最新年产200吨电子级多晶硅项目可行性研究报告

1、山东鼎昌硅业科技开展年产200吨电子级多晶硅工程节能评估报告院 长：周建华副总工程师：陈景福工程负责人：刘 铮山东省工程咨询院二九年四月前 言山东鼎昌硅业科技开展是依托山东鼎昌铁塔制造承建新注册的独立法人公司，山东鼎昌铁塔制造其是日照市建兴铁塔的控股公司，日照建兴铁塔是1998年初由镇办集体企业始建于1973年的城阳镇农修厂改制而成的民营企业。公司位于山东省日照市莒县工业开发区，与胶新铁路相伴、206国道为邻，交通便利，地理位置优越，现为国家中一型企业，国际质量体系认证企业，公司注册资本5000万元，公司经营范围为：输电线路铁塔制、播送、通信铁塔造、安装；建筑机械；农用机械；矿用仪器制造、销售

2、等。公司现占地80亩，建筑面积38298 平方米，员工400人，其中各类工程技术人员108名。企业总资产亿元，2021年全年总产值到达亿元，销售收入5.89亿元，利税5421万元。主要产品有1050OKV输电线路铁塔、播送、通信铁塔、系列塔式起重机、施工升降机，产品广泛用于电力、通信、建筑等行业，是山东省生产电力塔、通信塔、建筑机械、热浸镀锌的骨干企业，也是国家电力部、国家广电总局、信息产业部、中国联通、中国移动铁塔定点生产厂家，2006年经国家电网集团综合评估，被成功列入输电铁塔一级合格供给商名单。公司技术力量雄厚，人才储藏充足。拥有机械制造和钢结构工程专业高级工程师12人，中级技术职称人员

3、96名，中专以上学历的人员占员工的40。公司多年来始终坚持，“科学技术是第一生产力的开展战略，坚持狠抓技术进步，着力在科技创新上下功夫，具有较强的研制开发能力。公司秉承“以人为本、诚信经营的管理理念，以市场为导向，以客户为关注焦点，不断提炼核心企业精神“建兴精神。公司先后赢得了工商及金融机构授予的“全省诚信守法企业、“AAA级信用企业等荣誉称号。硅材料是第一大电子功能材料。我国多晶硅原料80以上依赖进口，多晶硅原材料的自给能力很低，2004年国内只生产了不到80吨的多晶硅，但却消耗了近2280吨的多晶硅，96以上由国外高价进口，2007全国多晶硅产量只有1130吨，而实际需求量11000多吨，

4、缺口90%，2021年国内产量4110吨，缺口80%靠进口，致使我国半导体硅单晶材料工业和太阳能光伏电池材料陷入了受制于外国的为难、被动局面。太阳能电池用多晶硅按每生产1MW多晶硅太阳能电池需要1112吨多晶硅计算，我国2004年多晶、单晶太阳能电池产量为48.45MW，多晶硅用量为678吨左右，而实际产能已达70MW左右，多晶硅缺口达250吨以上。到2005年底国内太阳能电池产能到达300MW，实际能形成的产量约为110MW，需要多晶硅1400吨左右，预测到2021年太阳能电池产量达300MW，需要多晶硅保守估计约4200吨，因此太阳能电池的生产也将大大带动多晶硅需求的增加。山东鼎昌硅业科技

5、开展年产200吨多晶硅工程以生产多晶硅为主，方案开发单晶硅、太阳能光伏电池芯片和半导体芯片等系列产品。工程建成后，将推动电子信息产业和新能源产业在莒县的开展，为我国经济建设起到促进作用。工程总投资21087万元，年均净利润22361万元，所得税后工程投资财务内部收益率为117.98%，税后投资回收期为1.88年含建设期。工程有很好的经济效益。根据?中华人民共和国节约能源法?和?山东省节约能源条例?等有关规定，受山东鼎昌硅业科技开展的委托，我院依照有关法律、法规及节能标准对该工程的合理用能进行评估。我院在对该工程进行合理用能评估的过程中，得到了建设单位的积极配合，在此表示感谢！同时，由于水平有限

6、，再加上时间上比拟紧，报告书中缺乏之处在所难免，敬请批评指正。二九年四月目 录 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc227432859 第一章 概述 PAGEREF _Toc227432859 h 1 HYPERLINK l _Toc227432860 1.1 工程概况 PAGEREF _Toc227432860 h 1 HYPERLINK l _Toc227432861 1.2 评估依据 PAGEREF _Toc227432861 h 1 HYPERLINK l _Toc227432862 1.3 城市概述 PAGEREF _Toc227432862 h 3 HY

7、PERLINK l _Toc227432863 1.4 企业简介 PAGEREF _Toc227432863 h 6 HYPERLINK l _Toc227432864 1.5 工程所在地能源消费概况 PAGEREF _Toc227432864 h 8 HYPERLINK l _Toc227432865 第二章 工程情况分析 PAGEREF _Toc227432865 h 9 HYPERLINK l _Toc227432866 2.1 拟建工程 PAGEREF _Toc227432866 h 9 HYPERLINK l _Toc227432867 2.2 工程必要性和可行性分析 PAGEREF

8、 _Toc227432867 h 9 HYPERLINK l _Toc227432868 2.3 工程投资及分析 PAGEREF _Toc227432868 h 14 HYPERLINK l _Toc227432869 第三章 能耗指标及分析 PAGEREF _Toc227432869 h 15 HYPERLINK l _Toc227432870 PAGEREF _Toc227432870 h 15 HYPERLINK l _Toc227432871 PAGEREF _Toc227432871 h 15 HYPERLINK l _Toc227432872 3.3 能耗指标核算 PAGEREF

