年產500噸多晶硅、16千噸三氯氫硅項目可行性研究報告

1、*通能硅材料有限公司500t/a多晶硅、16kt/a三氯氫硅項目可行性研究報告承擔單位：*材料有限公司編制單位：*工程咨詢有限公司編制時間：2008年9月目 錄目 錄i1總 論11.1 概述11.2 項目提出的背景、投資必要性和經(jīng)濟意義41.3 項目概況61.4 研究范圍61.5 研究結論61.6 主要技術經(jīng)濟指標72市場預測102.1 產品主要性能用途102.2 國內外內生產情況及市場預測102.3價格分析113建設規(guī)模及產品方案133.1 建設規(guī)模133.2 產品質量標準133.3 包裝、運輸及儲存153.4 建設工程組成154工藝技術方案174.1 工藝技術方案174.2 原材料消耗定額

2、及年消耗量244.3 自控方案254.4 主要設備一覽表275原材料、燃料及動力的供應315.1 主要原材料、燃料及動力的需求315.2 原料供應來源315.3 公用工程規(guī)格及供應316建廠條件和廠址方案336.1 建廠條件336.2 廠址方案367總圖運輸與公用輔助工程387.1 總圖運輸387.2 供電437.3 給排水487.4 儲運507.5 供熱517.6 通風517.7 維修517.8 分析517.9 土建527.10 冷凍、制氮、空壓558節(jié)能598.1 建設項目節(jié)能綜述598.2 節(jié)能措施598.3 節(jié)水措施608.4 能耗指標分析609環(huán)境影響評價619.1 廠址環(huán)境條件61

3、9.2 項目建設和生產對環(huán)境的影響及三廢處理6210勞動安全衛(wèi)生與消防6710.1 設計依據(jù)及標準規(guī)范6710.2 主要危險、有害因素分析6810.3 重大危險源辨識6810.4 主要危險化學品的危險、有害特性7010.5 工藝過程中的危險、有害因素分析7810.6 安全措施8110.7 消防設施8511項目實施管理、勞動定員及人員培訓8811.1 項目實施管理8811.2 工程招投標8811.3 勞動定員及人員培訓8812建設工期和進度安排9012.1 建設工期9012.2 實施進度計劃9013建設投資估算及資金籌措9113.1 投資估算依據(jù)9113.2 投資估算9113.3 資金籌措931

4、4經(jīng)濟效益分析9414.1 編制依據(jù)9414.2 基礎數(shù)據(jù)9414.3 測算結果9415研究結論與建議9715.1 研究結論9715.2 建議98附圖：1、廠址區(qū)域位置圖 2、總平面布置圖1總 論1.1 概述1.1.1 項目名稱、建設單位、企業(yè)性質及法人項目名稱：500t/a多晶硅、16kt/a三氯氫硅項目。建設單位：*通能硅材料有限公司企業(yè)性質：中外合資法人代表：*1.1.2 企業(yè)概況*通能硅材料有限公司是由美國通用硅材料有限公司與南昌贛宇有機硅有限公司合資組建的中外合資企業(yè)。*通能硅材料有限公司在*鹽化化工基地擬征地280畝作為建設用地，并利用*化工有限公司氯氣和氫氣的原料優(yōu)勢，生產三氯氫

5、硅、多晶硅。公司總投資27600.05萬元，擬建500t/a多晶硅、16kt/a三氯氫硅項目。項目建成后預計實現(xiàn)年銷售收入7.592億元，年稅后利潤34073.36萬元，可解決217人就業(yè)。1.1.3 可行性研究報告編制的依據(jù)和原則1.1.3.1 編制依據(jù)（1）*通能硅材料有限公司與*工程有限公司簽訂的委托咨詢合同。（2）國家、省、市有關設計規(guī)范、規(guī)定。（3）*通能硅材料有限公司提供的基礎資料和要求。1.1.3.2 編制原則（1）本可研報告編制嚴格按照以下有關安全技術、規(guī)范、標準進行編制：工業(yè)企業(yè)總平面設計規(guī)范 gb50187-1993建筑設計防火規(guī)范 gb50016-2006低壓配電設計規(guī)范

6、 gb50054-199510kv及以下變電所設計規(guī)范 gb50053-1994供配電系統(tǒng)設計規(guī)范 gb50052-1995建筑物防雷設計規(guī)范 gb50057-2000石油化工靜電接地設計規(guī)范 sh3097-2000 電力工程電纜設計規(guī)范 gb50217-1994 爆炸和火實危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范gb50058-1992 電力工程電纜設計規(guī)范 gb50217-1994 建設項目（工程）勞動安全衛(wèi)生監(jiān)察規(guī)定勞動部第3號令漏電保護器安全監(jiān)察規(guī)定勞動部1990年化工企業(yè)安全衛(wèi)生設計規(guī)定 hg20571-1995生產過程安全衛(wèi)生要求總則 gb12801-1991工業(yè)企業(yè)采光設計規(guī)范 gb50033-

