)產(chǎn)生的熱量由吸收器殼側(cè)的循環(huán)冷卻水移走從兩級吸收器底部得到質(zhì)量濃度為1520%的鹽酸，分別被收集到一、二級吸收液罐中，然后分別用一、二級吸收液泵循環(huán)送入兩級降膜吸收器頂部，用作吸收劑。部分鹽酸由一級吸收液泵送至鹽酸貯槽。定時向二級吸收液罐中補充工藝水。未被吸收的氯化氫和惰性氣體被送往一級尾氣洗滌塔，用質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈉溶液洗滌。氯化

41、氫與氫氧化鈉反應(yīng)生成氯化鈉而被吸收。洗滌液收集到一級洗滌液罐。用一級洗滌液泵輸送一級洗滌液罐內(nèi)的液體，穿過一級尾氣洗液冷卻器，循環(huán)送入一級尾氣洗滌塔用作吸收劑。當(dāng)氫氧化鈉濃度降低到23%時，將部分洗滌液送往工藝廢液處理工序，然后向一級洗滌液罐內(nèi)補充濃氫氧化鈉溶液。出一級尾氣洗滌塔，含氫氣和惰性氣體的尾氣，穿過尾氣阻火器排入大氣。b）氯氣處理系統(tǒng)吹洗設(shè)備的廢氣和氯氣輸送管道的廢氣，以及氯氣緩沖罐安全閥泄放的氯氣被送到氯氣處理系統(tǒng)。氯氣被送進二級尾氣洗滌塔內(nèi)，用質(zhì)量濃度為10%的氫氧化鈉溶液洗滌。氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉和氯化鈉而被吸收。洗滌液在包括塔、二級洗滌液罐、二級洗滌液泵及二級尾氣洗

42、滌液冷卻器的回路內(nèi)循環(huán)。冷卻器用循環(huán)水冷卻。塔底吸收液為10%15%次氯酸鈉溶液，該溶液可作商品外售。當(dāng)循環(huán)洗滌液中氫氧化鈉濃度降低到23%時，向二級洗滌液罐內(nèi)補充濃氫氧化鈉溶液。（2）三氯氫硅合成工序三氯氫硅是制取多晶硅的原料。在合成爐內(nèi)，用硅粉與氣態(tài)氯化氫反應(yīng)制得三氯氫硅。三氯氫硅合成工序包括以下幾個系統(tǒng)：原料處理系統(tǒng)；三氯氫硅合成系統(tǒng)；汽氣混合氣“干法”除塵系統(tǒng)；汽氣混合氣“濕法”除塵系統(tǒng)；a原料處理系統(tǒng)原料處理系統(tǒng)完成對原料氯化氫的預(yù)熱，及對三氯氫硅合成爐啟動和停爐時使用的氮氣的加熱。從氯化氫合成系統(tǒng)的來的氯化氫氣體，輸送到生產(chǎn)線氯化氫預(yù)熱器中，用蒸汽加熱。預(yù)熱后的氯化氫送往三氯氫硅合

43、成爐。氮氣電加熱器用于將氮加熱到4501。4501的氮氣用于三氯氫硅合成反應(yīng)爐啟動時加熱反應(yīng)爐和硅粉。氮氣電加熱器用于將氮氣加熱至3001。3001的氮氣用于在工藝流程有計劃停止或緊急狀態(tài)下吹洗反應(yīng)裝置設(shè)備和“干法”除塵系統(tǒng)。b三氯氫硅合成系統(tǒng)原料硅粉用運輸罐送入車間，用單梁吊車，將運輸罐提升并安裝在硅粉驗收槽的頂部，并將硅粉放入接收槽內(nèi)。硅粉由接收槽放入安裝于下方的硅粉計量罐，再放入下方的硅粉供料罐。用安裝于供料罐底部的硅粉給料機將硅粉以一定的流量供入到氯化氫輸送管道中，硅粉被氯化氫氣流攜帶，送入三氯氫硅合成爐底的錐形部分。表壓0.450.5MPa的氯化氫同時被分別送入硅粉接收槽、硅粉計量罐

