年產300噸多晶硅可行性研究報告-資料下載頁

　　

【正文】 城鎮規劃及社會條件 云陽縣是三峽庫區山區移民搬遷大縣，全縣總人口約 130 萬， 三峽工程蓄水至 175m時，最終需動遷人口 ，由于三峽移民和工礦企業搬遷，以及產業結構調整，云陽縣就業問題已成為當前社會的主要矛盾。為緩解庫區就業壓力和社會矛盾，國家出臺了一系列發展，扶持庫區產業政策，并每年撥付大量資金用于支持高興產業和勞動密集形創業創新發展。云陽縣政府就是利用這一政策優勢，引入具有發展前途和可安置大量移民工和下崗人員的企業入駐園區，為提高縣域經濟創造條件。 公用設施條件 建設廠址位于 重慶 云陽 工業園區 ，公用配套系統較完善，可滿足施工、生產需要。 入駐園區建設的企業，場坪、 水電、通訊、道路等公用基礎設施建設，由園區統一規劃建設，為入駐園區企業提供良好的公用設施依托條件。工業園區比鄰云陽新縣城，在生產、生活、醫療、運輸等方面，都具有良好的城市依托條件。 交通運輸條件 工業園區裝建設公路道路運輸網路，項目擬建設地點面臨主要公路干道，陸路運輸道路且與云（陽） —— 萬（州）公路、云（陽） —— 利（川）公路、云（陽） —— 開（縣）公路及渝 —— 宜（昌）高速公路連 年產 300 噸多晶硅項目可行性研究報告 17 接，道路運輸條件極為方便。園區面臨長江岸邊，擬建有貨運碼頭，水路運輸可沿江上、下航行至長江沿岸各地。 施工 條件 項目建設施工所需砂、石、水泥、鋼材等各種物資材料，云陽建材市場均可購買。施工用水、用電等，工業園區能滿足需要。 5 物料供應 本項目主要 外購件及供應商 詳見表 51。 表 51 部分 物料 供應 表 序號 名稱 供應商或來源地 1 三氯氫硅 市 內 2 氫氣 市 內 3 氮氣 市 內 4 高純石 市 內 5 發電機組 南昌柴油機有限責任公司 6 鍋爐 湖北孝威 鍋爐 廠 7 電器 重慶整流設備廠 8 燈具 海星燈具電器公司 9 電纜、電線 揚州光明電 纜公司 項目生產原材料運輸條件方便，在本地及重慶購進的原料，主要經公路車輛運輸到生產場地。在湖北等外省地購進的原材料，可由廉價的長江航道運外，也可經高速公路運至生產場地。 年產 300 噸多晶硅項目可行性研究報告 18 6 設計指導思想和主要設計原則 本次設計以提高技術水平為導向，通過 引進先進技術 ，達到生產要求，優化企業產品結構，積極開拓市場。 合理規劃、 合理購置現代化設備，提升企業綜合實力，加快企業技術進步和產業升級步伐，進一步把企業做大做強。 7 工藝設計方案 設計原則 1) 采用成熟、可靠的備料和 工藝，生產線能適合 多晶硅 的生產，工藝 水平與生產綱領相適應，并在保證產品質量的前提下，力求降低工藝投資。 2) 各分 設備、管線 盡量 排成一條直線 ，以使物流短捷順暢。 減少物流量，降低生產成本。 3) 充分考慮設備配置的生產能力，挖掘設備潛力，提高設備的利用率，滿足生產需要，降低投資。 4) 本次設計主要工藝設備的選用充分考慮技術的先進、高效、節能和可靠性。 5) 本車間建成后，其工藝及裝備達到國內同規模行業的先進水平。 工藝路線選擇 目前 世界上主要的多晶硅生產工藝有 改良西門子法 、 硅烷法、流化床法 等 。 現將幾種生產工藝分別介紹如下： 改 良西門子法是用氯和氫合成氯化氫（或外購氯化氫），氯化氫和工業硅粉在一定的溫度下合成三氯氫硅，然后對三氯氫硅進行分離精餾提純，提純后的三氯氫硅在氫還原爐內進行 CVD反應生產高純多晶硅。國內外現有的多晶硅廠絕大部分采用此法生產電子級與太陽能級多晶 年產 300 噸多晶硅項目可行性研究報告 19 硅。 硅烷（ SiH4） 法 是以四氯化硅氫化法、硅合金分解法、氫化物還原法、硅的直接氫化法等方法制取。然后將制得的硅烷氣提純后在熱分解爐生產純度較高的棒狀多晶硅。以前只有日本小松掌握此技術，由于發生過嚴重的爆炸事故后，沒有繼續擴大生產。