7、1991工業(yè)企業(yè)照明設計規(guī)范 gb50034-1992工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標準 gb3096-1982工業(yè)企業(yè)勞動衛(wèi)生標準 gb1171911726-1989衛(wèi)生飲用水衛(wèi)生標準 gb5749-1985建筑物防雷設計規(guī)范 gb50057-2000職業(yè)性接觸毒物危害程度分級 gb5044-1985生產設備安全衛(wèi)生設計總則 gb5083-1999建筑滅火器配置設計規(guī)范 gb50140-2005建筑給水排水設計規(guī)范 gb50015-2003室外給水設計規(guī)范 gb50013-2006 室外排水設計規(guī)范 gb50014-2006 污水綜合排放標準 gb8928-1996工業(yè)循環(huán)水設計規(guī)范 gb50050-19

8、95混凝土結構設計規(guī)范 gb50010-2002砌體結構設計規(guī)范 gb5003-2001建筑結構荷載規(guī)范 gb50009-2001建筑抗震設計規(guī)范 gb50011-2001建筑地基基礎設計規(guī)范 gb5007-2002化工建設項目噪聲控制設計規(guī)定 hg20503-1992工業(yè)企業(yè)噪聲控制設計規(guī)范 gbj87-1985重大危險源辨識 gb18218-2000石油化工企業(yè)可燃氣體和有害氣體檢測報警設計規(guī)范sh3063-1999（2）按國家產業(yè)政策、技術政策的要求，對本項目的建設條件、技術路線、經(jīng)濟效益、工程建設、生產管理以及對環(huán)境的影響等各個方面進行分析，力求全面、客觀地反映實際情況。（3）生產裝置

9、及配套的公用工程、輔助設施都要充分注意技術的先進性。技術的先進性不僅體現(xiàn)在工藝流程、技術裝備和控制水平上，而且同樣體現(xiàn)在環(huán)境保護和工業(yè)收到生等各個方面。在注重技術先進性的同時，還要充分注意技術的適用性，根據(jù)企業(yè)目前的綜合能力選取適用的先進技術。（4）利用高效節(jié)能、易于管理、技術先進、穩(wěn)妥可靠的工藝在節(jié)省能源、資源和降低成本方面采取具體措施以提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。（5）遵循可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略觀念，注重采取環(huán)境保護努力避免產生新的污染源，環(huán)保工程與工藝裝置同步設計、同步施工和同步投產?？刂茖Νh(huán)境的污染、節(jié)約能源。（6）根據(jù)裝置的特點，搞好各裝置的銜接、配套專業(yè)的設計、優(yōu)化設計方案、科學論證、實事求是提

10、出研究結論。1.2 項目提出的背景、投資必要性和經(jīng)濟意義1.2.1 項目提出的背景多晶硅可用以生產硅基微鈉電子材料，國家“十一五”將重點發(fā)展的17類新材料中，排在首位的就是硅基微鈉電子材料，多晶硅又是生產太陽能電池的主要原料，而我國光伏產業(yè)的快速發(fā)展導致多晶硅的需求大增，因此多晶硅的需求將會持續(xù)發(fā)展。多晶硅是制造太陽能電池及高純硅制品的主要原料，是信息產業(yè)和新能源產業(yè)的基礎原材料。隨著我國半導體行業(yè)和太陽能電池的快速增長，對多晶硅的需求隨之快速增長。我國在“十一五”期間，半導體集成電路年均增長速度保持在20%左右。預計到2010年多晶硅需求量將達到6200噸，其中半導體用量為2000噸，光伏用

11、量為4200噸。而我國多晶硅的產能在2005年僅為300噸，僅太陽能用多晶硅缺口就達97%。1.2.2 項目實施的必要性及經(jīng)濟意義世界多晶硅生產主要由美、日、德三國壟斷。由于全球原油價格上漲，歐美地區(qū)對新能源的需求上升，這些國家都采取了鼓勵太陽能發(fā)展的措施，這促使太陽能產業(yè)蓬勃發(fā)展，從而導致多晶硅需求猛增。據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年全世界多晶硅產量28750噸，其中半導體用多晶硅20250噸，太陽能電池用多晶硅8500噸，而太陽能級的實際需求量為15000噸，出現(xiàn)嚴重供不應求的局面，半導體領域對多晶硅的需求今后也將保持強勁增長。wsts（全球半導體市場統(tǒng)計）預計2006年和2007年全球半導體市

12、場的規(guī)模增長分別為8%和10.6%。預計半導體領域對多晶硅的需求2007年超過25000噸，加上太陽能電池領域的需求，2007年對多晶硅材料的總需求將達到45000噸，供應缺口在900011000噸。據(jù)專家預測，到2009年，全世界多晶硅的年需求量將達到7萬噸，同時，我國周邊地區(qū)的俄羅斯、韓國、新加坡、馬來西亞等國均無多晶硅生產條件和能力，對多晶硅有巨大的市場需求。全球主要多晶硅生產廠家有：德山雪達（日）、三菱材料（日）、住友（日）、三菱多晶硅（美）、黑姆洛克（美）、先進硅（美）、瓦克多晶硅（德）等企業(yè)。日本是亞洲最大的多晶硅生產國，但其產量仍不能滿足本國需求，不僅日本，亞太地區(qū)特別是臺灣、新

