多晶硅生产系统物料平衡
清洁生产审核评估、验收技术要求
2.4 清洁生产审核的实施
审核对象 职责分工 审核时间 审核程序
2.4 清洁生产审核的实施
审核对象:生产过程(也包括服务业等)
(主要是重点企业) 物料的投入和产出; 能衡的投入和产出; 污染的来源和去向; 控制的科学与可靠性; 管理的规范科学性 。。。。。。。 生产的全生命周期和所有内容
2.4 清洁生产审核的实施
有色金属压延加工
水泥制造(含熟料制造)
6.非金属矿物制 品业
玻璃及玻璃制品制造 玻璃纤维及玻璃纤维增强塑料制品制造 陶瓷制品制造
石棉制品制造;耐火陶瓷制品及其他耐火材料制造
石墨及碳素制品制造
7.黑色金属冶炼 及压延加工
炼铁(包括高炉炼铁,直接还原炼铁,熔融还原炼铁) 球团及烧结 炼钢(包括转炉炼钢,电炉炼钢)
1.1 清洁生产产生的管理基础
环境污染
治理措施
• 直接排放阶段——60年代以前,无治理,排放 • 稀释排放阶段——60年代,标准,稀释排放 • 末端治理阶段——70年代,污染治理,达标 • 末端治理结合废物循环和综合利用——80年代,废物循
环和综合利用,末端治理阶段;达标 • 清洁生产阶段——90年代,清洁生产,可持续发展,解
基础化学原料制造(无机酸制造、无机碱制造、无机盐制造、有机化学原 料制造、其他基础化学原料制造)
肥料制造(氮肥制造、磷肥制造、钾肥制造、复混肥料制造、有机肥料及 微生物肥料制造、其他肥料制造)
农药制造(化学农药制造、生物化学农药及微生物农药制造(含中间体))
涂料、染料、颜料、油墨及其他类似产品制造
合成材料制造(初级型态的塑料及合成树脂制造、合成橡胶制造、合成纤 维单(聚合)体的制造、其他合成材料制造)
职责分工:
多晶硅中英文词汇
多晶硅工程中英文词汇参考安全淋浴safety shower安全生产safety production安全数据safety data安全有效运行safe and efficient operation按照工艺要求加工硅芯seed rod processing to process requirements.板坯slab办公室office room半导体级别semiconductor grade半导体级多晶硅polycrystalline silicon for semi-conductor purpose包装packing包装间packaging room报警alarm泵的液压计算pump hydraulic calculations必须的设计标准necessary design criteria必需的公用设施required utilities必需的公用设施和消耗率required utilities and consumption rates避免聚合物在下游工艺过程中在非常条件下进行反应而发生爆炸to avoid explosion of the polymer in downstream processes by reacting it under very controlled conditions 编制安全阀和其它安全装置清单prepare a list of safety valve and other safety devices编制设备说明书prepare equipment specifications编制以下仪表设计数据prepare instrument design data including the following变配电站substation and power distribution station标准编码standard label标准参数standard parameter标准设备规格specification of standard equipment标准设备装置的规格specifications for standard equipment set表面分析surface analysis表面金属total surface metals表压(磅/平方英寸)psig,不断循环continuous cycling不理想to be non-ideal不锈钢stainless steel布袋收尘器bag house, bag house filter部件编码和位置item number with location操作程序operating procedures操作和维修最大负荷表table of maximum operating and maintenance loads操作人员和工程师培训operators and engineers training操作数据operating data操作顺序operating sequence操作条件operating conditions操作要严谨确保安全must be completed in a precise manner for safetyreasons.产出/投入比input and output ratio产量production capacity产品products产品规格product specifications产品检测product examination产品库product storage产品流product stream产品浓度计算product concentration产品质量quality of product常规晶棒regular rod厂房和/或构筑物的特殊要求special requirements for buildings and/or structures厂区管网pipeline network within the plant area厂区设施plant area facilities厂区占地面积occupied area of the plant area超高纯水ultrapure water超高纯水水池ultrapure water bath彻底清洁最终产品completely clean up the final product称量weighing城市管道水水质的分析指数analytical index of water quality for city water pipe network程序procedures充足的技术信息sufficient technical information抽气evacuations出口outlet出炉的多晶硅棒process harvested polysilicon rods初步布置平面图preliminary arrangement plans初始洗涤initial scrubber储放区holding area储罐场tank storage farm储液槽storage tank处理厂treatment plant传达室gate house传导性conductivity传热流体heat transfer fluid串联的池室consecutive bath chamber纯度purity纯度合格的三氯氢硅desired purities of TSC纯度合格的四氯化硅desired purities of STC纯净水purified water纯品储罐pure storage tank纯三氯氢硅pure TCS纯三氯氢硅储罐pure TCS holding tank纯三氯氢硅罐pure-TCS tank纯三氯氢硅加料罐pure TCS feed head tank纯水pure water纯四氯化硅pure STC粗三氯氢硅储罐crude TCS tank催化剂catalysts带旋流器的备用氯化炉standby chlorinator with the cyclone袋装冶金硅tote bag me-Si单晶硅方棒single