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目录
第一章总论 1
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第二章多晶硅市场分析 8
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、辅助材料及动力. 11
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第三章多晶硅项目的基本方案 13
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第四章土建工程及辅助设施 21
(合同签定之后再行设计): 21
第五章环境保护、消防、节能、劳动安全及卫生防护 22
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第六章投资概算 25
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第七章技术经济 27
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第一章总论
受内蒙古霍煤源源硅业科技之委托制作。
●多晶硅的用途
多晶硅通称为高纯硅,是制备半导体单晶硅的原料。工业上通常把多晶硅及单晶硅统称为高纯或超纯硅,以别于单质硅。其主要用途如下:
一、用于整流器件:目前有各种容量的硅整流器,已取代了或部分取代以前的直流电源,如直流发电机、铅蓄电池、***整流器与硒整流器等;
二、用于二极管:其它晶体管及集成电路,基本上取代了过去各种类型的电子管;
三、用于可控硅整流元件:已广泛用于电子技术部门;
四、用于各种无线电器材:计算机及自动化元件上的检波器和高频振荡转化器;
五、用于太阳能电池:将太阳能转换电能;估计太阳能电池的用硅量约占整个硅用量的5%;
六、用于原子能电池:将放射性废物的辐射能转变为电能;
七、用于探测元件:放射性强度测定仪中采用;
八、用于红外线测试设备:用作红外透镜或滤色片;
九、用于光电池:以硅为基底的P-N型光电池效率高;
十、硅及其它半导体材料:还广泛用作热敏电阻、光敏电阻、温差电偶、半导体铁磁体以及半导体致冷器等方面。
●国内外市场对多晶硅的需求
随着光伏产业的迅猛发展和欧洲太阳能市场的迅速扩大,太阳能电池对多晶硅需求量增长迅速。从2021年开始太阳能级和半导体级多晶硅需求均有缺口,其中太阳能级产能缺口更大。从长远来看,考虑到未来石化能源的短缺和各国对太阳能产业的大力支持,多晶硅的需求仍将持续增长。预计到2021年,全球多晶硅的缺口量将高达26200吨。由于多晶硅供给严重不足,导致全球多晶硅价格不断上涨,目前国内已达275万元/吨。
多晶硅市场的质量要求
由于杂质的存在大大影响多晶硅的物理及化学性能,因此目前多晶硅市场对多晶硅纯度的要求较高:太阳能级的一般要求5~8个9,%以上,电子级的一般要求9~11个9,%以上。这不仅给制备工艺提出了难题,也给制造环境提出了更高的要求。也正因为如此,现在在国内能生产多晶硅的厂家寥寥无几。
内蒙古霍林河煤业集团公司、内蒙古源源能源集团公司和浙江湖州新元泰微电子
有着一般企业无法比拟的优势,有内蒙古源源能源集团公司配置科学合理的煤、电、硅产业,以及浙江湖州新元泰微电子良好的技术条件和管理经验,人员素质高,资源优势等客观条件好。多晶硅项目完成后还可以进一步加工成各种电子元器件以及单晶硅,在单晶硅的基础上还可以进行IC的刻制成各种IC芯片,产业链不仅长,而且产业分支多,这样可以使企业保持旺盛的发展势头,获得更好的经济效益。
本项目的主要内容
新建一座年产1200吨多晶硅的还原车间,其中包括:
采用改良西门子法生产多晶硅的还原车间
三***氢硅净化除杂车间
氢气净化车间
化验室
变电所
办公楼及附属配置
充分利用内蒙古源源能源集团公司低成本的煤及电力资源和未来铝工业园区内危险品站台,在工业园内建厂,以节约投资,提高工作效率。
由内蒙古源源能源集团公司供应成本低廉的电力,由浙江湖州新元泰微电子负责多晶硅厂的建设及专有的生产技术,以及聘用多晶硅生产工艺师和熟悉多晶硅生产的相关技术和操作人员及管理人员,以保证先进的技术经济指标和优良的产品质量。
