年产1000吨电子级高纯多晶硅建设项目可行性研究报告Word文档下载推荐.docx

1、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

2、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。*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*孟津县城关镇开发区，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*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

3、据国家产业政策，结合市场供需状况，*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269402建设投资256433建设期利息4

4、流动资金4325其中；铺底流动资金12975资金筹措债务资金项目资本金资本金比例%100.006年平均营业收入1364887年平均营业税金及附加6508年平均总成本费用1053589年平均利润总额3048010年平均所得税762011年平均利润2286012年平均息税前利润13年平均增值税6497II财务评价指标总投资收益率101.71项目资本金净利润率76.28项目投资财务内部收益率（所得税前）66.32项目投资财务净现值（所得税前）126913Ic=12%项目投资回收期（所得税前）年3.34项目投资财务内部收益率（所得税后）55.85项目投资财务净现值（所得税后）92507项目投资回收期（

5、所得税后）4.06项目资本金财务内部收益率55.62盈亏平衡点（生产能力利用率）21.582.5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:*市孟津县地下水蕴藏量1070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

6、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410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

7、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710年；而氯硅烷对不锈钢腐蚀性大，设备一

8、般仅能使用35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SiH4-Si+H21.3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

9、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 分子筛吸附 废分子筛钯催化脱氧 催化剂再生分子筛吸附镧镍吸收氢气裂解、硅晶体析出包 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56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）

10、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

11、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。

12、（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1012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设备名称规格型号