crystal silicon square ingot单晶硅头尾料nose and tail material of single crystal silicon单晶及硅片加工车间single crystal silicon and silicon wafer processing plant 单晶拉制monocrystal pulling单线图one-line diagram道路road低成本太阳能用硅low-cost silicon for solar battery purpose低能洗涤器low energy imparting scrubber低能中和系统low energy imparting neutralization system低品位三氯氢硅low grade TCS低热值Lower heating value低温低压氯化工艺low temperature and pressure chlorination process低压lower voltage低压氯化法low pressure chlorination process底馏分塔bottom cut tower电极夹具electrode holder电价electricity price电流加热heated by electrical current电气设计electrical design电阻率resistivity调节到合格点to be controlled at a desired point调压阀pressure control valve (PCV)动作action独立的洗涤器装置separate scrubber unit钝化处理passivation treatment。
多晶硅还原对棒
多晶硅还原对棒是一种常见的材料,通常用于生产硅单晶或多晶硅材料。
它是用于化学气相沉积(CVD)过程中的硅生长的关键材料。
以下是对多晶硅还原对棒的解释:
1. 材料组成:多晶硅还原对棒通常由高纯度的多晶硅颗粒组成。
这些颗粒具有良好的结晶性和热稳定性,适用于在高温环境中进行CVD过程。
2. 用途:多晶硅还原对棒是用于硅生长过程中的还原材料。
在CVD过程中,气态硅前体化合物(如氯化硅或三氯硅)与氢气反应,生成固态硅,该过程通常在高温炉中进行。
多晶硅还原对棒的作用是提供足够的硅原子,以便在基板表面沉积硅材料。
3. 物理特性:多晶硅还原对棒通常以棒状形式出现,其外观和物理特性取决于制造过程和规格。
它们通常具有一定的直径和长度,以适应不同的反应室或炉子。
此外,它们需要具有足够的热稳定性,以在高温条件下保持其形状和结构。
4. 制备:多晶硅还原对棒通常是通过化学气相沉积(CVD)的方法制备的。
在CVD过程中,气态硅前体化合物和氢气通过化学反应生成固态硅,该过程涉及到多晶硅还原对棒的供应和控制。
多晶硅还原对棒在半导体工业中具有广泛的应用,用于制备硅片、太阳能电池和其他硅基元件。
通过控制CVD过程中的多晶硅还原对棒的使用,可以实现对硅材料的精确生长和控制,以满足不同应用的要求。
国家标准《取水定额第XX部分多晶硅生产》
国家标准《取水定额第XX部分:多晶硅生产》(预审稿)编制说明一、工作简况1、编制多晶硅生产取水定额的意义解决水资源供需缺口的主要途径之一是节约用水。
而实行用水定额管理制度是节约用水的一项基础性工作,其主要目的是为了加强水资源科学管理、节约用水,提高用水效率,减少水污染,保护水环境,实现水资源的优化配置,以缓解水资源的供需矛盾,也是为实施取水许可制度、下达用水计划和编制水资源综合规划等各项工作提供科学依据。
2017年我国多晶硅产量达到24万吨,同比大幅增长23.1%,较2015年更是增长了42.0%。
近年来,随着国家供给侧结构性改革的深入、光伏产业政策的变化,以及多晶硅生产工艺的改造和技术升级,我国多晶硅待业发生了巨大的变化。
多晶硅产能增加,对资金的需求量也逐渐加大,对人类生存环境的影响也日益凸显,清洁生产、节能节水任务艰巨。
按照用水单耗200m3/t计算,每年水消耗量约0.48亿立方。
为实现节水目标,规范和指导多晶硅企业的生产经营,科学、合理、准确的制定多晶硅生产取水定额,对于促进多晶硅企业节水技术进步,不断提高工业用水效率,实现水资源可持续利用,支持经济社会的可持续发展,以及建设节水型社会,均具有重要的现实意义和深远的历史意义。
2、任务来源根据国家标准化管理委员会《关于下达2011年第二批国家标准制修订计划的通知》要求以及全国半导体设备和材料标准化技术委员会材料分技术委员会标准制修订工作安排,由江苏中能硅业科技发展有限公司承担国家标准《取水定额第X部分多晶硅生产》的制定工作,计划项目编号:XXXXXXXXXX。
3、项目承研单位简况江苏中能硅业科技发展有限公司,系香港上市公司保利协鑫能源控股有限公司(HK3800)全资控股的子公司,2006年3月成立,位于徐州经济技术开发区协鑫大道66号,注册资本70.2亿元,占地2000亩。
截止2017年底,总资产规模287.9亿元,在职职工2263人。
中能硅业主要产品为太阳能级多晶硅,是目前世界单体投资规模最大的高纯多晶硅研发与制造基地,通过持续的技术改造和流程优化,产能不断提升,目前产能7.5万吨/年。
多晶硅英文词汇
多晶硅专业英文词汇A:a-si 无定形硅amorphous 无定型的,无组织的Arsenic 砷Acceptor 受主B:Boron 硼Block 模块,单元Basic design package 基本设计包,工艺包Bulk metals 体内金属Bulk 批量的、大批的C:Chlorine 氯气['klɔ:ri:n]Liquid chlorine 液氯Chloride 氯化物['klɔ:raid]CVD chemical vapour deposition 化学气相积淀Crucible.坩锅Cost simulation 成本估算Commissioning 调试Chlorosilanes 氯硅烷convertor氢化炉(STC to TCS convertor)[kən'vɜ:tə(r)]Czochralski crystal growth 直拉单晶Coke 焦炭Chunk 大块Chuck 卡盘D:Dopant 掺杂物,掺杂剂['dəupənt]Distillation 精馏,蒸馏[ˌdisti'leiʃən]Discomposition 分解Doping (半导体)掺杂(质), 加添加剂[填料] Deposition Reactor 还原炉depə'zɪʃnDonors 施主Decomposition 分散Depreciation 折旧Dew point 露点E:ESD 紧急停车系统EE (Electrical Energy) 电力EE cons. 