44、和硅粉供料罐中，以平衡硅粉裝料設(shè)備和合成系統(tǒng)的壓力。在三氯氫硅合成爐內(nèi)，硅粉和氯化氫發(fā)生反應(yīng)，生成三氯氫硅，同時生成四氯化硅、二氯氫硅、金屬氯化物、聚氯硅烷等副產(chǎn)物。主要反應(yīng)式如下：Si+3HCl=SiHCl+H+Q32Si+2HCl=SiHCl+Q22Si+4HCl=SiCl+2H+Q42反應(yīng)產(chǎn)物以汽氣混合氣的形式出合成爐頂，去“干法”除塵系統(tǒng)。反應(yīng)爐下部區(qū)域壓力為0.350.45MPa,溫度為290330C。在反應(yīng)過程中生成大量的熱，用蒸發(fā)反應(yīng)爐夾套內(nèi)的水而移出。三氯氫硅合成爐生產(chǎn)線冷卻系統(tǒng)：該系統(tǒng)是一個封閉的回路,包括熱水循環(huán)泵將熱水送入反應(yīng)爐夾套，在此處熱水部分蒸發(fā)，移去反應(yīng)熱。出夾套

45、的水汽混合物用循環(huán)水進行冷凝和冷卻，返回到熱水循環(huán)槽，并從這里經(jīng)熱水循環(huán)泵重新送入反應(yīng)爐夾套。反應(yīng)爐最初的裝料，是將硅粉直接從接收槽送入反應(yīng)爐分離器下部當(dāng)反應(yīng)爐啟動時，從合成爐底部供入熱氮氣流，實現(xiàn)硅的加熱。當(dāng)用氮氣對反應(yīng)爐進行加熱時，反應(yīng)爐的廢氣（氮和硅塵）被送往硅粉接收槽所配硅塵捕集器和袋式除塵器進行凈化。氮氣被排入大氣中。當(dāng)反應(yīng)爐內(nèi)溫度達到2002501時，停止輸送加熱氮氣，并開始在反應(yīng)爐下部輸送經(jīng)預(yù)熱的氯化氫。在從輸?shù)優(yōu)檩斅然瘹湟约胺磻?yīng)爐進入規(guī)定狀態(tài)期間，廢氣通過“干法”除塵系統(tǒng)進入氯化氫合成工序的氯化氫廢氣處理系統(tǒng)。當(dāng)反應(yīng)爐停下維修或更換硅時，用溫度為3001的熱氮氣，在4小時內(nèi)將

46、其吹入氯化氫合成工序的氯化氫廢氣處理系統(tǒng)。然后吹入冷氮氣以將爐溫降至50C。冷卻后的硅粉從反應(yīng)爐底卸出，用運輸罐運至清洗處理工序，處理后運至庫房。c汽氣混合氣“干法”除塵系統(tǒng)汽氣混合氣“干法”除塵的每條生產(chǎn)線由三級旋風(fēng)除塵器、三個集塵罐組成。出三氯氫硅合成爐的夾帶有硅粉的汽氣混合氣依次進入一、二、三級旋風(fēng)除塵器，氣體中的大部分硅粉被分離下來，隨即落入安裝于下方的三個集塵罐。定期把硅塵從集塵罐中卸出，送去處理。d汽氣混合氣“濕法”除塵系統(tǒng)經(jīng)“干法”除塵后的汽氣混合氣進入濕氫處理塔頂部，與同樣從頂部注入的四氯化硅液體混合，自上而下流動。從塔下部送入用脫鹽水增濕的氫氣，與塔內(nèi)的氣液混合物接觸，促使汽