9、_Toc227432872 h 19 HYPERLINK l _Toc227432873 第四章 工程工艺、技术、设备能效指标 PAGEREF _Toc227432873 h 22 HYPERLINK l _Toc227432874 PAGEREF _Toc227432874 h 22 HYPERLINK l _Toc227432875 4.2 主要生产工艺简图 PAGEREF _Toc227432875 h 26 HYPERLINK l _Toc227432876 工艺的技术特点 PAGEREF _Toc227432876 h 26 HYPERLINK l _Toc227432877 4.4

10、 设备能效指标核算 PAGEREF _Toc227432877 h 27 HYPERLINK l _Toc227432878 4.5 能效指标核算 PAGEREF _Toc227432878 h 29 HYPERLINK l _Toc227432879 第五章 节能措施分析 PAGEREF _Toc227432879 h 31 HYPERLINK l _Toc227432880 5.1 节能措施 PAGEREF _Toc227432880 h 31 HYPERLINK l _Toc227432881 5.2 废弃物处理和综合利用 PAGEREF _Toc227432881 h 33 HYPER

11、LINK l _Toc227432882 PAGEREF _Toc227432882 h 33 HYPERLINK l _Toc227432883 第六章 节能评估结论 PAGEREF _Toc227432883 h 35 HYPERLINK l _Toc227432884 PAGEREF _Toc227432884 h 35 第一章 概述1.1 工程概况工程名称：年产200吨电子级多晶硅工程建设性质：新建工程工程申报及建设单位：山东鼎昌硅业科技开展企业性质：私营有限责任公司建设单位法定代表：厉启颂建设地点：山东省日照市莒县城北工业园区内建设内容：年产200吨电子级多晶硅年产量太阳能级可达30

12、0吨工程及与其配套的公用工程设施。能源消耗量：电万kWh/年，水50000吨/年。1.2 评估依据一相关法律法规和规划循环经济促进法7.清洁生产审核暂行方法国家开展改革委、国家环保总局令第16号8.重点用能单位节能管理方法原国家经贸委令第7号9.节能中长期专项规划发改环资20042505号鲁政办发200742号11.日照市固定资产投资工程节能评估和审查方法市“十一五节能规划二产业政策和准入条件等1.国务院关于发布促进产业结构调整暂行规定的通知国发200540号2.产业结构调整指导目录2005年本(国家发改委令第40号 )3.国务院关于加强节能工作的决定国发200628号4.国家当前鼓励开展的产

13、品、产业和技术目录2005年本。5.中国节能技术政策大纲计交能1996905号10.?山东省节能减排综合性工作实施方案?三管理及设计方面的标准和标准 502641997 17167-2006四产品能耗定限额方面的标准1.九种高耗电产品电耗最高限额 国经贸资源20001256号五合理用能方面的标准 3485-1998 3486-19935设备及管道绝热效果的测试与评价GB/T 8174-20216. 设备及管道绝热设计导那么GB/T 8175-2021 13471-1992六工业设备能效方面的标准1.清水离心泵能效限定值及节能评价值GB 19762-20052.中小型三相异步电动机能效限定值及节

14、能评价值GB 18613-20023.三相配电变压器能效限定值及节能评价值GB 20052-20064.通风机能效限定值及节能评价值GB 19761-20055.冷水机组能效限定值及能源效率等级GB 19577-2004七工程可行性研究报告1、?山东鼎昌硅业科技开展年产200吨多晶硅工程可行性研究报告?1.3 城市概述山东省日照市莒县，又称莒州，简称莒，位于 HYPERLINK :/baike.baidu /view/7468.htm t _blank 山东省东南部，属新亚欧大陆桥头堡 HYPERLINK :/baike.baidu /view/136334.htm t _blank 日照市，

15、面积1952.4平方公里，人口108万。东接东港区和五莲县，西连沂水、沂南两县，南与莒南县毗连，北与诸城市为邻，北距青岛200公里，东距日照港68公里，206国道，225、335、336省道在县城交汇成网，日东高速公路和胶新铁路贯穿境内，胶新铁路在县城北2公里处建有二级站1处。莒县是块古老的土地，有着悠久的历史。早在中生代第四纪中期，莒地就是植物茂盛.晡乳动物蕃生.古人类繁衍的地方。到新石器时代，莒地已形成了以陵阳河大汶口文化遗志为中心的古代文化亚区。商代为古幕国，春秋时期为 HYPERLINK :/baike.baidu /view/113629.htm t _blank 莒国，汉代为城阳国

16、,莒故城为莒地区历代政治，经济，文化中心，是山东省重点文物保护单位和历史文化名城。悠久的历史，孕育了灿烂的莒文化。陵阳河遗址出土的陶制大口尊上的“图象文字证明，早在7000年前，莒地区先民就创造了中国最早的古文字雏形。莒地故城堡 遗址达十几处之多，古遗址.古墓群已发现1291处；莒州地上地下文物丰富，县博物馆 馆藏文物达12000余件，其中国家级文物200余件。莒文化经过历代莒人的开展和沉淀 成为独具特色的史前文化，被公认为是和齐文化 鲁文化并称的山东三大文化。莒县地处暖湿带，四季清楚，寒暑适中，物产富饶。盛产小麦、水稻、玉米、豆类、薯类，以及花生、桑蚕、茶叶、西瓜等，苹果、银杏、板栗、桃、柿

17、、杏等干鲜果亦十分丰富，是全国粮食、油料、果品、蔬菜、生猪、肉食兔等重要生产基地。莒县矿产资源丰富，现已初步探明的矿产达38种，铁、铜等金属和石灰石、大理石、页岩粘土等非金属资源尤为丰富。莒县有沭河等大小河流26条，有青峰岭等大中小型水库226座，水资源充足。莒县南靠兖石铁路，北近胶济铁路，中有胶新铁路，东临日照港。206国道和016国道交汇莒城，交通十分便利。改革开放以来，莒县经济和社会各项事业得到长足开展，财政收入持续增长，连续10年保持财政收支平衡。根底设施建设有了根本性的改善。全县村村通公路，县道路全部实现了硬化；电信全部实现了交换程控化和传输数字化，国际互联网业已经开通；电力、供水设

