年產(chǎn)200噸電子級多晶硅項(xiàng)目節(jié)能評估報(bào)告_第1頁
年產(chǎn)200噸電子級多晶硅項(xiàng)目節(jié)能評估報(bào)告_第2頁
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文檔簡介

1、山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有限公司年產(chǎn)200噸多晶硅項(xiàng)目節(jié)能評估報(bào)告山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有限公司年產(chǎn)200噸電子級多晶硅項(xiàng)目節(jié)能評估報(bào)告院 長:周建華副總工程師:陳景福項(xiàng)目負(fù)責(zé)人:劉 錚山東省工程咨詢院二九年四月參與編制人員陳景福 注冊咨詢師林 源 研 究 員劉 錚 注冊咨詢師丁 旭 注冊咨詢師史兆憲 研 究 員莊乾濤 工 程 師前 言山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有限公司是依托山東鼎昌鐵塔制造有限公司承建新注冊的獨(dú)立法人公司,山東鼎昌鐵塔制造有限公司其是日照市建興鐵塔有限公司的控股公司,日照建興鐵塔有限公司是1998年初由鎮(zhèn)辦集體企業(yè)始建于1973年的城陽鎮(zhèn)農(nóng)修廠改制而成的民營企業(yè)。公司位于山東省日照市莒縣

2、工業(yè)開發(fā)區(qū),與膠新鐵路相伴、206國道為鄰,交通便利,地理位置優(yōu)越,現(xiàn)為國家中一型企業(yè),國際質(zhì)量體系認(rèn)證企業(yè),公司注冊資本5000萬元,公司經(jīng)營范圍為:輸電線路鐵塔制、廣播、通信鐵塔造、安裝;建筑機(jī)械;農(nóng)用機(jī)械;礦用儀器制造、銷售等。公司現(xiàn)占地80畝,建筑面積38298 平方米,員工400人,其中各類工程技術(shù)人員108名。企業(yè)總資產(chǎn)3.66億元,2008年全年總產(chǎn)值達(dá)到6.89億元,銷售收入5.89億元,利稅5421萬元。主要產(chǎn)品有1050okv輸電線路鐵塔、廣播、通信鐵塔、系列塔式起重機(jī)、施工升降機(jī),產(chǎn)品廣泛用于電力、通信、建筑等行業(yè),是山東省生產(chǎn)電力塔、通信塔、建筑機(jī)械、熱浸鍍鋅的骨干企業(yè)

3、,也是國家電力部、國家廣電總局、信息產(chǎn)業(yè)部、中國聯(lián)通、中國移動(dòng)鐵塔定點(diǎn)生產(chǎn)廠家,2006年經(jīng)國家電網(wǎng)集團(tuán)綜合評估,被成功列入輸電鐵塔一級合格供應(yīng)商名單。公司技術(shù)力量雄厚,人才儲(chǔ)備充足。擁有機(jī)械制造和鋼結(jié)構(gòu)工程專業(yè)高級工程師12人,中級技術(shù)職稱人員96名,中專以上學(xué)歷的人員占員工的40。公司多年來始終堅(jiān)持,“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的發(fā)展戰(zhàn)略,堅(jiān)持狠抓技術(shù)進(jìn)步,著力在科技創(chuàng)新上下功夫,具有較強(qiáng)的研制開發(fā)能力。公司秉承“以人為本、誠信經(jīng)營”的管理理念,以市場為導(dǎo)向,以客戶為關(guān)注焦點(diǎn),不斷提煉核心企業(yè)精神“建興精神”。公司先后贏得了工商及金融機(jī)構(gòu)授予的“全省誠信守法企業(yè)”、“aaa級信用企業(yè)”等榮譽(yù)稱

4、號(hào)。硅材料是第一大電子功能材料。我國多晶硅原料80以上依賴進(jìn)口,多晶硅原材料的自給能力很低,2004年國內(nèi)只生產(chǎn)了不到80噸的多晶硅,但卻消耗了近2280噸的多晶硅,96以上由國外高價(jià)進(jìn)口,2007全國多晶硅產(chǎn)量只有1130噸,而實(shí)際需求量11000多噸,缺口90%,2008年國內(nèi)產(chǎn)量4110噸,缺口80%靠進(jìn)口,致使我國半導(dǎo)體硅單晶材料工業(yè)和太陽能光伏電池材料陷入了受制于外國的尷尬、被動(dòng)局面。太陽能電池用多晶硅按每生產(chǎn)1mw多晶硅太陽能電池需要1112噸多晶硅計(jì)算,我國2004年多晶、單晶太陽能電池產(chǎn)量為48.45mw,多晶硅用量為678噸左右,而實(shí)際產(chǎn)能已達(dá)70mw左右,多晶硅缺口達(dá)250

5、噸以上。到2005年底國內(nèi)太陽能電池產(chǎn)能達(dá)到300mw,實(shí)際能形成的產(chǎn)量約為110mw,需要多晶硅1400噸左右,預(yù)測到2010年太陽能電池產(chǎn)量達(dá)300mw,需要多晶硅保守估計(jì)約4200噸,因此太陽能電池的生產(chǎn)也將大大帶動(dòng)多晶硅需求的增加。山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有限公司年產(chǎn)200噸多晶硅項(xiàng)目以生產(chǎn)多晶硅為主,計(jì)劃開發(fā)單晶硅、太陽能光伏電池芯片和半導(dǎo)體芯片等系列產(chǎn)品。項(xiàng)目建成后,將推動(dòng)電子信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)在莒縣的發(fā)展,為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)起到促進(jìn)作用。項(xiàng)目總投資21087萬元,年均凈利潤22361萬元,所得稅后項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為117.98%,稅后投資回收期為1.88年(含建設(shè)期)。項(xiàng)目有很好

6、的經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)中華人民共和國節(jié)約能源法和山東省節(jié)約能源條例等有關(guān)規(guī)定,受山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有限公司的委托,我院依照有關(guān)法律、法規(guī)及節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)對該項(xiàng)目的合理用能進(jìn)行評估。我院在對該項(xiàng)目進(jìn)行合理用能評估的過程中,得到了建設(shè)單位的積極配合,在此表示感謝!同時(shí),由于水平有限,再加上時(shí)間上比較緊,報(bào)告書中不足之處在所難免,敬請批評指正。二九年四月 - 40 -山東省工程咨詢院 編制目 錄第一章 概述 1 1.1 項(xiàng)目概況 1 1.2 評估依據(jù) 1 1.3 城市概述 3 1.4 企業(yè)簡介 6 1.5 項(xiàng)目所在地能源消費(fèi)概況 8 第二章 項(xiàng)目情況分析 9 2.1 擬建工程 9 2.2 項(xiàng)目必要性和可行性分