13、加坡、韓國等地，都是多晶硅的主要需求地。由于近年來國際多晶硅市場需求旺盛，而總體產能增長不足，導致多晶硅價格暴漲，其價格由2003年的23美元/公斤漲至2005年的90美元/公斤、2006年的130美元/公斤、2007年的1500元/公斤。國內多晶硅的價格亦受國際市場的影響，因全球多晶硅主要生產廠商只有七家，國內產能極小，主要依靠進口，因此預計2008年以后多晶硅的價格為17001800元/公斤。因此項目的實施可以促進半導體、光伏產業(yè)的發(fā)展，滿足不斷增長的市場需求。同時擬建項目同時增加了就業(yè)機會，具有一定的社會效益。1.3 項目概況1.3.1 擬建地點：*市鹽化基地。1.3.2 建設規(guī)模與目標

14、現(xiàn)根據(jù)*通能硅材料有限公司規(guī)劃，以及擬建場地的條件，確定項目產品方案和規(guī)模為：500t/a多晶硅、16kt/a三氯氫硅（其中商品量為6000t/a），副產品四氯化硅1000t/a。1.4 研究范圍本可行性研究范圍包括下述內容：（1）市場預測（2）產品方案和生產規(guī)模（3）工藝技術方案（4）與工藝裝置配套的公用工程及輔助設施（5）環(huán)境保護及治理措施（6）勞動保護與安全生產（7）投資估算及資金籌措（8）經(jīng)濟效益初步評介1.5 研究結論（1）*通能硅材料有限公司擬建500t/a多晶硅、16kt/a三氯氫硅項目，項目符合國家產業(yè)政策和“十一五”發(fā)展規(guī)劃。（2）本項目技術成熟、工藝路線先進。（3）本項目產

15、生的“三廢”少，處理措施切實可行。（4）項目產品結構合理，是目前市場上緊缺產品，有極強的市場競爭力，初步財務評價表明該項目具有良好的經(jīng)濟效益。（5）項目的實施可解決217人就業(yè)，具有一定的社會效益。（6）項目工程總投資為27600.05萬元，其中固定資產投資24300.05萬元，鋪底流動資金3300.00萬元。項目年銷售收入75920.00萬元，年總成本費用26692.85萬元，年銷售稅金及附加3796.00萬元，年利潤總額45431.15萬元，年所得稅11357.79萬元，年稅后利潤34073.36萬元，投資利潤率123.45%，投資利稅率178.36%，投資回收期(靜態(tài))0.81(不含建設

16、期)，每年向當?shù)睾蛧依U納稅金15153.79萬元，解決當?shù)?17人就業(yè)。該項目具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益，項目實施單位具有完成本項目的能力和良好條件。因此，本項目是可行的。1.6 主要技術經(jīng)濟指標序號項 目 名 稱單 位數(shù) 量備 注一生產規(guī)模1三氯氫硅t/a5002多晶硅t/a16000其中商品量6000 t/a二年操作時時/班/天8/3/300三主要原材料、動力用量1硅粉（98%）t/a52802氫氣（99%、含氧量0.05%）nm3/a32100003氯氣（98%）t/a16480四公用工程消耗1水：直流水m3/h年耗水量153.6萬m3 循環(huán)水m3/h2電：裝機容量kw8540使用容

17、量kw7820年耗電4512萬kwh3氮氣（99%）nm3/a96000自產4蒸汽t/a10080五定員人217其中：工人人177管理人員（含技術人員）人30六總運輸量t/a12806.04其中：運入量t/a5280運出量t/a7526.04七工程用地畝240.4八工程建筑面積m253453含二期預留九綜合能耗總量標煤t/a6957.14十項目總投資萬元27600.05其中：固定資產投資萬元24300.05鋪底流動資金萬元3300.00十一年銷售收入萬元75920.00十二年總成本費用萬元26692.85十三年銷售稅金及附加萬元3796.00十四年利潤總額萬元45431.15十五年所得稅萬元1

18、1357.79十六年稅后利潤萬元34073.36十七稅費總額萬元15153.79十八財務評價指標18.1投資利潤率%123.4518.2投資利稅率%178.3618.3投資回收期（不含建設期）年0.81靜態(tài)、稅后2市場預測2.1 產品主要性能用途多晶硅材料是用三氯氫硅以氫氣作還原劑在高溫下還原并提純后達到一定純度的電子材料，是硅產品產業(yè)鏈中的一個極為重要的中間產品，是制造太陽能電池及高純硅制品的主要原料，是信息產業(yè)和新能源產業(yè)最基礎的原材料。光伏發(fā)電是太陽能的主要應用領域，具有安全可靠、無噪聲、無污染、制約少、故障率低、維護簡便等優(yōu)點。太陽能光伏發(fā)電的最基本元件是太陽能電池。目前多晶電池用量最

