年产3000吨电子级多晶硅建设项目可行性研究报告原创

1、年产年产 30003000 吨电子级多晶硅建设项目多晶硅可研报告吨电子级多晶硅建设项目多晶硅可研报告 目目 录录 第一章总论 .1 1.1 概述.1 1.1.1 项目名称、主办单位、建设地点 .1 1.1.2 编制依据和原则 .1 1.1.3 项目提出的背景及投资的必要性 .2 1.2 项目建设的有利条件.5 1.2.1xxxxxx 概况 .5 1.2.2 项目区水资源概况 .6 1.2.3 供电情况 .7 1.2.4 当地交通运输现状 .7 1.3 项目研究范围.8 1.3.1 工艺生产装置 .8 1.3.2 辅助生产装置 .8 1.3.3 公用工程设施 .8 1.3.4 其它 .9 1.4

2、 项目投资 .9 1.5 项目主要经济技术指标 .9 第二章 市场预测.11 2.1 产品用途.11 2.2 市场预测分析.12 2.2.1 国外市场分析 .12 2.2.2 国内市场分析 .14 2.3 产品市场价格分析.17 第三章 生产规模和产品方案.19 3.1 生产规模.19 3.2 产品方案.19 第四章 工艺技术方案.21 4.1 工艺技术方案的选择.21 4.1.1 工艺技术概况 .21 4.1.2 工艺技术方案的确定 .22 4.1.3 工艺流程 .23 4.2 工艺装置.24 4.2.1 三氯氢硅车间.24 4.2.2 氯硅烷提纯车间 .29 4.2.3 多晶硅车间 .32

3、 4.2.4 高纯多晶硅后处理工序 .36 4.2.5 硅芯制备工序 .38 4.2.6 氢气制备及净化车间 .38 4.3 产品产量和原材料、辅助材料及公用工程消耗定额及消耗量 .40 4.3.1 产品产量 .40 4.3.2 原材料、辅助材料及公用工程消耗定额及消耗量 .40 4.4 自控技术方案.41 4.4.1 简述 .41 4.3.2 控制水平 .42 4.4.3 仪表选型 .42 4.4.4 仪表电源及仪表空气 .43 4.5 主要设备的选择.43 4.5.1 设备选择原则 .43 4.5.2 主要设备选型 .43 4.5.3 主要设备表 .45 第五章 原料、燃料及动力供应.47

4、 5.1 主要原材料.47 5.1.1 工业硅粉 .47 5.1.2 液氯 .48 5.1.3 脱盐水 .48 5.1.4 氢气 .49 5.2 辅助材料.49 5.2.1 苛性钠 .49 5.2.2 生石灰 .50 5.2.3 氢氟酸 .50 5.2.4 硝酸 .50 5.3 公用工程规格及供应.50 5.3.1、蒸汽.50 5.3.2 循环水 .51 5.3.3 新鲜水 .51 5.3.4 电力 .51 5.3.5 氮气 .52 5.3.6 仪表空气 .52 第六章 建厂条件及厂址方案.53 6.1 建厂条件.53 6.1.1 厂址区域概况 .53 6.1.2 供热 .55 6.2 厂址方

5、案.55 第七章 总图运输.56 7.1 总平面布置.56 7.1.1 总平面布置原则 .56 7.1.2 功能划分 .56 7.1.3 总平面布置方案 .57 7.1.4 主要技术经济指标 .57 7.2 竖向设计.58 7.2.1 设计原则 .58 7.2.2 竖向设计方式及土方工程量 .58 7.3 工厂运输.59 7.3.1 运输量 .59 7.3.2 运输方案及运输车辆 .59 7.4 工厂防护设施 .60 7.5 绿化.60 第八章 公用、辅助工程.61 8.1 供水.61 8.1.1 供水水源 .61 8.1.2 项目用水量 .61 8.1.3 供水系统 .62 8.2 排水量及

6、排水系统划分.65 8.2.1 排水量 .65 8.2.2 排水系统划分 .65 8.3 供电.67 8.3.1 全厂用电负荷及负荷等级 .67 8.3.2 电源状况 .67 8.3.3 配电方案 .68 8.3.4 功率因素补偿 .68 8.3.5 电气设备选型 .68 8.3.6 节能措施 .69 8.4 电信.69 8.4.1 电信系统状况及设置 .69 8.4.2 电信设施方案 .70 8.5 供热及供冷.71 8.5.1 供热 .71 8.5.2 供冷 .72 8.6 空压、制氮.73 8.6.1 空气压缩 .73 8.6.2 制氮 .73 8.7 维修和仓库.74 8.7.1 维修

7、 .74 8.7.2 仓库 .74 8.8 化验室.75 8.8.1 化验室设置的目的 .75 8.8.2 化验室设置的任务 .75 8.8.3 化验室的规模、要求和组成 .75 8.8.4 分析仪器设备 .76 8.9 贮运设施.76 8.9.1 概述 .76 8.9.2 原料、中间产品及成品的贮存天数与贮存量 .77 8.10 工艺及供热外管 .78 8.10.1 工作范围及介质情况 .78 8.10.2 管道敷设的原则及敷设方式 .79 8.11 采暖通风及空气调节 .79 8.11.1 设计采用的标准规范 .79 采暖、通风及空气调节的设计原则.80 8.11.2 采暖、通风及空调设计