电耗EG 电子级(electronic grade)Etch 蚀刻[etʃ] Evaporator 蒸发器[i'væpəreitə] Effluent 流出物,排放物F:FBR fluidized bed reactor 流化床反应器['flu:idaizd]Facility 设备Filament production 硅芯生产Fluidized-bed reactor 沸腾床反应器Fourier 傅立叶['furiei]Feedstock 原材料Fluorosilane 氟硅酸盐FZ 区熔单晶G:Graphite 石墨'græfaɪt]Granular 颗粒状['grænjulə] Gas chromatogragh 气相色谱分析法(缩写:GC)H:Hazmat 有害物质hazardous material的缩写'hæzədəs Hydrogenation 氢化haɪdrədʒɪ'neɪʃnHV AC 暖通Hydrogen chloride 氯化氢hydrochloric acid 盐酸I:Impurity 杂质(heavy impurity Stream高沸物,light impurity Stream低沸物)Infrared 红外线['infrə'red]L:Layout (plot plan) 平面布置图LTFTIR 低温傅立叶转换红外光谱学Long lead 长周期M:Molecular sieve 分子筛Make up 制取m-si 金属硅metallurgical grade silicon 冶金级硅MG Si [ˌmetə'lə:dʒikəl]monosilane 甲硅烷MS [ˌmɔnə'silein]M-silane 甲硅烷MS ['silein] MG-silicon 金属硅,冶金级多晶硅MR 单位氢气TCS处理量,TCS/H2Modified Siemens Process 改良西门子法Misc 零星材料N:Nugget 块、锭、天然金块nʌgɪt Nuggets preparation 块料制备与处理N/A 不适用O:Off-gas 尾气Off-gas recovery and recycle 尾气回收与循环Organo-functional silane 有机硅On-site 现场P:PDP (process design package)工艺包purify 提纯,净化purification 提纯Photovoltaic, photovoltaic effect 光伏光生伏特效应[ˌfəutəuvɔl'teiik]Plumbing 上下水'plʌmɪŋPolycrystal 多晶Poly prod 籽晶PV Photovoltaic 光伏Poly 多晶硅PCS多晶硅Poly Crystal Silicon Poly-silicon 多晶硅P-si 多晶硅PSA 变压吸附Pot scrap 锅底料Pyrolyze 使热解,裂解['pairəulaiz] PFD 流程图P.O. 订购单(purchase order)R:Rod poly ingot 棒状硅锭'ɪngət Re-conversion 再转化S::Si met 金属硅Sieve 筛、滤网Strip v 剥离,分离,n 条,带STC四氯化硅SiTET 四氯化硅Slim rod puller 硅芯炉Stripping 分离,解吸,气提Segregation 分凝Spectrum 光谱'spektrəm Silane 硅烷SiH4 SOG太阳级多晶硅Specs-Surface Metals 表面金属含量Specs-Bulk Metals 体内金属含量T:TCS 三氯氢硅TET 四氯化硅TFC total fixed capital Thruput 单位时间产量kg/hrTop and tail 头尾料TBD (to be determined) 待定U:Unit price 单价Utility 设施Ultra high purity 超高纯V:VLD Vapor to Liquid Deposition熔融析出法(日本德山曹达Tokuyama开发的工艺)'veipəW:Workforce 人力ww worldwide 全球范围Z:Zone melting 区熔单晶物料平衡和水平衡图中的相关英文词汇1.物料平衡图Chart of Mass Balance 溶液solution 氢气H2或hydrogen去装瓶to collect 氢气制取工序H2 production 产品外销for sale 合计total氯化氢合成工序HCl synthesis补充Si4Cl氢化for Si4Cl hydrogenation 杂质impurity原料硅粉Si powder三氯氢硅合成工序SiHCl3 synthesis合成尾气干法分离off-gas dry separation from synthesis还原尾气干法分离off-gas dry separation from CVD reactor硅粉去处理Si treatment气体净化和蒸馏釜残液处理工序treatment of residual liquid from distillation column废气waste gas 废液waste liquid 聚氯硅烷poly-chlorosilanes氯硅烷提纯工序purification for chlorosilanes 四氯化硅氢化工序hydrogenation for SiCl4I类废液Class I waste liquid I类废液处理工序treatment for Class I waste liquid工艺废料处理车间workshop for process waste氢氧化物hydroxid 氢氧化物处理工序treatment for hydroxidII类废液Class II waste liquid II类废液处理工序treatment for Class II waste liquid硅棒、硅芯酸洗废液waste liquid for acidic washing of Si rod and filamentə'sidik硝酸nitric acid 'naitrik]氢氟酸hydrofluoric acid ['haidrəflu(:)'ɔrik]多晶硅制取工序poly production多晶硅poly-Si还原尾气干法分离off-gas dry separation from CVD reactor固体solid外售或填埋sale or embedɪm'bed返回气体净化to purification达标排放discharging acc. to standard填埋embed 二级SiHCl3外售sale waster SiHCl3固体NaF、固体NaNO3等solid NaF, solid NaNO3 etc.2.工业水平衡图Chart of Process Water Balance来自开发区给水管网from city feedwater 脱盐水站de-mineral water 'mɪnərəl冷却水用户cooling water 循环水站recycling water 蒸发与雾沫water vapor 其它others高纯水站super high pure water 蒸汽发生steam generation制氢H2 production 工艺process凝液返回工艺condensation to process kɔnden'seiʃən配石灰乳和废水处理waster water treatment with milk of lime去开发区污水处理to city station of waster water treatment假定清下水discharging concentrating water单位:立方米/时unit:m3/hr3.常用的工程单位换算表长度单位面积单位1 in = 25.4 mm 1 in2 = 6.45 cm21 ft = 0.3048 m 1 ft2 = 0.093 m21 micron = 0.001 mm体积单位1 litre = 0.001 m3 1 cu.ft. = 0.0283 m31 cu.in. = 16.39 cm31 fluid oz.(imp) = 28.41 mL1 fluid oz.(us) = 29.57 mL1 gal(imp) = 4.546 L1 gal(us) = 3.79 L温度单位(°F-32)X5/9=℃K-273.15 = ℃功及能量单位1 Nm = 1 J 1 kgm = 9.807 J1 kW/hr = 3.6 MJ 1 lbft = 1.356 J功率单位1 Nm/sec = 1 W 1 lbft/sec = 1.356 W1 kgm/sec = 9.807 W 1 Joule/sec = 1 W1 H.P.