19、大。全球太陽能電池組件的年均增長率高達30%以上，光伏產業(yè)成為發(fā)展最快的新興行業(yè)之一。隨著全球光伏產業(yè)的迅速發(fā)展，太陽能電池生產企業(yè)對原料多晶硅的需求與日俱增。2.2 國內外內生產情況及市場預測世界多晶硅主要由美、日、德三國壟斷。由于全球原油價格上漲，歐美地區(qū)對新能源的需求上升，這些國家都采取了鼓勵太陽能發(fā)展的措施，這促使太陽能產業(yè)蓬勃發(fā)展，從而導致多晶硅需求猛增。據(jù)不完全統(tǒng)計，2005年全世界多晶硅產量28750噸，其中半導體用多晶硅20250噸，太陽能電池用多晶硅8500噸，而太陽能級的實際需求量為15000噸，出現(xiàn)嚴重供不應求的局面，半導體領域對多晶硅的需求今后也將保持強勁增長。wsts

20、（全球半導體市場統(tǒng)計）預計2006年和2007年全球半導體市場的規(guī)模增長分別為8%和10.6%。預計半導體領域對多晶硅的需求2007年超過25000噸，加上太陽能電池領域的需求，2007年對多晶硅材料的總需求將達到45000噸，供應缺口在9000-11000噸。據(jù)專家預測，到2009年，全世界多晶硅的年需求量將達到7萬噸，同時，我國周邊地區(qū)的俄羅斯、韓國、新加坡、馬來西亞等國均無多晶硅生產條件和能力，對多晶硅有巨大市場需求。全球主要多晶硅生產廠家有：德山雪達（日）、三菱材料（日）、住友（日）、三菱多晶硅（美）、黑姆洛克（美）、先進硅（美）、瓦克多晶硅（德）等企業(yè)。日本是亞洲最大的多晶硅生產國，

21、但其產量仍不能滿足本國需求，不僅日本，亞太地區(qū)特別是臺灣、新加坡、韓國等地，都是多晶硅的主要需求地。近年來，我國建起了多條太陽能電池模塊封裝線，使太陽能電池的年生產量迅速增加，硅太陽能電池的生產能力已從三年前的十幾兆瓦發(fā)展到超過100兆瓦，制造太陽能電池的上游原料多晶硅的需求隨之快速增長：“十一五”期間，我國半導體集成電路市場將進一步擴大，年均增長速度將保持在20%左右，太陽能和半導體這兩大行業(yè)的迅猛發(fā)展導致基礎原材料多晶硅的市場需求不斷提高預計我國的多晶硅至2008年將有超過5000噸的缺口。“十一五”期間，將是多晶硅產業(yè)快速發(fā)展的黃金時期，多晶硅來頭增長的潛力巨大。目前國內生產多晶硅的企業(yè)

22、主要有河南洛陽單晶硅廠、四川峨嵋半導體材料廠、上海棱光實業(yè)公司、四川重慶天原化工總廠，洛陽中硅高科技有限公司等，年總產量不超過300噸。遠遠不能滿足國內市場的需求，97%的多晶硅依賴進口，多晶硅短缺已成為制約我國太陽能電池等行業(yè)發(fā)展的瓶頸。2.3價格分析由于近年來國際多晶硅市場需求的旺盛，而總體產能增長不足，導致多晶硅價格暴漲，其價格由2003年的23美元/公斤 漲至2005年的90美元/公斤，2006年的130美元/公斤,2007年為1500元/公斤。國內多晶硅的價格亦受國際市場的影響，因全球多晶硅主要生產廠商只有七家，國內產能極小主要依靠進口，因此預計2008年以后多晶硅的價格為17001

23、800元/公斤。本報告各種產品價格選用現(xiàn)市場價格，其中市場價格為多晶硅保守為130萬元/t、三氯氫硅為1.80萬元/t、四氯化硅為0.12萬元/t。3建設規(guī)模及產品方案3.1 建設規(guī)模生產規(guī)模的確定，要考慮市場需求、資金籌措、企業(yè)經(jīng)濟效益以及廠址的建設條件等諸多方面的因素。根據(jù)市場預測和原材料的供應情況，以及*通能硅材料有限公司現(xiàn)有規(guī)劃，擬定本工程的產品方案及規(guī)模為：500t/a多晶硅、16kt/a三氯氫硅（其中商品量為6000t/a），副產品四氯化硅1000t/a。3.2 產品質量標準3.2.1 三氯氫硅質量標準目前尚無三氯氫硅產品的國家標注和行業(yè)標準。本項目產品三氯氫硅執(zhí)行標準參照美國聯(lián)合

24、碳化公司（1983）執(zhí)行。美國聯(lián)合碳化公司（1983）三氯氫硅質量標準（表1）指 標 名 稱指 標三氯氫硅含量% 97.0一氯硅烷（液相）含量% 3.0硼含量（液相）% 0.00003砷含量（液相）% 0.00003磷含量（液相）% 0.0003電阻率cm200比容m3/kg0.18沸點31.83.2.2 多晶硅質量標準多晶硅產品質量執(zhí)行gb/t12963-1996多晶硅質量標準。多晶硅質量標準gb/t 12963-1996（表6）等級項目特級品一級品二級品三級品1表面及斷面狀態(tài)結晶致密，表面平整，斷而無夾層。結晶致密，表面平整，無氧化夾層。2直徑7257257257253基硼電阻率55554