8、方案 .81 第九章 土建工程.82 9.1 编制依据.82 9.2 建筑、结构设计原则.82 9.3 建筑、结构设计方案.83 9.4 对防火、防腐、防噪、防尘及建筑物内外装修等问题的处理.83 9.5 工程地质.84 9.6 地基处理原则.85 9.7 项目主要建构筑物.86 9.8 三材估算.88 第十章 节能.89 10.4 设计依据 .89 10.2 节能措施.89 10.3 能耗指标.91 第十一章 环境保护.92 11.1 设计依据.92 11.2 建设项目的主要污染源及污染物.92 11.2.1 建设项目概况 .92 11.2.2 主要污染源与污染物 .93 11.3 环境保护

9、与综合利用.97 11.3.1 废气处理措施 .97 11.3.2 废水（液）处理措施 .97 11.3.3 固体废物处理 .98 11.3.4 降噪措施 .98 11.3.5 绿化 .98 11.4 清洁生产简述.98 11.5 环境管理与监测现状 .99 11.5.1 环境管理 .99 11.5.2 环境监测 .99 11.6 环境保护费.99 第十二章 劳动保护及安全卫生.100 12.1 设计依据及设计中采用的标准.100 12.2 生产过程中职业危害因素及其影响 .101 12.2.1 主要职业危险、危害因素分析 .101 12.2.2 火灾爆炸 .101 12.2.3 毒性危害/窒

10、息性 .102 12.2.4 化学灼伤及腐蚀 .102 12.2.5 噪声危害 .103 12.2.6 高温烫伤及低温冻伤 .103 12.2.7 触电及机械伤害 .103 12.2.8 粉尘危害 .104 12.2.9 其他危害 .104 12.3 劳动安全卫生设计中采用的主要防范措施 .104 12.3.1 建筑及场地布置 .104 12.3.2 工艺及自控 .105 12.3.3 消防 .105 12.3.4 电气及电信 .105 12.3.5 其它 .106 第十三章 消防.108 13.1 设计依据 .108 13.2 设计范围与分工 .108 13.3 项目概况 .108 13.4

11、 火险分析 .109 13.5 防火安全措施 .112 13.5.1 有火灾爆炸危险介质的设备安全控制措施及异常情况的紧急控 制措施.112 13.5.2 总图 .113 13.5.3 建、构筑物防火 .115 13.5.4 排水 .116 13.5.5 电气 .116 13.5.6 通风与采暖 .119 13.6 消防设计.120 13.6.1 概述 .120 13.6.2 水消防 .120 13.6.3 泡沫消防 .121 13.6.4 干粉消防 .121 13.6.5 移动消防设施 .121 13.6.6 系统控制 .121 第十四章 工厂组织与劳动定员.123 14.1 工厂体制及组织

12、机构 .123 14.2 生产班制及定员.123 14.3 工人、技术人员和管理人员的来源 .124 第十五章 项目实施计划.125 15.1 项目实施阶段的划分 .125 15.2 项目实施进度计划.125 第十六章 投资估算与资金筹措.126 16.1 投资估算 .126 16.1.1 工程概况及投资分析 .126 16.1.2 编制依据 .126 16.1.3 其它 .127 16.2 资金筹措.127 16.3 投资估算表.128 第十七章 技术经济分析.129 17.1 项目概况 .129 17.2 编制依据 .129 17.3 基本经济数据 .129 17.4 生产成本和费用估算

13、.130 17.5 销售收入.131 17.6 利润 .131 17.7 财务评价 .132 17.7.1 财务盈利能力分析 .132 17.7.2 清偿能力分析 .132 17.7.3 不确定性分析 .132 17.8 财务评价结论.133 附表 .134 附图 .134 第一章第一章 总论总论 1.11.1 概述概述 .1 项目名称、主办单位、项目名称、主办单位、建设地点建设地点 项目名称：xxxxxx 年产 3000 吨电子级多晶硅建设项目； 主办单位：xxxxxx； 建设地址：xxxxxx； .2 编制依据和原则编制依据和原则 （1）编制依据 a.投资项

14、目可行性研究指南 ，国家计委，2002 年 1 月； b.当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录 ，2000 年修 订； c.化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定化学工业部 1997 年 8 月。 （2）编制原则 a.贯彻可持续发展战略，坚持安全生产与环境保护并重的原则。 b.遵循国家有关产业政策，深入进行市场调查，紧密跟踪产品市场 需求，以高品位的产品质量和较低的生产成本适应激烈的市场竞争，确 保项目具有良好的经济效益和发展前景。 c.高起点、积极采用国内外先进技术，做到工艺技术及设备先进、 可靠、成熟、以及具备国际竞争力的原则。 d.坚持统一规划，充分利用一、二期工程的公用工程及

15、辅助实施， 立足当前，兼顾长远的原则。 e.贯彻工厂规模大型化、布置一体化、生产装置露天化、公用工程 社会化、引进技术与创新相结合的方针，大部分设备立足国内制造。 f.充分了解国家、地方的相关现行政策，根据建设场地现状、周边 环境，合理利用地方资源，力争本项目产生良好的社会效益和经济效益。 .3 项目提出的背景及投资的必要性项目提出的背景及投资的必要性 多晶硅材料作为制造集成电路硅衬底、太阳能电池等产品的主要原 料，是发展信息产业和新能源产业的重要基石。多晶硅是单晶硅的主要 原料，其深加工产品被广泛应用于半导体工业，是当代人工智能、自动 控制、信息处理、光电转换等半导体器件和集

16、成电路的基础材料,国际 集成电路芯片及各类半导体器件 95%以上是用硅材料制造的。半导体工 业是信息产业的基础和核心。因此，硅材料业是电子信息产业的基础。 专家预计电子信息产业今后一段时期对多晶硅材料的需求量至少以每年 5%的速度递增。 由于世界人口和发展中国家（例如中国）工业进程加快，全球能源 消耗以 3%的速度增长，并在今后较长的时间内将可能维持这个增长速度。 在这种情况下，目前全球已经探明的一次能源的储量预计在 100 年内将 会耗尽。因此，全球积极开发利用可再生能源势在必行。太阳能作为最 重要的可再生能源之一，由于其清洁、卫生、安全、资源丰富等多方面 的优势，其发展越来越得到人们的重视

