多晶硅企业

多晶硅企业（精选9篇）

多晶硅企业 篇1

从2006年以来随着全球对绿色能源需求的增长,太阳能电池所需要原料多晶硅因供不应求价格一路攀升至2008年6月的500美元/公斤,利润极高,虽然国内技术不成熟但多晶硅企业如雨后春笋在短短几年时间就由两三家增长到2012年的五十余家。但2008年下半年的经济危机和后来的欧债危机,加之国内多晶硅企业陆续投产,多晶硅产品价格也出现大幅下跌至不足20美元/公斤,国内曾一度出现90%企业关停,目前在产企业十家左右,有的已经破产。要使企业更具有竞争力,做好企业的生产管理,势在必行。

一、太阳能级多晶硅企业工艺介绍

目前,全球太阳能多晶硅企业以改良西门子法生产工艺为主,其生产过程为,以金属硅粉、氯气、氢气为原料,经过氯化氢合成、三氯氢硅合成、合成气干法回收、精馏提纯、氢化、还原等过程,包括后续物料处理过程、循环水、脱盐水、锅炉等公用工程,配电等辅助生产过程。

多晶硅生产中的原辅材料、中间产品如氢气、氯气、三氯氢硅、四氯化硅等都是有毒有害、易燃易爆气体,生产过程存在高温高压,因此属于危险化学品生产企业,是安全监管中的高危行业。

二、太阳能级多晶硅企业的生产管理

太阳能级多晶硅企业是危险化学品生产企业、流程型生产企业,必须保证安全生产和生产过程运行的连续性。一旦出现安全事故不仅危及职工健康、生命、污染环境等,而且也会造成停车、财产损失和生产线的瘫痪;同时因为是流程型生产企业,要保证连续供料,保证每台设备都稳定运行,因为任何一个环节发生问题都会引起整个生产线的瘫痪、影响产品质量等。而出现一次系统停车,对多晶硅企业就会影响生产七天左右,损失很大,因此多晶硅企业生产运作过程管理十分重要。

1. 生产安全的保证

为了保证生产的安全,根据多晶硅企业的生产工艺特点,应该从以下几点做好:

科学规划,合理布局,确保建构筑物安全。根据主辅装置的功能、危险程度,严格按照国家规定的相关防火间距,控制危害范围,减少相互影响。建构筑物的火灾危险性、耐火等级、层数、建筑面积、防火分区、防爆泄压设施、通风设施、安全疏散通道等等应严格按国家规定执行。

提高生产过程自动化水平,配备自动检测、报警控制系统。通过采购DCS或PLC控制系统,设置可靠的检测、控制仪器、仪表,自动检测控制流量、压力、温度、液位等工艺参数,实时检测危险物品的泄漏报警装置。并配备自动报警、自动紧急(连锁)停车系统,实现生产控制的自动化,不仅减轻职工劳动强度也减少人为误操作的事故发生。

配备完善的应急装置、消防系统。自动控制离不开仪表空气、电的供应,因此必须有可靠的应急电源、仪表系统的UPS电源、仪表执行必须仪表空气的储备,保证重要设备、仪控系统的正常运行。易燃易爆物料的保护离不开氮气,因此必须在动力电停止后有足够的氮气或液态氮(备用气化装置)储存。危险装置配备有应急装置如液氯系统备用氯气泄漏的无害吸收系统,保证出现事故时没有或尽可能少的物料外泄。

保证个体防护用品和应急救援器材的配备,以保证职工正常工作时的防护和出现事故、泄漏时救援使用。

严格安全管理。按照《企业安全生产标准化基本规范》来管理企业的安全生产工作。

2. 生产的稳定运行

改良西门子法太阳能级多晶硅生产是流程型企业,各工序联系紧密,自动化水平高,大型设备多,并且是危险化学品生产企业,稳定生产是保持成本降低的有力保障。

首先,大力推行6S管理,加强现场管理。如修养(SHITSYKE),每位成员都养成良好的习惯,并遵守规则做事,防患于未然。目的,培养有好习惯、遵守规则的员工,营造团队精神。深刻理解其意义,包括职工在生产中的规范操作,遵守操作规程、安全规程等,避免因操作造成事故、停车等。

全面落实ISO9001质量管理体系,确保质量的控制良好。多晶硅产品本身是高纯度的硅,其纯度是质量的保证,而生产中能够影响质量的因素很多,通过全面贯彻ISO9001质管管理体系,在原辅材料投入使用前、中间产品过程、产品出厂前分别设置检验程序,保证产品的优良。

设备的维护和改造。设备是生产的重要设施,设备稳定运行是生产稳定的前提,因此在设备维护上根据其性能、特性,按照日常维护、小修、大修进行管理,及时发现设备存在的问题或隐患并得到修复,通过定期的大修检查起到预防设备事故的作用。

3. 成本的有效控制

根据不同区域电、煤价格,以平均消耗量和国内电、煤平均价格计算,能源消耗费用在多晶硅产品售价中比重超过50%以上,有的区域(企业)甚至达到80%。根据不同企业技术、装备、管理水平等,生产每吨多晶硅能源消耗折标煤目前在10~16吨左右不等,采用直供电、利用电厂乏汽、坑口电厂附近建厂的方式,可以节约工厂蒸汽的设备系统投资和蒸汽消耗的费用,同时改生产过程能源消耗的长距离运输(送)为产品运输降低企业运输成本,使产品成本更低。因此选择合适的地域建厂、采用先进技术和良好的生产管理,使单位产品能耗处于较低水平是决定多晶硅企业成本的关键。

三、结束语

进入21世纪,企业所处的市场环境竞争日益激烈,必须采用新的高效的管理模式,通过不断改进企业的经营战略、生产战略,来不断适应市场的变化,赢得用户对产品性能、特性、价格等各方面的需求变化,才能使企业在市场长久的站稳脚跟。

摘要：太阳能光伏发电是利用自然界取之不竭的太阳能光源发电的技术,因此太阳能被誉为绿色能源。太阳能级多晶硅企业产品单一,其属于工业产品,多晶硅生产能源消耗高,因此要使企业立于市场的不败之地,企业要选择新产品时确定好产品战略—多晶硅企业是成本领先型。加强生产管理杜绝安全环保事故的发生,安全、环保不仅是企业的效益更是企业的社会责任。

关键词：太阳能,多晶硅企业,生产管理

参考文献

[1]国务院法制办工交商事法制司.危险化学品安全管理条例释义[M].中国市场出版社,2011:4.

多晶硅企业 篇2

2008年将注定是全球可再生能源行业发展的里程碑的年份，在中国，年初的多晶硅热潮为这个新的年份拉开热情澎湃的序幕，我们愿意为大家分享我们对行业的观点：

第一个观点是多晶硅供需到2010年仍不会出现大范围过剩，这是基于供给和需求做出的判断；对多晶硅供应的分析我们在之前的各次报告中多次提及，包括主要大厂的扩产计划和新技术的使用。需求是我们分析的重点，其要点有二：一是欧美市场的迅速启动，尤其是美国大选对于新能源行业的重大影响值得重点关注；二是的电池片环节的产能率不到60%，成为多晶硅扩产的缓冲池；多晶硅厂属于化工联合企业，技术难度是全方位的，包括技术路线、设备选型、调试、运行、检测等环节，门槛相当高，这是我们强调的第二点；

多晶硅企业的技术难度在于整体性的技术瓶颈，而非几个关键技术诀窍，而在国内能大规模生产之前，国际大厂不会进行技术转移，PPP之类企业以建造为主，并无完整技术转让；国内目前投产的企业技术来源均是739和740厂，这一点值得玩味。