18、施日臻完善配套，供电网络科学合理，可靠性强，现有220kv变电站一座，110kv变电站6座，35KV变电站17座，年供电量达3.866亿千瓦时，足以保证全县工农业生产和人民生活需要；县城供水系统已成网络，已建成现代化水厂五座，日供水可达10万吨，境内大小河流和大中小型水库年总储水量7.1亿立方米，年平均利用量6.46亿立方米，工业生产和居民生活用水有充分保障。卫生机构齐全，医疗设施先进，县属两处医院均到达二级甲等医院标准。城区整洁优美，三季有花，四季长青，城市绿化率达32.1%，被评为省级卫生城。播送电视蓬勃开展，已并入全省有线电视传输网络，乡镇普遍建起了电视差转台。第三产业兴旺，已形成较现代

19、化的效劳网络，有大型商场，娱乐中心10余处，有设施完备的涉外宾馆酒楼15处，可为中外朋友提供优质效劳。1.4 企业简介山东鼎昌硅业科技开展是依托山东鼎昌铁塔制造承建新注册的独立法人公司。山东鼎昌铁塔制造是日照市建兴铁塔的控股公司。日照市建兴铁塔于1998年初由镇办集体企业始建于1973年的城阳镇农修厂改制而成的民营企业。公司位于山东省日照市莒县工业开发区，与胶新铁路相伴、206国道为邻，交通便利，地理位置优越，现为国家中一型企业，国际质量体系认证企业，公司注册资本5000万元，公司经营范围为：铁塔制造与安装、建筑机械、土建施工等。公司现占地80亩，建筑面积38298 平方米，员工400人，其中

20、各类工程技术人员108名。企业总资产1.3亿元，2007年全年总产值到达亿元，主要产品有1050OKV输电线路铁塔、播送通信塔、系列塔式起重机、施工升降机，产品广泛用于电力、通信、建筑等行业，是山东省生产电力塔、建筑机械、热浸镀锌的骨干企业，也是国家电力部、国家广电总局、信息产业部、中国联通、中国移动铁塔定点生产厂家，2006年经国家电网集团综合评估，被成功列入输电铁塔一级合格供给商名单。公司技术力量雄厚，人才储藏充足。拥有机械制造和钢结构工程专业高级工程师12人，中级技术职称人员96名，中专以上学历的人员占员工的40。公司多年来始终坚持，“科学技术是第一生产力的开展战略，坚持狠抓技术进步，着

21、力在科技创新上下功夫，具有较强的研制开发能力。近年来，通过同研究院、大专院校合作，不断研制开发新产品，改进镀锌工艺，培植公司新的经济增长点。近三年来，先后开发SC200施工升降机、QTZ63C塔式起重机、50OKV输电线路角钢铁塔等；新产品，研制成功环保节能型热浸锌生产线，连续几年以过硬的质量优势迅速占领市场，取得了良好的经济效益，公司规模膨胀，夯实了企业的开展根底。公司设施、设备齐全，检测手段完善。拥有3600平方米四个高标准车间和鲁南地区最大的热浸镀锌生产线。有车、冲、钻、刨、剪、切、自动切割、锻压、焊接、起重等生产设备和工艺装备110余台套，其中有目前国内最先进的数控角钢、钢板生产线12

22、条，数控火焰切割线一条。综合生产加工铁塔能力到达4万吨，公司拥有钢材、螺栓理化试验、无损探伤等检验、测量、试验设备100余台套，能有效对原材料、产品和生产过程质量进行控制。公司秉承“以人为本、诚信经营的管理理念，以市场为导向，以客户为关注焦点，不断提炼核心企业精神“建兴精神。公司先后赢得了工商及金融机构授予的“全省诚信守法企业、“AAA级信用企业等荣誉称号和铁塔类“全国用户产品质量满意、售后效劳满意示范单位、农业部“全国乡镇企业创名牌重点企业。总经理厉启颂治厂从严务实，其本人被选为“日照市第十五届人大常委先后获得“全国镇企业家、“中国优秀企业家、“日照市劳动模范等荣誉称号。1.5 工程所在地能

23、源消费概况企业所在地为日照市。年日照市的万元能耗。为完成“十一五期间年均降耗指标，到2021年，万元生产总值能耗将下降到1.05吨标准煤，降低23%。第二章 工程情况分析2.1 拟建工程山东鼎昌硅业科技开展年产200吨电子级多晶硅年产太阳能级可达300吨工程主要内容包括：主工艺车间复原车间、提纯车间、干法回收车间、生产辅助车间、制氢站、制氮站、循环水站、热能转换站、综合仓库、维修及车库、变电站、三废处理车间、综合办公楼等工程。产品为直径150mm，长度2200mm多晶硅棒。 工程必要性和可行性分析 工程建设的必要性多晶硅是单质硅的一种形态。多晶硅在电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电

24、冰箱、彩电、录像机、 、电子计算机等的根底材料。晶体硅材料包括多晶硅和单晶硅是最主要的光伏材料，其市场占有率在90以上,而且在今后相当长的一段时期也依然是太阳能电池的主流材料。多晶硅材料的生产技术长期以来掌握在美、日、德等3个国家7个公司的10家工厂手中，形成技术封锁、市场垄断的状况。多晶硅的需求主要来自于半导体和太阳能电池。按纯度要求不同，分为电子级和太阳能级。其中，用于电子级多晶硅占55左右，太阳能级多晶硅占45，随着光伏产业的迅猛开展，太阳能电池对多晶硅需求量的增长速度高于半导体多晶硅的开展，预计太阳能级多晶硅的需求量将超过电子级多晶硅。1994年全世界太阳能电池的总产量只有69MW，而