17、。世界各国积极支持太阳能光伏 产业的发展，包括日本、德国、美国在内的许多发达国家都出台了旨在 鼓励太阳能光伏产业发展的政策，例如“太阳能屋顶计划” 、 “新能源法” 等，发展中国家政府也是如此。中国不仅加入了“京都议定书” ，并且 颁布实施了“可再生能源法” 。因此，太阳能光伏产业成为世界上发展 最快的高新技术产业之一，过去 10 年的年均增长速度达到 39%，并呈现 加速增长的态势。 太阳能光伏产业链的上游主要包括生产太阳能电池所需要的核心原 料多晶硅材料的生产；但目前高纯度多晶硅原料的供应短缺，成为制 约太阳能光伏产业发展的瓶颈。2007 年全世界高纯度多晶硅材料的消费 量增长到了 467

18、00 吨，而供应量仅 37500 吨，近 20%的供需缺口要通过 企业库存的减少来弥补。在 46700 吨的消费量中，电子行业消费了 21700 吨，太阳能光伏发电行业消费了 25200 吨。随着太阳能光伏发电 行业的高速发展，其对高纯度多晶硅材料的需求量将大大超过电子行业 的需求量。 由于多晶硅材料严重供不应求，高纯多晶硅国际市场供货价格 2007 年上涨到了 250300 美元/公斤，目前国际市场长期供货价格超过了 300 美元/公斤，今年价格还将进一步上涨到 350 美元/公斤。目前多晶 硅材料 2008 年全年的期货已经售完，这些材料的现货价格近期超过了 350 美元/公斤。部分太阳能

19、电池生产企业抢购电路级多晶硅用于太阳能 电池的生产，导致全世界电路级多晶硅材料也供应紧张，并且拉动了电 路级多晶硅材料的价格上扬。 世界太阳能光伏发电市场的高速发展也带动了我国太阳能光伏发电 行业的巨大发展，尤其是产业链中劳动密集型的太阳能电池加工，正大 量向我国转移，据不完全统计，2007 年我国太阳能电池的生产能力已经 超过了 1000mw，包括无锡尚德和保定英利等企业的在建生产规模超过了 800mw，而规划中的产能合计超过 4000mw。预计 2008 年我国太阳能电池 的生产能力将达到 1900mw，对多晶硅材料的需求将达 1500017000 吨， 加上电子行业的需求，我国对多晶硅材

20、料的需求量将超过 18000 吨。而 2007 年我国的多晶硅生产能力仅为 1400 吨，迫使我国企业不得不从国 外大量进口多晶硅原料。但是，国外生产企业却对我国采取高价限量的 措施，大大制约了我国电子信息产业和太阳能光伏发电产业的发展。 因此，中国急需建设一个或多个大型的多晶硅生产厂，以缓解国内 多晶硅原料需求供给严重不足的问题，并为我国太阳能光伏产业和电子 产业的健康蓬勃发展提供必要的基础保证。 根据目前的市场格局和发展趋势，本项目采用立足电路级，主要面 向太阳能市场，暂不参与高端市场的建设方案。既避免了高品质多晶硅 生产技术门槛高的难点，又能利用现有成熟技术在较短时间完成工厂建 设，抓住

21、市场时机，也能部分参与电路级市场竞争，具有风险小，见效 快，适应性强的特点。 因此，从工艺和规模经济、以及市场容量而言，总体规划 10000 吨 /年多晶硅，一期设计 3000 吨/年多晶硅生产线建设是比较切合实际的 规模，这也得到了美国、日本、中国的多晶硅厂的实践证明。 1.21.2 项目建设的有利条件项目建设的有利条件 1.2.1xxxxxx1.2.1xxxxxx 概况概况 xxxxxx 地处县城城区西部，地处内蒙、辽宁、河北三省区交汇处， 园区紧靠 306 国道，距天义火车站 5 公里，距赤峰机场 110 公里，距北 京 380 公里，距锦州港 200 公里，距秦皇岛港口 300 公里。

22、这里交通十 分方便，自然环境良好，四季分明，气候温和，具有良好的投资发展环 境。 项目周边地区硅石资源丰富，矿石品位高，目前在开发区已建成东 北第一家三氯氢硅生产企业，一期生产规模为年产 三氯氢硅 5000 吨， 二期工程计划在 2010 年开始建设，预计 2011 年投产，达到年产三氯氢 硅 3 万吨的生产规模，为建设多晶硅项目提供了原料保障，同时， xxxxxx 经济开发区是自治区级开发区，经内蒙古自治区建设厅批复的总 体规划面积为 4.5 平方公里，由国土资源部核准的近期建设面积为 1.76 平方公里，规划符合 xxxxxx 县城市总体规划和土地利用总体规划的要 求，多晶硅项目具备在开发

23、区选址的条件。 xxxxxx 经济开发区（中京工业园区）自 2003 年建设以来，目前基 础设施功能比较完备，三横一纵道路格局已经形成，园区变电站项目目 前已经开工建设，预计在 2010 年投入使用。 项目占地应按照投资规模或产值来考虑，根据内蒙古自治区工业 项目用地控制指标的要求，非金属矿物制造业用地投资强度至少为 405 万元/公顷，参照近期由自治区编制的用地报告其园区现状投资强度 为 650 万元/公顷、工业用地产出强度 1616 万元/公顷；确定的园区理 想值投资强度为 750 万元/公顷、工业用地产出强度 1850 万元/公顷。 所用地位置应尽量靠近三氯氢硅项目。 园区目前土地费用主

