年产1000吨电子级高纯多晶硅建设项目可行性研究报告.docx

年产1000吨电子级高纯多晶硅建设项目可行性研究报告.docx

《年产1000吨电子级高纯多晶硅建设项目可行性研究报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《年产1000吨电子级高纯多晶硅建设项目可行性研究报告.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

年产1000吨电子级高纯多晶硅建设项目可行性研究报告

XXXX有色金属有限公司

年产1000吨电子级高纯多晶硅建设项目

可

行

性

研

究

报

告

XXXX有色金属有限公司

第一章总论………………………………………………………………………2

1项目简介……………………………………………………………..................2

2项目概况………………………………………………………………………..4

第二章技术、设备及工程方案………………………………………………….7

1技术方案………………………………………………………………………...7

2设备方案………………………………………………………………………...12

3.工程方案………………………..……………………………………………….14

第三章原辅材料及燃料供应…………………………………………………….18

1.主要原料供应…………………………………………………………………...18

第四章环境保护………………………………………………………………….20

1.设计依据和标准………………………………………………………………20

2.主要污染源及治理措施………………………………………………………20

3.绿化……………………………………………………………………………22

4.环境评价结论…………………………………………………………………22

第五章节能节水措施…………………………………………………………….24

1.节能和节水的必要性………………………………………………………....24

2.节能原则……………………………………………………………………....24

3.节能措施………………………………………………………………………24

4.节水措施………………………………………………………………………25

第六章市场预测与可行性分析…………………………………………………..27

1.中国多晶硅工业现状…………………………………………………………27

2.市场预测与可行性分析…………………………………………………….28

第七章投资估算与资金筹措………………….....................................................32

1.估算依据……………………………………………………………………...32.

2.估算………………………………………………………………………….32

3.资金来源……………………………………………………………………33

4.资金使用计划………………………………………………………………33

第八章经济效益测算……………………………………………………………34

1.年销售收入、销售税金及附加估算………………………………………….34

2.产品成本估算…………………………………………………………………34

3.利润总额及分配………………………………………………………………35

第九章社会效益分析……………………………………………………………36

1.项目实施对社会的影响分析…………………………………………………36

2.项目与所在地互适性分析………………………………………………….36

3.社会评价结论…………………………………………………………………37

第一章总论

1项目简介:

1.1项目名称

项目名称:

XXXX有色金属有限公司年产1000吨电子级高纯多晶硅建设项目

1.2项目承建单位及概况

项目承建单位:

XXXX有色金属有限公司

项目投资方:

外资

1.3可行性研究报告的编制依据

（1）国家计委办公厅《投资项目可行性研究指南》

（2）一般工业项目可行性研究报告编制内容深度规定

（3）国家制定颁布的有关法规和规定

（4）行业对项目可行性研究的要求

（5）项目承办单位提供的资料,编制人员现场勘测的有关资料、数据等

（6）《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》

（7）XXXX有色金属有限公司关于《XXXX有色金属有限公司年产1000吨电子级高纯多晶硅建设项目》编制委托书

1.4项目提出的理由和过程

多晶硅是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品，制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制品的主要原料，是半导体工业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业的最主要、最基础的功能性材料，可作各种晶体管、整流二极管、可控硅、太阳能电池、集成电路、电子计算机芯片以及红外探测器等。

多晶硅的需求主要来自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%。

近年来，随着全球信息技术不断进步和光伏产业的迅猛发展，对于多晶硅的需求量将日益增加。

电子信息产业是我国发展支柱的产业，作为半导体产业最基础的功能材料多晶硅，是当前国家重点鼓励发展的产业、产品。

即使在建的多晶硅项目投产，国内多晶硅产量仍不能满足市场需求。

随着我国集成电路高速增长的势态，以及“光明工程”的实施，光伏发电技术及其产量的腾飞，对多晶硅的需求量将持续增长。

而国内多晶硅的自主供货存在着严重的缺口，95%以上的多晶硅材料需要进口，供应长期受制于人，再加上价格的暴涨，已经危及到多晶硅下游众多企业的发展，成为制约中国信息产业和光伏产业发展的瓶颈问题。

XXXX有色金属有限公司经过对市场的调研和分析，抓住有利时机，决定建设年产1000吨电子级高纯多晶硅项目。

该项目不仅符合国家产业政策要求，而且项目建成后，能缓解国内对多晶硅的需求，更能增加国家和地方的财政收入，带动当地的经济发展和产业结构的调整，还能有效解决当地剩余劳动力问题，有利于社会的和谐稳定发展。