但美國 Asimi 和 SGS公司仍采用硅烷 氣熱分解生產純度較高的電子級多晶硅產品。 流化床法是 以四氯化硅、氫氣、氯化氫和工業硅為原料在流化床內（沸騰床）高溫高壓下生成三氯氫硅，將三氯氫硅再進一步歧化加氫反應生成二氯二氫硅，繼而生成硅烷氣。制得的硅烷氣通入加有小顆粒硅粉的流化床反應爐內進行連續熱分解反應，生成粒狀多晶硅產品。因為在流化床反應爐內參與反應的硅表面積大，生產效率高，電耗低與成本低，適用于大規模生產太陽能級多晶硅。唯一的缺點是安全性差，危險性大。其次是產品純度不高，但基本能滿足太陽能電池生產的使用。 此法是美國聯合碳化合物公司早年研究的工藝 技術。目前世界上只有美國 MEMC 公司采用此法生產粒狀多晶硅。此法比較適合生產價廉的太陽能級多晶硅。 根據重慶硅能化工有限公司的實際情況， 本項目采用改良三氯氫硅還原法生產多晶硅， 此法具有投資較小、回收期短的優勢。 其工藝流程見附圖 7— 1,該工藝流程主要包括：三氯氫硅提純，還原，尾氣回收等工藝過程。 7. 3 工藝流程簡述 a) 三氯氫硅提純 含量為 99－ ％的粗三氯氫硅在提純塔內，經粗餾和精餾提純合格的三氯氫硅送入原還爐。 b) 還原反應 年產 300 噸多晶硅項目可行性研究報告 20 純三氯氫硅及純氫以一定比例混合送入還原爐，在表面溫度為110℃ 的 高純硅芯上沉積多晶硅，其反應如下： SiHCl3+H2=Si+3HCl。 4SiHCl3=Si+3SiCl4+2H2 根據不同的反應時間，可獲得不同直 徑 的多晶硅。 c) 尾氣回收 從還原爐排出的尾氣，經水冷和 65℃ 冷媒冷卻，氯硅烷冷凝分離，而氫氣，氯化氫及微量氯硅烷進入尾氣淋洗塔。 d) 區熔檢驗、物理測試 還原所得多晶硅取樣，經區熔檢驗合格后測：電阻率、型號、壽命、合格產品包裝入庫。 工藝流程方框圖（附圖 7— 1） 精餾化學純 超純三氯氫硅 還 原 爐 凈化提純 氫氣 H2 產品多晶硅 檢驗 尾氣回收 淋洗塔 年產 300 噸多晶硅項目可行性研究報告 21 主要生產設備 主要設 備見表 71 表 71 裝置主要工藝設備一覽表 序號 設備名稱 規格 材質 數量 備注 1 三氯氫硅粗餾塔 φ90018700 1Ca18Ni9Ti 3 套 2 三氯氫硅精餾塔 φ63018700 1Ca18Ni9Ti 6 套 3 還原回收料提純塔 φ27310500 1Ca18Ni9Ti 9 套 4 三氯氫硅還原爐 16 對棒 30φL 1Ca18Ni9Ti 12 臺 5 尾氣回收裝置 1 套 6 硅芯爐 1 臺 7 區熔檢驗爐 QR20500 型 1 臺 此外還有下列 輔助設備： 四氯化硅氫化反應爐及配套裝置 2 套 直拉單晶爐 3 臺 空分設備 1 套 氫氣凈化裝置 2 套 氮氣凈化裝置 2 套 制冷設備 30℃系統 3 套 60℃系統 3 套 工作制度和年時基數 工作制度：全年 300 天，二班工作制 。 年時基數：設備： 7200h， 工人： 7200h。 年產 300 噸多晶硅項目可行性研究報告 22 原輔料及動力消耗定額 原輔料及動力消耗定額如表 72 表 72 多晶硅裝置消耗定額 序號 原料名稱 規格 單位 消耗定額 年用量 一 原料定額 1 三氯氫硅 ≥99% 噸 15 4500 2 氫氣 H2≥% M3/kg 8 2400 3 氮氣 N2≥% M3/kg 6 1800 4 高純石 電子級 Kg/kg 6 1800 二 動力消耗 1 電 KWh/kg 300 90000 2 蒸汽 t/kg 48 3 水 M3 5137 1541100 技術檢測中心 理化室 ⑴ 根據生產車間的特點和工廠的性質，設置主要實驗室和相關的輔助部門。主要實驗室有：物理實驗室、機械性能實驗室、化 學 實驗室等。 ⑵ 采用先進的檢測手段，提高整體檢測水平。 ⑶ 設備選型立足于國內，采用高精度、高效率、數控、綜合檢測儀器。