24、要是土地出让金最低标准为 5.6 万元/亩、建 设用地批转约为 5.1 万元/亩、征地费约为 4 万元/亩。其它如勘界、土 地评估、报件图纸编制等由中介结构收取。 .2 项目区水资源概况项目区水资源概况 xxxxxx 县污水处理厂设计处理能力 4104t/d，实际处理能力 2104t/d。据 1990 年水利区划资料，全县地表水资源量为 3.49108m3，其中境外客水 1.77108m3；地下水资源量为 2.74108m3，其中地下水可开采量为 1.82108m3。全县人均水资源占 有量不足 900m2。目前全县地表水用量为 0.2378108m3，占全市地表水 资源量的 6

25、.8%，地下水现状耕水量 1.05108m3。除少部分地区出现超 采现象外，其它地区地下水仍有开发潜力。老哈河属辽河二级支流水系， 发源于河北省七老图山脉的光头山，自甸子乡七家入境与黑里河汇流后， 由西南向东北穿越全县。主河道流经甸子、双庙、必斯营子、榆树林子、 大明、铁匠营子、城关、二龙、汐子等九个乡（镇） ，至汐子与坤兑汇 流后出境，境内主河道长 78.2 公里。 取水处老哈河以上流域面积 2340 平方公里，多年平均径流量 15384 万立方米。w50%12512 万立方米， w95%1289 万立方米。 .3 供电情况供电情况 xxxxxx 县电厂数量为 4 个（打虎石

26、发电站、大城子钓鱼台发电站、 大城子白塔子发电站、西泉发电站） 。发电厂装机容量：（66kv 打虎石 发电站为 1500kw、10kv 大城子钓鱼台发电站为 625kw、10kv 大城子白 塔子发电站 150kw、10kv 西泉发电站为 50kw） ，主网架电压等级为 66kv。 xxxxxx 县以天义尤家洼 220kv 一次变电站为中心，以 6 条 66kv246 公里的送电线路为网架，现有 12 座 66kv 农村及工矿变电站，主变 21 台，容量 72950 千伏安（其中农电管辖 10 座变电站，主变 19 台，容量 70950 千伏安） 。54 条 10kv 配电线路 2150 公里，

27、有配电变压器 3560 台， 容量 168400 千伏安。有 494613 公里的低压线路形成辐射全县 13 个乡 镇，342 个行政村的输变电及高压供电网络。现在全县 2648 个村民组全 部通电。 .4 当地交通运输现状当地交通运输现状 xxxxxx 地处三省区交界，交通便利，境内“叶柏寿赤峰”铁路 纵贯境内，铁路复线工程正在开展前期工作。经过县城天义、 “承四” 和“赤朝”两条高速公路的连接线已列入市政府主推的重点工程。 “306 ”国道、 “207”省道贯通境内，距“四平承德” 、 “朝阳赤峰”高速 公路出口 30 公里左右，距“丹拉”线赤峰北部大通道 300 公里。境

28、 内乡乡通油路，村村通公路，天旺线、天山线、大三线等县级公路和二 十三条乡级公路形成了十分便利的公路运输网络。 1.31.3 项目研究范围项目研究范围 .1 工艺生产装置工艺生产装置 （1）氢气制备和净化 （2）氯氢化车间 （3）精馏车间（三氯氢硅精馏及罐区） （4）还原车间（三氯氢硅还原） （5）整理车间（硅芯制备及产品后处理） （6）还原尾气回收（cdi） （7）废料处理（工艺废气及废液处理） .2 辅助生产装置辅助生产装置 （1）空压、 （2）冷冻站 （3）脱盐水站 （4）三废处理 .3 公用工程设施公用工程设施 （1）循环水站； （2）车

29、间变电所和全厂供配电； （3）通信设施； （4）厂区供热及工艺外管； （5）道路和运输； .4 其它其它 （1）大门、围墙； （2）消防（扩建消防水管网） 1.41.4 项目投资项目投资 1.51.5 项目主要经济技术指标项目主要经济技术指标 本项目的主要技术经济指标见下表： 主要技术经济指标 序号项目名称单位数量备注 一产品方案 1主产品 太阳能级多晶硅t/a3000 2副产品 氧气nm3/a12.46105 二原料消耗 1硅粉t/a3500主要原料 2液氯t/a1900主要原料 3氢氟酸t/a130 4无水硝酸t/a1224 6氢氧化钠（以 20naoh 溶液计）t/a37

30、6 7生石灰（以 100cao 计）t/a1110 序号项目名称单位数量备注 8包装物个/a1200000 三公用工程消耗量 1新鲜水t/a4528000 2电106kwh/a540 3蒸汽t/a560000 4仪表空气(正常)nm3/h4000 5氮气(正常)nm3/h4000 五三废排放量 1废气nm3/h300 2废水m3/h50 3废渣t/a450 六运输量 1运入量吨/年8000 2运出量吨/年7060 3总运输量吨/年15060 七全厂定员人475 八建筑面积m280100占地面积 300000m2(约 450 亩)九工程项目总投资（报批总投资）万元266802 1固定资产投资万元