7、析 9 2.3 項(xiàng)目投資及分析 14 第三章 能耗指標(biāo)及分析 15 3.1能源消費(fèi)構(gòu)成 15 3.2項(xiàng)目能源消費(fèi)狀況 15 3.3 能耗指標(biāo)核算 19 第四章 項(xiàng)目工藝、技術(shù)、設(shè)備能效指標(biāo) 22 4.1項(xiàng)目主要生產(chǎn)工藝 22 4.2 主要生產(chǎn)工藝簡圖 26 4.3工藝的技術(shù)特點(diǎn) 26 4.4 設(shè)備能效指標(biāo)核算 27 4.5 能效指標(biāo)核算 29 第五章 節(jié)能措施分析 31 5.1 節(jié)能措施 31 5.2 廢棄物處理和綜合利用 33 5.3節(jié)能效果分析 33 第六章 節(jié)能評估結(jié)論 35 6.1評估結(jié)論 35 第一章 概述1.1 項(xiàng)目概況項(xiàng)目名稱:年產(chǎn)200噸電子級多晶硅項(xiàng)目建設(shè)性質(zhì):新建項(xiàng)目項(xiàng)目申

8、報(bào)及建設(shè)單位:山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有限公司企業(yè)性質(zhì):私營有限責(zé)任公司建設(shè)單位法定代表:厲啟頌建設(shè)地點(diǎn):山東省日照市莒縣城北工業(yè)園區(qū)內(nèi)建設(shè)內(nèi)容:年產(chǎn)200噸電子級多晶硅(年產(chǎn)量太陽能級可達(dá)300噸)項(xiàng)目及與其配套的公用工程設(shè)施。能源消耗量:電7891.6萬kwh/年,水50000噸/年。1.2 評估依據(jù)(一)相關(guān)法律法規(guī)和規(guī)劃1.中華人民共和國節(jié)約能源法2.中華人民共和國可再生能源法3.中華人民共和國電力法4.中華人民共和國建筑法5.中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法6.中華人民共和國循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法7.清潔生產(chǎn)審核暫行辦法(國家發(fā)展改革委、國家環(huán)保總局令第16號(hào))8.重點(diǎn)用能單位節(jié)能管理辦法(原國家經(jīng)

9、貿(mào)委令第7號(hào))9.節(jié)能中長期專項(xiàng)規(guī)劃(發(fā)改環(huán)資20042505號(hào))10.關(guān)于切實(shí)做好固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評估審查工作的通知(魯政辦發(fā)200742號(hào))11.日照市固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評估和審查辦法12.日照市“十一五”節(jié)能規(guī)劃(二)產(chǎn)業(yè)政策和準(zhǔn)入條件等1.國務(wù)院關(guān)于發(fā)布促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整暫行規(guī)定的通知(國發(fā)200540號(hào))2.產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005年本)(國家發(fā)改委令第40號(hào) )3.國務(wù)院關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能工作的決定(國發(fā)200628號(hào))4.國家當(dāng)前鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)和技術(shù)目錄(2005年本)。5.中國節(jié)能技術(shù)政策大綱(計(jì)交能1996905號(hào))10.山東省節(jié)能減排綜合性工作實(shí)施方案(三)管理及

10、設(shè)計(jì)方面的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范1.工業(yè)企業(yè)能源管理導(dǎo)則gb/t 15587-19952.聚氨酯泡沫塑料預(yù)制保溫管cj/t 3002-19923.工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范gb 5026419974.用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則gb 17167-2006(四)產(chǎn)品能耗定(限)額方面的標(biāo)準(zhǔn)1.九種高耗電產(chǎn)品電耗最高限額 (國經(jīng)貿(mào)資源20001256號(hào))(五)合理用能方面的標(biāo)準(zhǔn)1.評價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則gb/t 3485-19982.評價(jià)企業(yè)合理用熱技術(shù)導(dǎo)則gb/t 3486-19933.蒸汽供熱系統(tǒng)凝結(jié)水回收及蒸汽疏水閥技術(shù)管理要求gb/t 12712-19914.設(shè)備及管道保溫絕熱技術(shù)通則gb

11、/t 4272-2008 5設(shè)備及管道絕熱效果的測試與評價(jià)gb/t 8174-20086. 設(shè)備及管道絕熱設(shè)計(jì)導(dǎo)則gb/t 8175-20087.節(jié)電措施經(jīng)濟(jì)效益計(jì)算與評價(jià)gb/t 13471-1992(六)工業(yè)設(shè)備能效方面的標(biāo)準(zhǔn)1.清水離心泵能效限定值及節(jié)能評價(jià)值gb 19762-20052.中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評價(jià)值gb 18613-20023.三相配電變壓器能效限定值及節(jié)能評價(jià)值gb 20052-20064.通風(fēng)機(jī)能效限定值及節(jié)能評價(jià)值gb 19761-20055.冷水機(jī)組能效限定值及能源效率等級gb 19577-2004(七)項(xiàng)目可行性研究報(bào)告1、山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有

12、限公司年產(chǎn)200噸多晶硅項(xiàng)目可行性研究報(bào)告1.3 城市概述山東省日照市莒縣,又稱莒州,簡稱莒,位于山東省東南部,屬新亞歐大陸橋頭堡日照市,面積1952.4平方公里,人口108萬。東接?xùn)|港區(qū)和五蓮縣,西連沂水、沂南兩縣,南與莒南縣毗連,北與諸城市為鄰,北距青島200公里,東距日照港68公里,206國道,225、335、336省道在縣城交匯成網(wǎng),日東高速公路和膠新鐵路貫穿境內(nèi),膠新鐵路在縣城北2公里處建有二級站1處。莒縣是塊古老的土地,有著悠久的歷史。早在中生代第四紀(jì)中期,莒地就是植物茂盛.晡乳動(dòng)物蕃生.古人類繁衍的地方。到新石器時(shí)代,莒地已形成了以陵陽河大汶口文化遺志為中心的古代文化亞區(qū)。商代為

13、古幕國,春秋時(shí)期為莒國,漢代為城陽國,莒故城為莒地區(qū)歷代政治,經(jīng)濟(jì),文化中心,是山東省重點(diǎn)文物保護(hù)單位和歷史文化名城。悠久的歷史,孕育了燦爛的莒文化。陵陽河遺址出土的陶制大口尊上的“圖象文字”證明,早在7000年前,莒地區(qū)先民就創(chuàng)造了中國最早的古文字雛形。莒地故城堡 遺址達(dá)十幾處之多,古遺址.古墓群已發(fā)現(xiàn)1291處;莒州地上地下文物豐富,縣博物館 館藏文物達(dá)12000余件,其中國家級文物200余件。莒文化經(jīng)過歷代莒人的發(fā)展和沉淀 成為獨(dú)具特色的史前文化,被公認(rèn)為是和齊文化 魯文化并稱的山東三大文化。莒縣地處暖濕帶,四季分明,寒暑適中,物產(chǎn)豐饒。盛產(chǎn)小麥、水稻、玉米、豆類、薯類,以及花生、桑蠶、