47、氣混合氣中所含的金屬氯化物發(fā)生部分水解，同時，汽氣混合氣中的部分細(xì)小硅塵被液體四氯化硅洗下，混合氣亦被四氯化硅冷卻。從濕氫處理塔下部出來，含固態(tài)雜質(zhì)的汽氣液混合物進入鼓泡蒸餾釜并被引至液下。氣體鼓泡溢出，隨后由下而上進入鼓泡塔，與從塔頂流下的液體四氯化硅逆流接觸，被進一步冷卻并最終除去細(xì)小的硅塵和金屬雜質(zhì)。出鼓泡塔，除去了固態(tài)雜質(zhì)的冷卻汽氣混合氣，壓力為0.20.25MPa,溫度為50901，被送入氯硅烷冷凝器，汽氣混合氣中的氯硅烷被冷凝分離出來，送入三氯氫硅儲槽（氯硅烷儲槽），然后被送往三氯氫硅精餾部分的一級精餾塔。同時，氫氣和氯化氫氣體兩種氣體分別被送回氯化氫合成工序的氫氣緩沖罐和氯化氫緩

48、沖罐，循環(huán)用于氯化氫合成和三氯氫硅合成。氯硅烷提純車間（1）三氯氫硅精餾三氯氫硅的精餾原理為：利用原料各種組分或成分在一定壓力、溫度下?lián)]發(fā)度不同的特點，采用高效篩板塔進行有效分離，最終得到產(chǎn)品純度滿足電子級要求的三氯氫硅產(chǎn)品。三氯氫硅的精餾，是保障生產(chǎn)出的多晶硅內(nèi)部質(zhì)量的最重要環(huán)節(jié)，只有在此環(huán)節(jié)對三氯氫硅中的雜質(zhì)進行了有效、徹底的分離提純，才能保證還原多晶硅的內(nèi)在質(zhì)量。三氯氫硅的精餾技術(shù)在國內(nèi)已有多年成功的生產(chǎn)運行經(jīng)驗，技術(shù)成熟可靠。三氯氫硅精餾包括八個塔，其中六個塔分離三氯氫硅合成車間來的粗三氯氫硅，另外兩個塔分離還原系統(tǒng)來的氯硅烷。粗三氯氫硅精餾將粗三氯氫硅送入脫輕塔，在此進行蒸餾脫二氯氫

49、硅烷及其它輕組分。大部分低沸點雜質(zhì)隨同二氯氫硅烷在塔頂餾出，所有高沸點雜質(zhì)則隨同三氯氫硅由塔釜排出，并進入塔脫高塔。脫高塔塔頂餾出三氯氫硅塔釜排出四氯化硅及髙沸點雜質(zhì)，后者再進四氯化硅(TET)精制塔，由該塔塔釜除去高沸點雜質(zhì)。脫髙塔所得化學(xué)級三氯氫硅可再經(jīng)精制得髙純產(chǎn)品。為此，將脫髙塔塔頂三氯氫硅產(chǎn)品再經(jīng)兩個塔，進一步脫除髙、低沸物雜質(zhì)。得到的化學(xué)品級三氯氫硅首先在一個塔進一步蒸餾，塔頂蒸出帶有全部輕組份雜質(zhì)(女口BCl3)的部分三氯氫硅返回脫輕塔，塔釜排出物再進塔另一塔蒸3餾，由該塔釜適當(dāng)?shù)嘏懦霾糠秩葰涔璺祷孛擉{塔，以除去所有的髙沸點雜質(zhì)；塔頂餾出液則為髙純?nèi)葰涔?。還原尾氣回收的三氯氫