31、262110 十财务评价指标 1年均销售收入万元176400 2年平均利润总额万元84191 3内部收益率 税前%36.42 税后%29.42 4投资回收期 税前年3.97含建设期 2 年 税后年4.46含建设期 2 年 5投资利润率 %31.56 序号项目名称单位数量备注 投资利税率 %40.27 6贷款偿还期年4.13含建设期 2 年 7盈亏平衡点%28.85 第二章第二章 市场预测市场预测 2.12.1 产品用途产品用途 多晶硅是信息产业和太阳能电池产业的重要原材料。高纯度多晶硅 材料主要应用于电子行业和太阳能光伏发电行业。 硅材料是生产集成电路和分立器件，如二极管、三极管、大功率整 流

32、管（zp） 、晶闸管（kp） 、电力半导体模块（glripm） 、功率集成电路 （pgc）等的基础材料。 在过去较长的时间内，多晶硅材料的产品定位为电子行业需要的多 晶硅材料，并不针对太阳能光伏行业，其产品 85%用于芯片和集成电路， 只有少量边角料或次品等用于太阳能光伏行业： 多晶硅等外品：约为多晶硅产量的 5%； 结晶过程的等外品硅：约为单晶硅产量的 13%左右； 切片过程产生的次废品：约为硅片产量的 8%左右； 电子级硅的次级产品； 随着石油、煤等资源的逐渐匮乏，太阳能在世界能源中的地位越来 越重要，太阳能光伏发电行业得到世界各国前所未有的高度重视，美国 能源部计划到 2010 年累计安

33、装的太阳能发电装置所能达到的容量会超 过 4500mw，欧盟的目标是到 2010 年光伏发电装机容量要达到 3600mw 以 上，日本政府提出 2010 年光伏发电装机容量要达到 5000mw。太阳能光 伏发电产业迅速崛起，对高纯晶体硅的需求量迅速增加。 据统计，2007 年全世界共消费了 46900 吨高纯度多晶硅材料，其中 电子行业消费了 21700 吨，太阳能光伏发电行业消费了 25200 吨；而 2008 年全世界高纯度多晶硅材料的需求量增长到了 62940 吨，其中电子 行业需求量 25100 吨，太阳能光伏发电行业需求量 37840 吨。 随着太阳能光伏发电行业的高速发展，其对高纯

34、度多晶硅材料的需 求量将很快超过电子行业的需求量。 2.22.2 市场预测分析市场预测分析 .1 国外市场分析国外市场分析 （1）世界多晶硅材料需求分析 近年世界电子行业的复苏和发展，尤其是世界太阳能光伏行业的的 高速发展带动了对高纯度多晶硅材料的大量需求。 a.太阳能光伏行业需求分析 在美国、日本、德国、西班牙等 40 多个国家政府的积极支持推动 下，太阳能终端用户对太阳能光伏发电电池的需求大大超过了生产能力， 因此世界太阳能电池的产量从 2005 年的 1.65gw 迅速增长到 2007 年的 3.5gw,到 2008 年达到了 5.4gw，预计到 2010 年以前太阳能电

35、池的产量 都将保持 35%的年增长速度。按照这个速度，太阳能电池的产量到 2010 年将比 2007 年的产量增长 5 倍，达到 10.7gw 以上。 1994 年全世界太阳能电池的生产量只有 69mw，而 2005 年就达到 1.65gw，10 年间就增长了 20 多倍，特别是 2004 年比上一年增长了 61%。 上述太阳能电池中，晶体硅电池占总产量的 85%。如果加上硅基材 料，则 99%的太阳能电池都是以高纯度多晶硅硅材料为主要原料。 2006 年太阳能光伏发电行业利用了 19320 吨高纯度多晶硅硅材料， 2007 年为 25200 吨。太阳能电池产量的高速增长导致对高纯多晶硅材料

36、的大量需求，预计 2008 年多晶硅材料的需求量为 37840 吨，到 2010 年 的需求量将超过 73000 吨。 b.电子行业需求分析 随着世界电子行业的复苏和发展，2007 年电子行业利用了 21700 吨 高纯度多晶硅材料，预计 2008 年2010 年电子行业对多晶硅材料需求 的年增长率将超过 7%，到 2010 年对多晶硅材料的需求将超过 30400 吨。 因此，预计 2010 年全世界太阳能行业和电子行业的硅料需求将超 过 73000 吨。 （2）世界多晶硅材料生产情况 世界上多晶硅制造技术主要是由美、日、德三个国家垄断，生产厂 家主要控制在七大公司 10 个工厂。 世界主要多

37、晶硅厂情况 公 司 产能 t/a 原料：直拉原料；工艺现反应器、产品形状 技术研发动向及 对应产品方向 公 司 产能 t/a 原料：直拉原料；工艺现反应器、产品形状 技术研发动向及 对应产品方向 hemlock usa 7400 cl2、h2、冶金 si；sihcl3；改良西门子 工艺 siemens reoctor 棒状 研发能生产粒状反 应器；sog 硅 tokuyama jap 5200 cl2、h2、冶金 si；sihcl3；改良西门子 工艺 siemens 反应器； reoctor 棒状 vld 工艺技术， tub-rcator；sog 硅 wacker german 5000 cl

38、2、h2、冶金 si；sihcl3；改良西门子 工艺 siemens 反应器；r 棒状 frb 反应器技术装 置；粒状 sog 多晶 硅 mitsubishi usa 1200 cl2、h2、冶金 si；sihcl3；改良西门子 工艺 siemens 反应器；r 棒状 mitsubich jap 1600 cl2、h2、冶金 si；sihcl3；改良西门子 工艺 siemens 反应器；r 棒状 sumitomo jap 700 cl2、h2、冶金 si；sihcl3；改良西门子 工艺 siemens 反应棒状 meme italy 1100sihcl3；改良西门子工艺siemens 反应棒状

