冷氢化工艺技术方案(成品版-修改)(共8页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上1. 冷氢化及热氢化工艺技术比较目前,国内外多晶硅生产企业已投入工业化运行的四氯化硅氢化系统主要有以下两种工艺:(1) 热氢化工艺(2) 冷氢化工艺上述两种氢化工艺技术特点比较见下表。表1-1 两种氢化工艺比较表热氢化冷氢化技术成熟性成熟比较成熟操作压力0.6 MPaG3.0MpaG操作温度1250550反应原理SiCL4+H2SiHCL3+HCLSi+3SiCL4+2H24SiHCL3综合电耗2.53 kWh/kg-TCS1-1.2 kWh/kg-TCS占地面积100%80% (减少氢化尾气回收)建设投资100%90% (减少氢化尾气回收)生产成本(产品多晶硅)10
2、0%90%生产维护较易较难操作技术要求一般较高优点汽相连续反应,不需催化剂;易操作和控制;维修量小;反应无硼磷杂质带入,后续的精镏更简单;蒸汽耗量低;工艺成熟,有可靠的技术来源。业主已有操作经验硅粉加入,是普通的流化床反应;电耗低;STC转化率高(2223%);国外运行时间长,国内已有运行,是未来多晶硅的发展方向。缺点反应是电氢化还原反应,电耗高;STC转化率低(1520%)多晶硅产品含C较高。是气固反应,间断操作;操作压力高;对硬件的要求高。要求高,国内有3家投产,运行时间不超过5年,有待提高工艺成熟性综上比较,这二者各有其特点。考虑到低能耗、投资省的优势,建议2冷氢化工艺技术说明2.1 冷
3、氢化工序原料及装置配置说明冷氢化工序原料来源有以下两种:(1) 以外购四氯化硅(STC)为原料,以下简称Case1。(2) 以外购硅粉、液氯为原料、只转化多晶硅装置内部四氯化硅(STC),以下简称Case2。上述两种原料来源所需多晶硅装置配置的生产工序见下表。表2-1两种冷氢化来源生产工序配置对照表各工序名称生产工序配置情况Case1Case2液氯汽化无有HCl合成及脱水无有TCS合成无有TCS合成尾气回收无有TCS合成精馏无有冷氢化有有三氯氢硅还原有有还原尾气回收有有冷氢化粗馏(注1)有有氯硅烷精馏(注1)有有罐区有有废气及残液处理有有工艺废料处理有有备注1:粗馏是与精馏相对设立的工序,主要
4、用于处理自冷氢化工序出来的杂质含量比较高的氯硅烷,将其提纯到送入精馏工序作进一步处理的纯度要求。将粗馏和精馏分开设置的原因是基于冷氢化工序出来的氯硅烷和还原单元返回的氯硅烷是否混合,可根据客户的要求采取灵活的不同精馏工艺路线而设置。考虑本项目与国内中、东部地区从多的多晶硅生产企业不同,其周边仅有的几家多晶硅生产企业都建设有热氢化单元(如鄂尔多斯多晶硅业有限公司)和冷氢化单元(如内蒙峰威多晶硅业有限公司),没有多余的STC外卖,而长距离外运STC作原料既不可靠,经济上也不合理。因此,本报告建议二期工程采用以外购硅粉、液氯为原料,只转化多晶硅装置内部四氯化硅(STC)的工艺路线。本项目二期工程25
5、00吨/年太阳能级多晶硅装置以外购四氯化硅(STC)为原料的总物料平衡图见附图1。本项目二期工程2500吨/年太阳能级多晶硅装置以以外购硅粉、液氯为原料、只转化多晶硅装置内部四氯化硅(STC)的总物料平衡图见附图2。2.2 冷氢化单元主要组成冷氢化单元由以下主要工序组成:(1)冷氢化工序(2)粗馏工序(3)配套的中间罐区2.3 冷氢化单元工艺流程简述(1)冷氢化工序工业级硅粉送至硅粉干燥器,干燥后排入硅粉中间仓。硅粉在硅粉中间仓中由氢气带入氢化反应器中。提纯后的四氯化硅经过加压、预热后送至四氯化硅汽化器,汽化后的四氯化硅气体经过加热器进一步加热后送至氢化反应器中。循环氢气和补充的新鲜氢气经各自
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