年产1000吨太阳能多晶硅生产线建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)

年产1000吨太阳能多晶硅生产线建设项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

网点，建立微机网络，依靠名牌带动，增加国际、国内市场占有份额。 因本项目产品是利用 先进的生产方法生产出的多晶硅产品。 具有成本低、能耗低、易于工业化生产等特点，因而其在未来的国际市场竞争中将站有较强的优势。 且本企业拥有较强的技术及资金实力，产品有可靠的技术、资金保证，因而本项目产品市场风险很小。 第三章 建设规模与产品方案 新建 年产 1000吨太阳能多晶硅生产线 一条； 实现 年产太阳能多晶硅 1000吨的生产能力。 本项目需用地 ， 新增建筑面积 23500 平方米；具体建设内容如下： 新建 纯工业硅 制备车间 6900平方米； 湿法车间 7500平方米； 真空熔炼 车间 （绝对无尘室） 3400平方米； 库房及辅助 车间等 4200平方米； 综合办公楼 1500平方米（含化验、质检室 300㎡）； 需购置安装 生产加工等 设备 269台（套）； 完成厂区硬化、绿化、美化工作； 根据市场预测及企业目前的实际状况，确定本项目产品方 案如下：项目建成达产后 年产多晶硅 1000 吨。 具体生产纲领如下： 生产纲领 单位：吨 产品名称 产量 合计 原有 新增 多晶硅 0 1000 1000 第四章 场址选择 .拟建地点 根据项目特点及企业未来发展的需要，确定白山市市郊乡七道江村原白山市能源金刚砂有限公司所在地为项目建设地点。 该地位于白山市市郊， 厂区距白山西站 2公里，距白山 通化一级公路 1公里 ，交通十分便利。 .拟建地点 描述 项目拟选厂址位于吉林省 白山市市郊乡七道江村原白山市能源金刚砂有限公司所在地。 厂区占地面积 ，原有部分公用工程设施可以利用，建设条件良好，交通便利。 .地形地貌与工程地质条 件 该厂区地势平坦。 基本地震烈度为Ⅵ度，无不良地质现象，上层为黑土，厚度为 ～ 米，下为粘土层，浅黄色，厚度 ～ ，下伏中园砾层，厚度为 ～ 米，基岩为 灰岩全化带，深度 ～ 米。 中园砾层和砾砂层贮存地下水，承压水头 ～ ，水量丰富。 . 气象、水文资料 平均气温 ℃ ； 平均最高温度 ℃ ； 平均最低温度℃ ； 极端最高温度 ℃ ； 极端最低温度 ℃ ； 平均相对湿度 73％ ； 降水量 ； 降水天数 ； 最大积雪深度 39 cm； 最大冻土深度 170cm； 平均风速。 . 场址建设条件 4. 白山市位于吉林省东南部自然风景秀丽的长白山西侧，东经 126176。 739。 128176。 1839。 ，北纬 41176。 2139。 42176。 4839。 东与延边朝鲜族自治州相邻；西与通化市接壤；北与吉林市毗连；南与朝鲜民主主义人民共和国隔鸭绿江相望。 东西相距 180 公里，南北相距 163 公里，国境线长 454公里，幅员 17485平方公里。 市区面积 1388平方公里。 人口 132 万。 白山市境内山峰林立，绵亘起伏，沟谷交错，河流纵横。 长白熔 岩台地和靖宇熔岩台地覆盖境内大部分地区，龙岗山脉和老岭山脉斜贯全境。 龙岗山脉海拔 8001200 米，相对高度在500－ 700米之间；老岭山脉山体高大，海拔 1000－ 1300米， 相对高度 500－ 800米之间。 鸭绿江沿岸地形起伏较大，沟谷切割较深，地势较险峻。 境内最高点长白山主峰白云峰海拔 2691米，为东北地区最高峰；最低点靖宇县的批州口子，海拔 米。 主要河流有鸭绿江、头道松花江、二道松花江、浑江等。 （ 1）气象条件 白山市属北温带大陆性季风气候，是吉林省最寒冷地区。 春季昼夜温差大 ；夏季短，温热多雨；秋季凉爽，多睛朗天气；冬季长，干燥寒冷。 市区年平均气温 ℃，夏季最高气温历史极值 ℃，冬季最低气温历史极值 ℃，年平均降水量，日照时数 2259小时，无霜期 140天。 