39、 meme usa 2700 al、na、h2、h2sif；sih4 ；sih4热分解工艺 frb 反应器 粒状硅 sgs usa 2300 冶金硅、 sicl4、h2；sih4；sih4热 分解工艺 siemens 反应棒状 研发新型反应器； 采用sih4热分解生 产粒状多晶硅 asimi usa 2400 冶金硅、 sicl4、h2；sih4；sih4热 分解工艺 siemens 反应棒状 世界高纯度多晶硅材料的产量从 2005 年的 30680 吨增长到 2007 年 的 37500 吨左右。许多生产企业采取消除生产薄弱环节、生产线满负荷 运作、降低库存等措施来满足电子行业和太阳能行业飚

40、升的需求，但是 远远不能满足快速增长的太阳能行业的需求。 根据世界各国已经投资和很可能投资的产能扩张计划，预计多晶硅 产量将从 2005 年的 30680 吨增长到 2006 年的 33390 吨，2007 年的 37500 吨，2008 年的 50800 吨，2009 年的 73050 吨，2010 年的 96050 吨。 .2 国内市场分析国内市场分析 （1）国内多晶硅市场分析 a.电子行业需求分析 我国电子行业（集成电路）近年的高速增长,2004 年我国集成电路 产量达到 219 亿块，与 2003 年相比增长 63.7%，2005 年其产量达到 260 亿块，产量增长十

41、分迅速。 当前我国电子级单晶硅、多晶硅与集成电路在发展步伐上不协调， 产需不匹配的现象表现严重,尤其是生产电子级单晶硅所需的多晶硅基 本都需从国外进口。初步统计，2007 年电子行业对高纯度多晶硅材料的 消耗量为 1340 吨（见表 2-2） 。 预计我国电子行业“十一五”期间的增长率会超过 7%，到 2008 年 对高纯度多晶硅材料的需求量将超过 1560 吨，到 2010 年对高纯度多晶 硅材料的需求量将超过 1800 吨。 b.太阳能光伏行业需求分析 由于我国常规能源的相对缺乏，我国近年高度重视太阳能光伏发电 产业的发展。尤其从 2004 年开始，世界太阳能光伏发电市场的高速发 展带动了

42、我国太阳能光伏发电产业的巨大发展。据不完全统计，2005 年 我国太阳能电池的生产能力已经超过了 200mw，对多晶硅材料的需求量 将超过 2000 吨。包括无锡尚德和保定英利等企业的在建生产规模超过 了 800mw，而规划中的产能合计超过 4000mw（见表 2-2） 。这些在建的生 产能力预计在 2008 年建成投产，届时我国太阳能电池的生产能力将达 到 1900mw。随着新的生产能力的建设和投产，到 2010 年我国太阳能电 池的生产能力也将大大超过 3000mw。按照每 mw 太阳能电池需要消耗 810 吨高纯度多晶硅材料测算，到 2008 年我国太阳能光伏行业需求的 多晶硅材料将为

43、1400016000 吨，到 2010 年对多晶硅材料的需求量将 超过 28000 吨。 我国太阳能电池/组件产能情况(单位:mw) 年份 太阳能电 池产量 （mw） 太阳能多晶 硅需求量 (t) 电子级多晶 硅需求量(t) 中国总需 求量(t) 中国总产 量(t) 短缺量(t) 20046063098016109801553 2005118.711511090224110902161 2006400.936881210489812104668 20071021.5919413401053413409134 20081900.516724156018284156014784 200927752

44、4143169025833169014983 20103477.628864189030724189010974 因此，预计 2010 年我国太阳能光伏行业和电子行业的多晶硅料需 求量将超过 96000 吨左右。 （2）国内多晶硅材料生产现状 我国多晶硅材料的生产起步于 1964 年，国家开始在四川峨嵋半导 体材料厂（所）建设我国第一个多晶硅单晶硅厂。 七十年代多晶硅厂曾高达 20 多家，但生产规模小，年产量都在 30 吨以下，生产装备工艺落后、成本高、缺乏竞争力，所以陆续停产。 截止 2007 年底，我国高纯度多晶硅材料的生产厂家只有两?家，即 峨嵋半导体厂、洛阳中硅及江苏中能，产能 250

45、0 吨，而实际的产量不 足 1500 吨（见表 2-3） ，同时国内的需求量超过 3000 吨，使得我国企业 不得不从国外大量进口多晶硅。 国内多晶硅的主要厂家及产量 年产能/吨建成时间(包括预期) 四川峨眉多晶硅生产示范线1001999 年底 四川峨眉太阳电池多晶硅项目2002006 洛阳中硅 300 吨项目3002005.8 洛阳中硅 700 吨扩产项目7002007 年初 洛阳中硅二期扩建工程20002008 年 四川新光硅业12602007.2 江苏中能15002007 合计60602007-2008 尽管目前我国有 1000 吨级多晶硅材料生产企业正在筹建或试车投 产，但我国的高纯度

46、多晶硅材料的生产仍然处于刚刚开始起步阶段，完 全不能满足国内需求，急需加快速度发展。 2.32.3 产品市场价格分析产品市场价格分析 尽管多晶硅材料生产企业通过消除生产薄弱环节、生产线满负荷运 作、降低库存等措施提高产量，但是远远不能满足电子行业和太阳能行 业飚升的需求。一些大型电池和组件企业多晶硅原料库存不足 5 天，许 多小公司根本没有硅原料库存。 由于多晶硅材料严重供不应求，高纯多晶硅国际市场长期供货价格 由 2006 年初的 100 美元/公斤上涨到 2007 年的 300350 美元/公斤， 目前国际市场长期供货价格超过了 350 美元/公斤，今年价格还将进一 步上涨到 380400