25、2004年就接近1200MW，在短短的10年里就增长了17倍。专家预测太阳能光伏产业在二十一世纪前半期将超过核电成为最重要的根底能源之一。据悉，美国能源部方案到2021年累计安装容量4600MW，日本方案2021年到达5000MW，欧盟方案到达6900MW，预计2021年世界累计安装量至少18000MW。从上述的推测分析，至2021年太阳能电池用多晶硅至少在30000吨以上。据国外资料分析报道，世界多晶硅的产量2005年为28750吨，其中半导体级为20250吨，太阳能级为8500吨，半导体级需求量约为19000吨，略有过剩；太阳能级的需求量为15000吨，供不应求，从2006年开始太阳能级和

26、半导体级多晶硅需求的均有缺口，其中太阳能级产能缺口更大。据日本稀有金属杂志2005年11月24日报道，世界半导体与太阳能多晶硅需求紧张，主要是由于以欧洲为中心的太阳能市场迅速扩大，预计2006年，2007年多晶硅供给不平衡的局面将为愈演愈烈，多晶硅价格方面半导体级与太阳能级原有的差异将逐步减小甚至消除，2005年世界太阳能电池产量约1GW，如果以1MW用多晶硅12吨计算，共需多晶硅是1.2万吨，20052021年世界太阳能电池平均年增长率在25，到2021年全世界半导体用于太阳能电池用多晶硅的年总的需求量将超过6.3万吨。世界多晶硅主要生产企业有日本的Tokuyama、三菱、住友公司、美国的H

27、emlock、Asimi、SGS、MEMC公司，德国的Wacker公司等，其年产能绝大局部在1000吨以上，其中Tokuyama、Hemlock、Wacker三个公司生产规模最大，年生产能力均在30005000吨。中国能源研究会提出，加速开发无污染、可再生的太阳能资源，力争到2025年建成500万kW的太阳能发电容量，使太阳能成为我国最主要的可再生能源，并预计不到10年，太阳能发电本钱就会接近并低于煤电本钱。能够大规模地实现光电转换的材料96以上仍然是硅材料。正由于硅材料对信息产业和新能源产业的特殊地位，各兴旺国家才将硅材料作为特殊的战略材料，严格控制技术转让，并垄断全球硅材料市场。我国多晶硅

28、原料95以上依赖进口，我国的硅单晶材料快速开展，但关键的多晶硅原材料的自给能力却很低，2004年国内只生产了不到80吨的多晶硅，但却消耗了近2280吨的多晶硅，96以上由国外高价进口，致使我国半导体硅单晶材料工业陷入了受制于外国的为难、被动局面。进口多晶硅原料价格飞涨，严重影响硅材料企业生存，由于国际半导体工业的迅猛开展，以及两次海湾战争造成的国际石油价格暴涨的能源危机，日、美、欧各国纷纷立法促进硅太阳能电池的生产和应用，造成了对半导体级高纯多晶硅的巨大需求，也客观上促使国际多晶硅短缺、紧俏及价格暴涨。与两年前相比，区熔和直拉单晶硅用的多晶硅价格上涨了近一倍，太阳能用多晶硅价格涨了3倍多。虽然

29、我国硅料工业起步较早(20世纪50年代)，但由于生产规模小、工艺技术落后、环境污染严重、消耗大、本钱高，绝大局部企业因亏损而相 继停产或转产。到2004年我国只剩下峨眉半导体材料厂和洛阳单晶硅两家生产企业，其生产能力仅为100吨/年，且能满足太阳能电池生产需要的硅 料实际产量只有80吨。专家预计，2021年我国用于太阳能电池生产的硅料需求量将到达4365吨，2021年为1.62万吨。假设不以自主知识产权改变国 内多晶硅的生产现状，我国硅料工业受制于国际市场的状况将无法改变，这将危及我国光伏产业的进一步开展。开发利用绿色洁净能源太阳能已经成为当今世界能源的主流，太阳能是地球上取之不尽，用之不竭的

30、绿色洁净能源，是大自然赐于我们人类的无穷无尽的珍贵财富。地球上的所有能量，都来自于太阳源源不断的能量供给，有关统计数据说明，太阳向地球每秒钟所送达的能量相当于500万吨煤。人们最早利太阳能，是将它转换成热能加以利用，后来光电效应的发现，使太阳能转化为电能，以致使太阳能的利用领域得到了扩展。早在50年代，第一个实用性硅太阳能电池在美国贝尔实验室诞生。不久被用于人造卫星发电系统上。迄今为止，太空中成千的飞行器，都装备了太阳能发电系统。尽管如此，太阳能电池在地面上的应用，却一直没得到广泛重视，在70年代，世界出现了第一次“石油危机之时，地面大规模应用太阳能发电，才被列上许多国家的议事日程。当初，太阳

31、能发电主要使用的是单晶硅太阳能电池。进入80年代中期，环境继能源之后，又成为国际社会普遍关注的焦点之一，人类又把目光集中到解决这两个问题的交叉点太阳能光伏发电上，从而大大加速了开发利用太阳能的工业步伐。近十几年来，随着人类对单晶硅材料光伏效应使光能转化为电能的发现，人们又将逐步将硅材料用于太阳能发电，为硅材料的应用扩大了范围，成为硅材料的又一重点应用领域。用硅材料单晶硅、多晶硅制造太阳能电池发电，是开展现代能源工业的重要领域之一，且不产生任何污染，呈现出日益诱人的开展前景。综上所述，该工程的建设是必要的。 工程建设的可行性1符合国家产业政策?中华人民共和国可再生能源法?第十七条规定，“国家鼓励