25、直徑允許偏差 45002600150010005n型少子壽命 5003001501006n型電阻率 450300150607含碳量個原子/cm3 2105105108含氧量 1105105103.3 包裝、運輸及儲存產品的標志、標簽、包裝、運輸應符合化學危險安全管理條例、危險化學品安全管理條例實施細則等國家有關法律法規(guī)及gb12690-92的規(guī)定。3.3.1 三氯氫硅包裝、運輸及儲存三氯氫硅為貯罐貯存，專用汽車槽車運輸。3.3.2 多晶硅包裝、儲存及運輸運輸過程中應輕裝輕卸，避免受潮、受熱和包裝破換。3.4 建設工程組成序號子項號項 目 名 稱規(guī)模備注1101氫氣凈化車間1200m22102還

26、原主車間一4464m23103還原主車間二5616m2預留4104三氯氫硅車間768m25105精餾車間1248m26106尾氣回收車間5616m27201氫氣氣柜1000m3預留1000m38202乙類倉庫一1296m29203乙類倉庫二1296m210204貯罐區(qū)502m2250m3三氯氫硅350m3四氟化硅150m3鹽酸11205貯罐區(qū)泵房65m212301熱水池及泵房1296m213302機修車間1296m214303車庫1296m215304發(fā)配電間577m2一期使用16305循環(huán)（消防）水池500m3深3m17306循環(huán)（消防）水池泵房65m218307輔助車間1216m2冷凍、空

27、壓19308事故應急池270m3深3m20309污水處理系統(tǒng)1280m221310地磅一80t22311地磅二80t23401綜合辦公樓8616m 224402研發(fā)樓7476m225403門衛(wèi)一27m226404門衛(wèi)二23m227405門衛(wèi)三24m24工藝技術方案4.1 工藝技術方案4.1.1 工藝技術方案的選擇1、三氯氫硅傳統(tǒng)的三氯氫硅合成工藝是將干燥氯氣及凈化后的氫氣經(jīng)各自的緩沖罐進入氯化氫合成爐中反應成氯化氫并進入沸騰爐中。硅粉干燥后經(jīng)加熱脫水用氮氣送入沸騰爐中與氯化氫反應生產三氯氫硅氣體。氣體經(jīng)過濾器除去硅粉塵，在空冷器除去高沸物雜質及金屬氯化粉最后經(jīng)冷凝為液體，再經(jīng)分鎦成成品三氯氫硅

28、。這是當今最成熟的工藝技術，國內外三氯氫硅生產企業(yè)基本上都采用此種工藝。此外還有用固定床氯化爐，銅粉作催化劑，氯化氫和硅粉直接合成三氯氫硅。粗三氯氫硅含量在60%以上，經(jīng)分鎦提純除去高、低沸點物后，三氯氫硅含量達90%。還有通過流化床反應器還原四氯硅烷來制備三氯硅烷的方法。該方法在反應器中建立一個硅顆粒的流化床，將微小組輻射直接導入反應器中，加熱硅顆料吏春溫度達到3001100，含有四氯硅烷和氫的反應氣通過流化床，反應氣與硅顆粒反應，形成含有三氯硅烷的產物氣。本項目三氯氫硅裝置生產工藝采用三氯氫硅沸騰床合成、加壓精鎦、冷凝分離提純生產高純度的三氯氫硅產品和四氯化硅副產品的傳統(tǒng)工藝。該工藝流程采

29、用國內先進的沸騰床式三氯氫硅合成爐，生產能力大，副產品少；分離采用加壓精鎦技術使三氯氫硅產品質量達到99%、四氯化硅產品質量達到97%以上，處于國內領先水平。2. 多晶硅目前多晶硅的主要生產方法分別為硅烷法和三氯氫硅氫還原法（又稱西門子法）這兩種。硅烷法是采用精制后的硅烷進行熱分解反應，析出硅，從而獲得多晶硅棒，再經(jīng)進一步處理后而獲得多晶硅產品。三氯氫硅氫還原法是經(jīng)過精制的三氯氫硅經(jīng)揮發(fā)后與精制后的氫氣在還原爐中高溫下發(fā)生還原反應而析出硅，獲得多晶棒，再往進一步處理后而獲得多晶硅產品。改良西門子法（即改良三氯氫硅氫還原法）主要是對還原尾氣進行回收利用，提高三氯氫硅的轉化率，降低其消耗，同時極大

30、地解決尾氣排放造成的污染問題。本項目選擇改良西門子法生產多晶硅。該工藝流程采用三氯氫硅和氫氣分別經(jīng)過精制，進入還原爐，在高溫下進行還原，獲得的多晶硅棒經(jīng)過后處理而獲得高純度的多晶硅。同時對還原尾氣進行處理，回收三氯氫硅，四氯化硅和氫氣?；厥盏娜葰涔?、四氯化硅、氫氣經(jīng)精制后再進入還原爐中生產多晶硅。多晶硅的產品質量達到gb/t 12963-1996的要求。4.1.2 工藝流程簡述1、三氯氫硅工藝流程簡述（1）氯化氫合成工序開啟hc1合成爐合成段冷卻水，管道氫氣經(jīng)阻火器、氫氣緩沖罐、冷水冷卻器冷卻后去干燥器干燥、除氧器除氧、干燥器干燥（與氯氣按摩爾比1.05:1）進入hc1合成爐；管道氯氣經(jīng)氯氣