(imp) = 745.7 W质量单位1 lb = 453.6 g 1 tonne = 1000 kg1 ton(imp) = 1016 kg 1 ton(us) = 907.2 kg流量计算公式Q = Cv值X 984 = Kv值X 1100 Cv = So ÷ 18力单位1 kgf = 9.81 N 1 lbf = 4.45 N1 kp(kilopound) = 9.81 N1 poundal = 138.3 mN1 ton force = 9.964 kM力矩单位1 kgm = 9.807 Nm 1 ft. poundal = 0.0421 Nm1 in lb = 0.113 Nm 1 ft lb = 1.356 Nm压力单位1 psi = 6.89 kPa 1 kgf/cm2 = 98.07 kPa1 bar = 100 kPa 1 bar = 14.5 psi1 mm mercury = 133.3 Pa1 in mercury = 3.39 kPa1 Torr = 133.3 Pa 1 ft water = 0.0298 bar1 bar = 3.33 ft water 1 atmosphere = 101.3 kPa1 cm water = 97.89 Pa 1 in water = 248.64 Pa换算表1psi=6.895kPa=0.07kg/cm2=0.06895bar=0.0703atm 1standard atmosphere=14.7psi=101.3kPa=1.01325bar 1kgf/cm2 = 98.07kPa=14.22psi = 28.96ins mercury1m3 = 1000000cm31cu ft/min = 28.3 l/min1Pa = 1N/m21ft lb = 0.13826kgm = 1.356 Nm1 L = 103cm3 = 1.7598pint = 106mm31 tonne = 1000 kg = 0.984 ton = 2204.6 lb流量Cv值= 水流量(US gal/min)于60°F下,流经压差为1 psi 之阀门而所得出之流量定值。
四川永祥多晶硅有限公司3000吨多晶硅环评报告
四川永祥多晶硅有限公司3000吨/年多晶硅项目环境影响报告书简本中国环境科学研究院环境影响评价中心2008年2月1总论 (8)1.1评价任务由来 (8)1.2编制依据 (9)1.2.1法律法规 (9)1.2.2政策规定 (9)1.2.3技术规范 (10)1.2.4相关规划文件 (10)1.3评价目的 (10)1.4评价原则 (11)1.5环境功能区划 (11)1.5.1水环境功能区划 (11)1.5.2大气环境功能区划 (11)1.5.3声环境功能区划 (11)1.6评价因子 (11)1.7评价标准 (12)1.7.1环境质量标准 (12)1.7.2污染物排放标准 (13)1.8评价内容及评价重点 (15)1.8.1评价内容 (15)1.8.2评价重点 (15)1.9评价等级划分 (16)1.9.1大气环境评价等级 (16)1.9.2地表水环境评价等级 (16)1.9.3声环境评价等级 (16)1.9.4环境风险评价等级 (16)1.9.5生态环境评价等级 (17)1.10评价范围和评价时段 (17)1.10.1评价范围 (17)1.10.2评价时段 (17)1.11项目外环境关系 (17)1.12控制污染与保护环境目标 (18)1.12.1控制污染目标 (18)1.12.2主要保护目标 (18)2建设项目概况 (20)2.1相关企业现状 (20)2.1.1四川永祥股份有限公司简介 (20)2.1.2四川永祥股份有限公司对本项目的支撑条件分析 (20)2.2建设项目概况 (20)2.2.1项目名称、性质、地点 (20)2.2.2建设内容、生产规模、产品方案 (21)2.2.3项目组成及主要环境问题 (21)2.2.4项目主要技术经济指标 (21)2.2.5项目建设进度 (22)2.2.6主要工艺设备 (22)2.2.7主要原辅材料、公用工程消耗及来源 (22)2.2.8辅助公用工程及设施 (22)3工程分析 (25)3.1工艺技术方案 (25)3.1.1工艺技术路线确定 (25)3.1.2生产方法和反应原理 (25)3.2.1氢气制备与净化工序 (27)3.2.2氯化氢合成工序 (27)3.2.3三氯氢硅合成工序 (28)3.2.4合成气干法分离工序 (28)3.2.5氯硅烷分离提纯工序 (29)3.2.6三氯氢硅氢还原工序 (29)3.2.7还原尾气干法分离工序 (30)3.2.8四氯化硅氢化工序 (30)3.2.9氢化气干法分离工序 (31)3.2.10氯硅烷贮存工序 (31)3.2.11硅芯制备工序 (31)3.2.12产品整理工序 (31)3.2.13废气及残液处理工序 (32)3.2.14废硅粉处理 (32)3.2.15工艺废料处理工序 (32)3.3水量平衡及物料平衡 (33)3.3.1水量平衡 (33)3.3.2项目多晶硅装置物料平衡 (33)3.3.3主要关心元素平衡 (33)3.4污染物产生、治理措施及排放分析 (33)3.4.1施工期污染物产生、治理及排放 (33)3.4.2营运期污染物产生、治理及排放分析 (34)3.4.3非正常及事故排污分析 (41)3.4.4项目“三废”产生及排放汇总 (41)3.5项目选址及总图布置的环境合理性分析 (42)3.5.1项目选址的合理性分析 (42)3.5.2总图布置的合理性分析 (45)4建设项目所在区域环境概况 (47)4.1自然环境概况 (47)4.1.1地理位置 (47)4.1.2地形、地质、地貌 (47)4.1.3气象条件 (48)4.1.4水文条件 (48)4.1.5主要植被及动物资源 (48)4.1.6矿藏 (49)4.1.7旅游资源 (49)4.2社会环境概况 (49)4.2.1行政区划、人口 (49)4.2.2社会经济概况 (50)4.2.3交通运输 (50)4.2.4文教、卫生 (50)4.3城市规划 (50)4.3.1城市性质及规模 (50)4.3.2市域城镇及用地规划 (51)4.4乐山市“十一五”环境保护规划 (51)5环境质量现状评价 (53)5.1大气环境现状监测及评价 (53)5.2地表水环境质量现状监测及评价 (53)5.3地下水环境监测及评价 (54)6施工期环境影响预测及评价 (56)6.1社会环境影响分析 (56)6.1.1拆迁影响分析 (56)6.1.2搬迁安置影响分析 (56)6.1.3减缓拆迁影响措施 (57)6.2施工期间水土流失的影响分析 (57)6.2.1水土流失评价标准 (57)6.2.2水土流失的预测 (57)6.3施工期间噪声影响分析 (58)6.3.1评价标准 (58)6.3.2施工设备噪声强度调查 (58)6.3.3施工期间噪声影响预测 (58)6.3.4施工期间噪声影响评价 (58)6.4施工期环境空气影响分析 (59)6.5施工期水环境影响分析 (59)6.6施工期固体废物影响分析 (60)6.7施工期的生态影响分析 (60)7运行期环境影响预测及评价 (61)7.1运行期大气环境影响预测评价 (61)7.1.1地面常规气象特征 (61)7.1.2环境空气影响预测模型及参数 (63)7.1.3预测方案 (65)7.1.4预测及评价 (66)7.1.5环境空气预测评价小结 (70)7.2.