50、硅精餾由還原尾氣分離出的氯硅烷，基本不含雜質(zhì)，因此采用兩個塔單獨精餾分離，回收三氯氫硅和四氯化硅。第一個塔脫除四氯化硅。由還原尾氣回收的氯硅烷連續(xù)進入第一個塔，塔頂分離出粗三氯氫硅進入第二個塔繼續(xù)分離，塔釜為四氯化硅，去四氯化硅氫化車間。第二個塔塔頂為三氯氫硅，去還原車間，塔釜含四氯化硅的三氯氫硅返回到粗三氯氫硅進料槽。（2）廢氣凈化和蒸餾釜殘液處理工序a.廢氣凈化三氯氫硅提純工序各精餾塔頂排放的含氯硅烷、氮氣的廢氣，及含氯硅烷、氫氣、氮氣、氯化氫的多晶硅還原爐置換吹掃氣和多晶硅還原爐事故排放氣，被送進尾氣洗滌塔（此塔一開一備），用10%石灰水洗滌，廢氣中的氯硅烷（以SiHCl為例）和氯化氫與

51、石灰水中的CaO發(fā)生以下3反應(yīng)而被除去：SiHCl+3HO=HSiO+3HCl+H32232HSiO+CaO=CaSiO+HO3322HCl+CaO=CaCl+HO22廢氣經(jīng)液封罐放空。出塔底洗滌液用泵送入帶攪拌的石灰漿液槽，隨后用泵送回尾氣洗滌塔頂循環(huán)使用。當(dāng)槽內(nèi)的石灰漿濃度下降至2%時，將含有CaCl、CaSiO23和未反應(yīng)CaO的部分液體抽出送往工藝廢料處理車間處理，隨即向槽內(nèi)補充新鮮石灰漿。b.蒸餾釜殘液處理在三氯氫硅合成過程中，除了生成三氯氫硅的主反應(yīng)外，同時發(fā)生生成最高級的硅的氯化物聚氯硅烷合物的反應(yīng)。聚氯硅烷合物是一種易燃、易爆的物質(zhì)。這些化合物將會在三氯氫硅提純工序的精餾塔底部

52、被濃縮，這樣將會大大提高它們的易燃性，故需定期從相關(guān)的精餾塔底部，排出一定量的主要含有四氯化硅和聚氯硅烷合物的液體并送到本工序加以處理。另外，裝置停車放凈的氯硅烷液體也需送入本工序。需要處理的液體被送入殘液收集槽。然后用氮氣將液體壓出，送進灌注有10%石灰水的殘液處理槽的液下。通過不停地攪拌，廢液中的氯硅烷與CaO發(fā)生如下反應(yīng)而被轉(zhuǎn)化成無害的物質(zhì)：SiCl+2CaO+2H2O=HSiO+2CaCl44422SiOCl+6CaO+8HO=4HSiO+6CaCl2624422SiClH+5CaO+11HO=4HSiO+5CaCl+H2524422SiCl+3CaO+5HO=2HSiO+3CaCl+

53、H2624422HSiO=SiO+2HO4422HSiO+CaO=CaSiO+2HO4432從槽頂逸出的氣體，引入尾氣處理塔。經(jīng)過規(guī)定時間的處理，用泵從槽底抽出含HSiO、CaCl、Ca0的液體,442送往全廠污水處理車間。多晶硅車間多晶硅車間分為兩個部分：（1）多晶硅還原工序，（2）四氯化硅氫化工序。分述如下：（1）多晶硅還原工序用作制取多晶硅的原料的精制三氯氫硅來自三個途徑：1）由三氯氫硅合成工序合成，從三氯氫硅提純工序精餾出精制三氯氫硅，2)從三氯氫硅氫還原制取多晶硅反應(yīng)后的氯硅烷經(jīng)精餾分離出精制三氯氫硅，3)用三氯氫硅氫還原制取多晶硅反應(yīng)后的氯硅烷中分離出的四氯化硅，經(jīng)氫化反應(yīng)生成三氯