14、茶葉、西瓜等,蘋果、銀杏、板栗、桃、柿、杏等干鮮果亦十分豐富,是全國糧食、油料、果品、蔬菜、生豬、肉食兔等重要生產(chǎn)基地。莒縣礦產(chǎn)資源豐富,現(xiàn)已初步探明的礦產(chǎn)達(dá)38種,鐵、銅等金屬和石灰石、大理石、頁巖粘土等非金屬資源尤為豐富。莒縣有沭河等大小河流26條,有青峰嶺等大中小型水庫226座,水資源充足。莒縣南靠兗石鐵路,北近膠濟(jì)鐵路,中有膠新鐵路,東臨日照港。206國道和016國道交匯莒城,交通十分便利。改革開放以來,莒縣經(jīng)濟(jì)和社會(huì)各項(xiàng)事業(yè)得到長足發(fā)展,財(cái)政收入持續(xù)增長,連續(xù)10年保持財(cái)政收支平衡?;A(chǔ)設(shè)施建設(shè)有了根本性的改善。全縣村村通公路,縣道路全部實(shí)現(xiàn)了硬化;電信全部實(shí)現(xiàn)了交換程控化和傳輸數(shù)字

15、化,國際互聯(lián)網(wǎng)業(yè)已經(jīng)開通;電力、供水設(shè)施日臻完善配套,供電網(wǎng)絡(luò)科學(xué)合理,可靠性強(qiáng),現(xiàn)有220kv變電站一座,110kv變電站6座,35kv變電站17座,年供電量達(dá)3.866億千瓦時(shí),足以保證全縣工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活需要;縣城供水系統(tǒng)已成網(wǎng)絡(luò),已建成現(xiàn)代化水廠五座,日供水可達(dá)10萬噸,境內(nèi)大小河流和大中小型水庫年總儲(chǔ)水量7.1億立方米,年平均利用量6.46億立方米,工業(yè)生產(chǎn)和居民生活用水有充分保障。衛(wèi)生機(jī)構(gòu)齊全,醫(yī)療設(shè)施先進(jìn),縣屬兩處醫(yī)院均達(dá)到二級甲等醫(yī)院標(biāo)準(zhǔn)。城區(qū)整潔優(yōu)美,三季有花,四季長青,城市綠化率達(dá)32.1%,被評為省級衛(wèi)生城。廣播電視蓬勃發(fā)展,已并入全省有線電視傳輸網(wǎng)絡(luò),鄉(xiāng)鎮(zhèn)普遍建起了

16、電視差轉(zhuǎn)臺(tái)。第三產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá),已形成較現(xiàn)代化的服務(wù)網(wǎng)絡(luò),有大型商場,娛樂中心10余處,有設(shè)施完備的涉外賓館酒樓15處,可為中外朋友提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。1.4 企業(yè)簡介山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有限公司是依托山東鼎昌鐵塔制造有限公司承建新注冊的獨(dú)立法人公司。山東鼎昌鐵塔制造有限公司是日照市建興鐵塔有限公司的控股公司。日照市建興鐵塔有限公司于1998年初由鎮(zhèn)辦集體企業(yè)始建于1973年的城陽鎮(zhèn)農(nóng)修廠改制而成的民營企業(yè)。公司位于山東省日照市莒縣工業(yè)開發(fā)區(qū),與膠新鐵路相伴、206國道為鄰,交通便利,地理位置優(yōu)越,現(xiàn)為國家中一型企業(yè),國際質(zhì)量體系認(rèn)證企業(yè),公司注冊資本5000萬元,公司經(jīng)營范圍為:鐵塔制造與安裝、建筑機(jī)械

17、、土建施工等。公司現(xiàn)占地80畝,建筑面積38298 平方米,員工400人,其中各類工程技術(shù)人員108名。企業(yè)總資產(chǎn)1.3億元,2007年全年總產(chǎn)值達(dá)到3.2億元,主要產(chǎn)品有1050okv輸電線路鐵塔、廣播通信塔、系列塔式起重機(jī)、施工升降機(jī),產(chǎn)品廣泛用于電力、通信、建筑等行業(yè),是山東省生產(chǎn)電力塔、建筑機(jī)械、熱浸鍍鋅的骨干企業(yè),也是國家電力部、國家廣電總局、信息產(chǎn)業(yè)部、中國聯(lián)通、中國移動(dòng)鐵塔定點(diǎn)生產(chǎn)廠家,2006年經(jīng)國家電網(wǎng)集團(tuán)綜合評估,被成功列入輸電鐵塔一級合格供應(yīng)商名單。公司技術(shù)力量雄厚,人才儲(chǔ)備充足。擁有機(jī)械制造和鋼結(jié)構(gòu)工程專業(yè)高級工程師12人,中級技術(shù)職稱人員96名,中專以上學(xué)歷的人員占員

18、工的40。公司多年來始終堅(jiān)持,“科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力”的發(fā)展戰(zhàn)略,堅(jiān)持狠抓技術(shù)進(jìn)步,著力在科技創(chuàng)新上下功夫,具有較強(qiáng)的研制開發(fā)能力。近年來,通過同研究院、大專院校合作,不斷研制開發(fā)新產(chǎn)品,改進(jìn)鍍鋅工藝,培植公司新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。近三年來,先后開發(fā)sc200施工升降機(jī)、qtz63c塔式起重機(jī)、50okv輸電線路角鋼鐵塔等;新產(chǎn)品,研制成功環(huán)保節(jié)能型熱浸鋅生產(chǎn)線,連續(xù)幾年以過硬的質(zhì)量優(yōu)勢迅速占領(lǐng)市場,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,公司規(guī)模膨脹,夯實(shí)了企業(yè)的發(fā)展基礎(chǔ)。公司設(shè)施、設(shè)備齊全,檢測手段完善。擁有3600平方米四個(gè)高標(biāo)準(zhǔn)車間和魯南地區(qū)最大的熱浸鍍鋅生產(chǎn)線。有車、沖、鉆、刨、剪、切、自動(dòng)切割、鍛壓、焊接

19、、起重等生產(chǎn)設(shè)備和工藝裝備110余臺(tái)套,其中有目前國內(nèi)最先進(jìn)的數(shù)控角鋼、鋼板生產(chǎn)線12條,數(shù)控火焰切割線一條。綜合生產(chǎn)加工鐵塔能力達(dá)到4萬噸,公司擁有鋼材、螺栓理化試驗(yàn)、無損探傷等檢驗(yàn)、測量、試驗(yàn)設(shè)備100余臺(tái)套,能有效對原材料、產(chǎn)品和生產(chǎn)過程質(zhì)量進(jìn)行控制。公司秉承“以人為本、誠信經(jīng)營”的管理理念,以市場為導(dǎo)向,以客戶為關(guān)注焦點(diǎn),不斷提煉核心企業(yè)精神“建興精神”。公司先后贏得了工商及金融機(jī)構(gòu)授予的“全省誠信守法企業(yè)”、“aaa級信用企業(yè)”等榮譽(yù)稱號(hào)和鐵塔類“全國用戶產(chǎn)品質(zhì)量滿意、售后服務(wù)滿意示范單位”、農(nóng)業(yè)部“全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)創(chuàng)名牌重點(diǎn)企業(yè)”。總經(jīng)理厲啟頌治廠從嚴(yán)務(wù)實(shí),其本人被選為“日照市第十五屆