32、单位和个人安装和使用太阳能热水系统、太阳能供热采暖和制冷系统、太阳能光伏发电系统等太阳能利用系统。，该工程的建设为太阳能光伏电池的制造提供了产品原料。根据国家发改委?产业结构调整指导目录(2005年本)?鼓励类“二十四 信息产业 第38条： 6英寸及以上单晶硅、多晶硅及晶片制造，该工程产品为直径150mm多晶硅棒，符合产业结构开展要求。因此开展多晶硅产业是符合国家产业政策要求。2技术上可行从国际多晶硅主要技术特征来看，多种生产工艺路线并存，产业化技术封锁、垄断局面不会改变。由于各多晶硅生产工厂所用主辅原料不尽相同，因此生产工艺技术不同；进而对应的多晶硅产品技术经济指标、产品质量指标、用途、产品

33、检测方法、过程平安等方面也存在差异，各有技术特点和技术秘密，总的来说，目前国际上多晶硅生产主要的传统工艺有：改进西门子法、硅烷法和流化床法。其中改进西门子工艺生产的多晶硅的产能、约占世界总产能的80。改进西门子法多晶硅生产的西门子工艺，其原理就是在1100左右的高纯硅芯上用高纯氢复原高纯三氯氢硅，生成多晶硅沉积在硅芯上。改进西门子工艺是在传统西门子工艺的根底上，同时具备节能、降耗、回收利用生产过程中伴随产生的大量H2、HCI、SiCI4等副产物以及大量副产热能的配套工艺。目前世界上绝大局部厂家均采用改进西门子法生产多晶硅。 本工程采用改进西门子工艺生产多晶硅，从技术上是可行的。3当地根底条件满

34、足工程建设要求本工程选址在日照市莒县城北工业园区山东鼎昌铁塔制造厂区内，东临新亚欧大陆桥堡日照港，西靠国家级旅游风景区浮来山，胶新铁路相伴， 206国道为临，交通便利，土地平整，视野开阔，紧靠110KV变电站，电源接入方便。交通方便，原辅材料、水、电供给条件好，环境适宜，有利于多晶硅生产。本工程生产所需原料为三氯氢硅，市场供给充足。综上所述，山东鼎昌硅业科技开展年产200吨多晶硅工程，可发挥原料、技术、公用工程、场地等方面的诸多优势，能为企业增加新的产品，增加企业的抗风险能力，提高企业的经济效益。2.3 工程投资及分析如表2-1所示，本工程总投资21087万元，其中建设投资19142万元，流动

35、资金为1945万元；年均净利润22361万元，所得税后工程投资财务内部收益率为117.98%，税后投资回收期为1.88年含建设期。表2-1 主要财务评价数据指标汇总表序号工程单位数值备注一、根本数据其中外汇20万美元1总投资万元21087建设投资万元19142建设期利息万元流动资金万元19452报批投资万元197263工程资本金万元197264年均营业收入万元446385年均总本钱费用万元142426年均增值税万元58227年均营业税金及附加万元5828年均利润总额万元298149年均息税前利润EBIT万元2985110年均所得税万元745411年均净利润万元22361二、经济评价指标1工程投

36、资财务内部收益率税前%基准值12%2工程投资财务内部收益率税后%3工程投资财务净现值税前万元1708254工程投资财务净现值税后万元1255015工程投资回收期税前年6工程投资回收期税后年7工程资本金财务内部收益率%基准值13%8总投资收益率ROI%9资本金净利润率ROE%本工程各项经济指标均好于行业基准值，有很好的经济效益，而且有很大的利润增值空间，投资回报好，因此在经济上是可行的，且符合国家工程资本金有关政策。第三章 能耗指标及分析能源消费构成该工程能源消费结构为电力和水。电力：该公司所用的电力全部为外购，主要用于生产系统及所属配套办公、生活设施使用。电耗年综合用电万kWh，由当地供电公司

37、电网供给。水：该公司的生产用水全部来源于该公司的自备水井，经深井泵输送到各车间，办公、生活用水由自来水公司供给。本工程年综合用水量50000吨，其中生产用水42800吨。生产用水主要来源于厂区内的自备水井。工程能源消费状况.1 供配电工程设备新增电气容量为17250kW，考虑该工程生产的连续性和易燃易爆特点，需新建2回110kV架空供电线路，在厂区新建110kV/10kV变电站一座，10kv变电所三座。由于系统采用复原炉导热油热量回收技术，回收余热能满足生产用热需要并有充裕，因此本工程仅需考虑非正常生产工况下的用热需要，需设一台开工用导热油加热器，拟用电力加热作为装置开工用。.2 供水新增工程

38、由于采用干法复原尾气回收和复原炉导热油冷却余热利用技术，使水的消耗量大大降低，工程建设所在地地下水资源丰富，拟新建取水量1000m3/h水井两口，足以满足生产和消防等用水需要。由于复原尾气回收后尾气中的氯硅烷遇水即水解为二氧化硅和氯化氢，成为酸性水溶液，需要用石灰水中和，中和处理后成为无害废水，实现达标排放。雨水和生活污水可经收集过滤后进入石灰水中和池，作为自然蒸发补充用水。生产工艺、设备1生产工艺的选择本工程采用目前国内外普遍采用的改进西门子土艺，也就是三氯氢硅与纯氢的复原条件下，在1050硅芯发热体外表沉积、生长多晶硅。该工艺成熟、生产稳定、平安、可靠，且产品质量稳定的多晶硅生产工艺。 “

39、改进西门子法复原尾气回收过程中物料不接触水，相对于“传统西门子法的“湿法回收而言，称之为“干法回收。干法回收主要是利用复原尾气中氢气、氯化氢、三氯氢硅、四氯化硅、二氯二氢硅等各组分物理化学性质的差异，通过溶解吸收，吸收脱吸，吸附脱附等化工操作实现各组分的别离，并重新利用。采用干法回收工艺，复原尾气中的各组分几乎可以100别离回收，由于整个系统是闭路循环，不引入新的污染源，故回收各组分品质稳定，可直接返回系统重新利用，从而提高了收率，减少了消耗。采用改进西门子法，其特点为闭路循环系统，采用节能型大复原炉、干法回收等技术，产品质量高，原辅材料及电力消耗大为降低，每生产1公斤多晶硅的单耗与国内目前水