31、緩沖罐后進入hc1合成爐；通過冷卻水量、氯氣和氫氣量控制合成爐出口溫度在400500。合成的hc1氣體經(jīng)氯化氫緩沖罐純化去三氯氫硅合成工序。（2）三氯氫硅合成工序硅粉通過真空管道輸送至硅粉干燥器，干燥后的硅粉用氮氣送入三氯氫硅合成爐；與來自氯化氫緩沖罐的氯化氫氣體在合成爐沸騰床發(fā)生反應，控制合成爐溫度在280310，生成氣相三氯氫硅和四氯化硅；三氯氫硅和四氯化硅氣體混合物經(jīng)網(wǎng)袋式過濾器分離、硅渣收集器收集回用；氣相經(jīng)空冷器初冷后進入冷凝器經(jīng)冷凍鹽水冷凝后經(jīng)接收槽進入粗品收集槽；不凝性氣體經(jīng)管道進入尾氣吸收工序。在沸騰爐中，硅粉和氯化氫反應生成三氯氫硅。（3）精鎦提純工序來自粗品收集槽的三氯氫硅

32、和四氯化硅混合物料進入塔釜加熱器，經(jīng)蒸汽間接加熱進入精鎦塔，精鎦塔頂氣體經(jīng)前冷器和后冷器冷凝，控制壓力和回流比，一部分液體回流至精鎦塔，一部分自流進入三氯氫硅接收罐進入三氯氫硅收集罐；塔釜加熱器精鎦后殘液自流進四氯化硅接收罐后經(jīng)氮氣壓入四氯化硅儲罐。（4）尾氣吸收工序來自冷凝器的不凝性氣體進入尾氣洗滌塔，經(jīng)循環(huán)泵送出的洗滌水在尾氣洗滌塔中五處噴淋洗滌，回收hcl溶液至20%濃度后外售；氣體達標排放。2、多晶硅生產流程簡述（1）氫氣精制工序由*化工管道送來的氫氣及回收氫氣進入氫氣氣柜，經(jīng)水環(huán)泵加壓后的氫氣經(jīng)分離器、氫氣冷卻器、片堿干燥器、活性碳吸附器、除氧器、冷卻器、冷凍除水器、硅膠干燥器，再進

33、入二次氫氣凈化器進行凈化得到精制氫氣。該項目同時建設有電解水制氫系統(tǒng)。采用純化水經(jīng)電解槽電解，制氫裝置分離氫、氧等初步處理，再進入氫氣凈化裝置凈化（工序同上述氫氣精制工序）得到高純氫氣供還原車間等生產使用。（2）三氯氫硅精制工序自制的三氯氫硅放入三氯氫硅儲槽，再經(jīng)泵送往高位槽，經(jīng)控制流量后進入精餾塔釜，從塔頂出來的氣相經(jīng)全凝器（二級）進行冷凝得到的冷凝液再經(jīng)過濾器，一路返回精餾塔頂作為回流液，一路作為產品流入計量槽。經(jīng)分析，合格的精制三氯氫硅進入精三氯氫硅儲槽，不合格的則返回三氯氫硅儲槽。二級全凝器的尾氣進入尾氣緩沖罐，再經(jīng)尾氣洗滌塔洗滌達標排空。洗滌水進入中和池進行處理。精餾的釜底殘液及輕組

34、分三氯氫硅則進入高低沸物槽，裝車外賣。（3）還原系統(tǒng)及尾氣回收系統(tǒng)精制的三氯氫硅經(jīng)過鼓泡氣化后與精制氫氣在還原爐內，在以硅芯作為載體的表面，在高溫下還原沉積為多晶硅。通過調節(jié)電流強度，控制載體溫度，使爐內載體直徑變粗，達到供直拉單晶硅所需直徑要求的多晶硅。還原尾氣經(jīng)兩級螺旋板換熱器降溫后進入尾氣回收器，未凝氣體與還原尾氣經(jīng)換熱后進入水噴淋洗滌塔洗滌，再經(jīng)絲網(wǎng)阻火器進入氫氣氣柜。洗滌水則進入中和池進行處理。尾氣回收器冷凝下來的回收液體進入計量槽，經(jīng)控制流量進入回收精餾塔，塔頂氣相經(jīng)二級全凝器冷凝得到的液體經(jīng)分析，合格品流入回收精三氯氫硅儲槽或四氯化硅儲槽，不合格品則返回粗產品罐，再重新送入高位槽