20、人大常委”先后獲得“全國鎮(zhèn)企業(yè)家”、“中國優(yōu)秀企業(yè)家”、“日照市勞動(dòng)模范”等榮譽(yù)稱號(hào)。1.5 項(xiàng)目所在地能源消費(fèi)概況企業(yè)所在地為日照市。年日照市的萬元能耗1.37噸標(biāo)準(zhǔn)煤。為完成“十一五”期間年均降耗指標(biāo),到2010年,萬元生產(chǎn)總值能耗將下降到1.05噸標(biāo)準(zhǔn)煤,降低23%。第二章 項(xiàng)目情況分析2.1 擬建工程山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有限公司年產(chǎn)200噸電子級多晶硅(年產(chǎn)太陽能級可達(dá)300噸)項(xiàng)目主要內(nèi)容包括:主工藝車間(還原車間、提純車間、干法回收車間)、生產(chǎn)輔助車間、制氫站、制氮站、循環(huán)水站、熱能轉(zhuǎn)換站、綜合倉庫、維修及車庫、變電站、三廢處理車間、綜合辦公樓等工程。產(chǎn)品為直徑150mm,長度22

21、00mm多晶硅棒。2.2 項(xiàng)目必要性和可行性分析2.2.1 項(xiàng)目建設(shè)的必要性多晶硅是單質(zhì)硅的一種形態(tài)。多晶硅在電子工業(yè)中廣泛用于制造半導(dǎo)體收音機(jī)、錄音機(jī)、電冰箱、彩電、錄像機(jī)、手機(jī)、電子計(jì)算機(jī)等的基礎(chǔ)材料。晶體硅材料(包括多晶硅和單晶硅)是最主要的光伏材料,其市場占有率在90以上,而且在今后相當(dāng)長的一段時(shí)期也依然是太陽能電池的主流材料。多晶硅材料的生產(chǎn)技術(shù)長期以來掌握在美、日、德等3個(gè)國家7個(gè)公司的10家工廠手中,形成技術(shù)封鎖、市場壟斷的狀況。多晶硅的需求主要來自于半導(dǎo)體和太陽能電池。按純度要求不同,分為電子級和太陽能級。其中,用于電子級多晶硅占55左右,太陽能級多晶硅占45,隨著光伏產(chǎn)業(yè)的迅

22、猛發(fā)展,太陽能電池對多晶硅需求量的增長速度高于半導(dǎo)體多晶硅的發(fā)展,預(yù)計(jì)太陽能級多晶硅的需求量將超過電子級多晶硅。1994年全世界太陽能電池的總產(chǎn)量只有69mw,而2004年就接近1200mw,在短短的10年里就增長了17倍。專家預(yù)測太陽能光伏產(chǎn)業(yè)在二十一世紀(jì)前半期將超過核電成為最重要的基礎(chǔ)能源之一。據(jù)悉,美國能源部計(jì)劃到2010年累計(jì)安裝容量4600mw,日本計(jì)劃2010年達(dá)到5000mw,歐盟計(jì)劃達(dá)到6900mw,預(yù)計(jì)2010年世界累計(jì)安裝量至少18000mw。從上述的推測分析,至2010年太陽能電池用多晶硅至少在30000噸以上。據(jù)國外資料分析報(bào)道,世界多晶硅的產(chǎn)量2005年為28750噸

23、,其中半導(dǎo)體級為20250噸,太陽能級為8500噸,半導(dǎo)體級需求量約為19000噸,略有過剩;太陽能級的需求量為15000噸,供不應(yīng)求,從2006年開始太陽能級和半導(dǎo)體級多晶硅需求的均有缺口,其中太陽能級產(chǎn)能缺口更大。據(jù)日本稀有金屬雜志2005年11月24日報(bào)道,世界半導(dǎo)體與太陽能多晶硅需求緊張,主要是由于以歐洲為中心的太陽能市場迅速擴(kuò)大,預(yù)計(jì)2006年,2007年多晶硅供應(yīng)不平衡的局面將為愈演愈烈,多晶硅價(jià)格方面半導(dǎo)體級與太陽能級原有的差別將逐步減小甚至消除,2005年世界太陽能電池產(chǎn)量約1gw,如果以1mw用多晶硅12噸計(jì)算,共需多晶硅是1.2萬噸,20052010年世界太陽能電池平均年增

24、長率在25,到2010年全世界半導(dǎo)體用于太陽能電池用多晶硅的年總的需求量將超過6.3萬噸。世界多晶硅主要生產(chǎn)企業(yè)有日本的tokuyama、三菱、住友公司、美國的hemlock、asimi、sgs、memc公司,德國的wacker公司等,其年產(chǎn)能絕大部分在1000噸以上,其中tokuyama、hemlock、wacker三個(gè)公司生產(chǎn)規(guī)模最大,年生產(chǎn)能力均在30005000噸。中國能源研究會(huì)提出,加速開發(fā)無污染、可再生的太陽能資源,力爭到2025年建成500萬kw的太陽能發(fā)電容量,使太陽能成為我國最主要的可再生能源,并預(yù)計(jì)不到10年,太陽能發(fā)電成本就會(huì)接近并低于煤電成本。能夠大規(guī)模地實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的

25、材料96以上仍然是硅材料。正由于硅材料對信息產(chǎn)業(yè)和新能源產(chǎn)業(yè)的特殊地位,各發(fā)達(dá)國家才將硅材料作為特殊的戰(zhàn)略材料,嚴(yán)格控制技術(shù)轉(zhuǎn)讓,并壟斷全球硅材料市場。我國多晶硅原料95以上依賴進(jìn)口,我國的硅單晶材料快速發(fā)展,但關(guān)鍵的多晶硅原材料的自給能力卻很低,2004年國內(nèi)只生產(chǎn)了不到80噸的多晶硅,但卻消耗了近2280噸的多晶硅,96以上由國外高價(jià)進(jìn)口,致使我國半導(dǎo)體硅單晶材料工業(yè)陷入了受制于外國的尷尬、被動(dòng)局面。進(jìn)口多晶硅原料價(jià)格飛漲,嚴(yán)重影響硅材料企業(yè)生存,由于國際半導(dǎo)體工業(yè)的迅猛發(fā)展,以及兩次海灣戰(zhàn)爭造成的國際石油價(jià)格暴漲的能源危機(jī),日、美、歐各國紛紛立法促進(jìn)硅太陽能電池的生產(chǎn)和應(yīng)用,造成了對半導(dǎo)