第三点：新光硅业是目前国内唯一产量近千吨的大厂，我们预计2008年可以实现净利润11.6亿元，与新光硅业（一期及二期）相关的企业包括川投能源、天威保变、乐山电力和岷江水电。

观点一：多晶硅供需到2010年仍不会出现大范围过剩

原因一：太阳能电池环节（Cell）的产能率不到60%

2004年开始的全球太阳能热潮使得太阳能电池生产线的建设如火如荼，但硅料的供应使得当年诸多购买建设的电池生产线处于停工半停工状态；根据目前的估计，全球太阳能电池片产能利用率约55%，也就是说目前的太阳能电池生产线有接近一半处于闲置状态；考虑目前主流的30mw生产线数千万之巨的投资规模和太阳能电池行业硬件设备迅速的更新换代，只要电池生产的盈利高于变动成本，对厂商来说，生产就是比闲置更理性的选择；因此，我们认为电池片环节的低产能利用率是整个多晶硅供应的蓄水池，即使多晶硅产能扩张一倍，也会被下游的电池环节吸收；而

对电池产量翻番能否为下游接受的问题我们下面马上，这就是便于的新能源发展热潮有望超过我们的预期。

原因二：欧美太阳能市场将面临爆发式增长

我们对2008年以后的欧美太阳能市场寄予厚望，认为将面临爆发式增长，原因有二：政府支持图谋的加大和新技术的可能出现，后者的影响主要是在，这里我们主要分析前者：

美国是全球新能源市场发展的最大动力，尽管参院的PTC审议遇到障碍，但各州的支持图谋不断加大，而民主党总统候选人的政策主张更加令人振奋；

民主党的总统候选人Hilary Clinton和Barack Obama的新能源主张中最重要的就是到2025年将美国的可再生能源发电比例提高到25%，考虑到这一比例目前不超过1%，未来的美国市场规模望而生畏；

欧洲，除了新能源的龙头国家德国外，西班牙、意大利对新能源的支持力度也相当之大，就连主要以核电为主的法国也有了自己的新能源发展规划，在2020年以前太阳能装机3000mw；

我们认为，行业中短期的最大推动在于各国政府尤其是欧美发达国家政府的支持，而不断高涨的能源价格和传统能源产地的地缘政治境况不断恶劣是欧美国家发展新能源的强大动力；

观点二：新光硅业是国内多晶硅龙头企业、2008年盈利接近12亿

国内多晶硅价格2008年仍将维持高位

目前国内多晶硅散货价格已经超过2800元/kg，价格之高令人咂舌；但由于2008年产能虽有接近翻番的扩张，但产量扩张主要体现在2008年下半年和2009年，考虑下游的市场扩张，供需状况并未得到根本性改观，而上半年供需形势的紧张形势与去年相比更是不相上下；综合考虑新厂投产速度和下游需求增长，我们认为2008年多晶硅价格仍将维持高位；国际大厂的所谓长单价格与国内企业基本没有，以国际硅料大厂对其大客户的长单价格比照国内硅料走势没有意义。

新光硅业2008年盈利接近12亿元

观点三：多晶硅是高集成度的化工联合企业，技术门槛高

多晶硅企业的技术难度在于整体性的技术的瓶颈，而非几个关键技术诀窍

多晶硅企业本质上是化工联合企业，这从国际大厂的情总可以看出，德国的Wacker是全球知名的化工企业，其涉足的领域从盐矿开采、硅烷气到多晶硅、硅片，涉及与多晶硅相关的上游产品均可以自行生产；Hemlock的股东中，Dow Corning是化工建材巨头陶氏化学和康宁成立的合资；这些企业均有多年的化工企业经营经验，从事多晶硅生产也已多年，部分企业超过五十年生产经验，是国内企业无法比拟的；多晶硅的生产涉及多次复杂的化学反应，各项控制节点多以千计，而从一个陌生的行业进入多晶硅生产，即使不考虑建设的问题，单纯调试运行的难度也是相当之大的。

国内能大规模生产之前，国际大厂不会进行技术转移

目前国际大厂的产能当中主要是改良西门子法，而国内目前已经投产和即将投产的企业中，均采用改良西门子法；国际大厂对多晶硅的垄断已经维持了数十年，鉴于多晶硅对IT行业的重要意义和目前行业的高利润，国际大厂对此实行持续的技术封锁；从目前的情况看，在国内没有大规模实现生产之前，国际大厂不会对中国实行技术转让，所谓德国技术或者美国技术还是俄罗斯技术均不是完整的技术转让；

关于大厂专家的指导，根据我们现在了解到的情况，国际上普遍实行二十年的行业禁止期，从相关大厂辞职的技术人员在二十年内不得进入原企业的竞争对手，因此，目前国内企业能够请到的、有过大厂工作经验的专家，其工作经验也是二十年前的，否则就存在法律问题。

国际目前的技术转移以建造为主，并无完整技术转让

目前国际上比较著名的多晶硅厂建造是PPP（Polysilicon Plant Project），SCC等境外公司，均具有建造多晶硅企业的经验；PPP等公司与国内的成达公司属于同一类型企业，为化工企业，只不过从事的是特殊的化工企业----多晶硅厂的，他们不提供具体的多晶硅技术包；

我们认为，有经验的制造商加盟有助于多晶硅厂更快更好的达产，但并不是决定因素。

国内目前投产的所有企业技术来源均是739和740厂

目前国内已经投产的企业包括新光硅业、东汽硅材料厂、洛阳中硅、徐州中能，究根探底，这几家的技术来源均是之前739和740两个硅材料厂；

739厂即峨嵋半导体厂，本世纪初国内为建设第一个千吨级多晶硅厂从峨嵋厂抽调骨干，这也构成了目前新光硅业的主要技术队伍；

而从原来的峨嵋半导体材料厂被东方电气增资控股，也就是现在的东汽硅材料厂；徐州中能的技术来源是新光硅业，这在业内也是尽人皆知的，因此其技术源头也是739厂；

740厂即原来的洛阳硅材料厂，以此为基础组成了现在的洛阳中硅；

多晶硅企业 篇3

1 废水情况及排放标准

本方案设计废水处理量为1200m3/d, 废水处理设施每天24 小时运行。 污水处理站出水水质要求达到《 辽宁省污水综合排放标准》 ( DB21 1627- 2008) 。

2 工艺流程选择

清洗废液中的污染物主要为硫酸、盐酸、氢氟酸、双氧水、氨氮, 该污水呈强酸性, 通常采取化学中和沉淀法处理。 虽然处理酸水主要处理酸, 由于该污水中除含H+ 外, 还含有氟离子、铵离子, 因此除需要加碱中和酸外, 还需加入石灰乳作为中和沉淀剂, 使氟离子生成氟化钙沉淀从水中析出;加磷酸氢钠和硫酸镁, 使无机铵离子与上述物质反应生成磷酸铵镁沉淀从水中析出;再经聚丙烯酰胺架桥作用, 沉淀完全, 出水铵离子、氟离子、悬浮物均可达到排放要求。沉淀污泥是以氢氧化物、氟化钙、磷酸铵镁为主的不溶性物, 浓缩后, 压滤泥饼送到危险废物填埋场填埋, 达到无害化处理。

反应化学方程式:

该工艺具有出水污染物远低于排放标准, 并且投资省、占地小、运行稳定、操作简单等优点。

3 工艺说明及构筑物工艺设计

3.1 工艺流程。 清洗水溶液中含有盐酸、氢氟酸、双氧水、氨水, 污水通过管道集中进入调节池停留3- 4 小时, 均质、均量, 同时相互中和后待处理。 污水首先由污水提升泵从调节池提升入中和反应池, 加碱或石灰乳、磷酸氢钠和硫酸镁中和并形成Ca F2、Mg NH4PO4沉淀, 再加入PAM助凝, 反应池停留25min左右, 溢流进入斜板沉淀池沉淀, 沉淀4.0 小时左右。 清水溢流进入清水贮槽, 为了防止悬浮物超标, 后续加砂滤过滤去除悬浮物后, 再用酸或碱回调p H至6- 9 范围内, 出水自流于下水道达标排放或用于浇绿地。