2.项目概况

2.1拟建地点

该项目拟建于XXXX县城关镇开发区，占地约300亩。

东距省会郑州110公里，西距豫西名城三门峡90公里，南与古都XX毗邻，北临滔滔黄河，与济源市一桥相连。

2.2建设规模和建设内容

依据国家产业政策，结合市场供需状况，XXXX有色金属有限公司拟投资建设规模为年产1000吨电子级高纯多晶硅项目。

本项目主要建设内容：

生产厂房建筑面积6040平方米；仓储用房、配电房等建筑面积2745平方米；办公楼建筑面积2160平方米；质检、科研楼建筑面积1500平方米。

该项目建筑总面积为12500平方米。

2.3建设期限

根据项目建设内容和建设资金筹措情况，该项目建设期为30个月。

2.4项目投资情况

该项目总投资为29968万元，主要经济数据及评价指标如下表

主要经济数据及评价指标表

序号

项目

单位

数据

备注

I

经济数据

1

项目总投资

万元

29968

其中：

规模总投资

万元

26940

2

建设投资

万元

25643

3

建设期利息

万元

0

4

流动资金

万元

4325

其中；铺底流动资金

万元

1297

5

资金筹措

万元

29968

其中：

债务资金

万元

0

项目资本金

万元

29968

资本金比例

%

100.00

6

年平均营业收入

万元

136488

7

年平均营业税金及附加

万元

650

8

年平均总成本费用

万元

105358

9

年平均利润总额

万元

30480

10

年平均所得税

万元

7620

11

年平均利润

万元

22860

12

年平均息税前利润

万元

30480

13

年平均增值税

万元

6497

II

财务评价指标

1

总投资收益率

%

101.71

2

项目资本金净利润率

%

76.28

3

项目投资财务内部收益率（所得税前）

%

66.32

4

项目投资财务净现值（所得税前）

万元

126913

Ic=12%

5

项目投资回收期（所得税前）

年

3.34

6

项目投资财务内部收益率（所得税后）

%

55.85

7

项目投资财务净现值（所得税后）

万元

92507

Ic=12%

8

项目投资回收期（所得税后）

年

4.06

9

项目资本金财务内部收益率

%

55.62

10

盈亏平衡点（生产能力利用率）

%

21.58

2.5建设条件

2.5.1地形、地貌条件

该项目所选地点，南依邙山，北临黄河，介于丘陵和平原之间，丘陵起伏，层次分明。

2.5.2水文地质、气象条件

水文地质:

XX市XX县地下水蕴藏量10～70米之间，水质良好；地下水资源丰富，储量充足，易开采，易利用。

气象条件：

属亚热带和温带的过渡地带，季风环流影响明显，春季多风常干旱，夏季炎热雨充沛，秋高气爽日照长，冬季寒冷雨雪稀。

平均气温13.7℃，1月最冷，平均为-0.5℃，7月最热平均为26.2℃。

平均降水量为650.2毫米。

全县地形复杂，光、热、水等资源差异明显。

全年平均日照时数为2270.1小时，6月份日照时数最长，为247.6小时；2月份日照时数最短，为147.5小时。

全年平均日照率为51%；在作物生长的4—10月份，日较差5月份最大为12.7℃，8月份最小为8.6℃，积温平均为5046.4℃；平均无霜期为235天；年平均降水量为650.2毫米，保证率80%的降水量为600毫米。