26、體級高純多晶硅的巨大需求,也客觀上促使國際多晶硅短缺、緊俏及價(jià)格暴漲。與兩年前相比,區(qū)熔和直拉單晶硅用的多晶硅價(jià)格上漲了近一倍,太陽能用多晶硅價(jià)格漲了3倍多。雖然我國硅料工業(yè)起步較早(20世紀(jì)50年代),但由于生產(chǎn)規(guī)模小、工藝技術(shù)落后、環(huán)境污染嚴(yán)重、消耗大、成本高,絕大部分企業(yè)因虧損而相 繼停產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)。到2004年我國只剩下峨眉半導(dǎo)體材料廠和洛陽單晶硅有限公司兩家生產(chǎn)企業(yè),其生產(chǎn)能力僅為100噸/年,且能滿足太陽能電池生產(chǎn)需要的硅 料實(shí)際產(chǎn)量只有80噸。專家預(yù)計(jì),2010年我國用于太陽能電池生產(chǎn)的硅料需求量將達(dá)到4365噸,2015年為1.62萬噸。若不以自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)改變國 內(nèi)多晶硅的生產(chǎn)現(xiàn)狀

27、,我國硅料工業(yè)受制于國際市場的狀況將無法改變,這將危及我國光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。開發(fā)利用綠色潔凈能源太陽能已經(jīng)成為當(dāng)今世界能源的主流,太陽能是地球上取之不盡,用之不竭的綠色潔凈能源,是大自然賜于我們?nèi)祟惖臒o窮無盡的寶貴財(cái)富。地球上的所有能量,都來自于太陽源源不斷的能量供應(yīng),有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,太陽向地球每秒鐘所送達(dá)的能量相當(dāng)于500萬噸煤。人們最早利太陽能,是將它轉(zhuǎn)換成熱能加以利用,后來光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn),使太陽能轉(zhuǎn)化為電能,以致使太陽能的利用領(lǐng)域得到了擴(kuò)展。早在50年代,第一個(gè)實(shí)用性硅太陽能電池在美國貝爾實(shí)驗(yàn)室誕生。不久被用于人造衛(wèi)星發(fā)電系統(tǒng)上。迄今為止,太空中成千的飛行器,都裝備了太陽能發(fā)電系統(tǒng)

28、。盡管如此,太陽能電池在地面上的應(yīng)用,卻一直沒得到廣泛重視,在70年代,世界出現(xiàn)了第一次“石油危機(jī)”之時(shí),地面大規(guī)模應(yīng)用太陽能發(fā)電,才被列上許多國家的議事日程。當(dāng)初,太陽能發(fā)電主要使用的是單晶硅太陽能電池。進(jìn)入80年代中期,環(huán)境繼能源之后,又成為國際社會(huì)普遍關(guān)注的焦點(diǎn)之一,人類又把目光集中到解決這兩個(gè)問題的交叉點(diǎn)太陽能光伏發(fā)電上,從而大大加速了開發(fā)利用太陽能的工業(yè)步伐。近十幾年來,隨著人類對單晶硅材料光伏效應(yīng)(使光能轉(zhuǎn)化為電能)的發(fā)現(xiàn),人們又將逐步將硅材料用于太陽能發(fā)電,為硅材料的應(yīng)用擴(kuò)大了范圍,成為硅材料的又一重點(diǎn)應(yīng)用領(lǐng)域。用硅材料(單晶硅、多晶硅)制造太陽能電池發(fā)電,是發(fā)展現(xiàn)代能源工業(yè)的重

29、要領(lǐng)域之一,且不產(chǎn)生任何污染,呈現(xiàn)出日益誘人的發(fā)展前景。綜上所述,該項(xiàng)目的建設(shè)是必要的。2.2.2 項(xiàng)目建設(shè)的可行性(1)符合國家產(chǎn)業(yè)政策中華人民共和國可再生能源法第十七條規(guī)定,“國家鼓勵(lì)單位和個(gè)人安裝和使用太陽能熱水系統(tǒng)、太陽能供熱采暖和制冷系統(tǒng)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)等太陽能利用系統(tǒng)。”,該項(xiàng)目的建設(shè)為太陽能光伏電池的制造提供了產(chǎn)品原料。根據(jù)國家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄(2005年本)鼓勵(lì)類“二十四 信息產(chǎn)業(yè) 第38條: 6英寸及以上單晶硅、多晶硅及晶片制造”,該項(xiàng)目產(chǎn)品為直徑150mm多晶硅棒,符合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展要求。因此發(fā)展多晶硅產(chǎn)業(yè)是符合國家產(chǎn)業(yè)政策要求。(2)技術(shù)上可行從國際多晶硅主要

30、技術(shù)特征來看,多種生產(chǎn)工藝路線并存,產(chǎn)業(yè)化技術(shù)封鎖、壟斷局面不會(huì)改變。由于各多晶硅生產(chǎn)工廠所用主輔原料不盡相同,因此生產(chǎn)工藝技術(shù)不同;進(jìn)而對應(yīng)的多晶硅產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)、用途、產(chǎn)品檢測方法、過程安全等方面也存在差異,各有技術(shù)特點(diǎn)和技術(shù)秘密,總的來說,目前國際上多晶硅生產(chǎn)主要的傳統(tǒng)工藝有:改良西門子法、硅烷法和流化床法。其中改良西門子工藝生產(chǎn)的多晶硅的產(chǎn)能、約占世界總產(chǎn)能的80。改良西門子法多晶硅生產(chǎn)的西門子工藝,其原理就是在1100左右的高純硅芯上用高純氫還原高純?nèi)葰涔?,生成多晶硅沉積在硅芯上。改良西門子工藝是在傳統(tǒng)西門子工藝的基礎(chǔ)上,同時(shí)具備節(jié)能、降耗、回收利用生產(chǎn)過程中伴隨產(chǎn)

31、生的大量h2、hci、sici4等副產(chǎn)物以及大量副產(chǎn)熱能的配套工藝。目前世界上絕大部分廠家均采用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅。 本項(xiàng)目采用改良西門子工藝生產(chǎn)多晶硅,從技術(shù)上是可行的。(3)當(dāng)?shù)鼗A(chǔ)條件滿足項(xiàng)目建設(shè)要求本項(xiàng)目選址在日照市莒縣城北工業(yè)園區(qū)山東鼎昌鐵塔制造有限公司廠區(qū)內(nèi),東臨新亞歐大陸橋堡日照港,西靠國家級旅游風(fēng)景區(qū)浮來山,膠新鐵路相伴, 206國道為臨,交通便利,土地平整,視野開闊,緊靠110kv變電站,電源接入方便。交通方便,原輔材料、水、電供應(yīng)條件好,環(huán)境適宜,有利于多晶硅生產(chǎn)。本項(xiàng)目生產(chǎn)所需原料為三氯氫硅,市場供應(yīng)充足。綜上所述,山東鼎昌硅業(yè)科技發(fā)展有限公司年產(chǎn)200噸多晶硅項(xiàng)目,