根据《建筑抗震设计规范》（ GB500112020）中有关建（构）物抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组的规定，本工程所选场址的抗震设防烈度为 6度，设计基本地震加速度值。 （ 2）自然资源条件 白山市素有 “ 立体资源宝库 ” 、 “ 长白林海 ” 、 “ 人参之乡 ” 之美称。 全 市现有林地面积 14761平方公里，境内森林覆盖率达 83%，人均森林蓄积量 167 立方米，相当于全国人均森林蓄积量的 19 倍，是中国的主要木材产区之一。 联合国 “ 人与生物圈 ” 长白山自然保护区有 60%的面积在白山市。 古老茂密 的原始森林为野生动植物提供了优越的繁衍生息的条件，是东北 “ 三宝 ”── 人参、貂皮、鹿茸角的故乡。 白山市境内有野生动物 350余种， 野生植物 2300余种， 2300多种野生植物中，经济植物 1500 余种。 丰富的特产资源造就了一批 “ 名乡 ” ，抚松县被国家评为 “ 中国人参之乡 ” 、靖宇县被评为 “ 中国西洋 参之乡 ” 和 “ 中国长白山矿泉城 ” 、八道江区被评为 “ 中国林蛙之乡 ” 、临江市被评为 “ 中国红景天之乡 ”。 白山地区已发现金属和非金属矿 100 多种，占全省发现矿产的 73%。 目前已探明储量的有 36 余种，矿产储量大、品位高，成矿条件好。 境内临江市硅藻土产品远销亚太地区，江源县、八道江区列入全国 60 个重点产煤县之列，白山矿产资源开发前景十分广阔。 白山境内有鸭绿江、松花江两大水系，流域面积 100平方公里以上的鸭绿江、松花江、浑江等较大河流 55 条，著名的白山电站和云峰电站主要库区座落在白山市境内，全市多年 平均水资源总量 ，水资源人均占有量是全国人均占有量的 ，水能理论蕴藏量 ，可开发水能资源量。 白山市有汉族、满族、朝鲜族、回族等 24个民族。 全市总 人口 ， 其中：农村人口为 387212人，占总人口比重%；城镇人口 932894人，占总人口比重 %； 2020年国民生产总值 ，全口径财政收入。 本项目将利用 原白山市能源金刚砂有限公司 部分公用工程设施。 （ 1）交 通运输条件 原厂区外部基础设施条件良好，厂区距白山西站 2公里，距白山 通化一级公路 1公里，交通便利。 本项目将新建厂区内部道路 6600㎡、绿化带 200㎡。 （ 2）供水条件 原厂区供水可以满足生活用水，本项目 拟新打深井 1眼并新建 300立方米储水池 1座以满足项目生产用水要求。 （ 3）供电条件 原厂区供电设施完全能满足项目用电需求，本项目 只需新增 2020KVA变压器 1台，以满足制备车间电熔炉生产用电要求。 如新增 1000KVA变压器 1台，即可满足项目其它生产用电要求。 （ 3）供暖条件 原厂区有锅炉房 1座， 4吨锅炉 2台 ，原供 暖 设施能满足厂区供暖要求，也完全可以 满足项目生产用汽要求。 第五章 技术方案、设备方案和工程方案 受市场趋动， 2020 年之前，多晶硅售价仅为 23 美元 /㎏，太阳能级多晶硅产量少，用量变化不大，基本保持稳定的供求关系，因而研究多晶硅生产新工艺的研究单位和学者较少。 自2020 年起，由于光伏及半导体材料行业的迅猛发展，多晶硅用量迅速提高，造成多晶硅成供不应求之势，世界库存减少为零，价格迅速攀升，选择投资低、产量大、易于制备、能耗低的制备多晶硅新工艺、新设备引起各 国极大关注。 国内外新工艺和新方法接连出炉，有些成熟，有些进入工业试验，有些尚在试验室内，本企业及东北大学的专家通过对近来收集到的工艺流程进行系统研究分析，经过小试、工业试验，研究出适合本地区并具有世界先进水平的工艺流程。 目前多晶硅的制备方法分类可分为化工法和冶金法二大类。 化工法主要包括西门子法和改良西门子法，其方法如下： 化工法主要流程包括工业硅的氯化生产 SiHCl3 和 SiCl4，同时如 Fe， Si， Ca， P， B 等夹杂也被氯化成相应的氯化物，由于其氯化物的熔点沸点相差较大，它们在汽相与液相的溶解度不同 ，采用蒸馏与精馏的办法使 SiHCl3 和 SiCl4提纯，提纯后的 SiHCl3 和 SiCl4用氢还原，在加热的金属硅棒上沉积生成多 晶硅。 