40、平相比，各项单耗都大幅度降低。2主要用能设备本工程主要装置有：主装置和辅助装置二局部。主装置包括三氯氢硅提纯系统、干法回收系统、多晶硅复原系统。辅助装置包括制氢站、制氮站、制冷站、循环水站、纯水站、热能转化系统。本工程核心设备为复原炉，选用12对棒复原炉。其他设备包括塔类：提纯塔为筛板塔，吸收塔、脱吸塔为填料塔。热冷换热设备：换热器多为列管式换热器U形换热器。储罐容器类：主要为盛装氯硅烷的容器和气体缓冲罐。复原设备见表3.4。表3.1 主要工艺设备一览表设备类单位数量备注反响器类复原设备台8塔类座7容器类台27换热器类台30风机台20泵台10其它设备台14表3.2 干法回收设备明细表序号设备名

41、称规格负荷，kW1复原尾气缓冲罐18004380 V = 10m32鼓泡气气换热器 500 2300 F = 3m33鼓泡琳洗塔1400 70004氯硅烷储罐 1400 3380 V= 4m35氯硅烷循环屏蔽泵Q = 15m3 / h H = 45m 106鼓泡塔氯硅烷换热器 500 2300 F = 3m37氢压机LW - 9 / 0.04 一 0. 6 2008压缩气吸收气换热器 500 2300 F = 30m39压缩气过冷器 700 2500 F =40m310吸收塔377 815411富液储罐12002050 V =2m312富液循环屏蔽泵Q = 15m3/ h H = 45m 10

42、13贫液水冷器 12001880 F = 8m314一级贫富液换热器 450 2074 F = 18m315二级贫富液换热器 450 2074 F = 18m316贫液过冷器 10002880 F = 125m317脱吸塔600 20001065018脱吸塔顶冷凝器 450 2374 F = 11m319脱吸塔再沸器 10002800 F = 100m320二氯二氢硅储罐9001800 V =1m321吸收塔出口缓冲罐18004380 V =10m322活性炭吸附器20001100023吸附后纯氢储罐300014780 V =100m324导热油水换热器 500 2300 F = 30m325

43、导热油膨胀槽 14003380 V = 4m326冷油循环屏蔽泵Q = 15m3 / h H = 45m 1027袋式过滤器 1400 2300 F = 15m328高效氢气过滤器Q = 1200m3 m表3.2 提纯设备明细表序号设备名称规格负荷，kW1合成粗馏1#塔4202合戍粗馏 l 塔顶冷凝器 500 1400 F = 20m33合成粗馏 1 塔顶再沸器 700 1200 F = 22m34合成粗馏 2 #塔 6005合成粗馏 2 塔冷凝器 800 2000 F = 65m36合成粗馏 2 塔再沸器 1000 1150 F =44m37低沸物储槽 1800 4380 V =10m38粗

44、馏产品储槽 1800 4380 V =10m39输送泵10精馏 1 塔46011精馏 1 塔冷凝器 500 1400 F = 20m312精馏 1 塔再沸器 700 1200 F =22m313精馏 2 塔 60014精馏 2 #塔冷凝器 800 2000 F = 65m315精馏 2 #塔再沸器 1000 1150 F =44m316干法精馏 1 塔 60017干法精馏 1 塔冷凝器 800 1500 F =50m318干法精馏 1 #塔再沸器 1100 1400 F =62m319干法精馏 2 塔 90020干法精馏 2 塔冷凝器10002000 F =110m321干法精馏 2 塔再沸器

45、14001400 V =110m322精馏产品储罐18004380 V =10m323高沸物储罐22005780 V =20m324原料罐22005780 V =20m325回收罐18004380 V =10m3表3.4 复原设备明细表序号设备名称规格负荷，kW112对棒复原炉140010002复原电气3进出气换热器4尾气水冷器5H2 一油换热器6三氯氢硅混合罐7导热油加热炉8导热油水冷器9硅芯炉10液氩储槽11多功能磨锥机12外园切断机13硅芯清洗机14纯水设备15石墨锻烧炉410020002810 12016超声波清洗机KWS-Q104217烘箱AH-47 AH-480变压器选型是110k

46、V.S10-16000kVA,10kV.S11-1250kVA。复原炉配电容量为2270kVA。制冷机组选型为jjzvLGF234Dz全自动经济器氟螺杆式压缩机组。制氢机组选型为QCNB-100/1.5型氢气纯化装置。制氮机组选型为BGpN29-132+NCHa-120变压吸附制氮机组。3.3 能耗指标核算3.3.1电耗核算根据生产工艺及设备选型，各耗能工质消耗见表3-5。表3-5 各耗能工质消耗表序号名称单位消耗量备注1循环冷水t/h2002净化压缩空气Nm3/min43氮气Nm3/min4间断4氢气Nm3/min5软化纯水t/h20通过计算，各工序电耗核算见表3-6。表3-6 各工序电耗核

47、算表一、制氮电耗序号工程名称单位数量1每分钟氮耗量Nm3/min42负荷运行系数3单位时间实际耗氮量Nm3/h1924制氮系统制氮单耗kWh/Nm35单位时间制氮单耗kW48二、制氢电耗序号工程名称单位数量1每分钟氢耗量Nm3/min2负荷运行系数13单位时间实际耗氢量Nm3/h724制氢系统制氢单耗kWh/Nm355单位时间制氢单耗kW360三、制纯水电耗序号工程名称单位数量1单位时间纯水耗量Nm3/h202负荷运行系数13单位时间实际耗纯水量Nm3/h204纯水系统制水单耗kWh/Nm325单位时间制氢单耗kW40四、制冷电耗序号工程名称单位数量1冷水额定回水温度122冷水额定出水温度73