第二章技术、设备及工程方案

1.技术方案

1.1生产工艺

本项目采用的生产工艺为氢硅烷气相沉淀法，属企业自主研发工艺，该工艺已完成中试，可直接用于工业化。

建设项目生产关键装置（如硅烷发生器、硅结晶炉、硅化镁感应炉等）由公司与国家航天火箭发动机研究院联合研发。

国际上传统生产多晶硅采用的是氢硅烷气相沉淀法（西门子工艺），氢硅烷法作为氯硅烷法替代技术，日本和美国已有少数厂家在使用，优点显著于氯硅烷法。

（1）环保，氢硅烷法几乎对环境没有污染.硅烷法使用氯气（剧毒），产生的大量四氯硅烷废物，既无法利用又不能排放，很难处理

（2）节能，氢硅烷法生产晶硅，原材消耗显著低于氯氢烷法，电力消耗仅为氯硅烷法的三分之一。

硅甲烷分解成硅和氢，一次能完成百分之九十五左右；而三氯硅烷结晶，一次最大量仅能完成百分之二十七，十分耗能。

（3）纯度高，氢硅烷法是很容易结晶出7N以上的多晶硅，而氯硅烷法达到6N已属不易。

（4）成本低，硅甲烷没有腐蚀性，绝大数设备可运行7～10年；而氯硅烷对不锈钢腐蚀性大，设备一般仅能使用3～5年。

1.2主要反应机理

本项目选择氢硅烷法生产多晶硅，共分四个步骤：

（1）硅和镁反应，生成硅化镁。

反应式：

Si+2Mg->Mg2Si

（2）硅化镁和氯化铵在液氨内反应，生成硅化烷。

反应式：

Mg2Si+4NH4C1->SiH4+2MgC12+4NH3

（3）硅甲烷纯化去除氨、硼、磷、硫、氧、水分等

（4）硅甲烷分解成硅和氢

反应式：

SiH4->Si+H2

1.3工艺流程及产污环节

建设项目选择氢硅烷气相沉积法生产多晶硅。

工业硅与工业镁在真空炉内转化成硅化镁，硅化镁与氯化氨化学反应生产硅甲烷混合气体，硅甲烷混合气体经过提纯去除杂质，再经热分解使硅晶体沉积在钼丝电极上形成硅棒。

采用这种方法生产的多晶硅，一般纯度很高，其生产工艺流程及产污环节见图

硅粒镁粒

合成

氩气

混合

硅化镁工业粉尘

氯化铵排放

硅甲烷合成成

液氨

浓硫酸吸收

尾气

硅甲烷混合气体液氨和氯化镁

分离

氨

收集罐

冻干

压缩

氨罐

液氨液氨氯化镁、硅、镁、硅化镁

塑封包装

工业粉尘

硅甲烷

浓硫酸吸收

分子筛吸附

废分子筛

钯催化脱氧

催化剂再生

分子筛吸附

废分子筛

镧镍吸

收氢气

裂解、硅晶体析出

硅甲烷

尾气

包装

释放氢气

多晶硅产品

碱淋洗

液碱

硅酸钠溶液

氢气高空火炬排放

1.4工艺流程说明

（1）硅化镁合成

硅粒和镁粒在惰性气体氩气保护下，在600℃真空内加热5～6个小时，反应生成硅化镁。

硅化镁直接密闭、干燥保存备用，未反应的硅粒、镁粒由设备自动筛分（真空状态下）后返回真空炉内继续反应。

（2）硅甲烷合成

将硅化镁和氯化铵混合后，在-40℃液氨溶媒条件下，在硅

甲烷发生器中生产硅甲烷、氯化镁和氨气。

整个反应在密闭条件下进行，为连续（循环）反应，硅甲烷和氨气不断生成，经反应釜顶部冷凝器出口进行收集；氯化镁和多余的液氨从反应釜底部间歇排除：

1）氯化镁和多余的液氨从反应釜底部出口进入真空干燥器进行分离。

液氨被压缩进入液氨罐，氯化镁和未反应的硅、镁、硅化镁采用塑料包装。

真空干燥器尾气（主要成分为氨气）经浓硫酸吸收塔、稀硫酸吸收装置吸收后排放。

2）硅甲烷混合气体含有氨气，经压缩、冻干收回液氨，回收的液氨返回硅甲烷发生器，冻干处理后的硅甲烷气体经过浓硫酸吸收除去残余氨气进入分子筛吸附、钯催化脱氧和分子吸附工序。

建设项目浓硫酸吸收塔会有硫酸雾产生，但由于硫酸吸收是在密闭系统内完成的，酸雾不进入大气，仅会被硅甲烷携带到下一步工序，而且为防止雾状硫酸被携带到下一步工序，建设项目拟在硫酸吸收工段没有硫酸沉积罐，沉积罐上部有不锈钢除沫过滤器（专用除雾），可截留5微米的液珠，而且硫酸吸收塔后设有分子筛吸附装置，可吸附气体中可能存留的微量硫酸酸雾。