35、進行精餾。精餾殘液（塔釜排液及輕組份液體）則送往高低沸物儲槽，裝車外賣。回收的三氯氫硅和回收的四氯化硅經(jīng)汽化后進入不同的還原爐，前者生產直拉料或區(qū)熔料，后者則送入專用還原爐，以生產拉制硅芯的硅芯料。4.1.3 工藝流程方框圖1、三氯氫硅工藝流程方框圖 干燥 氫氣 脫氧 干燥hcl合成爐 氯氣 硅粉 沸騰爐 過濾器 硅粉回收利用 空氣冷凝器 鹽水冷凝器 尾氣冷凝器回收 粗三氯氫硅 淋洗塔放空 精餾塔 檢驗 檢驗 三氯氫硅成品 副產品四氯化硅h2儲氣柜凈化裝置加壓泵粗三氯氫硅儲槽鼓泡器精三氯氫硅還原爐多晶硅檢測切割包裝多晶硅產品尾氣回收hcl硅芯多晶硅芯爐硅芯純h2廢水排放中和處理h2冷凝液2、多

36、晶硅4.1.4反應方程式h2+cl2=2hclsi+3hcl=sihcl3+h2 并伴隨有如下副反應：sihcl3+hcl=sicl4+h2sihcl3+ h2=si+3hcl并伴隨有如下副反應：4sihcl3=3sicl4+2h2+si4.2 原材料消耗定額及年消耗量序號名 稱規(guī)格單位單位定額(/t)年用量備注一三氯氫硅1硅粉98%t0.33052802氫99%m3200.03201043氯氣98%m31.03164804氮氣98%m36.096000自產二多晶硅1三氯氫硅99.99999%t2010000自產2氫氣99%m320100004.3 自控方案4.3.1 三氯氫硅裝置自控技術（1

37、）自控設計范圍本設計適用于年產16000噸三氯氫硅項目裝置，項目裝置包括氯化氫合成、三氯氫硅合成、三氯氫硅提純、尾氣回收和洗滌吸收等工序；該控制系統(tǒng)將在生產裝置內滿足本裝置的生產監(jiān)視、過程控制、參數(shù)報警、數(shù)據(jù)記錄及趨勢等項的功能要求，并能安全可靠運行。該工程控制點較少，控制簡單，而且沒有調節(jié)系統(tǒng)，但工程具有有毒、易燃易爆氣體，所以選型上主要考慮安全因素。該項目部分工段采用間歇性生產，并以現(xiàn)場操作為主。（2）設計標準及規(guī)定爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范 gb50058-92自動化儀表選型規(guī)定 hg/t20507-2000儀表供電設計規(guī)定 hg/t20509-2000儀表供氣設計規(guī)定 hg/t

38、20510-2000信號報警、安全連鎖系統(tǒng)設計規(guī)定 hg/t20511-2000（3）自控水平及主要技術方案根據(jù)所確定的工藝技術方案和工藝流程，本著“技術先進、經(jīng)濟合理、運行可靠、操作方便”的原則，本設計決定采用現(xiàn)場控制，以完成整個生產過程的主要工藝參數(shù)的監(jiān)測、分析、顯示、記錄、報警和實時控制。主要控制方案為：以常規(guī)數(shù)字顯示為主，根據(jù)工藝要求，設置兩個控制室，作為溫度集中顯示點，流量以現(xiàn)場控制為主，報警系統(tǒng)也安裝在控制室里。接地按照要求嚴格接地，工作接地、信號屏蔽接地和安全保護接地分開。對生產過程的重要控制點設有報警系統(tǒng)并與相關動力進行聯(lián)鎖。（4）儀表類型生產反應過程中，要求對溫度、壓力和流量

39、等反應參數(shù)進行精確控制以保證產品質量，本可研對現(xiàn)場儀表選型依據(jù)經(jīng)濟實用、運行可靠、維修方便的原則，結合生產實際對溫度測量采用熱電偶，對壓力采用彈簧管普通壓力表，流量儀表采用玻璃轉子流量計和金屬轉子流量計，危險氣體采用sfd-300等系列有毒氣體報警裝置，該裝置采用多探頭測量方式，分別探測氯氣、氫氣和氯化氫三種氣體，并在主機上進行報警。4.3.2 多晶硅裝置自控技術a、主要技術方案本項目若實行全流程自動化控制投資較大，因此本裝置根據(jù)工藝和輔助，公用工程等的不同操作和特性，采用簡單調節(jié)、復雜調節(jié)和組合調節(jié)，重要參數(shù)均為自動調節(jié)、集中控制、并按生產需要設置了一些溫度、壓力、流量、液位的報警和設備的連

40、鎖，輔助生產裝置的參數(shù)就地檢測和操作，一般采用單參數(shù)調節(jié)。接地按照要求嚴格接地，工作接地、信號屏蔽接地和安全保護接地分開。b、設計標準及規(guī)定爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范 gb50058-92自動化儀表選型規(guī)定 hg/t20507-2000儀表供電設計規(guī)定 hg/t20509-2000儀表供氣設計規(guī)定 hg/t20510-2000信號報警、安全連鎖系統(tǒng)設計規(guī)定 hg/t20511-20004.4 主要設備一覽表位號設備名稱規(guī)格材質數(shù)量一三氯氫硅裝置1氯氣緩沖罐60018506q235a12氯化氫合成爐120038508q335a43氯化氫緩沖罐80021508q435a24水環(huán)真空泵sz-