54、氫硅，再經(jīng)精餾提純得到的精制三氯氫硅。對來自三氯氫硅提純工序的精制三氯氫硅，在完成必要的分析和達到規(guī)定要求之后,將其從三氯氫硅提純工序進入到用熱水加熱的三氯氫硅汽化器，由CDI汽氣混合氣分離系統(tǒng)分離出的循環(huán)氫氣和補給的電解氫氣同樣也輸往三氯氫硅汽化器。汽化器的輸出氣量為各臺還原爐進氣量之和。與此輸出氣量相適應(yīng)通過調(diào)節(jié)輸入的三氯氫硅液體流量，維持汽化器和分離器內(nèi)的液位；通過調(diào)節(jié)加熱水的流量，控制汽化器內(nèi)的介質(zhì)溫度，獲得穩(wěn)定、適宜的三氯氫硅蒸汽分壓；通過調(diào)節(jié)氫氣的輸入量，控制汽化器內(nèi)的壓力，獲得穩(wěn)定、適宜的混合汽總壓，從而得到所需的三氯氫硅蒸汽與氫氣的配比如此，三氯氫硅蒸汽和氫氣的汽氣混合氣以規(guī)定

55、的配比和由各還原爐進氣量決定的總流量輸出。出汽化器的汽氣混合氣，經(jīng)各進氣支管上的調(diào)節(jié)閥分配適宜的氣量分別送入還原反應(yīng)爐。在爐內(nèi)通電的高溫硅芯(硅棒)的表面，三氯氫硅被氫氣還原成晶體硅沉積于硅芯(硅棒)表面，使硅棒直徑不斷長大，直至達到規(guī)定的尺寸。主要反應(yīng)式如下：2SiHCl+(H)Si+SiCl+2HCl+(H)242按程序控制汽氣混合氣供入每一臺還原反應(yīng)爐的流量。汽氣混合氣的適宜流量取決于長大的硅棒的直徑。定期開爐卸出多晶硅棒，安裝硅芯。多晶硅棒送去破碎、清洗、包裝。三氯氫硅還原反應(yīng)后，含有氫氣,三氯氫硅,四氯化硅，二氯二氫硅和氯化氫的汽氣混合氣出還原反應(yīng)爐，送往CDI汽氣混合氣分離系統(tǒng),將

56、氯硅烷、氫氣和氯化氫分離。氯硅烷送去三氯氫硅提純工序；氫氣返回三氯氫硅汽化器，循環(huán)用于三氯氫硅的還原；氯化氫送去三氯氫硅合成工序。向反應(yīng)爐夾套通循環(huán)熱水，移走輻射至爐壁的熱量，以維持適宜的爐壁溫度。進夾套的熱水溫度為1321。出夾套熱水的溫度為1521，該熱水經(jīng)冷卻器用循環(huán)水冷卻至901，進入熱水槽，然后用泵又循環(huán)至反應(yīng)爐夾套。多晶硅還原系統(tǒng)設(shè)置8臺18對棒還原反應(yīng)爐。（2）四氯化硅氫化工序為了提高原料的利用率，將從多晶硅制取后得到的氯硅烷冷凝液中精餾分離出的四氯化硅與氫氣反應(yīng)，生成三氯氫硅重新用于多晶硅的制取。四氯化硅氫化部分設(shè)置4臺氫化反應(yīng)爐。在對來自三氯氫硅提純工序的精制四氯化硅在完成必

57、要的分析，達到規(guī)定要求之后，將其送入到用熱水加熱的四氯化硅汽化器，由CDI汽氣混合氣分離系統(tǒng)分離出的循環(huán)氫氣和補給的電解氫氣同樣也輸往反應(yīng)器。汽化器的輸出氣量為各臺氫化反應(yīng)爐進氣量之和。與此輸出氣量相適應(yīng)，通過調(diào)節(jié)輸入的四氯化硅液體流量，維持汽化器和分離器內(nèi)的液位；通過調(diào)節(jié)加熱水的流量，控制汽化器內(nèi)的介質(zhì)溫度，獲得穩(wěn)定、適宜的四氯化硅蒸汽分壓；通過調(diào)節(jié)氫氣的輸入量，控制汽化器內(nèi)的壓力獲得穩(wěn)定、適宜的混合汽總壓，從而得到所需的四氯化硅蒸汽與氫氣的配比。如此，四氯化硅蒸汽和氫氣的汽氣混合氣以規(guī)定的配比和由各氫化爐進氣量決定的總流量輸出。出汽化器的汽氣混合氣，經(jīng)各進氣支管上的調(diào)節(jié)閥分配適宜的氣量分別