运行期水环境影响评价 (72)7.2.1地表水环境简况 (72)7.2.2运行期工程废水排放情况 (73)7.2.3预测模型选择 (73)7.2.4地表水环境影响预测结果 (73)7.2.5地表水环境影响评价 (74)7.2.6地下水环境影响分析 (74)7.3运行期声环境影响评价 (75)7.3.1源强分析 (75)7.3.2预测方法 (75)7.3.3预测结果 (75)7.3.4评价结果 (75)7.4运行期固体废物影响分析 (76)7.5生态环境影响影响分析 (77)7.6煤贮存及运输的环境影响分析 (77)7.6.1煤场环境影响分析 (77)7.6.2运煤对沿线区域环境影响分析 (78)8清洁生产分析 (79)8.1产业政策符合性分析 (79)8.2循环经济分析 (79)8.2.1水资源综合利用 (80)8.2.2物料综合利用 (80)8.3节能减排情况分析 (81)8.3.1当前节能减排形势 (81)8.4清洁生产水平分析 (83)8.4.1生产工艺的先进性与可行性 (83)8.4.2原、辅材料及产品清洁性分析 (84)8.4.3设备及装置清洁生产分析 (84)8.4.4清洁生产指标分析 (85)9总量控制分析 (86)9.1总量控制的目的 (86)9.2总量控制因子和计划 (86)9.3污染物排放总量确定原则 (86)9.4总量控制目标值的确定 (87)9.5总量控制污染物来源及分配方案 (87)9.5.1乐山市“十一五”污染物排放总量分配指标 (87)9.5.2本项目总量控制指标来源及分配方案 (87)9.5.3总量控制目标确认 (87)10环境风险评价 (88)10.1项目原材料、产品化学性质毒性及储运方式 (88)10.1.1项目原材料、产品化学性质及毒性 (88)10.2风险识别 (88)10.2.1工艺系统及生产过程危险性识别 (88)10.2.2物质危险性识别 (88)按单项评价,本项目氯硅烷存贮工序中三氯氢硅储罐为重大危险源。
多晶硅生产设备
steel)
7 M4 Y" [0 R# f; B. p4
尾气回收系统(CDI) (The recovery system )
) z, K. g1 m7 e; ~3 J5
氢气压缩机(Reciprocating Compressor ) 9 T- z; `. K5 V/ _
冷冻机
- `; S/ v$ [7 P. b3 V/ g l" B2 N8 \
1、电解制氢及净化单元 2、变压吸附制氮气单元 3、深冷空分制氮气单元 4、制冷单元 5、脱盐水单元 6、高纯水单元 B" y4 {+ c E% |# F z 7、循环冷却水单元! A. q+ t* N1 U9 z6 y$ u* n6 M 8、液氯汽化及氯化氢合成单元 8 e9 x# U7 d1 C" Q" K3 H 9、三氯氢硅合成单元- _% T2 _0 R! A: B0 p 10、氯硅烷贮存单元 11、氯硅烷硅精馏单元 8 b* i* t( {4 a 12、三氯氢硅还原四氯化硅氢化单元 13、尾气回收单元 14、废气处理单元: m$ S1 }& N' ?: P. S4 ]$ m 16、废液处理单元, m7 }. U6 G; k5 y* c1 J: c 17、废水处理单元
电解制[wiki]氢[/wiki]装置、氯化氢合成炉、三氯氢硅合成炉、合成气干法净化装置、三氯 氢硅精馏装置(十多个塔呢)、三氯氢硅还原炉、四氯氢硅氢化炉、冷冻机组、脱盐水制备、 空分制氮等设备
国内改良西门子法(三氯氢硅氢还原法)主要设备清单
序号
设备名称 2 R; k) R& A, y$ e; T/ b
1
电压调控系统( Voltage Sequence systems)
浅谈精馏操作的节能优化措施
浅谈精馏操作的节能优化措施摘要:石油化工是我国经济发展中的一个重要产业,数据显示,石油化工能耗约占全国工业总能耗的15%。
在能源消耗领域,分离工序占能源消耗的41%至71%,而蒸馏工序占能源消费的96%。
在热力学上,蒸馏是一种非常低效的能耗操作,具有很强的热力学不可逆性。
因此,作为蒸馏操作中的中间操作,蒸馏塔系统的整个操作过程都以产品质量合格和能耗最低为标准。
然而,优化蒸馏操作需要许多因素。
本文从以下几个方面分析了精馏操作的节能措施。
关键词:蒸馏;节能;发展趋势;技术分析前言蒸馏操作是化工生产中的一个重要操作单元,因其能耗高、节能效果好而备受关注。
降低市场产品生产过程中的生产能耗是降低成本、提高市场竞争力的关键,而蒸馏操作过程具有节能效果。
一、蒸馏的工作原理蒸馏是化学生产中分离不混溶液体混合物的典型单元操作。
其本质是多级蒸馏,利用不混溶液体混合物中每种成分在一定压力下的不同沸点或饱和蒸气压来蒸发轻组分(沸点较低或蒸气压较高的组分)。
经过多次部分液相蒸发和部分气相冷凝,气相中轻组分和液相中重组分的浓度逐渐增加,从而实现分离。
在此过程中,传热和传质过程同时进行,属于传质过程控制。
原料从塔中间合适的位置送入塔中,塔分为两段。
上段是没有进料的蒸馏段,下段包含作为保留段的进料板。
冷凝器从塔顶提供液相回流,再沸器从塔底提供气相回流。
气相和液相的回流是蒸馏的一个重要特征。
蒸馏塔是一种提供混合物气相和液相之间接触条件并实现传质过程的设备。
该设备可分为两类:一类是板式蒸馏塔,另一类是填料蒸馏塔。
二、精馏塔影响的因素1.回流比的影响影响蒸馏塔分离效果的主要原因是回流比,在实际操作和生产中通常通过改变回流比来控制回流比,以控制产品质量。
蒸馏段中操作线的斜率(蒸馏段中下降液体的摩尔流速与上升蒸汽的摩尔流速的比率)与回流比成正比,该段中的传质驱动力也与回流比直接成正比。
具体来说,在确定回收率的条件下,如果用增加回流比来提高分离度,则应满足以下要求:首先,由于蒸馏塔理论塔板数的限制,在规定的塔板数范围内,即使回流比增加到无穷大(总回流),分离度总是存在一个极限最大值;其次,由于整个塔中物料平衡的限制,分离极限为FxF/Dx (F为原料液中挥发性成分的摩尔分数)。
多晶硅生产中Si2Cl6生成的热力学分析
多晶硅生产中Si2Cl6生成的热力学分析王琴张海军(四川永祥多晶硅有限公司,四川乐山,614800)摘要利用HSC Chemistry软件的平衡组成计算模块来分析冷氢化、还原系统Si Cl平衡组成,为残液处理新技术#HSCChemistry9.0计算结果表明:(1)一定进料下化工况Si z Cl平衡浓度为0.119wt%,还原工况S2Cl平衡浓度为0.038wt%。
(2)增加冷氢化进料中Si2Cl的含量,对冷氢化系统的平衡影响较小。
(3)固定冷氢化和还原进料量,残液中Si z Cl含量84.03%来自冷氢化工序,15.97%来自工序。
关键词:多晶硅Si2Cl冷氢化还原热力学.2Cl是一种高效脱氧剂,也是一种生成乙硅烷的原料,可以用来生产无硅薄膜、光学纤维原料、玻璃MoSi2等在多晶硅的生产过程中,生成硅烷化合物,包括高沸点的硅烷和低聚氯硅烷此高沸点化合物进入多晶硅残液, Si2Cl是残液中最具高附加值的成分。
残液汇集在渣浆系统处理后水解排放,年产2万吨多晶硅,残液排放量为1t/h,残液中四氯化硅和三氯氢硅收率低。
多晶硅生产和研究人员在多晶硅残液回收处理工艺上做了大量研究,硅耗和氯耗仍然不理想。
究其原因是缺少大量基础理论数据#多晶硅生产属于硅、氯、氢复杂体系,通过热力学平衡计算,可以研究Si2C16在冷氢化和还原的平组成,继而计算其中的百分。
不仅可以为残液处理新技术提供研究方向,也可以为.2Cl回收处理提供科学依据。
平衡组成计算属于热力学计算。
在热力学的实际计算中,由于热力学函数计算大量非线性的及计算量烦冗的特点,由人工成热力学分析过程成为巨大的工程技术难题。
HSC Chemistry 9.0软件可解决这一技术难题。
该软件的平衡组成计算模块,通过先拟合中热力学表达式,物料平衡的下使恒温,的吉布斯自由能最小,从而得的平衡组成。