41、2型組合件15真空緩沖罐60018506q236a16硅粉干燥器600/4003820q336a67沸騰爐1200/5008211q436a68網(wǎng)袋過濾器1300/12002480q137a69空冷器600/5002476q237a610冷凝器5003200 f30m2q337a611接受槽6001850 v0.35m3q437a612粗品收集槽20004900 v13m3q138a113氮氣緩沖罐60018306q238a114水噴射器80石棉酚醛115尾氣洗滌塔800/300010q438a116精餾塔2731435010617前冷凝器7002200 f20m210618后冷凝器40024

42、50 f7m210619過濾器1591830610620尾氣緩沖罐60018307q140a121熱水槽6001830q240a122熱水泵2b11組合件223接收槽80015506q235a224接收槽80015506q235a1225阻火器325650q235a126氫氣緩沖罐60018506q235a127阻火器219540q235a228冷水冷凝器4002450 f7m210129干燥器60018506q235a430除氧器325245010131塔釜加熱器132螺旋冷凍機233計量罐634制氮機psa-10135雷蒙磨機4r型136三氯氫硅儲罐2400720020337四氯化硅儲罐2

43、4007200201二多晶硅裝置1原料水罐12002800 v=2.5m3q23512電解槽外形尺寸：401016501747復合件13制氫裝置外形尺寸：360022004500復合件14礫石阻火器dg500q23525氫氣冷卻器5302850 f=25m210、q23516緩沖罐12003300810、q23527阻火器1593801018片堿干燥器80038008q23529活性碳吸附器80046008q235210除氧器80027508q235211冷卻器6003400 f=25m2q235212冷凍除水器8003200 f=25m2q235213硅膠干燥器80046008q235414

44、加熱器5302850 f=25m2q235115阻火器27345010216氫氣二次凈化器不銹鋼117螺旋板換熱器f=50m2不銹鋼218加熱器100012008不銹鋼219高位槽160018008q235120磁力泵不銹鋼421高低沸儲罐200058008q235122揮發(fā)器80015004q235不銹鋼323氫氣過濾器273800不銹鋼924還原爐80021504還原爐110026501025螺旋板換熱器不銹鋼226尾氣回收器8002800q235不銹鋼227噴淋水洗塔82040008q235襯pe228填料水洗塔82045008q235襯pe129絲網(wǎng)阻火器dg350q235230氫氣氣

45、柜v=600m3131水環(huán)壓縮機sz-3232水洗 池400015001200133中和池800020001200134計量罐80027006q235235氮氣緩沖罐80012008不銹鋼136硅芯爐237純水裝置1m3/h138氮氣裝置239無油空壓機2m3/min240-35冷凍機組40萬大卡25原材料、燃料及動力的供應5.1 主要原材料、燃料及動力的需求序號品 名主 要 規(guī) 格單位年用量備 注1工業(yè)硅98%t/a52802氫氣純度98%、含氧量0.05%萬nm3/a4703氯氣98%t/a164804氮氣99%萬nm3/a8.64自產5三氯氫硅99%t/a15000自產6水萬m3/a15

46、3.67電380/280v，50hz萬kwh/a45128蒸汽0.5mpat/a100805.2 原料供應來源原料氫氣、氯氣和蒸氣從廠對面的*化工有限公司購買，只需通過管道輸送至三氯氫硅裝置即可，項目原料有較大的成本優(yōu)勢；工業(yè)硅可從河南、安徽、四川、湖北等地購買。生產所需輔料主要有氮氣自制供生產使用。5.3 公用工程規(guī)格及供應5.3.1 公用工程規(guī)格工業(yè)水：平均溫度20交流電：還原爐用電： 10kv 50hz 三相動力電： 380v 50hz 三相儀表及照明電： 220v 50hz 二相蒸汽：0.3mpa 溫度 飽和冷凍鹽水：-35 0.3mpa7 0.3mpa循環(huán)水：32 0.3mpa氮氣：

47、純度99%5.3.2 動力需求及供應本項目所需公用工程用量及來源序號動力名稱單位小時用量年用量供應方式1工業(yè)水m3213.33153.6萬外供(循環(huán)使用)2動力電kwh6266.674512萬外供3蒸汽t1.410080管路4冷凍鹽水m310072萬自供5循環(huán)水m315001080萬自供6氮氣m31286400自供6建廠條件和廠址方案6.1 建廠條件6.1.1 廠址地理位置、交通概況建設項目位于*鹽化基地，距市中心約13km，與贛江16 km，距昌樟高速18 km。*市地處*中部，鄱陽湖平原南緣，跨贛江中游兩岸，自古有“八省通衢之要沖，贛中工商之鬧市”之稱，水陸交通運輸十分便利，浙贛鐵路穿境而過，京九鐵路和105國道縱穿南北，贛粵高速公路和滬瑞高速公路橫貫東西，*港與南昌、九江港并稱為贛江三大港口。地理坐標：東經(jīng)11506