47、 美元/公斤。目前多晶硅材料 2008 年全年的期货已 经售完，这些材料的现货价格近期超过了 400 美元/公斤。部分太阳能 电池生产企业抢购电路级多晶硅用于太阳能电池的生产，导致全世界电 路级多晶硅材料也供应紧张，并且拉动了电路级多晶硅材料的价格上扬。 因此，本可研报告多晶硅价格按 100 美元/公斤计，与目前市场价格相 比较低，但随着全世界多晶硅项目的建设和扩产，最终价格应保持在 80 美元/公斤左右。 第三章第三章 生产规模和产品方案生产规模和产品方案 3.13.1 生产规模生产规模 2007 年我国的多晶硅需求超过 10500 吨，预计 2010 年我国太阳能 光伏行业和电子行业的多晶

48、硅料需求量将超过 30700 吨左右，而 07 年 我国的生产能力只有 1400 吨/年，因此适当引进国外先进技术工艺，通 过集成和消化创新，项目建设 3000 吨/年多晶硅生产厂，从工艺和规模 经济，以及市场容量而言，是比较合适的规模。 项目建设 1500 吨/年两条条生产线，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。 3.23.2 产品方案产品方案 根据上述建设方案，本项目一期按照年产 3000 吨/年多晶硅、产品 质量按电子级级进行设计，全部产品均满足太阳能电池的要求。工厂实 际指标见下表： 多晶硅质量指标 参

49、 数测量数值及单位分 析 方 法备 注 掺杂及 电阻率 施主（施主（p p，asas，sbsb） 150ppta（最大） 500cm（最小） 受主（受主（b b，alal） 100ppba（最大） 5000cm（最小） 杂质含量的测定方法是用一个在 区熔状态下的样品、通过光致发 光光谱法（ftpl）或红外吸收法 （ftir）获得的。 用于测定杂质和 碳元素含量的样 品是成批取样的。 还原炉的每个沉 积周期都需要抽 取一批样品。 参 数测量数值及单位分 析 方 法备 注 碳元素碳元素 100ppba（最大） 碳元素含量是用一个经过退火的 多晶硅样品、通过红外吸收法 （ftir）获得的。 掺杂金属

50、元素掺杂金属元素 掺杂金属元素 （fe，cu，ni，cr，zn）总含量： 500pptw 表面金 属元素 fe：500pptw/250ppta（最大） cu：50pptw/25ppta（最大） ni：100pptw/50ppta（最大） cr：100pptw/55ppta（最大） zn：300pptw/130ppta（最大） na：800pptw/980ppta（最大） 表面金属元素含量采用感应耦合 等离子体法（icp）、原子发射光 谱法（aes）或其它类似的方法， 测定多晶硅块酸腐蚀溶液而确定 的。 表面进行酸腐蚀、 清洗 块状多晶硅规格 规 格 尺 寸长 度重 量备 注 020mm 201

51、10mm 110150mm 1%（最大） 90%（最小） 10%（最大） 从电极上取下硅棒时，不包 括任何小于 20mm 的部分 第四章第四章 工艺技术方案工艺技术方案 4.14.1 工艺技术方案的选择工艺技术方案的选择 .1 工艺技术概况工艺技术概况 自西门子发明采用提纯的三氯氢硅在氢气气氛下，在加热的硅芯表 面反应沉积多晶硅的方法（西门子法）后，经过多年的改进，逐步增加 了四氯化硅的综合利用（四氯化硅热氢化为其中之一）和还原尾气的 “干法回收”系统，工艺技术已趋于完善，即目前广泛采用的改良西门 子法。 为了稳妥可靠，其主要的生产工艺（三氯氢硅还原、四氯化硅氢化 及还原尾气回

52、收）采用国外引进，是通过工业硅与气态氯化氢的反应， 将其转化为由三氯氢硅、四氯化硅、二氯氢硅、聚氯硅烷、金属杂质等 组成的混合蒸汽并将其冷凝，用精馏的方法从冷凝液中分离出高纯度的 三氯氢硅，再将汽化的三氯氢硅，与氢气按一定比例混合引入多晶硅还 原炉，在置于还原炉内的棒状硅芯两端加以电压，产生高温，在高温硅 芯表面，三氯氢硅被氢气还原成元素硅，并沉积在硅芯表面，逐渐生成 所需规格的多晶硅棒。其工艺主要特点如下： （1）采用国际上先进的工业硅与气态氯化氢的反应合成三氯氢硅 技术，四氯化硅进行氢化，可以转化为三氯氢硅，利用率高，降低了多 晶硅生产的单位原料消耗。使多晶硅生产系统的废气、废液、废渣排放

53、 量、排放种类大大减少，环境保护从根本上得到了保证； （2）采用高效、综合回收的精馏系统，物料消耗、能耗得到大幅 度下降； （3）采用大流量、高沉积速度的 18 对棒进口还原炉工艺技术，大 幅度提高了单炉年产量，降低了能耗； （4）采用还原尾气的干法回收技术，原料综合回收率达 95%，分离 的氢气、氯化氢产品质量高，使混合气中的各种有用物料得到最大限度 回收利用，也提高了多晶硅产品品质，减少了环境污染； （5）采用三相可控硅的还原电气自动控制技术，提高了还原的成 功率、产量和安全性； （6）采用还原热能综合利用技术，降低了综合能耗； （7）在系统综合回收减少原料损耗的基础上，设计有完善的尾气、