在计算过程中,只需要输入反应的总压和初始物质的、数量、状态以及随化过程中可能出现的稳定相态,就可以获得在一定压力和温度条件下的平相组成#1冷氢化系统1.1恒压27bar、温度对Si2CI6平衡浓度的影响恒压27bar,进料量为H2=1.9kmol、SiCl4=1 kmol、Si=2kmol适量氯化氢,计算100—1200C, Si2Cl平衡浓度。
冷氢化及热氢化工艺技术比较
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)冷氢化工艺两种方法各有优劣,不过随着多晶硅市场价格的下降,成本低廉的冷氢化技术受到原生多晶硅生产商的亲睐。
上述两种氢化工艺技术具体特点比较见下表。
表1-1 两种氢化工艺比较表综上比较,这二者各有其特点。
考虑到低能耗、投资省的优势,建议根据具体的情况而定。
2.冷氢化工艺技术说明2.1 冷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。
备注1:粗馏是与精馏相对设立的工序,主要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2500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。
多晶硅生产过程安全管理要求规定
多晶硅生产过程安全管理规定编制:xxx单位:xxx日期:xxx目录1.一般规定 (3)2.生产装置开车基本要求 (7)3.生产装置停车基本要求 (8)4.三氯氢硅合成 (9)4.1 系统开停车 (9)4.2 三氯氢硅合成正常运行 (12)4.3 重要参数的控制 (13)4.4 异常情况的判断与处理 (14)5.氯硅烷分离 (14)5.1 提纯塔开车 (14)5.2 提纯塔停车 (15)5.3 正常运行操作 (16)5.4 重要参数控制 (16)5.5 异常情况的判断与处理 (17)5.6 相关水换热器泄漏 (17)6.三氯氢硅还原 (18)6.1 系统开车 (18)6.2 系统停车 (19)6.3 正常运行操作 (19)6.4 还原电气设备 (20)7.还原尾气干法回收 (20)7.1 系统开车 (21)7.2 系统停车 (21)7.3 正常运行操作 (22)7.4 重要参数的控制 (23)7.5 异常情况判断及处理 (23)8.四氯化硅冷氢化 (24)8.1 系统开停车 (24)8.2 正常运行操作 (26)8.3 重要参数的控制 (26)8.4 异常情况的判断与处理 (27)9.二氯二氢硅反歧化 (27)9.1 系统开车 (27)9.2 系统停车 (29)9.3 系统运行 (29)9.4 重要参数的控制 (29)9.5 异常情况的判断与处理 (30)10.废气淋洗 (30)10.1 淋洗塔开车 (30)10.2淋洗塔停车 (31)10.3 正常运行操作 (31)10.4重要参数控制 (32)10.5 异常情况的判断与处理 (32)1.一般规定1.1 企业应当根据工艺、装置、设施等实际情况,建立健全安全生产责任制和安全生产规章制度。
1.2 企业应每年开展重大生产安全事故隐患排查,及时消除重大生产安全事故隐患,有效防范遏制重特大生产安全事故。
1.3 企业应在工艺投产或投用前,组织编制操作规程。
1.4 企业应将操作规程发放到相关岗位,并对有关人员进行专门培训,经考核合格后,方可上岗。
电子级多晶硅生产关键工艺控制
电子级多晶硅生产关键工艺控制马启坤;赵桂洁;张健雄【摘要】围绕生产电子级多晶硅关键工艺控制各环节,研究了如何生产出高品质电子级多晶硅产品.【期刊名称】《云南冶金》【年(卷),期】2019(048)004【总页数】3页(P76-78)【关键词】电子级;多晶硅;生产工艺【作者】马启坤;赵桂洁;张健雄【作者单位】昆明冶金研究院,云南昆明650031;云南省选冶新技术重点实验室,云南昆明650031;云南冶金云芯硅材股份有限公司,云南曲靖655011;云南省光电子硅材料制备技术企业重点实验室,云南曲靖655011;云南冶金云芯硅材股份有限公司,云南曲靖655011【正文语种】中文【中图分类】TM914.4+1多晶硅按纯度分类,通常可以分为太阳能级多晶硅和电子级多晶硅,而电子级多晶硅纯度要求达到99.999 999 9%~99.999 999 999%(9 N~11 N)。
半导体材料是半导体工业最重要的功能材料,其中硅材料更是第一大电子功能材料,半导体级多晶硅广泛应用于微电子、晶体管及集成电路、半导体器件等半导体工业中[1] 。
国际上,集成电路芯片及各类半导体器件的95%以上也是用硅材料制造。
据硅业分会统计,2017年全球多晶硅产能约50万t,产量43.9万t,而全球电子级多晶硅的需求量为3万t左右[2] 。
随着器件的迅速发展,对材料的纯度有不同的要求、特别是集成电路不断向微细化发展,要求硅片的直径不断增大,缺陷密度降低,多晶硅的纯度提高。
通常意义上国标(GBT12963-2014)《电子级多晶硅》一级以上才能称为电子级产品,也即是多晶硅产品的施主杂质含量要低于0.25 ppbw,受主杂质要低于0.08 ppbw,少子寿命大于1 000 μs的产品才能被下游企业接受,并用于电子级别的用途[3] 。
下游企业用户一般都有自己的企业内部标准,而且这个标准还会根据市场情况不断提高。
下游用户都会要求上游多晶硅企业能连续稳定、批量生产出能用于大规模集成电路的多晶硅产品。
光伏电池行业清洁生产评价指标系
《光伏电池行业清洁生产评价指标系》(征求意见稿)编制说明标准起草组二〇一四年十一月目录1.前言 (1)2.光伏行业发展概况 (1)2.1 我国光伏行业发展概况 (1)2.2 行业规划情况 (2)2.3 生产工艺和装备情况 (3)2.4 生产过程资源能源消耗和污染情况 (3)2.5 清洁生产技术发展情况 (5)2.6 产品及特征情况 (6)3.指导思想、编制原则及依据 (6)3.1标准的编制目的 (6)3.2标准的作用 (6)3.3任务来源 (7)3.4 主要依据 (8)4.指标体系起草过程 (8)4.1 收集分析国内外相关资料 (8)4.2 标准的起草阶段 (10)4.3 数据收集和指标基准值确定阶段 (11)5.指标体系的建立 (12)5.1指标体系适用范围的确定 (12)5.2指标选取原则 (12)5.3 指标体系参考文件 (13)5.4 指标选取与基准值确定 (13)5.5 指标权重确定方法 (24)5.6 评价方法 (24)6. 标准的实施建议 (25)1.前言能源安全问题日益成为世界各国普遍关注的焦点。
经济可开采的化石能源储量和潜在水能资源非常有限,且越来越少。
在当前能源紧缺的新形势下,太阳能受到空前重视,并在经济社会中发挥越来越大的作用,被公认为绿色“永不衰竭”的能源。
以硅材料的应用开发形成的产业链条称之为“光伏产业”,包括高纯多晶硅原材料生产、太阳能电池生产、太阳能电池组件生产、相关生产设备的制造等。
光伏产业链条主要包括多晶硅原料生产、硅棒、硅锭生产、太阳能电池制造、组件封装、光伏产品生产和光伏发电系统等环节。
光伏太阳电池在使用阶段是清洁无污染的,但是如果考虑从硅石开采到系统整个生命周期过程的话,其资源能源消耗以及污染物的排放是不容忽视的。
某国际环保组织发布的《中国光伏产业清洁生产研究报告》显示,光伏发电的能量回收周期仅为1.3年,而其使用寿命为25年,意味着1.3年后约24年时间的光伏发电是零排放的。
基于燃烧处理的多晶硅循环生产综合利用方法
作用。因此 , 本项 目的研究对推动我国多晶硅产业的发展具 有重要的现实意义 。
参 考 文献
[] 1龙桂花, 吴彬, 韩松 。 . 阳能级多晶硅 生产技术发展现状及 等 太 展望[] 中国有色金属学报 , 08 1() 36 32 J. 20 , 8 1 : 8 — 9 .