经过上述处理后，建设项目无硫酸雾排放。

（3）分子筛吸附和钯催化

硅甲烷分子经分子筛变温吸附去除酸雾、水分、氮气等气体，然后通过钯催化去除少量的氧气，再经分子筛吸附除去水分，使硅甲烷纯度达到6N以上，即杂质成分含量在10以下。

（4）硅甲烷裂解

将硅甲烷通入裂解炉，硅甲烷在裂解炉中分解成硅和氢气，硅沉积在钼丝电极上，形成硅棒。

该过程周期在10～12天，硅棒直径可达到200毫米左右。

该步骤转化率约百分之九十五，裂解炉尾气为氢气及硅甲烷混合气体，裂解炉尾气通过镧镍储氢材料吸收氢气，未反应的硅甲烷重新进入裂解炉反应。

镧镍储氢材料吸收达到饱和后释放氢气，释放氢气纯度在99.9999%（6N）以上，释放的氢气通过碱淋洗塔淋洗处理以除去少量的硅甲烷杂质，反应式：

SiH4+2NaOH+H2ONa2SiO3+4H2

经碱淋洗处理后的氢气，经高空火炬排放

（5）包装

裂解炉产生的硅棒，经检测到达规定的质量指标后送去包装。

2.设备方案

根据所选用的生产工艺要求，本项目所用的主要设备包括硅甲烷发生器、钯催化装置、结晶炉、压缩机、制冷机、氨储罐、氢回收装置等。

除压缩机外，其他设备及安装工程全部由国内设计、制造、技术成熟;压缩机选择金属隔膜压缩机，通用标准设备，进口不受限制。

具体详见主要设备明细表

主要设备明细

序号

设备名称

规格型号

数量

备注

一

标准设备

1

金属隔膜压缩机

MV4731/MV3532

20

英国Howden

2

真空泵

13

3

30千瓦氨冷机

8ASJ10

30

烟台冰轮

4

20千瓦氟利昂制冷机

LT-80C2\LT-A065

10

烟台冰轮

5

变压器

5000KVA

3

烟台冰轮

6

变压器

2000瓦

20

总变电

7

金属隔膜泵

13

二次变电

8

水泵

25

德国史密迪

9

氨气冷凝器

E-24/1.6/-40

5

10

氨回流冷凝器

E-35/1.6/-50

10

11

氨冷凝器

E-24/1.6/-40

E-25/2.5/-100

8

航天六院

12

硅甲烷换热器

E-24/1.6/-80

E-25/1.6/-90

6

航天六院

13

尾气换热器

E-15/1.6/400

3

航天六院

二

非标准设备

航天六院

1

固体料斗

20

航天六院

2

反应釜及换热器

3.5立方

10

航天六院

3

氯化镁真空干燥器

2.0立方

13

航天六院

4

液氨工艺罐

10

航天六院

5

换热器

38

航天六院

6

冷阱及收集釜

10

航天六院

7

硫酸喷淋塔系统

3

航天六院

8

分子筛塔柱

10

航天六院

9

钯催化剂塔柱

3

航天六院

10

结晶炉

20

航天六院

11

氨吸收塔系统

3

航天六院

12

硫酸氨储罐

30立方

3

航天六院

13

金属储氢系统

5

航天六院

14

冷媒槽

50立方

3

航天六院

15

水循环槽

10

航天六院

16

碱吸收罐

V-2000

5

航天六院

17

防吸缓冲罐

V-500

5

航天六院

18

真空缓冲罐

V-4000

5

航天六院

19

硫酸氨废液罐

V-26000/0.1/50

5

航天六院

20

稀碱配制釜

5

航天六院

21

硫酸吸收塔

T-26000/0.1/50

3

航天六院

22

氨气缓冲罐

V-26000/0.1/50

3

航天六院

23

液氨循环罐

V-26000/0.1/50

5

航天六院

24

液氨罐

V-26000/0.1/50

5

航天六院

25

固体料仓

V-26000/0.1/50

10

航天六院

26

加料斗

V-26000/0.1/50

10

航天六院

27

液氨缓冲罐

V-26000/0.1/50

3

航天六院

28

反应器

V-26000/0.1/50

10

航天六院

29

氯化镁真空干燥器

V-26000/0.1/50

10

航天六院

30

液氨收集罐

V-26000/0.1/50

5

航天六院

31

固体氨捕集器

V-26000/0.1/50

5

航天六院

32

硅甲烷缓冲罐

V-26000/0.1/50

18

航天六院

33

硫酸高位罐

V-26000/0.1/50

5

航天六院

34

硫酸收集罐

V-4490/0.1/50

3

航天六院

35