斜板沉降池产生的污泥进入污泥浓缩槽, 浓缩后的污泥经板框压滤机压滤处理成泥饼, 送到危险废物填埋场填埋, 达到无害化处理。 污泥浓缩槽上清液及板框压滤水回到废水调节池。

3.2 主要构筑物工艺设计

3.2.1 调节池[1,2]。 停留时间:3h;由于工艺污水基本上是连续产生, 所以调节池停留时间定为3h; 有效容积:300m3; 外形尺寸:15.0m×6.0m×4.0m=360m3。

3.2.2 中和反应槽。 停留时间:20min;因考虑氨氮的处理故停留时间定为20min; 有效容积:16.0 m3; 外形尺寸:4.0m×4.0m×1.26m=20.16m3。

3.2.3 斜板沉淀槽[1,2]。 停留时间:4.0h;有效容积:200 m3;外形尺寸:10.0m×5.0m×4.5m=225 m3。

3.2.4 清水贮槽。 有效容积:50.0 m3; 外形尺寸:6.0m×3.0m×3.5m=63 m3。

3.2.5 砂滤罐。 材质:Q235;直径:2.5m;高:3.6m。

3.2.6 污泥浓缩槽。 有效容积:15.0m3; 尺寸:3.0m×2.0m×3.0m=18 m3。

3.2.7 药槽。 有效容积:2.5 m3, 4 个; 尺寸: 直径1.5m高1.2m上配药, 下储存。

4 运行效果

该工程通过当地环境保护监测部门验收, UASB及生物接触氧化系统运行正常, 水质监测结果如表2 所示。

从出水的监测结果来看, 该工艺运行稳定, 出水各项指标都达到了设计要求。

5 技术经济分析

稳定运行过程中, 技术经济分析如下所示:

5.1电费

装机电容量:26.1KW, 实际使用容量26.1×0.6=15.66KW

电价:0.8元/度

吨水费用:90200÷ (1200×300) =0.25元/吨水

5.2人工费

人均工资:1500 元污水站共2 人

吨水费用:36000÷ (300×1200) =0.1元/吨水

5.3药剂费

本工艺使用药剂为:

助凝剂:0.10元/吨污水

Ca (OH) 2:0.15元/吨污水

硫酸镁0.15元/吨污水

磷酸钠0.15元/吨污水

合计:0.10+0.15+0.15+0.15=0.55元/吨污水

5.4合计 (不包括折旧)

运行成本= (1) + (2) + (3) =0.90元/吨水

6结论

针对含氟废水, 进行工艺比选, 采用混凝沉淀工艺, 实际运行结果表明, 采用该工艺运行稳定, 处理水水质达到《 辽宁省污水综合排放标准》 ( DB21/1627- 2008) 排入污水处理厂标准, 运行成本为0.90元/ 吨。

参考文献

[1]张自杰.排水工程.第五版[M].北京:中国建筑工业出版社, 2015:54-228.

多晶硅企业 篇4

甲方：贵州凌飞硅业有限公司

乙方：贵州金钥投资管理有限公司

在国家（十二•五）发展规划政策的驱动下，甲方决定融资兴建年产5000吨西门子环比法多晶硅生产线一条，需要建设资金17亿元人民币，因甲方在融资能力方面存在团队建设及实施短板，面临困难较大，经过认真反复考虑，决定聘请乙方承担为此项目融资。经双方严肃认真深入协商，达成如下委托项目融资协议，并承诺认真遵守执行。

1、甲方以全权授权形式，将其多晶硅生产线投资建设项目的所有融资业务，委托给乙方进行操作，并按乙方所融资金额度，于资金进账三日内，再扣除乙方服务费后转拨甲方基本账户使用。

2、协议双方法定代表人签字并加盖双方公司合同专用章后，甲方提供一套融资业务所需用的公章证照印章交由乙方使用，使用范围特指：用于对外融资方面所需，除融资以外，乙方不能够用于其他属甲方公司业务的事项。

3、乙方可以甲方公司名义，在贵阳市行政区域内选择一家合法的金融机构开立基本账户，并由甲乙方进行共同管理，乙方的融进资金必经进入此账户内，甲方可以随时了解账户内资金情况。

4、乙方在获取甲方授权后，即按照乙方的工作思路，步骤。团队协作促进等各项工作措施为甲方就融资业务展开各方面工作，在双方协议生效后，乙方有权要求甲方给予除资金支持以外的其他方面的工作配合。

5、如果双方同意将多晶硅生产线项目建设地确定在贵州省长顺县，则乙方全部负责该项目在该县的一切行政审批及手续，包括用电计划，工业用地规划审批，建设规划许可证，政府发改部门及环保评估审查及各行政准入文件。由此产生的费用由乙方负责。否则，在其他县市建设该项目，则由甲方提供所需一切政府准入文件。及承担各

项费用。

6、乙方将按甲方已有的工作基础展开融资业务但不限于这些基

础范围，乙方将在与瑞士AD福斯特资产管理股份有限公司等对方单位的协调中继续融资业务，但可以就乙方已了解并掌握的新情况新渠道新对象开展项目融资工作，在甲方的香港注册的公司如何理顺成融资平台及香港地区已有联系的风险投资公司及银团的了解，乙方认为可以签订的有关融资协议在通报甲方后有权自主作出决定，在此条款中双方慎重决定：乙方的融资业务是代表甲方独立进行的，甲方以被通报形式获得知情权，乙方的任何融资方案再通报甲方并获得同意后进行，再没有违反任何法律、法规及相关政策的情况下甲方无权否决。

7、关于融资业务费用于与成果报酬约定：

协议生效后乙方即展开业务，所有工作费用及支出由乙方自理，甲方不承担任何费用，但一当各项融资资金进入甲方开立乙方控制的基本账户后，每到一笔资金无论数额大小乙方均按5%留扣作为乙方的融资业务工作成果报酬。作为乙方公司的一般业务收入，相关税费由乙方自行缴纳。乙方承诺在合同生效后十五个银行工作日内，乙方首批融资资金（不低于3000万人民币）到达共管账户，再扣除乙方服务费后划入甲方基本账户，并确保甲方项目实施后续资金按项目进度及时到位，否则，该协议作废。

8、在对外融资条款的确定中，如有资金方要求乙方在其资金使用过程中参与监控或者管理，甲方必须尊重并予以执行。

9、双方之融资业务合作协议伴随该多晶硅生产线建设项目至竣

工验收，以该项目建成财务决算数有关方认可，建设资金完全到位后为止。就时间而定，双方合作期间暂定为五年。

10、违约条款：

此协议双方签字盖章生效后。甲方视乙方为唯一合法融资代理机构，此后一切来自于甲方的融资信息及谈判资格，均以乙方收集筛选后作出洽谈与否的决定，甲方不得背弃乙方另行再就此业务进行委托（甲方自行融资资金，不在此限），否则，乙方将冻结甲方基本账户

进行制裁，再向人民法院提请诉讼。

乙方视甲方为该业务被授权之雇主机构。乙方的管理费即为工作

成果报酬，视之为甲方按协议给予的佣金，是合法所得，如果乙方在融资资金到帐后，无故无理不办理拨付手续或未经甲方授权同意将资金挪作他用，甲方有权取消该协议所有条款并将乙方诉讼至人民法院要求赔偿损失及甲方其他权利应得。