可 以回收利用 , 气相 H 1 C 通过 循环 吸收 回收 H I使 其变为 C,
艺技术起点高、 产品质 量定位 高 、 消耗 低、 环境保护好 的特
点。 目前这种燃烧干法处理 流程 实际运行范例很少 , 该技术 方法的应用在 国内尚属首次 , 在行业 内有 明显的示范和带动
质量分数为 2% 一 o 5 3%的盐 酸, 的烟气通过碱液淋洗及 残余 JC降膜增发 ) V( 系统处理后 达标排放 。
发 展 。然 而 , 保 和 综 合 利 用 是 当前 国 内 多 晶 硅 产 业 共 同 面 环
临的一个严竣问题 , 提供解决多 晶硅废 料的稳 定 、 可靠 、 环保
要工艺流程如图 1 示 , 所 整个流程形成一个闭路循环 。
处理方法 与流程 已追在 眉 睫 , 已经 成 为确保 多 晶硅 产 业高
a h e e b i u c n mi n o iIb n l s c iv d o v o s e o o c a d s c8 e ei . t
K W o d b migp oes p lsl o rd e  ̄ r s u n rcs oyien po uf i i
3 多 晶 硅 生 产 的 废 料 处 理 方 法 概 述 针 对 多 晶 硅 生 产 的 废 料 处 理 难 题 , 找 一 种节 能 、 水 、 寻 节
工业硅生产物料平衡表
工业硅生产物料平衡表
说明:
1. 投入量:指用于生产工业硅的各种原料和能源的投入量,如硅矿石、焦炭、电力等。
这些原料和能源的投入量需要根据生产工艺和设备进行合理配置,以确保生产的效率和产品的质量。
2. 产出量:指生产出的工业硅的重量。
产出量的多少直接反映了生产的效率和产品的质量,是衡量生产效果的重要指标。
3. 转化率:指投入的原料和能源转化为工业硅的效率。
转化率的高低直接反映了生产的效率和能源利用的效果,是衡量生产技术水平的重要指标。
4. 总投入量:指所有投入的原料和能源的总重量。
总投入量的多少直接反映了生产的规模和成本,是衡量生产规模的重要指标。
5. 总产出量:指所有产出的工业硅的总重量。
总产出量的多少直接反映了生产的效率和产品的质量,是衡量生产效果的重要指标。
6. 根据物料平衡表,可以计算出总投入量和总产出量的比例,即转化率。
物料平衡表是一种记录生产过程中各种原料和能源投入量、产出量、残余量和损失量的表格,是进行生产管理和技术改进的重要依据。
通过物料平衡表,可以计算出总投入量和总产出量的比例,从而得出转化率。
转化率的高低直接反映了生产的效率和产品的质量,是衡量生产技术水平的重要指标。
多晶硅中杂质元素B、P的来源分析
在 工业 硅生 产 过 程 中 。 P可能 的来 源 :硅 石 B、
和 炭素 材料 ( 括木 炭 、 包 焦油 、 石墨 电极 等 ) 去 向 : 煤 ; f) 冶炼 过程 中 以气体 形 式 挥 发 出去 , 1在 即形 成 微 硅
p o e s. h e u ti d c t s t a h o s mp i n o a b n c o s mae il n i d sr lsl o rd c in i h i r c s T e r s l n i ae h tt e c n u t fc r o a e u tr s i n u t a i c n p o u t st e ma n o a i i o s u c fB a d P S sn o d r d c n g n n r ae l cr d s c n e s r n u t a i c n p o u ta d s t f o r e o n . o u i g g o e u i g a e ta d t td e e t e a n u e i d sr lsl o r d c n ai y e o i i s
上述 多 晶硅 生产 工艺 中各 个 阶段 产物 的分 析结
果 见表 1
表 1 不 同产 物 的 I P MS检测 质 量 结 果 C _
T b1 a. Dee t n q ai e u t fI - r m i e e tp o u t t ci u l y r s l o o t CP MS fo d f r n r d c
1. 25 %.为达 到太 阳能 级多 晶硅 中 B、 量小 于 l P含 ×
l 的要求 , 0 即应 当将工业 硅 中的 B、 含量降 到 2 P的
多晶硅生产方法
1、多晶硅生产工艺方法:下面介绍几种生产多晶硅的工艺,但我国使用最多的工艺方法是“改良西门子法”。
(1)改良西门子法――闭环式三氯氢硅氢还原法改良西门子法是用氯和氢合成氯化氢(或外购氯化氢),氯化氢和工业硅粉在一定的温度下合成三氯氢硅,然后对三氯氢硅进行分离精馏提纯,提纯后的三氯氢硅在氢还原炉内进行CDV反应生产高纯多晶硅。
国内外现有的多晶硅厂绝大部分采用此法生产电子级与太阳能级多晶硅。
A、技术含义。
西门子法是自50年代到现在生产多晶硅的主要方法,此法的优点是工艺与设备比较简单,多晶硅的纯度与形状能满足直拉和区熔单晶的要求,其缺点是直接还原率低(<30%;生产的副产品较多(有SiCl4,HCl等);还原温度高(1150℃)。
国外目前生产使用的基本上都是改良西门子法。
此项技术包括:还原炉尾气的干法回收,HCl和H2在流程中实现闭:SiCl4氯氢化法的工业试验;多晶硅棒直径达150mm,长度超过1m的12对以上的还原炉的研究开发;进一步提高纯度的研究。
B、技术经济指标。
1Kg多晶硅消耗:硅粉≤2Kg,氢气≤10M3;还原炉电耗不大于≤150KWh /Kg;SiCl4,HCl,H2实现流程闭路;一级品率>90%。
C、应用范围。
该技术应用于多晶硅的生产。
我国已用西门子法生产30余年,在改良西门子法方面只作了SiCl4和SiHCl3的冷凝回收,SiCl4氢化法半工业试验等。
这些都导致了我国多晶硅生产的原材料消耗高、能耗高、环境污染较严惩、成本高,难以获得高质量产品。
改良西门子法为我国多晶硅生产提供技术基础。
(2)硅烷法――硅烷热分解法硅烷(SiCl4)是以四氯化硅氢化法、硅合金分解法、氢化物还原法、硅的直接氢化法等方法制取。
然后将制得的硅烷气提纯后在热分解炉生产纯度较高的棒状多晶硅。
以前只有日本小松掌握此技术,由于发生过严重的爆炸事故后,没有继续扩大生产。
但美国Asimi和SGS公司仍采用硅烷气热分解生产纯度较高的电子级多晶硅产品。
多晶硅 氢耗 立方米
多晶硅的氢耗约为70~80立方米。
请注意,这个数据可能会因具体生产条件、工艺和设备等因素而有所变化。
多晶硅是一种高纯度的硅材料,具有优异的光电特性,在多个领域都有广泛的应用。
以下是多晶硅的主要应用场景:
光伏行业:多晶硅是制造太阳能电池板的重要原材料。
太阳能电池板通过吸收太阳光能,将其转换为电能,为家庭、企业等提供清洁能源。