在内蒙古源源能源集团公司经过一次变压(66KV)后,传输到铝工业园区的霍煤源源硅业科技后经二次变压(380V),直接进行生产多晶硅。
1200吨多晶硅所需的17820吨三***氢硅、780万立方米氢气、20公斤钼丝以及500公斤硅初棒等全部外购
新增42m×300m多晶硅还原厂房及12对多晶硅还原炉,即可生产24个硅棒,以及扩散炉一套。
新增35m×。
新增18m×145m三***氢硅除杂净化、精制车间及净化、精制设备一套。
新增18m×110m氢气净化车间及净化设备一套。
新增42m×65m酸洗车间及酸洗设备两套。
新增35m×100m废气、废物回收车间及回收设备一套。
新增42m×65m烘干车间及烘干设备三套。
新增42m×65m切断车间及裁切机两套。
新增42m×65m铸造车间及铸锭炉一套。
新增35m×45m来料化验室及成品化验室各一间,来料及成品检测设备若干。
新增55m×90m成品库。
设计生产规模为多晶硅1200吨/年
产品质量:全部产品硅含量纯度均≥%
硅铸锭及硅片
多晶硅还原车间(包括扩散设备):设置于厂区中西部,与上下游车间紧凑建设,便于中间品与产品的运输;
三***氢硅精制车间与氢气净化车间并列建设,通过管道将三***氢硅及氢气输送到还原车间的化学蒸发沉积反应器(即还原炉)内进行还原;
沉积出的多晶硅棒,要运抵酸洗车间进行酸洗,然后到烘干设备里进行烘干,在裁切机上裁切成所需长度尺寸,然后进行铸造,铸造成所需尺寸的硅棒,进实验室进行检测,然后合格品包装、入库、待出货;
将还原阶段产生的废物输送到废物回收车间进行回收再利用,以提高原材料的利用率。
采用改良西门子法生产多晶硅。
设计建12对还原炉生产多晶硅,以提高电能利用率。
其工艺流程详见第三章。
本项目工程高度重视环境保护,生产过程中几乎不产生废渣,废液通过回收、氢化等手段可以回收利用,因此几乎也不产生废液,废气主要是氢气,可以回收利用,以提高氢的利用率。少许废气通过烟气净化系统粉尘净化率可达99%以上,经过净化后的各种污染物均可达到或低于GB16279-1996《大气污染综合排放标准》要求。
本项目从批准并签定合同之日起6个月内投产。设备、物料、结构制作,土建同时进行以提高速度,争取尽早投产。
12亿元人民币(产能1200吨/年)
年效益:(按现行价格计算1200吨/年产量),10个月即可收回全部投资。
电流效率: 98%
交流电耗: 300000KWH/
化学蒸发沉积反应器内温度:1050~1150℃
每对还原炉日生产能力:330kg/
本项目多晶硅产品市场巨大,工艺技术先进、成熟、可靠。投产后可以根据市场需求逐步扩大产能及上下游产品(如三***氢硅、单晶硅以及太阳能电池等),形成优良的产业链,发挥规模效益的优势,并在生产中不断创新进一步提高经济指标和经济效益,增强企业市场的竞争力。
本项目最大限度的利用内蒙古源源能源集团公司成本低廉的煤和电,和浙江湖州新元泰微电子的先进技术和管理经验,投资预算合理,见效快,回报期短,利税高,具有较强的抗风险能力。
综上所述,由于该项目具有较高的经济效益和社会效益,具有相当好的市场和极为有利的资源,具有较强的竞争优势和抗风险能力,因此是可行的,应尽快投入建设,抓住发展机遇,早日投产。
第二章多晶硅市场分析
多晶硅具有灰色金属光泽。~。熔点1410℃,沸点2355℃。溶于氢***酸和***的混酸中,不溶于水、***和盐酸。硬度介于锗和石英之间,室温下质脆,切割时易碎裂。加热至800℃以上即有延展性,1300℃时显出明显变形。
常温下不活泼,高温下与氧、氮、硫等反应。高温熔融状态下,具有较大的化学活泼性,能与几乎任何材料作用。
具有半导体性质,是极为重要的优良半导体材料,但微量的杂质即可大大影响其导电性。电子工业中广泛用于制造半导体收音机、录音机、电冰箱、彩电、录像机、电子计算机等的基础材料。
多晶硅是单质硅的一种形态。熔融的单质硅在过冷条件下凝固时,硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核,如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒,则这些晶粒结合起来,就结晶成多晶硅。多晶硅可作拉制单晶硅的原料。
多晶硅与单晶硅的差异主要表现在物理性质方面。例如,在力学性质、光学性质和热学性质的各向异性方面,远不如单晶硅明显;在电学性质方面,多晶硅晶体的导电性也远不如单晶硅显著,甚至于几乎没有导电性。在化学活性方面,两者的差异极小。