48、冷水额定流量kg/h2000004制冷系统供冷量kJ/h41816005制冷功率kWh1161.6 6制冷系数COP7制冷输入功率kW258.1 根据工艺要求，复原炉结晶周期为12天，每周期电耗计算及年耗电计算见表3-7。表3-7 每周期及年耗电耗核算表序号耗电工序电负荷，kW负荷系数运行功率，kW每周期运行时间,h每周期电耗，kWh1复原工序电耗18160 0.7 12712 288 3661056 2压缩空气电耗200 0.6 120 288 34560 3制氮电耗48 48 288 13824 4制氢电耗360 360 288 103680 5制冷电耗258 0.7 181 288 52

49、038 6制纯水电耗40 40 288 11520 7其他工序电耗300 0.8 240 288 69120 每周期合计13701 3945798 年产品周期按20核算，年电耗合计78915954 年耗电折标准煤按0.334kgce/kWh折算,tce26357.9 3.3.2多晶硅产量核算 本工程产品为直径150mm，长为2200mm的太阳能级多晶硅棒，复原炉为12对棒加热电极，单炉产量为33，单炉产量为2.17t。每炉按年生产20炉核算，8台复原炉年产太阳能级多晶硅棒347.66吨。3.3.3 综合能耗核算能耗综合核算见表3-8 。表3-8 能耗综合表序号能耗种类单位消耗量折标系数折标准煤

50、量，tce1电kWh78915954 26357.9 合计 通过以上核算该工程实施后年耗电万kWh；多晶硅综合耗电为 kWh/kg，折标准煤量为15357.9吨，多晶硅综合能耗为kgce/kg。第四章 工程工艺、技术、设备能效指标工程主要生产工艺多晶硅的制备工艺过程是元素硅的提纯过程，它是将2个“9的工业硅提纯到711个“9的高纯硅，多晶硅的生产主要有改进西门子法、硅烷法和流化床法等方法，其中改进西门子法具有工艺技术成熟、平安性高、产品纯度满足微电子工艺需要等优点，世界新建多晶硅生产装置绝大多数采用改进西门子法。本新增工程采用改进西门子法，主要生产工艺包括三氯氢硅别离提纯、干法尾气回收、多晶硅

51、复原三局部和换热，制冷，压缩空气，循环水，变配电等辅助生产系统。三氯氢硅提纯：三氯氢硅提纯是利用原料中各组分挥发性的差异而使之别离的一种操作，通过提纯塔把三氯氢硅、四氯化硅及其他杂质氯化物加热至沸腾，挥发性强即沸点低的组分如三氯氢硅首先蒸发，其在气相中的浓度高于液相中的浓度。同理，将混合液的蒸气冷凝，冷凝液中难挥发的组分即沸点高的物质如四氯化硅，在液相中的浓度比气相中高。经过如此屡次反复局部气化和冷凝，最终在气相中得到较纯的易挥发的低沸点组分如三氯氢硅，而在液相中得到较纯的难挥发的高沸点组分如四氯化硅。购入三氯氢硅原料先后经四个精馏塔提纯，其中一、二塔为第一组，三、四塔为第二组，物料经精馏一二

52、塔连续提纯，控制一定的温度、压力、回流比，精馏一塔塔顶出低沸点物料送往低沸点物料贮罐，塔釜出中间产品如三氯氢硅、四氯化硅和局部高沸点杂质进入精馏二塔，精馏二塔塔顶出三氯氢硅粗馏产品，送往精馏进一步提纯，塔釜出高沸物。第一组精馏产品经第二组精馏三、四塔进一步连续提纯，控制一定的温度、压力、回流比，精馏三塔塔顶出低沸物，送往原料罐，塔釜出中间产品如三氯氢硅、四氯化硅等进入精馏四塔，精馏四塔塔顶出精馏产品送往复原工序，塔釜出高沸物送往原料罐。回收料经回收一、二、三塔三塔连续提纯，控制一定的温度、压力、回流比，回收精馏一塔塔顶出低沸物，送往原料罐，塔釜出中间产品如三氯氢硅、四氯化硅等进入回收精馏二塔，

53、回收精馏二塔塔顶出三氯氢硅精馏产品，送往复原工序，塔釜出料送往回收精馏三塔，塔顶出四氯化硅，塔底出高沸物外卖。该工序能耗主要为导热油吸收的复原炉余热和电力。干法尾气回收：复原尾气干法回收主要包括鼓泡淋洗、加压冷凝、吸收脱吸、活性炭吸附等四个主要工艺过程，其根本原理如下：鼓泡淋洗：利用四氯化硅在一定温度下对复原尾气中组分溶解度的不同，通过鼓泡淋洗塔对复原尾气淋洗，溶解度大的三氯氢硅、四氯化硅绝大局部被溶解吸收，溶解度小的氢气、氯化氢、二氯二氢硅便别离出来。加压冷凝：从鼓泡淋洗塔出来的不溶性气体，里面含有少量的三氯氢硅、四氯化硅，假设在常压下把其冷凝出来需要很低的冷却温度和大量能量，采取加压冷凝的

54、方法，三氯氢硅、四氯化硅可在较高的温度下按照相平衡的规律几乎全部冷凝下来，从而大量降低能源消耗。吸收脱吸：吸收脱吸是别离气体混合物的一种重要方法，吸收过程实际上是气相组分在液相中溶解的过程，反之，溶质从液相转入气相，即为脱吸过程。加压冷凝后的不凝气体主要是氢气、氯化氢、二氯二氢硅，采用四氯化硅作为吸收剂，其中大量的氯化氢、二氯二氢硅在加压低温条件下被四氯化硅溶解吸收，氢气别离出来。而被四氯化硅溶解吸收的氯化氢、二氯二氢硅在脱吸塔中控制一定的温度、压力条件下，二氯二氢硅以液态、氯化氢以气态分别从四氯化硅中别离出来。活性炭吸附脱附：从吸收脱吸系统中别离出来的氢气中含有微量的氯化氢、氯硅烷等，通过活