11、双方约定，此项目融资数额巨大，当由双方通力合作才能取得应有目标成果，在业务展开执行过程中，应尽量以协商通报情况形式达成沟通，双方将谨记上述权利和违约条款。一当一方故意违约，双方同意诉讼审理法院为贵州省贵阳市中级人民法院。

12、此协议一式三份，双方各持一份，贵阳市南明区公正处一份。

甲方：乙方：

多晶硅企业 篇5

1 内容与方法

1.1 采样测定和评价

依据《中华人民共和国职业病防治法》[1]《工业企业设计卫生标准》[2]《工作场所有害因素职业接触限值》[3,4]《工作场所空气中有毒物质监测的采样规范》[5]《工作场所空气有毒物质测定》[6]《工作场所空气中粉尘测定第1部分:总粉尘浓度》[7]《工作场所物理因素测量第2部分:高频电磁场》[8]《工作场所物理因素测量第3部分:工频电场》[9]《工作场所物理因素测量第8部分:噪声》[10]相关法律、法规和技术标准进行采样测定和评价。

1.2 评价内容

对超纯多晶硅制造过程中存在的职业病危害因素种类、分布、存在形式、危害程度以及对劳动者健康的影响等进行评价, 并对职业病防护设施及其效果、职业健康监护情况是否符合职业卫生的要求进行评价。

1.3 评价方法

采用现场卫生学调查和检验检测法等方法进行评价。

2 结果

2.1 职业卫生现场调查

2.1.1 主要生产工艺

高纯氢气和精馏提纯的高纯三氯氢硅按适宜的摩尔配比进入还原炉, 在硅芯发热体表面上沉积、生长多晶硅, 得到产品。

还原炉尾气经干法回收得到三氯氢硅和四氯化硅混合液、氯化氢气体以及氢气。三氯氢硅和四氯化硅混合液送精馏分离, 氯化氢气体送制酸, 氢气返回还原炉生产多晶硅。

干法回收得到的三氯氢硅和四氯化硅混合液经连续精馏后得到的三氯氢硅送还原炉生产多晶硅, 四氯化硅送氢化工序。

三氯氢硅粗馏、干法精馏和氢化粗馏得到的四氯化硅经连续提纯后, 送四氯化硅氢化系统。

氢化产品经连续粗馏后, 得到三氯氢硅、四氯化硅和低沸物。三氯氢硅送三氯氢硅精馏, 四氯化硅送提纯系统, 将低沸物加以回收和综合利用。

2.1.2 主要职业病危害因素

该项目生产过程中产生或存在的职业病危害因素有单质硅粉尘、石灰石粉尘、氯化氢及盐酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氨、氟化氢、二氧化氮、噪声、高频电磁场。各车间职业病危害因素分布情况见表1, 各工种职业病危害因素接触情况见表2。

2.1.3 职业病危害防护设施及其运行情况

2.1.3. 1 该项目设置的防尘设施

该建设项目在三废处理站的渣场、石灰石投料间采取洒水、冲洗地面措施, 防止石灰粉尘的扬散。石灰石投料间采取全面机械排风, 车间南北两侧的墙壁上方各设2个轴流式风机。产品后处理室顶棚设有送风口, 室内保持微正压。产品后处理室、石灰石投料间设有局部机械排风设施。产品后处理室破碎平台的上方, 设1个下吸式吸气罩;石灰石投料间的2个投料口的上方, 各设1个下吸式吸气罩;吸气罩与布袋除尘器相连接。

2.1.3. 2 生产性毒物的排毒净化设施

(1) 高纯原料制备与综合回收车间:生产部分 (提纯、氢化、尾气回收) 采用无外墙敞开式厂房, 正常生产状态下采用自然通风, 在发生泄漏事故时使用局部扇风机加强通风。 (2) 多晶硅还原车间:还原炉室、还原技术夹层设置机械通风系统, 及时排除可能泄漏至室内的氢气, 风机与氢气探头连锁。各还原炉电气室设火灾兼用的排风系统。还原炉室、硅芯拉制室、配件清洗室、低压配电室、仪表控制室, 1、2、3层办公区内走道、生产区内走道分别设置有机械排风系统, 并由相应的空调送风机作为补风, 室内保持微正压。腐蚀清洗室的棒料清洗机、块料清洗机、吹扫装置上方分别设下吸式吸气罩, 吸气罩与酸洗槽之间四面有围挡, 设可开启的观察窗。腐蚀清洗产生的酸性废气进入两级串联酸雾净化塔, 采用氢氧化钠溶液中和淋洗和净化处理后由25 m高排气筒排放。还原尾气经工艺尾气淋洗塔用水淋洗后经30 m高排气筒排放, 产生的酸性废水采用石灰乳中和+絮凝沉淀处理。 (3) 原料动力中心:氢压机室设机械排风系统, 风机与氢气探头连锁。工艺制冷室、空压制氮室、高低压配电室设轴流式风机、局部扇风机进行机械排风。 (4) 氢氧站:电解间南侧墙壁上设6套轴流式风机进行全面机械排风, 风机与氢气探头连锁。 (5) 三废处理站:水解渣车间顶部设3个排风扇, 北侧墙壁上设2个排风扇, 地下部分设2个轴流式风机排风口进行全面机械排风, 及时排除可能泄漏至室内的氢气, 风机与氢气探头连锁;废酸处理室南北两侧墙壁上各设1个排风扇全面机械排风, 及时排除可能泄漏至室内的氟化氢、二氧化氮等腐蚀性气体;废酸处理量280 m3/a, 采用石灰沉淀+硫酸亚铁除氟+絮凝沉淀处理。

2.1.3. 3 噪声和振动的控制设施

(1) 设备噪声治理:该建设项目选用符合国家噪声标准的高效低噪设备, 在选择设备厂家时, 选择加工能力强、装配精度高的国家定点生产厂家。高噪声设备均安装在C30混凝土基础上;空调制冷站冷却水泵、还原车间空调风机采用基础减振措施, 设备与管道连接处采用柔性连接;还原车间空调风机、原料动力中心氢压机设隔声罩;溴化锂空调机组、空压制氮装置外壳敷设吸声材料。空压制氮装置出口设消音装置, 出口设导流装置, 消除气流引起的噪声与振动。 (2) 厂区建筑设计中的噪声综合治理:在厂区总平面布置上, 做到具有高噪声生产设备的车间单独设置;远离低噪声作业车间、生活办公区。供水车间、原料动力中心、空调制冷站等存在高噪声设备的车间均采用单层建筑。设隔声控制室、自动化控制系统, 实现远距离控制, 减少作业人员接触噪声的时间;控制室的窗户采用双层钢木窗, 门内衬吸声材料。

2.1.3. 4 防高频电磁场设施

高频加热炉炉体采取屏蔽措施, 硅芯拉制间、磷硼检测间的墙壁内设屏蔽设施。

2.1.4 职业健康检查结果

对该企业100名 (男71名、女29名) 接触噪声、粉尘、高温、高频、刺激性气体的作业人员进行了上岗前职业健康检查, 各工种的职业健康检查项目符合GBZ 188-2007《职业健康监护技术规范》的要求;检查结果未发现目标疾病。

2.2 职业病危害因素检测结果

采用长时间个体采样与短时间定点采样相结合的方式进行现场检测。选择接触单质硅粉尘的1个工种进行个体采样, 合格工种数为1个, 合格率为100%。选择接触石灰石的2个工种进行个体采样, 合格工种数为2个, 合格率为100%。设置单质硅粉尘检测点1个, 合格检测点1个, 合格率为100%。设置石灰石粉尘检测点2个, 合格检测点2个, 合格率为100%。

设置毒物检测点40个, 检测工作场所中存在的氯化氢及盐酸、氢氧化钠、氢氧化钾、氨、氟化氢、二氧化氮等毒物。检测结果显示, 40个检测点的毒物浓度均未超过国家规定的职业卫生限值。