这是传统的生产多晶硅生产工艺，设备和技术逐渐改造与提高，如：工业硅的氯化采用沸腾氯化取代固定床，还原炉大型化，国外一炉可达 3 吨的产量，还原尾气的回收利用等，使该技术成熟，多晶硅质量稳定，降低了生产成本，解决了环保问题，世界多晶硅 95%以上的产量是使用此法，世界上的 7— 8家生产厂家用此方法的产量占世界总产量的 90%以上。 这些国家和企业对我国技术封锁严重，只能引进俄罗斯二流的还有 保留的技术，并且固定资产投资额大，企业无法接受。 冶金法归纳起来有如下方法： 等离子回转炉制备 SiC在电炉与 SiO2反应的二步高温碳热还原法，该技术来源于 SOLSiLC，现已完成了工业试验，试验规模为 50— 100 吨 /年，该方法要求的条件是必须有超高纯的材料，生产成本可低于 15 欧元 /㎏。 该项技术的主体设备是专利产品，我们尚不能掌握，超高纯原料的供应我们尚不了解，因而无法采用该方法。 Eikem 的高纯石英碳热还原 — 湿法生产太阳能级多晶硅的方法。 这种方法和企业选择的方法非常接近，与传统的方法相比，能耗仅是 传统方法的 20— 25%，用此方法生产的硅做成的电池光电转化率可达 15— 16%以上，企业已于 2020 年建成一个小规模试验厂，效果良好。 Eikem 强调该工艺的主要优点是 低成本，低能耗和易于工业化等特点。 高纯石英的高温熔盐电解法：这种工艺是 tubergh 在2020年提出的，主要受铝电解的启发生产的这种想法，在 10000C的含氟的熔盐中电解分离石英成硅和氧，硅在阴极沉积，然后用酸冲洗硅达到纯硅，熔化结晶成锭锯成片。 已完成了实验室规模，尚无工业化的报道。 SiO2 在氟盐中电解，查到的阴极反应是 SiF6+4e=Si+6F，电位是－ ；比它正电位的金属与非金属都有析出的可能，因而原料要求也是非常纯才行，由于尚无工业试验的报导，因而也不予考虑，从能耗的角度分析，碳热还原与熔盐相比也不省电，且又产生氟的污染问题。 高纯石英的真空热还原：昆明理工大学和大连理工大学等单位正在进行试验室研究，无进行工业化实验，无法作为建工厂的依据。 综上所述，冶金法的特点必须是选择的硅石的纯度尽量的高，熔炼完成仅能去掉部分杂质，需与湿法配合起来才能做出纯度高的硅，要想得到多晶硅，尚需要进行定向浇铸与区熔结晶。 目前国内外生产多晶硅 的主要生产技术与生产工艺的比较如下表 多晶硅生产技术与生产工艺比较分析表 生产厂家 生 产技 术 技术特性 优点 缺点 Hemlovk Tokuyama Wacker Mitsrbishi SGS 西门子 技术 Trichlorosilane 是热沉积物的主要混合成分， U型硅棒也残留在沉积物中，沉积物的温度是 11000C— 12020C。 生产技术相对成熟，产品纯度高能满足半导体和光伏工业的需求。 大投资，高费用，沉积物温度高，大量能量消耗，生产效率相对较低。 ASiMi 改进的西门子技术 SiCl4是热 沉淀物的主要成分，沉积物的温度降到 8000C。 相比较西门子技术，产品纯度更高，沉积物温度较低。 大投资，高成本和相对较低的生产效率。 MEMC SGS Wacker 流化床 喷射推进气体遇到流化床里的硅小颗粒引起硅可以的膨胀，沉积物的温度是 6000C。 和西门子工艺比较，生产效率更高，能量消耗和成本更低。 生产技术不及西门子技术成熟，成本仍然很高。 EIKen 冶金硅净化工艺 直接熔化冶金硅，定向结晶铸造来提纯太阳能级多晶硅。 和热沉积工艺相比，大量减少能量消耗和生产费用。 生产技术不成熟，在将来的一个时期内太阳能电池的研究仍受到限制。 ECN 碳热还原加法 用纯石英和碳作为原料直接生产太阳能级多晶硅 廉价的充裕的原料以及低成本。 技术不成熟，将成为未来的一个时期内太阳能电池的制造技术的主流。 通过比较认为只有 Eikem 的高纯石英碳热还原 — 湿法生产太阳能级多晶硅法较为适宜本地生产，因此公司与东北大学的专家一道借鉴了 Eikem 的高纯石英碳热还原 — 湿法生产太阳能级多晶硅法研究出了适宜本地生产的多晶硅生产方法。 该方法现已经过小试及工业试验，具有世界先进水平。 公司技 术人员与东北大学的专家一道借鉴了 Eikem 的高纯 石英碳热还原 — 湿法生产太阳能级多晶硅法研究出了适宜本地生产。