年产1500吨多晶硅项目可行性方案研究报告

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1 2 3 4 5 6 年均销售收入 年平均利润 部收益率 税前 税后 投资回收期 税前 税后 投资利润率 投资利税率 盈亏平衡点 万元 万元 % % 年 年 % % % 109080 41081 57.14 28.33 2.8 4.6 27.4 35 31.76 含建设期2年 含建设期2年 1.2.4、社会效果

目前，国外多晶硅供不应求，多晶硅价格一路攀升，因此投资多晶硅生产项目会有理想的经济效益，并对我国多晶硅材料行业的发展和太阳能光伏发电行业的高速发展将起到积极的推进作用。

本项目拟建在**省**经济开发区，将享受国同等技术开发区的优惠政策包括土地、税收、贷款、电价及市政优质服务。原料供应和产品运输十分方便，是理想的投资环境。同时，将给地方提供劳动就业机会和税收，带动地方经济及相关产业的发展。 1.2.5、环境效果

本项目采用目前国际先进的工艺技术，以四氯化硅、硅粉、氢气为原料，氯氢化合成三氯氢硅，污染物排放量少，所有的废水、废气均采取了可行的处理方法进行处理，处理后的废水、废气可以达到国家标准规定的排放指标。本项目的大部分固体废物可综合利用，需要进行堆放的废渣中不含有毒有害物质，可以直接堆放。因此本项目符合清洁生产的要求。

充分考虑工厂总体布置的安全性，顺应生产流程布置，严格执行有关标准、规，并考虑各类工艺生产装置之间的防火间距，以及工艺生产装置与重要辅助设施、罐区、道路、行政设施等的防火间距。

2、项目容

2.1、建设规模

引进国外先进技术、工艺设备（部分），通过集成、消化吸收、创新，建设1500吨／年太阳能级多晶硅（产品质量按中档电路级设

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计）生产厂，从工艺和规模经济，以及市场容量而言，是比较合适的规模。1500吨／年一条生产线，不仅具备规模效应，且技术成熟可靠，系统主工艺及公用工程的配置都不存在工程技术障碍，能量及物料的综合利用等更平衡合理。

2.2、工艺技术

2.2.1、工艺技术概况

本项目采用目前国外普遍采用的改良西门子工艺，即经过精馏提纯的三氯氢硅在纯氢气气氛下，在1080℃的硅芯表面沉积，生成多晶硅，产品为棒状。还原反应后的“尾气”通过低温吸收法分离回收，分离出的氯硅烷到精馏提纯，氢气回还原炉循环使用，氯化氢到氯氢化合成单元合成三氯氢硅。从精馏分离出的四氯化硅也回到氯氢化合成炉转化为三氯氢硅，精馏的产品三氯氢硅则到还原炉生产多晶硅，解决了国多晶硅厂家一直没有解决的“四氯化硅的综合利用”问题。该工艺是大部分物料在系统部循环的相对封闭的系统，技术成熟，生产稳定、安全、可靠、产品质量最稳定。

完整的改良西门子工艺法的主要流程有以下工艺环节： 氯氢化合成三氯氢硅→ 三氯氢硅精馏提纯→ 多晶硅还原→还原尾气回收→ 产品处理及分析→ 三废处理→ 辅助及配套公用工程 2.2.2、自动化控制

根据装置的具体情况，装置工艺操作要求自动化水平很高，大部分生产过程控制、操作参数显示均要求集中在控制室进行。针对以上工艺特点及操作要求，对工艺生产装置采用DCS集中控制，对生产装置进行监控、操作，高度集中，强化管理。在车间综合楼设置中央控制室，中央控制室设置带CRT显示器的操作站进行显示和操作。

中央控制室的显示器互为备用，一旦某台操作站出现故障，则可通过其它操作站进行操作和控制。另外中央控制室设置两台打印机，分别用来打印报表和报警信息。为保证生产的安全运行，中央控制室为冗余型。空压站、制氮站、冷冻站、循环水系统设置就地控制室，选用常规仪表对工艺参数进行监控。 2.2.3、主要设备选择

1、主要设备选择原则

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关键生产设备选型的主要原则是，引进国际先进可靠的设备，确保生产的安全、稳定，并降低能耗。如还原炉、双相可控硅调功器、干法回收系统、氯氢化合成系统的关键设备等考虑引进国外产品。对国从设计、制造己完全掌握技术的其他主要设备，则立足国产以尽可能降低造价。对于电解槽、氢气纯化系统等辅助的公用工程设备，国己具备成套供货能力，系统的设计、制造也达到较高水平，而售价也比较合理，本项目采用国产是可行的。

还原炉是多晶硅生产的关键设备之一，本系统引进的设备，总对数为12对棒，是目前国际上最先进的设备之一。该还原炉采用循环热水冷却，避免了国一般采用热导油出现的结垢损坏还原炉的情况，运行稳定、故障率低。而且循环热水采用闪蒸制取低压蒸汽，热能综合利用系统可以得到极大简化，蒸汽输送到精馏等热能消耗工序，提高了热能的利用率，使多晶硅的能耗得到大幅降低。并且还原系统热能综合利用产生低压蒸汽，蒸汽潜热高，输送管道及设备与直接利用热导油比较，系统得到简化，也使热能的主要消耗设备－精馏塔釜的换热面积减少。