选择接触噪声的17个工种进行个体检测, 合格工种数为8个, 合格率为47.06%。为配合噪声个体检测及捕捉噪声强度最高值, 在作业人员经常停留及噪声强度较高的工作场所中设置噪声检测点107个。个体噪声检测结果见表3。

注:Lex, 8h—8 h等效声级。Lex, 8 h接触限值均为85[d B (A) ]。

设置高频电磁场检测点26个, 检测合格率为100%;设置工频电场检测点13个, 检测合格率为100%。

3 讨论

3.1 评价结论

该企业存在或产生的主要职业病危害因素有粉尘、氯化氢、氢氧化钠、氢氧化钾、氟化氢、氨、二氧化氮、噪声、工频电场、高频电磁场等。现场检测结果显示, 还原主控工、还原夹层运行工等9个工种接触噪声的等效声级超过规定的职业接触限值。其余检测项目均符合国家规定的职业接触限值的要求。

该建设项目在项目建设过程中, 其职业病危害防护设施做到了与主体工程同时设计、同时施工、同时投入生产使用, 基本落实了项目初步设计方案提出的职业病防护措施。该建设项目设置有职业卫生管理部门, 并设置兼职管理人员4名。制定有职业卫生管理制度。进行了上岗前的职业健康检查, 并建立了职业健康监护档案。

3.2 建议

(1) 采取措施减少作业人员接触高强度噪声的时间, 在作业场所中噪声声级超过《工业企业设计卫生标准》规定的职业卫生限值, 而采用现代工程技术治理手段仍无法达到职业卫生限值时, 必须采用有效的个人防护措施。监督作业工人巡视时必须佩戴护听器 (防噪声耳塞、耳罩) 。 (2) 为腐蚀清洗工、氢氧站运行工配备符合职业病防治要求的防毒口罩, 并监督其使用。为多晶硅破碎、硅粉补充、石灰石投料作业人员配发符合职业病防治要求的防尘口罩, 并监督其使用。 (3) 组织接触职业病危害因素的作业人员进行试运行期间的职业健康检查。做好上岗前、在岗期间和离岗时的职业健康检查, 按照GBZ 188-2007《职业健康监护技术规范》的要求, 根据作业人员接触职业病危害因素的种类确定其职业健康检查项目。对定期职业健康检查中发现的职业病患者、职业禁忌证者应及时调离原工作岗位, 并妥善安置。 (4) 按照《使用有毒物品作业场所劳动保护条例》、GBZ 158-2003《工作场所职业病危害警示标识》、GBZ/T 203-2007《高毒物品作业岗位职业病危害告之规范》的规定, 设置职业病危害警示标识和中文警示说明。警示说明应当载明产生职业病危害的种类、后果、预防以及应急救治措施等内容。在存在高毒物品的工作场所中设置红色区域警示线。 (5) 加强仪器设备的维修和管理, 防止跑、冒、滴、漏现象的发生。 (6) 对职业病防护设备、应急救援设施和个人使用的职业病防护用品, 用人单位应当进行经常性的维护、检修、更换, 定期检测其性能和效果, 确保其处于正常状态, 不得擅自拆除或者停止使用。 (7) 加强职业卫生管理, 将预防急性职业中毒列入企业系统管理内容, 主要措施包括:建立操作规程, 并严格实施, 建立检修、清理作业程序, 严格执行监控和监护制度。

参考文献

[1]中华人民共和国职业病防治法[Z].2011-12-31.

[2]GBZ 1-2010.工业企业设计卫生标准[S].

[3]GBZ 2.1-2007.工作场所有害因素职业接触限值第1部分化学有害因素[S].

[4]GBZ 2.2-2007.工作场所有害因素职业接触限值第2部分物理因素[S].

[5]GBZ 159-2004.工作场所空气中有害物质监测的采样规范[S].

[6]GBZ 160 T-2004.工作场所空气有毒物质测定[S].

[7]GBZ 192.1T-2007.工作场所空气中粉尘测定第1部分:总粉尘浓度[S].

[8]GBZ 189.8T-2007.工作场所物理因素测量第2部分:高频电磁场[S].

[9]GBZ 189.8T-2007.工作场所物理因素测量第3部分:工频电场[S].

太阳能级多晶硅生产工艺 篇6

随着全球范围内传统能源的枯竭以及石油价格不断攀升,太阳能作为环境友好能源受到全世界的广泛关注。尤其是如何生产高效率、低费用的太阳能电池成为科学家的研究重点。多晶硅是作为光伏转换器最好的材料之一,在未来50多年的时间内,还不可能有其他材料能替代硅成为电子和光伏产业的主要材料[1]。在太阳能电池组件中,作为原材料之一的高纯多晶硅占总费用的20%[2,3]。因此,在不影响转化效率的前提下,降低多晶硅的费用是降低太阳能电池费用的主要方法。降低多晶硅费用的方法有:(1)研发低成本半导体级多晶硅的生产工艺或在已有工艺的基础上降低生产成本。(2)生产低纯度、低成本但是能满足太阳能电池生产需要的多晶硅,也称为太阳能级多晶硅。1975年至今,世界各地的科学家在降低半导体级硅生产成本以及生产低成本太阳能级多晶硅方面做出了巨大的努力。

1 挥发性硅化合物的还原或热分解法

挥发性硅化合物的还原或热分解法生产多晶硅是以冶金级硅为原料,基于气相纯化的一种工艺方法[4]。表1列举了通过挥发性硅化合物的还原或热分解生产高纯硅的几种主要生产方法[5]。

1.1 三氯氢硅氢还原法

三氯氢硅氢还原法是由西门子公司研发的,故又称为西门子法。该方法开始于20世纪50年代,经过数十年的应用和发展被不断完善,先后出现了第一代、第二代、第三代生产工艺,而第三代西门子法生产工艺被称为“改良的西门子法”[6]。改良的西门子法实现了完全闭路生产,是目前国际主流厂商生产多晶硅的主要工艺[7,8]。世界上有7家大公司使用该方法生产多晶硅,产量占当今世界总量的70%~80%[6,9,10]。

该方法第一步是通过冶金级硅和干燥的HCl反应生成中间产物SiHCl3。化学反应方程式为:

Si+3HCl → SiHCl3+H2 (1)

然后对产物进行化学提纯,得到高纯三氯氢硅,杂质总量降低到10-7~10-9数量级[11]。

第二步用氢还原高纯的三氯氢硅,所用氢必须提纯,以免污染产品。在生产多晶硅时,要以高纯硅棒作为载体,并加热到1100℃。化学反应方程式为:

SiHCl3+H2 → Si+3HCl (2)

生产实践证明,三氯氢硅比较安全,方便运输、储存,且该方法工艺成熟,经验丰富,产品质量高。同时改良的西门子法还实现了H2、SiHCl3、SiCl4和HCl的循环利用,完善的回收系统又可保证物料的充分利用。生产流程图见图1。

为了提高SiHCl3的一次转化率和沉积速率以便能更有效地降低生产成本,世界各大多晶硅厂商都在现有成熟固定床技术的基础上,用流态化技术改造传统的西门子法反应器。流化床反应器很大程度上增加了反应面积,使得反应速率明显提高,从而降低硅生产能耗和成本。该方法生产的多晶硅是粒状,不能直接提供区熔使用,但可以作为连续直拉硅的原料,目前产品产量和纯度比钟罩型还原炉技术低,但是完全可以满足太阳能级硅的要求。