32、可發(fā)揮原料、技術(shù)、公用工程、場地等方面的諸多優(yōu)勢,能為企業(yè)增加新的產(chǎn)品,增加企業(yè)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。2.3 項(xiàng)目投資及分析如表2-1所示,本項(xiàng)目總投資21087萬元,其中建設(shè)投資19142萬元,流動(dòng)資金為1945萬元;年均凈利潤22361萬元,所得稅后項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率為117.98%,稅后投資回收期為1.88年(含建設(shè)期)。表2-1 主要財(cái)務(wù)評價(jià)數(shù)據(jù)指標(biāo)匯總表序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù)值備注一、基本數(shù)據(jù)其中外匯20萬美元1總投資萬元210871.1建設(shè)投資萬元191421.2建設(shè)期利息萬元1.3流動(dòng)資金萬元19452報(bào)批投資萬元197263項(xiàng)目資本金萬元197264年均營業(yè)收入萬元44

33、6385年均總成本費(fèi)用萬元142426年均增值稅萬元58227年均營業(yè)稅金及附加萬元5828年均利潤總額萬元298149年均息稅前利潤(ebit)萬元2985110年均所得稅萬元745411年均凈利潤萬元22361二、經(jīng)濟(jì)評價(jià)指標(biāo)1項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(稅前)%156.22基準(zhǔn)值12%2項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率(稅后)%117.983項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(稅前)萬元1708254項(xiàng)目投資財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值(稅后)萬元1255015項(xiàng)目投資回收期(稅前)年1.666項(xiàng)目投資回收期(稅后)年1.887項(xiàng)目資本金財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率%121.61基準(zhǔn)值13%8總投資收益率(roi)%141.569資本金凈利潤率(r

34、oe)%113.36本項(xiàng)目各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均好于行業(yè)基準(zhǔn)值,有很好的經(jīng)濟(jì)效益,而且有很大的利潤增值空間,投資回報(bào)好,因此在經(jīng)濟(jì)上是可行的,且符合國家項(xiàng)目資本金有關(guān)政策。第三章 能耗指標(biāo)及分析3.1能源消費(fèi)構(gòu)成該項(xiàng)目能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)為電力和水。電力:該公司所用的電力全部為外購,主要用于生產(chǎn)系統(tǒng)及所屬配套辦公、生活設(shè)施使用。電耗年綜合用電7891.6萬kwh,由當(dāng)?shù)毓╇姽倦娋W(wǎng)供給。水:該公司的生產(chǎn)用水全部來源于該公司的自備水井,經(jīng)深井泵輸送到各車間,辦公、生活用水由自來水公司供給。本項(xiàng)目年綜合用水量50000噸,其中生產(chǎn)用水42800噸。生產(chǎn)用水主要來源于廠區(qū)內(nèi)的自備水井。3.2項(xiàng)目能源消費(fèi)狀況3.2.

35、1 供配電項(xiàng)目設(shè)備新增電氣容量為17250kw,考慮該項(xiàng)目生產(chǎn)的連續(xù)性和易燃易爆特點(diǎn),需新建2回110kv架空供電線路,在廠區(qū)新建110kv/10kv變電站一座,10kv/0.38kv變電所三座。由于系統(tǒng)采用還原爐導(dǎo)熱油熱量回收技術(shù),回收余熱能滿足生產(chǎn)用熱需要并有富余,因此本項(xiàng)目僅需考慮非正常生產(chǎn)工況下的用熱需要,需設(shè)一臺(tái)開工用導(dǎo)熱油加熱器,擬用電力加熱作為裝置開工用。3.2.2 供水新增項(xiàng)目由于采用干法還原尾氣回收和還原爐導(dǎo)熱油冷卻余熱利用技術(shù),使水的消耗量大大降低,項(xiàng)目建設(shè)所在地地下水資源豐富,擬新建取水量1000m3/h水井兩口,足以滿足生產(chǎn)和消防等用水需要。由于還原尾氣回收后尾氣中的氯

36、硅烷遇水即水解為二氧化硅和氯化氫,成為酸性水溶液,需要用石灰水中和,中和處理后成為無害廢水,實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。雨水和生活污水可經(jīng)收集過濾后進(jìn)入石灰水中和池,作為自然蒸發(fā)補(bǔ)充用水。3.2.4生產(chǎn)工藝、設(shè)備(1)生產(chǎn)工藝的選擇本項(xiàng)目采用目前國內(nèi)外普遍采用的改良西門子土藝,也就是三氯氫硅與純氫的還原條件下,在1050硅芯發(fā)熱體表面沉積、生長多晶硅。該工藝成熟、生產(chǎn)穩(wěn)定、安全、可靠,且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的多晶硅生產(chǎn)工藝。 “改良西門子法”還原尾氣回收過程中物料不接觸水,相對于“傳統(tǒng)西門子法”的“濕法回收”而言,稱之為“干法回收”。干法回收主要是利用還原尾氣中氫氣、氯化氫、三氯氫硅、四氯化硅、二氯二氫硅等各組分物

37、理化學(xué)性質(zhì)的差異,通過溶解吸收,吸收脫吸,吸附脫附等化工操作實(shí)現(xiàn)各組分的分離,并重新利用。采用干法回收工藝,還原尾氣中的各組分幾乎可以100分離回收,由于整個(gè)系統(tǒng)是閉路循環(huán),不引入新的污染源,故回收各組分品質(zhì)穩(wěn)定,可直接返回系統(tǒng)重新利用,從而提高了收率,減少了消耗。采用改良西門子法,其特點(diǎn)為閉路循環(huán)系統(tǒng),采用節(jié)能型大還原爐、干法回收等技術(shù),產(chǎn)品質(zhì)量高,原輔材料及電力消耗大為降低,每生產(chǎn)1公斤多晶硅的單耗與國內(nèi)目前水平相比,各項(xiàng)單耗都大幅度降低。(2)主要用能設(shè)備本項(xiàng)目主要裝置有:主裝置和輔助裝置二部分。主裝置包括三氯氫硅提純系統(tǒng)、干法回收系統(tǒng)、多晶硅還原系統(tǒng)。輔助裝置包括制氫站、制氮站、制冷站

38、、循環(huán)水站、純水站、熱能轉(zhuǎn)化系統(tǒng)。本項(xiàng)目核心設(shè)備為還原爐,選用12對棒還原爐。其他設(shè)備包括塔類:提純塔為篩板塔,吸收塔、脫吸塔為填料塔。熱(冷)換熱設(shè)備:換熱器多為列管式換熱器u形換熱器。儲(chǔ)罐容器類:主要為盛裝氯硅烷的容器和氣體緩沖罐。主要工藝設(shè)備見表3.1。干法回收設(shè)備見表3.2。提純設(shè)備見表3.3。還原設(shè)備見表3.4。表3.1 主要工藝設(shè)備一覽表設(shè)備類單位數(shù)量備注反應(yīng)器類(還原設(shè)備)臺(tái)8塔類座7容器類臺(tái)27換熱器類臺(tái)30風(fēng)機(jī)臺(tái)20泵臺(tái)10其它設(shè)備臺(tái)14表3.2 干法回收設(shè)備明細(xì)表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格負(fù)荷,kw1還原尾氣緩沖罐18004380 v = 10m32鼓泡氣氣換熱器 500 2300