58、送入氫化反應(yīng)爐。在氫化反應(yīng)爐中設(shè)置有n型碳碳復(fù)合材料加熱裝置，為四氯化硅氫化反應(yīng)提供12501的反應(yīng)溫度，四氯化硅的氫化反應(yīng)如下：SiCl+HSiHCl+HCl23四氯化硅氫化反應(yīng)后，含有三氯氫硅,氯化氫以及未反應(yīng)的氫氣和四氯化硅的汽氣混合氣出反應(yīng)爐，送往CDI-2汽氣混合氣分離系統(tǒng)，將氯硅烷、氫氣和氯化氫分離。氯硅烷送去三氯氫硅提純工序；氫氣返回四氯化硅汽化器，循環(huán)用于四氯化硅的氫化；氯化氫送去三氯氫硅合成工序。向反應(yīng)爐夾套通循環(huán)熱水，移走輻射至爐壁的熱量，以維持適宜的爐壁溫度。進夾套的熱水溫度為321。出夾套熱水經(jīng)冷卻器用循環(huán)水冷卻至381，進入熱水槽，然后用泵又循環(huán)至反應(yīng)爐夾套。高純多晶

59、硅后處理工序（1）高純多晶硅后處理工序工藝說明在還原爐中的多晶硅棒由平衡吊取出，直接裝入加熱箱內(nèi)，用車將加熱箱運輸?shù)郊訜峁ば颉Ｍ瑫r在此過程中按照國際標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求對每爐產(chǎn)品進行取樣，分析多晶硅的電阻率、施主、受主雜質(zhì)含量、碳含量壽命及體內(nèi)金屬含量等指標(biāo)。用升降裝置把裝有三對多晶硅棒的安裝好的容器置入電加熱爐內(nèi)加熱，加熱到設(shè)定溫度后，從爐中取出加熱的容器，將其放入冷卻槽，以便于在硅棒中產(chǎn)生裂紋，然后將容器移至一個潔凈的空間取出硅棒，通過敲擊將多晶硅棒破碎。破碎了的硅塊需要進行分選，將石墨頭部分人工選出。石墨頭進入頭尾料處理程序，產(chǎn)品進行表面金屬雜質(zhì)含量分析，如達到國際標(biāo)準(zhǔn)，直接進入裝袋、稱重、封

60、裝工序；如達不到要求，進入清洗工序。清洗分為混合酸腐蝕、純水沖洗、浸泡、超聲清洗和烘干幾個步驟。其中混合酸是硝酸和氫氟酸按一定比例配制的。烘干后的多晶硅塊采用人工裝袋、稱重。包裝袋采用雙層塑料，內(nèi)包裝袋采用進口塑料袋，外包裝袋采用國產(chǎn)塑料袋。產(chǎn)品包裝好后，經(jīng)熱合機封口，并由手推車人工推至后處理工序內(nèi)的產(chǎn)品倉庫堆存。每袋5公斤或10公斤。然后按3X3箱或4X4箱規(guī)格，用電瓶叉車送入倉庫堆放（2）主要設(shè)備說明a.平衡吊移載系統(tǒng)該機包括：a）氣動平衡吊主機，其額定負(fù)載能力為120kg（5kg/cm2供氣壓力下)b)V形夾持式專用夾具，其可進行90角度翻轉(zhuǎn)，并可集成控制手柄。b加熱破碎裝置加熱破碎裝置