西门子法的派生技术——气液沉积法,也引起了广泛关注。该方法的优点主要有:(1)采用石墨管状炉可将反应温度提高到Si熔点以上,不但有效地提高了SiHCl3的还原率,在很大程度上也提高了Si的沉积速率,约为经典西门子工艺的10倍。(2)在生产过程中,硅以液态出现,解决了流化床技术中出现的粉尘问题,还可实现连续操作。但是该方法所得产品中碳和重金属的含量较高,碳原子含量为0.01%,重金属原子含量约为0.00001%,用该产品制备的太阳能电池的效率为15.6%[6]。如果辅以除碳工艺,该方法可以大大降低太阳能级多晶硅的生产成本。尽管如此,西门子法生产成本高、投资大、工艺流程长、三氯氢硅还原率低、技术操作难度大等缺点依然存在。

1.2 硅烷法

硅烷法是以硅烷为提纯的中间产物,经过热分解制取多晶硅的方法。该方法的主要步骤是制备中间产物硅烷,主要制备方法有:(1)硅化镁法。使Mg2Si与NH4Cl在液氨中反应生成硅烷。这种方法原料耗量大、成本高、危险性大。(2)以SiF4与NaAlH4为原料制备硅烷,该方法由美国MEMC公司采用。(3)歧化法。歧化法是目前制备硅烷的主要方法。该方法是以冶金级硅为原料,通过生成中间产物SiHCl3而制取硅烷,其副产物SiCl4和H2都可以循环使用,分为3步。

(1)SiCl4、H2与冶金级硅混合反应合成SiHCl3,该反应在500℃、30MPa条件下进行。反应方程式为:

3SiCl4+2H2+Si→4SiHCl3 (3)

(2)SiHCl3歧化生成SiH2Cl2和SiCl4,经过精馏得到高纯SiH2Cl2,SiH2Cl2再进行催化歧化反应,并经过精馏提纯得到高纯SiH4。该反应在60℃、0.3MPa条件下进行。反应方程式为:

2SiHCl3→SiH2Cl2+SiCl4 (4)

2SiH2Cl2→SiH4+SiCl4 (5)

(3)SiH4在800~1000℃条件下热分解得到高纯硅。反应方程式为:

SiH4 → Si + H2 (6)

由于该生产过程的反应温度很低,因此多晶硅的生产成本明显降低。以每年1000t的生产规模为例,据估计1kg多晶硅成本仅为20美元,但是还没有在实际生产中得以证明。尽管如此,在今后的研究中,硅烷法的生产工艺一定会得到改进,并将设计一套基于硅烷法的低成本生产设备[12]。该方法与西门子法比较,具有硅烷易提纯、含硅量高、分解速率快、分解率高、分解温度低、能耗低、硅产品纯度高、转化率高、副产物少等优点,但是也有突出的缺点:硅烷易燃、易爆、安全性差且粉尘多[13]。为了降低成本,硅烷的热分解过程也引入了流化床技术。该方法的优点有:(1)由于流化床分解炉无需大量的冷却水降温,能耗降低。(2)可以提高硅烷的分解速率和硅的沉积速率。缺点是制备的多晶硅纯度没有固定床分解炉高,但是完全可以满足太阳能级硅的质量要求。

1.3 氯硅烷还原法

用金属或化合物(如NH3或CH4)还原氯硅烷生产太阳能级多晶硅,Hunt列举了用此方法生产多晶硅的可能性反应[4]。但是,到目前为止,能够大量商业生产的研究主要是Na和Zn还原氯硅烷生产多晶硅。

1.3.1 Na还原法

Na还原法是分别将SiCl4和Na汽化后送入石墨反应器,SiCl4与Na直接反应生成多晶硅。反应方程式为:

SiCl4 + 4Na → Si + 4NaCl (7)

该反应的副产物NaCl为气态而Si为液态,因此,在反应器中它们以两相存在。从反应器中出来后,用一个温度保持在1425℃的坩埚收集。此时,NaCl作为气体收集,而液体硅在坩埚中收集,在1425℃条件下的收集效率可达到60%~80%。该方法生产的硅的主要杂质是Na((300~600)×10-6)和B(<25×10-6),其他的杂质含量都在5×10-6以下[14]。该方法要保证原料以及收集坩埚的纯度,它们的纯度越高,所得多晶硅的纯度就越高。

与该方法相似,用Na还原SiF4也可制取低成本的多晶硅。SiF4可以由磷肥厂的副产物H2SiF6制取。将NaF加入H2SiF6反应可制得99%纯度的Na2SiF6。反应方程式为:

H2SiF6 + NaF → 2HF + Na2SiF6 (8)

高纯Na2SiF6干燥后,在700℃下热分解得到SiF4。反应方程式为:

Na2SiF6 → 2NaF + SiF4 (9)

将Na碎粒送入装满SiF4气体的反应器中,反应器要预热到400℃,在1.01×105Pa下SiF4与Na反应生成Si。反应方程式为:

SiF4 + 4Na → Si + 4NaF (10)

反应产物Si和NaF以及少量的Na2SiF6移到石墨坩埚中,加热到1420℃以上,此时熔融的硅粒集中在下层,而NaF则聚集在上层,冷却后形成明显的2层,从而达到完全分离。Si也能用酸浸的方法分离出来。用此方法制备的硅主要杂质有:Na (1×10-6)、Cr(3×10-6)、Fe (< 7×10-6)、Ni (2×10-6)、Cu (4×10-6)、B (0.1×10-6)、P (0.2×10-6),其他杂质的含量都小于0.5×10-6 [15]。

1.3.2 Zn还原法

由于锌比氢的化学活性强,Zn-Cl键的亲和力比H-Cl键亲和力更强,早在20世纪50年代就有人用过此方法,但是该方法制备的多晶硅纯度达不到电子级,因此被西门子法取代。近来随着太阳能电池的发展,美国的Battelle Clumbus研究所[16]重新对此方法进行了研究。该方法包括3个基本步骤:(1)在含有硅种子颗粒的流化床内进行SiCl4的锌还原反应。(2)ZnCl2的熔盐电解得到Zn和Cl2,从而实现循环利用。(3)通入熔盐电解的产品Cl2,并加入原料SiO2、C和SiC或冶金级硅,合成得到SiCl4。实验设备由一个直径为50mm的石英流化床反应器构成,该反应器带有一对完整的Zn加热器,把Zn加热为气体,并带有热电偶,从而控制温度。原料SiCl4在一个单独的容器中瞬间汽化,然后从流化床的底部预加热后,进入流化床。反应的副产物通过一个石墨衬底的无压钢冷凝器,该冷凝器带有吸气机和未反应SiCl4的二次冷凝装置。在流化床中,以大约250μm的硅颗粒作为种子,将Zn粉碎并加热到900~1027℃,这时Zn为气态,在927℃条件下与SiCl4反应得到Si。反应方程式为:

2Zn(g) + SiCl4(g) → Si(s) + 2ZnCl2(g,l) (11)

用此方法制备的硅中杂质B的含量为0.02×10-6,主要杂质是Zn (3000×10-6)、Fe(5×10-6)、Ni (25×10-6)和Cu (4×10-6)[17]。由于锌挥发性高,在制作过程中可挥发掉,对制备太阳能电池没有影响。该方法具有流程短、设备少、投资少、操作简便、锌的化学活性强、沉积速度快、电耗低、生产周期短等优点。不足的是制取的硅纯度较低,不能达到电子级,但能达到太阳能级,因此该方法可制备低成本太阳能级多晶硅。周鸿军等[18,19]对锌还原法的产业化应用进行了研究分析,并报道了进展情况。日本SST公司对锌还原法进行了开发和技术深化,可以制备纯度达到6N(99.9999%)以上的多晶硅[20]。目前,日本智索、新日矿控股、东邦钛3家公司从2007年开始共同对其独特的锌还原法(JSS)制造太阳能电池用多晶硅技术进行产业化研究,可生产8~9N(99.999999%~99.9999999%)级多晶硅[21]。锌还原法已经发展成为一种生产低成本太阳能级多晶硅的工艺,生产工艺见图2[22]。