39、f = 3m33鼓泡琳洗塔1400 70004氯硅烷儲(chǔ)罐 1400 3380 v= 4m35氯硅烷循環(huán)屏蔽泵q = 15m3 / h h = 45m 106鼓泡塔氯硅烷換熱器 500 2300 f = 3m37氫壓機(jī)lw - 9 / 0.04 一 0. 6 2008壓縮氣吸收氣換熱器 500 2300 f = 30m39壓縮氣過冷器 700 2500 f =40m310吸收塔377 815411富液儲(chǔ)罐12002050 v =2m312富液循環(huán)屏蔽泵q = 15m3/ h h = 45m 1013貧液水冷器 12001880 f = 8m314一級貧富液換熱器 450 2074 f = 18m

40、315二級貧富液換熱器 450 2074 f = 18m316貧液過冷器 10002880 f = 125m317脫吸塔600 20001065018脫吸塔頂冷凝器 450 2374 f = 11m319脫吸塔再沸器 10002800 f = 100m320二氯二氫硅儲(chǔ)罐9001800 v =1m321吸收塔出口緩沖罐18004380 v =10m322活性炭吸附器20001100023吸附后純氫儲(chǔ)罐300014780 v =100m324導(dǎo)熱油水換熱器 500 2300 f = 30m325導(dǎo)熱油膨脹槽 14003380 v = 4m326冷油循環(huán)屏蔽泵q = 15m3 / h h = 45

41、m 1027袋式過濾器 1400 2300 f = 15m328高效氫氣過濾器q = 1200m3 / h 0.1m表3.2 提純設(shè)備明細(xì)表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格負(fù)荷,kw1合成粗餾1#塔4202合戍粗餾 l 塔頂冷凝器 500 1400 f = 20m33合成粗餾 1 塔頂再沸器 700 1200 f = 22m34合成粗餾 2 #塔 6005合成粗餾 2 塔冷凝器 800 2000 f = 65m36合成粗餾 2 塔再沸器 1000 1150 f =44m37低沸物儲(chǔ)槽 1800 4380 v =10m38粗餾產(chǎn)品儲(chǔ)槽 1800 4380 v =10m39輸送泵hj-zm 630/0.71.51

42、0精餾 1 塔46011精餾 1 塔冷凝器 500 1400 f = 20m312精餾 1 塔再沸器 700 1200 f =22m313精餾 2 塔 60014精餾 2 #塔冷凝器 800 2000 f = 65m315精餾 2 #塔再沸器 1000 1150 f =44m316干法精餾 1 塔 60017干法精餾 1 塔冷凝器 800 1500 f =50m318干法精餾 1 #塔再沸器 1100 1400 f =62m319干法精餾 2 塔 90020干法精餾 2 塔冷凝器10002000 f =110m321干法精餾 2 塔再沸器14001400 v =110m322精餾產(chǎn)品儲(chǔ)罐180

43、04380 v =10m323高沸物儲(chǔ)罐22005780 v =20m324原料罐22005780 v =20m325回收罐18004380 v =10m3表3.4 還原設(shè)備明細(xì)表序號(hào)設(shè)備名稱規(guī)格負(fù)荷,kw112對棒還原爐140010002還原電氣3進(jìn)出氣換熱器4尾氣水冷器5h2 一油換熱器6三氯氫硅混合罐7導(dǎo)熱油加熱爐8導(dǎo)熱油水冷器9硅芯爐10液氬儲(chǔ)槽11多功能磨錐機(jī)12外園切斷機(jī)13硅芯清洗機(jī)14純水設(shè)備15石墨鍛燒爐410020002810 12016超聲波清洗機(jī)kws-q104217烘箱ah-47 ah-480變壓器選型是110kv.s10-16000kva,10kv.s11-1250

44、kva。還原爐配電容量為2270kva。制冷機(jī)組選型為jjzvlgf234dz全自動(dòng)經(jīng)濟(jì)器氟螺桿式壓縮機(jī)組。制氫機(jī)組選型為qcnb-100/1.5型氫氣純化裝置。制氮機(jī)組選型為bgpn29-132+ncha-120變壓吸附制氮機(jī)組。3.3 能耗指標(biāo)核算3.3.1電耗核算根據(jù)生產(chǎn)工藝及設(shè)備選型,各耗能工質(zhì)消耗見表3-5。表3-5 各耗能工質(zhì)消耗表序號(hào)名稱單位消耗量備注1循環(huán)冷水t/h2002凈化壓縮空氣nm3/min43氮?dú)鈔m3/min4間斷4氫氣nm3/min1.25軟化純水t/h20通過計(jì)算,各工序電耗核算見表3-6。表3-6 各工序電耗核算表一、制氮電耗序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量1每分鐘氮耗量

45、nm3/min42負(fù)荷運(yùn)行系數(shù)0.83單位時(shí)間實(shí)際耗氮量nm3/h1924制氮系統(tǒng)制氮單耗kwh/nm30.255單位時(shí)間制氮單耗kw48二、制氫電耗序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量1每分鐘氫耗量nm3/min1.22負(fù)荷運(yùn)行系數(shù)13單位時(shí)間實(shí)際耗氫量nm3/h724制氫系統(tǒng)制氫單耗kwh/nm355單位時(shí)間制氫單耗kw360三、制純水電耗序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量1單位時(shí)間純水耗量nm3/h202負(fù)荷運(yùn)行系數(shù)13單位時(shí)間實(shí)際耗純水量nm3/h204純水系統(tǒng)制水單耗kwh/nm325單位時(shí)間制氫單耗kw40四、制冷電耗序號(hào)項(xiàng)目名稱單位數(shù)量1冷水額定回水溫度122冷水額定出水溫度73冷水額定流量kg/h20000

46、04制冷系統(tǒng)供冷量kj/h41816005制冷功率kwh1161.6 6制冷系數(shù)cop4.57制冷輸入功率kw258.1 根據(jù)工藝要求,還原爐結(jié)晶周期為12天,每周期電耗計(jì)算及年耗電計(jì)算見表3-7。表3-7 每周期及年耗電耗核算表序號(hào)耗電工序電負(fù)荷,kw負(fù)荷系數(shù)運(yùn)行功率,kw每周期運(yùn)行時(shí)間,h每周期電耗,kwh1還原工序電耗18160 0.7 12712 288 3661056 2壓縮空氣電耗200 0.6 120 288 34560 3制氮電耗48 48 288 13824 4制氫電耗360 360 288 103680 5制冷電耗258 0.7 181 288 52038 6制純水電耗40