55、性炭吸附器吸附，氯化氢、氯硅烷等大分子物质首先被吸附下来，从而净化了氢气。时间可以通过程序控制，吸附饱和后的活性炭进行脱附再生，控制一定的温度并通氢气吹赶，被活性炭吸附的氯化氢、氯硅烷等可以脱附出来，从而实现了活性炭吸附器的重复利用。来自复原车间的尾气包括氢气、氯化氢、二氯二氢硅、三氯氢硅、四氯化硅，经过鼓泡气气换热器冷却后，进入鼓泡淋洗塔，用氯硅烷循环屏蔽泵数佛那个的低温氯硅烷鼓泡淋洗，复原尾气中大局部四氯化硅、三氯氢硅绝大局部被溶解吸收后，返回氯硅烷贮罐供氯硅烷循环屏蔽泵使用，富裕氯硅烷通过氯硅烷输送泵送往干法精馏工序。pa，经过压缩气-吸收气换热器、压缩气过冷气冷却后，冷凝下来的氯硅烷返

56、回氯硅烷贮罐，不凝低温气体进入吸收塔，其中绝大局部氯化氢、三氯氢硅、四氯化硅在吸收塔内被低温四氯化硅贫液吸收下来，吸收了氯硅烷、氯化氢的四氯化硅成为富液，进入富液贮罐。通过富液屏蔽泵输送，富液经过三级贫富液换热器、二级贫富液换热器、一级贫富液换热器与贫液换热升温后，进入脱吸塔，控制一定温度塔釜144pa，氯化氢以气体进入缓冲罐，返回三氯氢硅合成系统重新利用，二氯二氢硅以液态进入缓冲罐，然后进行处理和外卖。脱吸后的四氯化硅称之为贫液，温度为144，经过贫液水冷器、一级贫富液换热器、二级贫富液换热器、三级贫富液换热器、贫液过冷器降温至-50，进入吸收塔重新利用。吸收塔内不被吸收的气体主要是氢气，其

57、中含有微量的氯硅烷、氯化氢，为进一步净化氢气，采用活性炭吸附器吸附氢气中的杂质；三个活性炭吸附器通过时间程序控制，分别进行吸附、再生、降温。在吸附过程中，活性炭吸附下氢气中微量的氯硅烷、氯化氢杂质，通过带式过滤器过滤掉碳粉后，送到100立方纯氢储罐，供复原等工序使用。再生过程对吸附饱和的活性炭吸附器加热、通氢气吹赶，氯硅烷、氯化氢随氢气经过过滤器过滤掉炭粉后重新返回鼓泡淋洗塔鼓泡淋洗。降温过程是对再生后高温190活性炭吸附器通冷导热油进行降温。该工序能耗主要为导热油吸收的复原炉余热和电力。多晶硅复原：电解氢气或干法回收的高纯氢气，经导热油换热器加热至700后，在气体分布板后与经提纯洁化后的三氯

58、氢硅在混合罐内均匀鼓泡，三氯氢硅蒸发，氢气与三氯氢硅Pa，温度20，并控制氢气与三氯氢硅气体摩尔比为10：1，混合气体出混合罐后在气-气换热器内与550的复原尾气进行热交换，升温至400左右后进入复原炉，在1050的硅芯发热体外表发生复原反响，气体中所含的硅将在热硅棒上复原沉积生长多晶硅，直至热硅棒的直径到达要求为止。反响后尾气经过气-气换热器后进入干法回收系统。在复原炉内混合气体在硅芯发热体外表经过约12天的生长周期长成符合要求的热硅棒。热硅棒经冷却后即多晶硅棒，每炉次的多晶硅棒经过取样检测后，按照不同用户的要求进行切割、滚磨、破碎、清洗、烘干等加工处理后，最后进行真空包装。该工序能耗为电力

59、，同时输出导热油吸收的余热用于其他供需加热。4.2 主要生产工艺简图工艺的技术特点1、干法复原尾气回收：1955年，西门子公司成功开发了利用氢气复原三氯硅烷SiHCl3在硅芯发热体上沉积硅的工艺技术，并于1957年开始了工业规模的生产，这就是通常所说的西门子法。西门子法中复原尾气采用湿法回收工艺，由于“湿法回收中采用水洗来除去氢气中氯化氢、氯硅烷，在损失氯化氢、氯硅烷同时，增加了废水的处理量，并且水分及水中、空气中的杂质进入到氢气中，污染了氢气，必须另外采用氢气纯化枯燥装置将其纯化枯燥后才能重新返回系统利用。湿法回收工艺消耗大、收率低，从而增加了整个多晶硅生产本钱。因此在西门子法工艺的根底上，

60、通过增加复原尾气干法回收系统、SiCl4氢化工艺，实现了闭路循环，于是形成了改进西门子法闭环式SiHCl3氢复原法。采用干法回收工艺，复原尾气中的各组分几乎可以100别离回收，由于整个系统是闭路循环，不引入新的污染源，故回收各组分品质稳定，可直接返回系统重新利用，从而提高了收率，减少了消耗。采用改进西门子法，其特点为闭路循环系统，采用节能型大复原炉、干法回收等技术，产品质量高，原辅材料及电力消耗大为降低，每生产1公斤多晶硅的单耗与国内目前水平相比，各项单耗都大幅度降低。2、复原炉导热油冷却：由于多晶硅生产过程中各种物料要反复经过屡次加热、冷却过程，如对生产中余热资源进行合理利用，那么可以大大降