西门子法的主要副产物是SiCl4,如果将此方法用于处理西门子法的副产物,是一种不错的选择。西门子法主要生产半导体级多晶硅,而锌还原法生产太阳能级多晶硅,既能满足当前太阳能级多晶硅日益增长的需求,又减少了西门子法的生产成本,并能实现整个生产的闭路循环。

1.3.3 等离子氢还原法

等离子氢还原法是在一个30kW的等离子体反应器上进行,H2作为放电气体产生等离子,同时也作为SiCl4的还原剂,再将SiCl4直接通入反应器。在反应器中,氢气被等离子体化后解离为化学活性的原子态,原子氢再与SiCl4反应生成多晶硅。该方法一次转化率超过70%,纯度达到7N,生产成本低、能耗小,并且该方法为多晶硅生产原料的选择放宽了条件,产品纯度达到太阳能级,为低成本太阳能级多晶硅生产提供了一条新途径[23]。

2 冶金级硅精炼法

冶金级硅精炼法是以冶金级硅(98.5%~99.5%)为原料,经过冶金提纯得到纯度在99.999%以上用于生产太阳能电池的多晶硅原料的方法[24]。冶金级硅的主要杂质是Fe、Al、Ca、Ti、B和P[25],然而含量会随着地域的不同而改变。该生产过程主要有湿法精炼、火法精炼和定向凝固等步骤。

2.1 湿法精炼

湿法精炼常作为冶金级硅精炼法的第一步,将冶金级硅粉碎至20~40μm,再加入各种酸进行浸出。为了优化这个精炼过程,按不同的顺序加入酸(HCl、HF、H2SO4和王水),并控制不同操作条件(温度、浓度和时间)进行实验[26,27,28]。总的来说,通过酸浸能降低1~2个数量级的杂质[26]。通过这个过程,能除去Fe、Al、Ca等金属杂质,然而不能有效地去除B、P、C杂质。

2.2 火法精炼

火法精炼是将由惰性气体稀释后的活性气体(氯气、氧气或它们的混合物)通入熔融硅中,溶解在硅中的杂质与活性气体反应生成挥发性的气体或形成渣而去除[29]。Al、Mg、Mn和B很容易与氯气反应生成挥发性的氯化物(1400℃以上),Al、B、Mg、Ti、P、Ca和C与氧气反应生成相应的氧化物,CO2很容易被气体带走,除B和P外的其它杂质的氧化物进入渣中,B和P的氧化物很难除去。然而湿氢气作为活性气体时,能与B形成硼化氢而有效地去除杂质B。CO2作为活性气体时,能有效地去除P和C。总的来说,火法精炼能降低1个数量级的杂质,重要的是能降低主要杂质B、P和C的含量。科研人员已经对火法精炼做了大量的研究,通过设计不同的步骤和设备有效地去除杂质。如在真空炉中通过电子束的作用,硅中的磷含量能彻底地去除;液态硅在槽中精炼可以使碳含量由100×10-6降低到5×10-6,硼含量从14×10-6降低到(0.1~0.3)×10-6,磷含量从26×10-6降低到0.05×10-6[30]等。

2.3 定向凝固

定向凝固通常是作为冶金级硅精炼法的最后一步,是确保制备的多晶硅达到太阳能级的主要步骤,在冶金级硅精炼过程中起着至关重要的作用。由于在硅中,除B和P外气体杂质的偏析系数都很小,因此用此方法能有效地除去其他杂质,但是只能微弱地去除B和P。

由上述3种方法可知,单独的任何一种方法都不能制备太阳能级多晶硅。因此需要对冶金级硅精炼的各种方法按照最优化的方式组合在一起。如进行综合处理后的多晶硅的杂质含量如下:B、P、Fe、Al的含量都低于0.1×10-6;C的含量低于5×10-6 [30]。总的来说,冶金级硅精炼法不能有效地去除B和P,因此在选料时如果选用B和P含量少的冶金级硅,能制备纯度很高的多晶硅。

3 展望

多晶硅行业面临产能过剩风险 篇7

2011年3月《多晶硅行业准入条件》正式出台, 作为太阳能光伏产业上游市场, 多晶硅自此开始“从梦想走进现实”。

而光伏类上市公司们, 则成为一场场光伏扩能赛的主角。国内最大多晶硅生产商保利协鑫宣布将斥资177亿港元在2011～2012年提升产能2倍。而另一光伏巨头江西塞维则传出旗下多晶硅业务下半年赴港上市的消息。而于A股上市不久的超日太阳、向日葵也纷纷祭出收购大旗, 向产业链上下游迈进。就连长期以上游设备辅料为主营的恒星科技也经不起下游需求膨胀的诱惑, 开始染指硅片项目。然而, 值得注意的是, 在光伏市场如火如荼之时, 棱光实业却退出多晶硅行业。而乐山电力、天威保变发布的年报也显示, 其目前涉及多晶硅业务在市场回暖的2010年却表现平平。“国内多晶硅产能大多数会在2011年7月份开始释放。尽管目前市场仍表现紧缺, 但随着中下游市场产能过剩以及终端需求减弱, 不少涉足多晶硅上市公司也恐难获得理想回报。”另一位光伏研究专业人士认为, 产能释放需与终端需求同步, 一旦出现错位, 必然将面临较大风险。就风险而言, 越往上游走或产业链越全的企业将越安全。 (摘自中国建材新闻网)

摘要：2011年3月《多晶硅行业准入条件》正式出台, 作为太阳能光伏产业上游市场, 多晶硅自此开始“从梦想走进现实”。而光伏类上市公司们, 则成为一场场光伏扩能赛的主角。国内最大多晶硅生产商保利协鑫宣

多晶硅装置外排废水的利用 篇8

1 外排水的综合利用

1. 1 蒸汽冷凝液回收到锅炉除氧器

原设计是蒸汽冷凝液要回收到脱盐水站的原水箱中, 经过脱盐水站处理后产生脱盐水。蒸汽冷凝液与原水混合后水温较高, 易产生大量的藻类, 加大了清洗水箱和更换滤袋的频率, 也增加了运行成本, 况且80℃的蒸汽冷凝液要经过换热降低到25℃ , 热量浪费更严重。为了降低成本、回收热量, 且根据生产统计数据, 蒸汽冷凝液的相关指标完全可以满足蒸汽锅炉使用的要求, 因此把蒸汽冷凝液回收至锅炉除氧器是完全可行的。蒸汽冷凝液与蒸汽锅炉使用的脱盐水水质对比见表2。

1. 2 脱盐水的清净下水回收到循环水站

脱盐水站正常运行时, 产生80 m3/ d的清净下水, 通过市政污水管网外排。通过回收利用, 不但可以降低生产成本, 而且还可缓减环保压力。通过反洗水水质与循环水补水水质的比较, 按照工业循环冷却水处理设计规范 ( GB 50050 - 2007) 和工厂半年的试验, 清净下水完全可满足循环水的使用。循环水水质与脱盐水站清净下水水质对比见表3。

1. 3 到废气淋洗站、循环水站

废气淋洗站正常生产需要60 m3/ d的补水, 来源于自来水管网。废气淋洗站的淋洗水对水质要求不太苛刻 ( 不含重金属) 。循环水站的补水来自自来水管网。通过水质比较, 按照工业循环冷却水处理设计规范 ( GB 50050 - 2007) 和工厂半年的试验, 外排水完全可以用到废气淋洗站、循环水站。