硫酸吸收塔

T-500/1.6/50

3

航天六院

36

分子筛吸附器

X-1000/1.0/300

8

航天六院

37

钯催化吸附器

X-1000/1.0/300

3

航天六院

38

结晶炉

S-1500/1.0/900

20

航天六院

39

尾气缓冲罐

V-4000,V-2000

10台

航天六院

3.工程方案

3.1设计依据原则

（1）《建筑工程设计施工标准》。

（2）2002版《工程建设标准强制性条文》（厂房建筑部分）中有关建筑、消防、安全等方面的规定。

（3）工业企业安全生产规范和行业标准。

（4）厂区布局合理，设备选型先进，工艺流程可行。

（5）功能分区明确，不知流程顺畅，办公与生产区均有独立出入口和专用通道，便于原材料与成品出入顺畅。

（6）产品生产车间对面即为仓库，便于成品存放。

（7）整个厂区应选择适应的园林植物，办公楼前设置花坛、绿地，形成优美的生产环境。

（8）加强环境监测与治理，对生产过程中产生的“三废”应达到标准排放。

（9）办公区和生产区应设置消防设施，以满足生产、生活和消防需要。

3.2土建施工

（1）硅化镁车间采用钢结构，一层，高6米，建筑面积400平方米。

（2）硅化烷车间机房和结晶部分采用钢筋混凝土结构，建筑一层，高度为6-7米；工艺装置部分采用钢架结构，共两层，总高度为8-12米，一个车间总建筑面积约2500平方米，2个车间总建筑面积5000平方米。

（3）氢气回收车间采用钢结构，一层，高6米，建筑面积200平方米。

（4）硫酸氨吸收车间采用钢结构，二层，高8-12米，建筑面积约440平方米。

（5）仓储用房5座，采用彩钢板活动房，一层，总建筑面积2025平方米。

（6）办公楼采用钢混结构，四层，一层用于存放成品等贵重物品和布置成品切割房、加工拉丝房，其余三层用于办公，总建筑面积2160平方米。

（7）质检科研楼采用钢混结构，四层，总建筑面积为1500平方米。

（8）配电房、变压室采用砖混结构，二层，总建筑面积为450平方米。

（9）水泵房等采用砖混结构，一层，总建筑面积270平方米。

3.3防火、防雷

本工程建筑物大部分为二级防火等级，防火设计要严格执行建筑防火规范的要求和规定，按规定设置消防器材和设施。

在厂房和建筑物上易受雷击部位设避雷针及避雷带。

3.4自然通风

为改善劳动条件，屋面加设敞开式天窗，加强车间对流，组织好车间的自然通风，有利于烟尘顺利排放。

3.5动力及公用需求量供应

（1）供电

项目用电由XX县城市电网供应。

项目建成后，新增三台5000kva变压器，双回路供电。

用电有保证。

（2）供水

项目用水由城市管网供应，XX县供水系统完善，能保证该项目的建设用水和建成后的生活用水及消防用水的需要。

（3）能源和供热

项目不设燃煤锅炉，生产所需的能源和供热均采用清洁能源，生产时主要利用电能。

建设项目办公和机房冬季采暖采用集中供热，采暖所需蒸汽由XX县城关镇开发区统一供给。

（4）排水

厂区内排水分雨水和生活用水。

雨水采用盖板明沟，沿厂区道路汇集由南向北排至城市雨水管网中，生活污水经过处理达到环保要求后，通过主排水管道排入城市污水管网中。

（5）消防

按照《建筑设计消防规范》规定，厂区内应设置消防栓，消防给水以场内供水管网供水为主水源，车间应配置手推型灭火器。

第三章原辅材料及燃料供应

1.主要原料供应

本项目生产用主要原料工业硅粉、工业镁粉和工业氯化氨都可以在国内市场上采购到，并且国内供应充足，运输方便，采购不受地域影响。

1.1主要原辅材料消耗指标

序号

物料品种

单耗（t/t.si）

年需用量（t/a）

1

工业硅粉

1.5

1500

2

工业镁粉

5

5000

3

工业氯化氨

12

12000

4

浓硫酸

0.2

200

5

分子筛

0.3

300

6

钯催化剂

0.055

55

7

氩气

0.1

100

1.2主要燃料、动力消耗指标

序号

物料品种

单位

年需用量

供应方式

1

水

吨

100000

城市供水管网

2

电

kwh

80000000

城市电网

1.3建设项目的主要原辅材料消耗

序号

名称

规格及用途

运输方式

用量（t/a）

1

工业

硅粒

纯度≥99%。

；粒度10～30mm,杂质含量：

铁≤0.4%、铝≤0.2%、钙≤0.1%，其他杂质为镍、铜、硫、磷、硼、氧、氮、砷等

汽运

1100

2

工业

镁粒

纯度≥99.5%；粒度10～30mm,杂质含量：

铁≤0.03%、铜≤0.02%、铝≤0.05