由于还原总热的综合利用效率得到提高，其产生的低压蒸汽除能解决精馏系统使用以外，还有较大剩余。因此，本项目采用低压蒸汽为动力的溴化锂冷冻系统制备5℃冷冻水，用于还原电极、整流器、调功器等设备的冷却。

引进的干法回收系统，对还原尾气的综合收率可达98%，且回收的产品质量纯度高、系统自动化程度高、设备性能可靠，对提高物料的利用率，降低消耗起到了重要作用。

对系统中的部分非标设备和标准设备，因其技术要求相对较低，国产品己能满足要求，可以采取国产化，但其中的氢压机组必须选择进口成套设备。

DCS控制系统是工厂的控制中枢，国的综合水平目前与国际水平还有一定差距，为保证系统的稳定、可靠，也采用引进的方案。

总之，本系统采用的设备都根据立足国，争取引进国际先进技术和设备，使系统先进、节能、高效，从而控制多晶硅的制造成本，提高工厂效益。

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2、主要设备有氯氢化合成炉（成套、组合件），三氯氢硅精馏塔（成套、组合件），三氯氢硅精馏塔（成套、组合件），水电解制氢装置（成套、组合件），尾气回收系统（成套、组合件），尾气洗涤塔（成套、石墨）。

3、进口设备

表2-1 进口设备一览表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 进口设备 电压调控系统 油浸整流变压器氢 化沉积反应器 尾气回收系统 氢气压缩机 冷冻机 DCS控制系统 泵 阀门 氯氢化反应系统 总计 技术规格 1500V，3200A ODGN3300/17.5－spez 非标 非标 非标 非标 非标 非标 非标 非标 单价 52.47 27.87 81.92 860 150 33.33 190 5.56 4.44 2500 台（套）数 18套 18套 18套 1套 3套 3套 1套 18套 18套 1套 用汇额 944.50 501.70 1474.56 860 450 100 190 100 80 2500 7200.76 拟进口国 德国 德国 德国 美国 日本 美国 美国 德国 美国 美国 2.3、工程方案

2.3.1、总图运输

1、总平面布置原则。

（1）符合工艺流程，物料流向顺畅。

（2）符合现行防火、安全、卫生等有关标准、规的要求。 （3）符合工业园区总体规划要求。

（4）原料、产品的装卸设施、罐区等根据物料的性质、数量、包装及运输方式等条件，按不同类别相对集中布置，以便生产管理。 （5）结合场地条件，使外部交通运输与工厂部工艺流程相协调 2、功能划分。本项目主要由以下容组成：

（1）生产区：氯氢化合成单元、三氯氢硅精馏、多晶硅还原单元、水电解制氢单元等。》

（2）公用工程区：冷冻、空分及空压制氮站、循环水及消防水系统、三废处理、车间变电所等。

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（3）储运区：硅粉库、中间罐区及产品仓库、地秤等。 （4）厂前区：办公楼、实验楼、总变电所、综合仓库及维修等。 3、总平面布置方案

根据总平面布置原则及项目组成，结合当地气象条件、外部交通运输情况，将厂前区、公用工程区、生产区及储运区按总平面布置原则及功能合理布置。为了满足厂区发展的需要，一期1500t/a多晶硅生产装置的一侧，预留二期8500t/a多晶硅生产装置的用地，即全厂按10000t/a多晶硅生产能力进行总体规划。全厂总征地1500亩，其中一期占地556亩。

4、设计原则

（1）满足生产、运输与货物装卸等对高程的要求，使工厂有良好的运输条件。

（2）厂区设计标高应与周围绿地标高及厂外道路标高相协调。 （3）应使场地雨水排除顺畅。 5、工厂运输

（1）运输量：本项目总运输量为5850吨／年，其中运入为3900吨／年，运出为1950吨／年。

（2）运输方案及运输车辆

根据当地的运输条件，本项目货物运输方式确定为铁路和公路相结合的运输方式。为了对进、出厂区的物料进行准确的计量，在厂区货运出入口设60吨无基坑数字型汽车衡一台；考虑桶装物料装车的便利，配备2辆2吨的防爆叉车。本项目运输量全部依托运输公司，不足部分依靠社会运输力量解决，因此本项目不新增运输车辆。 2.3.2、土建工程

1、建筑、结构设计原则：

（1）严格执行国家、行业、地方现行的相关规、标准、规定。 （2）在满足工艺生产特性及设备布置要求的前提下，尽量使建、构筑物做到经济、实用、美观、大方，并尽量做到因地制宜、就地取材、有利生产、方便生活。对建筑外观力求简洁、明快、线条流畅，尺度适宜，并满足建筑设计的节能要求。注重环境协调和整体效果，以体现现代工业形象为目标。

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