半导体行业:多晶硅在半导体行业中也扮演着重要角色。
它被用于制造各种半导体器件,如集成电路、晶体管、二极管等,这些器件是现代电子设备不可或缺的部分。
光纤通信:多晶硅也被用于制造光纤,光纤是现代通信网络的重要组成部分。
通过光纤,可以实现高速、大容量的数据传输,满足人们对互联网、电话等通信需求。
除了上述应用场景外,多晶硅还可以用于制造其他硅基材料,如单晶硅、硅基薄膜等。
这些材料在电力、电子、化工等领域也有广泛的应用。
总的来说,多晶硅是一种非常重要的材料,在现代社会中发挥着不可或缺的作用。
随着科技的不断发展,多晶硅的应用领域还将不断扩大。
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11 全公司生产系统物料平衡
11.1 生产系统物料平衡综述
物料平衡的理论依据为质量守恒定律,即在一个孤立的系统当中,无论物质发生什么变化,其质量始终不变。
同样在我司的生产系统当中,投入的原料与最后得到的产品及生产过程中物料的损失应是一个平衡关系。
我司主要产品为多晶硅,在整个生产过程中使用到的物料包括:硅粉、四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅、氯化氢、氢气等。
为明确各物料之间的关系,及生产过程当中物料的损耗,现将全公司生产系统物料平衡作一个简要的计算和分析。
11.2 生产系统中发生的反应
公司主要生产系统包括三氯氢硅合成系统,四氯化硅与二氯二氢硅反歧化反应系统,三氯氢硅还原反应系统以及生产过程当中尾气、渣浆回收水解系统。
主要化学反应方程式为:
(1)三氯氢硅合成反应:
3SiCl
4+Si+2H
2
=4SiHCl
3
Si+3HCl=SiHCl
3+H
2
Si+4HCl=SiCl
4+2H
2
(2)四氯化硅与二氯二氢硅反歧化反应:
SiH
2Cl
2
+SiCl
4
=2SiHCl
3
(3)三氯氢硅还原反应:
SiHCl
3+H
2
=Si+3HCl
4SiHCl
3=3SiCl
4
+Si+2H
2
SiCl
4+2H
2
=Si+4HCl
Si+2HCl=SiH
2Cl
2
(硅的腐蚀反应)
综合上述所有化学反应,可以看出我司生产系统是一个闭合的循环系统,假如整个系统当中没有物料损失的话,需要得到产品多晶硅,仅需采购原料硅粉就可以了,而中间各种参与反应的物料都是循环利用的。
11.3生产系统当中的物料损耗
事实证明在整个生产系统当中物料损失是相当大的,所有物料在运输、传送、
使用、反应过程当中都会流失、损耗。
主要表现如下:
11.3.1 硅粉的损耗
硅粉采购至公司后,取样分析、卸至硅粉料仓、储存直到推至流化床反应系统都有一定的损失,此外硅粉还会被系统置换、放空时带出;附着在设备、管道上被清理;存在于废氯硅烷当中被水解;未能沉积在硅棒上被清扫;整理包装、洗涤过程同样存在损失。
总之硅粉的损耗到处存在。
11.3.2 氯硅烷的损耗
与硅粉一样,氯硅烷自采购后取样、存储、输送、置换、使用过程中都存在大量的损耗,损耗较大的地方包括:系统置换、放空、泄漏、切除以尾气形式与碱水中和,作为废氯硅烷、渣浆、高沸物水解。
11.3.3氯化氢的损耗
氯化氢的损耗大部分在于:合成系统无法接受时直接排至尾气处理系统与碱水中和,小部分与硅粉、氯硅烷一样在取样、输送、置换、放空过程中流失。
11.3.4氢气的损耗
目前公司氢气的损耗量较大,虽然已通过一些技改回收利用部分放空氢气,但氢气的损耗量仍然较大,氢气的损耗主要包括:合成系统气密、置换、推硅粉,还原系统置换,以及因产氢装置与用氢装置负荷不平衡造成的超压放空。
物料的损耗,意味着生产成本的提升,我们应通过改善系统生产工艺、加强系统操作,减少物料的损耗、流失。
11.4生产系统物料平衡分析
通过生产系统的物料平衡分析可以清楚的看出,在整个生产系统当中各物料的投入与产出及消耗之间的关系。
因全公司生产系统当中涉及的物料种类较多,若一一分析作物料平衡计算较为繁琐,但通过分析可以看出参与整个生产系统的共三种元素,即氢、氯、硅,下面分别讨论这三种元素在整个生产系统当中的物料平衡。
所有物料平衡均以一个时间周期为基础进行讨论,等式前为前一周期末的各数据,等式后为后一周期末的各数据,通过等式可以计算出后一周期当中各物料投入、消耗、产出。
并可计算出生产单位产品所需单耗。
11.4.1氢的物料平衡
外购氢+罐存及系统三氯氢硅当中的氢+罐存及系统轻组分当中的氢=氢损耗
(以氢气形式放空+以氯化氢、氯硅烷形式损耗的氢)+罐存及系统三氯氢硅当中的氢+罐存及系统轻组分当中的氢
即:mH(外购)+mTCS
1×MH/MTCS+ mDCS
1
×2MH/MDCS= mH(损耗)+mTCS
2
×
MH/MTCS+ mDCS
2
×2MH/MDCS
11.4.2氯的物料平衡
外购三氯氢硅当中的氯+外购四氯化硅当中的氯+罐存及系统三氯氢硅当中的氯+罐存及系统四氯化硅当中的氯+罐存及系统轻组分当中的氯+罐存及系统渣浆、高沸物当中的氯=氯损耗(以氯化氢、氯硅烷、渣浆、高沸物形式损耗的氯)+罐存及系统三氯氢硅当中的氯+罐存及系统四氯化硅当中的氯+罐存及系统轻组分当中的氯+罐存及系统渣浆、高沸物当中的氯
即:mTCS(外购)×3MCl/MTCS+ mSTC(外购)×4MCl/MSTC+ mTCS
1
×3MCl/MTCS+
mDCS
1×2MCl/MDCS+mSTC
1
×4MCl/MSTC+m(渣浆、高沸物)
1
×Cl含量百分比=mCl
损耗+ mTCS
2×3MCl/MTCS+ mDCS
2
×2MCl/MDCS+mSTC
2
×4MCl/MSTC+m(渣浆、高
沸物)
2
×Cl含量百分比
11.4.3硅的物料平衡
外购硅粉(此处将硅粉制备所产硅粉作外购硅粉计算)+系统当中以单质形式存在的硅(包括还原炉内的硅棒)+外购三氯氢硅当中的硅+外购四氯化硅当中的硅+罐存及系统三氯氢硅当中的硅+罐存及系统四氯化硅当中的硅+罐存及系统轻组分当中的硅+罐存及系统渣浆、高沸物当中的硅=硅损耗+系统当中以单质形式存在的硅(包括还原炉内的硅棒)+罐存及系统三氯氢硅当中的硅+罐存及系统四氯化硅当中的硅+罐存及系统轻组分当中的硅+罐存及系统渣浆、高沸物当中的硅+多晶硅产量
即:mSi(外购)+mSi
1
+ mTCS(外购)×MSi/MTCS+ mSTC(外购)×MSi/MSTC+
mTCS
1×MSi/MTCS+ mDCS
1
×MSi/MDCS+mSTC
1
×MSi/MSTC+m(渣浆、高沸物)
1
×Si含量百分比= mSi(损耗)+ mSi
2+ mTCS
2
×MSi/MTCS+ mDCS
2
×MSi/MDCS+mSTC
2
×MSi/MSTC+m(渣浆、高沸物)
2
×Si含量百分比+mSi(产品)
注:1)m:质量。
2)M:摩尔质量。
3)后缀1为前一周期末数据,后缀2为后一周期末数据。