54、 残液处理系统和先进的废水循环处理系统，确保了各项指标均符合国家 环保要求； （8）采用先进的 dcs 自动控制系统、过程产量、质量更稳定，减 少操作人员，降低成本。 .2 工艺技术方案的确定工艺技术方案的确定 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环境下，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，氯化氢返到三氯氢硅车 间合成三氯氢硅。从精馏分离出的四氯化硅到四氯化硅氢化炉转化为三 氯氢硅，精馏的产品三氯氢硅则到还原炉生产多晶硅。该工

55、艺是大部分 物料在系统内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。 本装置的设计能力为年产高纯多晶硅 3000 吨（以年操作时间 330 天为基准） 。多晶硅装置由以下几个车间组成： （1）三氯氢硅车间 这一车间包括液氯储存及汽化、氯化氢合成工序及三氯氢硅合成工 序。 （2）氯硅烷提纯车间 这一车间包括粗提纯、精提纯、废气净化和蒸馏釜残液处理工序。 （3）多晶硅车间 这一车间包括多晶硅制取工序、还原反应气分离回收系统 cdi 和四 氯化硅氢化工序。 （4）氢气制备及净化车间 （5）工艺废料处理车间 （6）整理工序 这一车间包括硅芯拉制、酸洗及产品后处理工序。 4

56、. 工艺流程工艺流程 多晶硅生产工艺流程详见附图三“工艺流程示意图” 。 4.24.2 工艺装置工艺装置 .1 三氯氢硅车间三氯氢硅车间 （1）氯化氢合成工序 氯化氢是合成三氯氢硅的主要原料之一。在合成炉内，通过氢气、 氯气混合气体的燃烧反应制得氯化氢。 氯化氢合成工序的流程由初始原料输入、氯化氢合成系统和废气处 理系统三部分组成。 a.初始原料输入 来自氢气制取工序及从三氯氢硅合成工序返回的循环氢气输送入氢 气缓冲罐。出的氢气去生产线的氯化氢合成炉。 来自液氯汽化工序的氯气通过氯气缓冲罐，分别去生产线的氯化氢 合成炉。考虑设置氯气缓冲罐作为安全阀泄放废气储存罐

57、。 为点燃氯化氢合成炉应使用氩甲硅烷混合物，该混合物由放在装卸 台上的气瓶送出。 b.氯化氢合成系统 氯化氢合成生产线由安装在氢气输送线上的阻火器、氯化氢合成炉、 两个热交换器（空气冷却器和氯化氢冷却器）和氯化氢贮气罐组成。 氢气和氯气在炉内燃烧，反应生成氯化氢，反应式如下： h2+cl2=2hcl 炉内的工作压力为 0.4mpa 到 0.5mpa。温度不超过 450。输出的 氯化氢通过空气冷却器被冷却到 150，并穿过氯化氢冷却器，被循环 冷却水冷却到 4050温度。冷却后的氯化氢送入氯化氢储罐，然后被 送往三氯氢硅合成工序。 c.废气处理系统 尾气处理系统分为：a） 用于在启动氯化氢合成炉

58、上的安全爆破膜 时，以及合成炉启动和停炉时的氯化氢废气处理系统，b）氯气处理系 统。 a）氯化氢废气处理系统 从合成系统排放的废气被送入两级管壳式石墨斜片降膜吸收器的顶 部，与送入的稀盐酸混合，从管侧自上而下流过，废气中的大部分氯化 氢被稀盐酸吸收。吸收反应产生的热量由吸收器壳侧的循环冷却水移走。 从两级吸收器底部得到质量浓度为 1520%的盐酸，分别被收集到一、 二级吸收液罐中，然后分别用一、二级吸收液泵循环送入两级降膜吸收 器顶部，用作吸收剂。部分盐酸由一级吸收液泵送至盐酸贮槽。定时向 二级吸收液罐中补充工艺水。 未被吸收的氯化氢和惰性气体被送往一级尾气洗涤塔，用质量浓度 为 10%的氢氧

59、化钠溶液洗涤。氯化氢与氢氧化钠反应生成氯化钠而被吸 收。洗涤液收集到一级洗涤液罐。用一级洗涤液泵输送一级洗涤液罐内 的液体，穿过一级尾气洗液冷却器，循环送入一级尾气洗涤塔用作吸收 剂。当氢氧化钠浓度降低到 23%时，将部分洗涤液送往工艺废液处理 工序，然后向一级洗涤液罐内补充浓氢氧化钠溶液。 出一级尾气洗涤塔，含氢气和惰性气体的尾气，穿过尾气阻火器排 入大气。 b）氯气处理系统 吹洗设备的废气和氯气输送管道的废气，以及氯气缓冲罐安全阀泄 放的氯气被送到氯气处理系统。 氯气被送进二级尾气洗涤塔内，用质量浓度为 10%的氢氧化钠溶液 洗涤。氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠和氯化钠而被吸收。洗涤液在

60、包括塔、二级洗涤液罐、二级洗涤液泵及二级尾气洗涤液冷却器的回路 内循环。冷却器用循环水冷却。塔底吸收液为 10%15%次氯酸钠溶液， 该溶液可作商品外售。当循环洗涤液中氢氧化钠浓度降低到 23%时， 向二级洗涤液罐内补充浓氢氧化钠溶液。 （2）三氯氢硅合成工序 三氯氢硅是制取多晶硅的原料。在合成炉内，用硅粉与气态氯化氢 反应制得三氯氢硅。 三氯氢硅合成工序包括以下几个系统： 原料处理系统； 三氯氢硅合成系统； 汽气混合气“干法”除尘系统； 汽气混合气“湿法”除尘系统； a原料处理系统 原料处理系统完成对原料氯化氢的预热，及对三氯氢硅合成炉启动 和停炉时使用的氮气的加热。 从氯化氢合成系统的来的