但對于國內無法滿足要求的設備，可適當考慮引進。 計 量室 根據生產車間的特點和工廠的性質，設置主要測量室和相關的輔助部門。主要測量室有：基準室、精密測量室、量具工裝檢定室、儀器鑒定室等。 年產 300 噸多晶硅項目可行性研究報告 23 8 總圖 廠區現狀概述 本項目建設 地址位于重慶市云陽縣境內 ， 廠址位于云陽 縣 人和 鎮 ，用地 緊 靠 渝宜高速公路 ， 建設場地坡度較 小 ，現狀多為農用地。其間分布多處農村居民點。 目前，園區內市政公用系統完善。 設計原則 a) 按項目建設內容、生產性質、工藝要求，功能分區布局合理、全廠建構筑物布置緊湊、節約用地的原則。 b) 按物流量和物流路線分析工廠各組成項目間聯 系程度，使原材料、半成品、成品物流輸送及運輸與貯存相互銜接路線順暢，短捷、避免往返運輸和作業線交叉，避免人流、物流交叉，盡量減少總運輸量的原則。 c) 充分利用地形、規劃好廠區防洪、擋土墻、護坡等設施位置、防止不良地質地段和地下水位上升造成工程后果，節省基建投資的原則。 d) 全廠性設施及生活設施布置，應有利生產、方便管理、方便生活為生產管理和職工勞動創造良好條件；水電動力供應的布置應接近負荷中心的原則。 e) 建、構筑物布置，應與自然條件相適應，營造良好生產、生活環境。主要建筑朝向力求有良好的自然通 風和采光；注意區域風向、風頻，減少生產中粉塵和有害氣體的影響，滿足地上、地下工程管線的敷設，滿足綠化布置及施工要求，使工廠建筑群體空間及環境綠化、美化的配置相協調；注意廠容，應與城市或區域總體規劃相協調，力求設計出有經濟效益、環境效益優秀的平面布置方案。 f) 一次規劃、分期實施或預留發展余地的建設項目，在精心規劃基礎上確定的實施方案，應使其發展用地預留合理、初期建設項目盡量 年產 300 噸多晶硅項目可行性研究報告 24 緊湊，并考慮與后期工程生產上的聯系，為后期工程創造好的建設施工條件。 g) 符合城規、消防、環保、職業安全衛生及節能等有關規范及條例 規定。 總平面布置 總體布局形式 全廠分為四大區：辦公區、生活區、生產區、倉儲區。用地 北 側布置 技術檢測中心， 與廠外道路相銜接；建筑防火間距為 24 米，廠區道路寬度為 8 米、道路轉彎半徑為 9 米 ，均符合生產工藝和消防要求 。 人流、物流組織 廠區 北面 設置 一個出入口 ，與城市道路取得聯系 ；在 廠區 南面預留一個出入，分別形成 物流 口、 人流 口， 廠區 內部形成環道 ，使交通合理有序。 豎向布置 豎向設計根據工廠生產工藝、物料輸送及場地排水的要求，結合廠區地形、工程地質、水文地質等條件情況 進行綜合考慮。 a) 場地豎向設計的采用平坡式和混合連接。 b) 廠區排水采用生活污水與雨 水合流方 式，暗管排水。 c) 道路系統呈垂直網狀結構。道路為城市型雙坡立道牙混凝土路面。主要道路寬度為 8m、次要道路寬度為 6m，建筑物室內外地坪高差為 ~ m，車間引道及入戶道路寬度與大門及樓梯間相適應。 確定廠區設計標高遵循的原則： ——盡量使填、控方量達到或接近平衡； ——當建 (構 )筑物地坪標高高于最高洪水位 2 米； ——保證車間之間交通運輸方便，車間標高的確定，還應與廠區道路、排水設施等連接點的 標高相呼應； 年產 300 噸多晶硅項目可行性研究報告 25 ——有利于降低造價、當場地的地下水位較高時，則車間的地坪標高應盡可能提高，以避免地下室或設備基礎等的防水工程造價增加和引起施工的困難。 總圖主要數據 （見 表 81 總圖主要數據及技術經濟指標表 ） 綠化布置方案 環境景觀 景觀設計采用自由式的設計手法，綠化采用隨交通線路自由布置方式。重點處理高低臺地的放坡斜面，體現山地景觀特色。在適當位置設置水池、花池、小品等，并根據景觀視線分析，在道路兩側種植行道樹、空地處種植花草，使一年四季均有良好的觀賞價值，創造 廠 區內部宜人的 環境景觀 。 表 81 總圖主要數據及