外排水水质与循环水水质对比见表4。

1. 4 用于绿化用水

目前, 绿化用水水量为450 m3/ d, 从低压消防水管网中取水。通过表5中外排水与绿化用水两种水质的比对, 除了浊度超标外, 其余指标都达到绿化用水 ( 《生活杂用水水质标准》CJ25. 1 - 198) 的水质标准。经过半年的试验, 外排水对绿化植物的生长无影响。

2 经济分析

2. 1 蒸汽冷凝液回收到锅炉除氧器

1) 回收蒸汽冷凝液热量计算

蒸汽冷凝液温差按65℃计算, 流量15 m3/ h, 每天按24 h计算, 比热为4. 2×103J / kg, 每天回收的热量:

热效率按92% 计算, 可利用热量Q1= Q×92% = 9. 037×107k J

2) 折合原煤计算

原煤的热值按20 920 k J/kg计算:

3) 效益分析

减少处理水15 t/h, 每吨按10元成本计算, 共节约3 600元/天; 原煤价格按650元/t, 每年可节约成本239. 112万。

2. 2 脱盐水的清净下水回收到循环水站

将脱盐水的清净下水经过滤器反洗水引至循环水补水, 按500 m3/ d补充至循环水站计算 ( 自来水价格暂按2. 8元/ m3计算) , 每天节约成本1 400元, 年节约成本50. 4万元。

2. 3 回收到废气淋洗站、循环水站

外排废水回收到废气淋洗站: 以每天补水用水60 m3, 一年300天计算, 节约成本5. 04万元/年。外排废水回收到循环水站: 以每天补充用水1 000 m3, 一年300天计算, 可节约自 来水300 000 m3, 节约水费84万元/年。两项共节约89. 04万元 / 年。

2. 4 回收到绿化用水

绿化用水450 m3/ d, 一年可节 约自来水164 250 m3, 水费按2. 0 /元m3元计, 每年可节约水费32. 8万元。

2. 5 投入与产出的对比

上述技术改造项目的投入 与产出对 比见表6。

3 结语

通过改进, 每天回收了冷凝液的热量9. 828×107k J, 每天可以回收外排废水约150 0 m3 ( 绿化回收用约450 m3, 循环水站 及其他回 收105 0 m3) , 每年可节约自来水约55万m3。不仅降低了生产成本, 提高了经济效益, 而且提高了水资源的重复使用率, 具有较大的社会效益。目前, 该项目已经实施。

参考文献

[1]北京市环境保护科学研究院.GB8978-1996污水综合排放标准[S].北京:中国标准出版社, 1998.

[2]国家环保总局.GB3838-2002地表水环境质量标准[S].

[3]GB18918-2002生活污水排放标准[S].

多晶硅制备工艺及发展趋势分析 篇9

关键词：多晶硅,制备工艺,发展趋势

按照硅含量纯度, 可以将多晶硅分成是太阳能级硅和电子级硅。在可持续发展战略下, 太阳能资源的开发和利用得到了足够的重视, 而进行太阳能级硅的制备则成为新的研究话题。因此, 相关单位有必要对多晶硅的制备工艺及其发展趋势进行研究, 以便更好的进行太阳能级多晶硅的生产, 继而促进多晶硅产业的可持续发展。

1 多晶硅制备工艺概述

随着人们对太阳能资源的开发利用程度的逐渐加深, 多晶硅的需求量也在不断增加。在这种趋势下, 多晶硅的制备工艺、技术得到了创新和发展, 以便进行多晶硅生产产能的提高和生产成本的降低。就目前来看, 多晶硅的制备已经出现了诸多工艺, 主要可以划分成化学方法和物理方法, 而西门子法、冶金法和流化床法是较为常见的三种多晶硅制备工艺。

1995年, 西门子公司利用Si HCL3进行了CVD反应, 从而创建了高纯多晶硅的制作工艺, 后来则被称之为西门子法。而冶金法则是利用纯度较高的工艺硅进行硅锭的生产, 并利用反复提纯法进行多晶硅的制作。利用冶金法进行多晶硅的制备, 不仅可以得到太阳能级多晶硅, 还能减少制备多晶硅给环境带来的伤害。而所谓的流化床法, 则是通过在硅源气中加入小颗粒硅粉, 并在流化床反应炉中利用混合物的连续热分解反应进行多晶硅产品的制作[1]。相较于其他多晶硅制备工艺, 利用流化床法所得的硅具有沉积均匀性好的特点, 可以用来进行大规模太阳能级多晶硅的生产。此外, 碳热还原反应法、热线法和气液沉积法等方法都可以用来进行多晶硅的制备。但是相较于西门子法、冶金法和流化床法, 其他的制备工艺都存在着一定的缺陷。

2 多晶硅制备工艺发展趋势分析

2.1 西门子工艺的不断改进

利用西门子法可以进行高纯多晶硅的制备, 但是生产的产能却不高。所以, 近年来, 西门子工艺得到了不断的改进, 以便进行改良西门子法的开发。一方面, 原有西门子法的生产尾气分离工艺得到了改进, 从而使得系统的能耗得以降低的同时, 系统分离气体的纯度也得到了提高。另一方面, 在原有西门子法的还原炉设备结构得到改造后, 西门子法的炉内气体温度不宜控制、一次性转换率低的缺点则得到了改善[2]。而改良后的西门子法则出现了产生大量有害气体和多晶硅纯度不高等问题, 仍然需要得到不断的改进。

2.2 流态化技术方法的不断完善

相较于西门子法, 流态化技术方法具有能耗低、产能大和环境危害低的特点。所以, 流态化技术方法在近年来得到广泛的应用和发展。在完善流化床方法方面, 一些可再生能源公司展开了试验流化床生产, 以便进行粒状高纯度的多晶硅的生产。但是, 由于流化床法是一种集多种技术和学科知识为一体的制备工艺, 所以在制备多晶硅的过程中具有很多复杂因素, 需要得到进一步的解决。就目前来看, 由于流态化过程中会产生纳米级的无定形硅粉, 从而造成了多晶硅的生产率得到了降低。此外, 这些硅粉附着在颗粒多晶硅产品上, 也对产品的质量形成了影响。因此, 想要在制备多晶硅上进一步进行流态化技术方法的运用, 则需要对硅颗粒的污染等问题进行不断的改善。

2.3 物理法工艺体系的不断完善

对于大多数广发企业来讲, 冶金法是较为常用的多晶硅制备工艺。就目前来看, 冶金法被用于进行太阳能电池的生产上, 以便进行太阳能电池的转换效率的提高。但就目前来看, 冶金法存在着多晶硅纯度不理想和质量稳定性不足的问题, 从而限制了该工艺的发展[3]。但是, 相较于其他制备工艺, 冶金法具有投资小、能耗低和污染小等特点。所以, 冶金法仍然在多晶硅生产领域占据着重要的地位。而随着相关工艺技术的发展, 人们也开始致力于研究如何完善冶金法的工艺体系问题, 以便更好的进行多晶硅制备的物理法工艺的应用。

3 结语

总而言之, 在可再生资源得到充分重视的情况下, 多晶硅的制备问题也同样引起了人们的关注。而就目前来看, 虽然多晶硅的制备工艺有很多, 但是每种工艺在产能、能耗和环境污染等方面有着各自的特性, 无法完全满足多晶硅的生产需求。所以, 人们开始对西门子工艺进行不断改进, 并对流态化技术和冶金法工艺体系进行不断完善, 以便更好的进行多晶硅制备工艺的利用, 继而确保多晶硅生产的可持续发展。

参考文献

[1]董培讲.多晶硅薄膜制备工艺及其应用发展[J].黑龙江科技信息, 2014, 15 (01) :28.

[2]徐远志.高纯多晶硅在线制备技术及发展趋势[J].云南冶金, 2012, 13 (41) :75-79.