47、 40 288 11520 7其他工序電耗300 0.8 240 288 69120 每周期合計(jì)13701 3945798 年產(chǎn)品周期按20核算,年電耗合計(jì)78915954 年耗電折標(biāo)準(zhǔn)煤(按0.334kgce/kwh折算),tce26357.9 3.3.2多晶硅產(chǎn)量核算 本項(xiàng)目產(chǎn)品為直徑150mm,長為2200mm的太陽能級多晶硅棒,還原爐為12對棒加熱電極,單爐產(chǎn)量為0.932m3多晶硅棒,根據(jù)多晶硅密度為2.33t/m3,單爐產(chǎn)量為2.17t。每爐按年生產(chǎn)20爐核算,8臺(tái)還原爐年產(chǎn)太陽能級多晶硅棒347.66噸。3.3.3 綜合能耗核算能耗綜合核算見表3-8 。表3-8 能耗綜合表序號(hào)能

48、耗種類單位消耗量折標(biāo)系數(shù)折標(biāo)準(zhǔn)煤量,tce1電kwh78915954 0.334kgce/kwh26357.9 合計(jì)26357.9 通過以上核算該項(xiàng)目實(shí)施后年耗電7891.6萬kwh;多晶硅綜合耗電為227.0 kwh/kg,折標(biāo)準(zhǔn)煤量為15357.9噸,多晶硅綜合能耗為75.8kgce/kg。第四章 項(xiàng)目工藝、技術(shù)、設(shè)備能效指標(biāo)4.1項(xiàng)目主要生產(chǎn)工藝多晶硅的制備工藝過程是元素硅的提純過程,它是將2個(gè)“9”的工業(yè)硅提純到711個(gè)“9”的高純硅,多晶硅的生產(chǎn)主要有改良西門子法、硅烷法和流化床法等方法,其中改良西門子法具有工藝技術(shù)成熟、安全性高、產(chǎn)品純度滿足微電子工藝需要等優(yōu)點(diǎn),世界新建多晶硅生產(chǎn)

49、裝置絕大多數(shù)采用改良西門子法。本新增項(xiàng)目采用改良西門子法,主要生產(chǎn)工藝包括三氯氫硅分離提純、干法尾氣回收、多晶硅還原三部分和換熱,制冷,壓縮空氣,循環(huán)水,變配電等輔助生產(chǎn)系統(tǒng)。三氯氫硅提純:三氯氫硅提純是利用原料中各組分揮發(fā)性的差異而使之分離的一種操作,通過提純塔把三氯氫硅、四氯化硅及其他雜質(zhì)氯化物加熱至沸騰,揮發(fā)性強(qiáng)即沸點(diǎn)低的組分如三氯氫硅首先蒸發(fā),其在氣相中的濃度高于液相中的濃度。同理,將混合液的蒸氣冷凝,冷凝液中難揮發(fā)的組分即沸點(diǎn)高的物質(zhì)如四氯化硅,在液相中的濃度比氣相中高。經(jīng)過如此多次反復(fù)部分氣化和冷凝,最終在氣相中得到較純的易揮發(fā)的低沸點(diǎn)組分如三氯氫硅,而在液相中得到較純的難揮發(fā)的高

50、沸點(diǎn)組分如四氯化硅。購入三氯氫硅原料先后經(jīng)四個(gè)精餾塔提純,其中一、二塔為第一組,三、四塔為第二組,物料經(jīng)精餾一二塔連續(xù)提純,控制一定的溫度、壓力、回流比,精餾一塔塔頂出低沸點(diǎn)物料送往低沸點(diǎn)物料貯罐,塔釜出中間產(chǎn)品(如三氯氫硅、四氯化硅和部分高沸點(diǎn)雜質(zhì))進(jìn)入精餾二塔,精餾二塔塔頂出三氯氫硅粗餾產(chǎn)品,送往精餾進(jìn)一步提純,塔釜出高沸物。第一組精餾產(chǎn)品經(jīng)第二組精餾三、四塔進(jìn)一步連續(xù)提純,控制一定的溫度、壓力、回流比,精餾三塔塔頂出低沸物,送往原料罐,塔釜出中間產(chǎn)品(如三氯氫硅、四氯化硅等)進(jìn)入精餾四塔,精餾四塔塔頂出精餾產(chǎn)品送往還原工序,塔釜出高沸物送往原料罐?;厥樟辖?jīng)回收一、二、三塔三塔連續(xù)提純,控

51、制一定的溫度、壓力、回流比,回收精餾一塔塔頂出低沸物,送往原料罐,塔釜出中間產(chǎn)品(如三氯氫硅、四氯化硅等)進(jìn)入回收精餾二塔,回收精餾二塔塔頂出三氯氫硅精餾產(chǎn)品,送往還原工序,塔釜出料送往回收精餾三塔,塔頂出四氯化硅,塔底出高沸物外賣。該工序能耗主要為導(dǎo)熱油吸收的還原爐余熱和電力。干法尾氣回收:還原尾氣干法回收主要包括鼓泡淋洗、加壓冷凝、吸收脫吸、活性炭吸附等四個(gè)主要工藝過程,其基本原理如下:鼓泡淋洗:利用四氯化硅在一定溫度下對還原尾氣中組分溶解度的不同,通過鼓泡淋洗塔對還原尾氣淋洗,溶解度大的三氯氫硅、四氯化硅絕大部分被溶解吸收,溶解度小的氫氣、氯化氫、二氯二氫硅便分離出來。加壓冷凝:從鼓泡淋

52、洗塔出來的不溶性氣體,里面含有少量的三氯氫硅、四氯化硅,若在常壓下把其冷凝出來需要很低的冷卻溫度和大量能量,采取加壓冷凝的方法,三氯氫硅、四氯化硅可在較高的溫度下按照相平衡的規(guī)律幾乎全部冷凝下來,從而大量降低能源消耗。吸收脫吸:吸收脫吸是分離氣體混合物的一種重要方法,吸收過程實(shí)際上是氣相組分在液相中溶解的過程,反之,溶質(zhì)從液相轉(zhuǎn)入氣相,即為脫吸過程。加壓冷凝后的不凝氣體主要是氫氣、氯化氫、二氯二氫硅,采用四氯化硅作為吸收劑,其中大量的氯化氫、二氯二氫硅在加壓低溫條件下被四氯化硅溶解吸收,氫氣分離出來。而被四氯化硅溶解吸收的氯化氫、二氯二氫硅在脫吸塔中控制一定的溫度、壓力條件下,二氯二氫硅以液態(tài)、氯化氫以氣態(tài)分別從四氯化硅中分離出來?;钚蕴课矫摳剑簭奈彰撐到y(tǒng)中分離出來的氫氣中含有微量的氯化氫、氯硅烷等,通過活性炭吸附器吸附,氯化氫、氯硅烷等大分子物質(zhì)首先被吸附下來,從而凈化了氫氣。時(shí)間可以通過程序控制,吸附飽和后的活性炭進(jìn)行脫附再生,控制一定的溫度并通氫氣吹趕,被活性炭吸附的氯化氫、氯硅烷等可以脫附出來,從而實(shí)現(xiàn)了活性炭吸附器的重復(fù)利用。來自還原車間的尾氣(包括氫氣、氯化氫、二氯二氫硅、三氯氫硅、四氯化硅),經(jīng)過鼓泡氣氣換熱器冷

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