采取消除生产薄弱环节生产线满负荷运作降低库存等措施来满足电子行业和太阳能行业飚升的需求，但是远远不能满足快速增长的太阳能行业的需求。根据世界各国已经投资和很可能投资的产能扩张计划，预计多晶硅产量将从年的吨增长到年的吨，年的吨，年的吨，年的吨，年的吨。国内市场分析国内多晶硅市场分析电子行业需求分析我国电子行业集成电路近年的高速增长,年我国集成电路产量达到亿块，与年相比增长，年其产量达到亿块，产量增长十分迅速。当前我国电子级单晶硅多晶硅与集成电路在发展步伐上不协调，产需不匹配的现象表现严重,尤其是生产电子级单晶硅所需的多晶硅基本都需从国外进口。初步统计，年电子行业对高纯度多晶硅材料的消耗量为吨见表。预计我国电子行业十五期间的增长率会超过，到年对高纯度多晶硅材料的需求量将超过吨，到年对高纯度多晶硅材料的需求量将超过吨。太阳能光伏行业需求分析由于我国常规能源的相对缺乏，我国近年高度重视太阳能光伏发电产业的发展。尤其从年开始，世界太阳能光伏发电市场的高速发展带动了我国太阳能光伏发电产业的巨大发展。据不完全统计，年我国太阳能电池的生产能力已经超过了，对多晶硅材料的需求量将超过吨。包括无锡尚德和保定英利等企业的在建生产规模超过了，而规划中的产能合计超过见表。这些在建的生产能力预计在年建成投产，届时我国太阳能电池的生产能力将达到。随着新的生产能力的建设和投产，到年我国太阳能电池的生产能力也将大大超过。按照每太阳能电池需要消耗吨高纯度多晶硅材料测算，到年我国太阳能光伏行业需求的多晶硅材料将为吨，到年对多晶硅材料的需求量将超过吨。我国太阳能电池组件产能情况单位年份太阳能电池产量太阳能多晶硅需求量电子级多晶硅需求量中国总需求量中国总产量短缺量因此，预计年我国太阳能光伏行业和电子行业的多晶硅料需求量将超过吨左右。国内多晶硅材料生产现状我国多晶硅材料的生产起步于年，国家开始在四川峨嵋半导体材料厂所建设我国第个多晶硅单晶硅厂。七十年代多晶硅厂曾高达多家，但生产规模小，年产量都在吨以下，生产装备工艺落后成本高缺乏竞争力，所以陆续停产。截止年底，我国高纯度多晶硅材料的生产厂家只有两家，即峨嵋半导体厂洛阳中硅及江苏中能，产能吨，而实际的产量不足吨见表，同时国内的需求量超过吨，使得我国企业不得不从国外大量进口多晶硅。国内多晶硅的主要厂家及产量年产能吨建成时间包括预期四川峨眉多晶硅生产示范线年底四川峨眉太阳电池多晶硅项目洛阳中硅吨项目洛阳中硅吨扩产项目年初洛阳中硅二期扩建工程年四川新光硅业江苏中能合计尽管目前我国有吨级多晶硅材料生产企业正在筹建或试车投产，但我国的高纯度多晶硅材料的生产仍然处于刚刚开始起步阶段，完全不能满足国内需求，急需加快速度发展。产品市场价格分析尽管多晶硅材料生产企业通过消除生产薄弱环节生产线满负荷运作降低库存等措施提高产量，但是远远不能满足电子行业和太阳能行业飚升的需求。些大型电池和组件企业多晶硅原料库存不足天，许多小公司根本没有硅原料库存。由于多晶硅材料严重供不应求，高纯多晶硅国际市场长期供货价格由年初的美元公斤上涨到年的美元公斤，目前国际市场长期供货价格超过了美元公斤，今年价格还将进步上涨到美元公斤。目前多晶硅材料年全年的期货已经售完，这些材料的现货价格近期超过了美元公斤。部分太阳能电池生产企业抢购电路级多晶硅用于太阳能电池的生产，导致全世界电路级多晶硅材料也供应紧张，并且拉动了电路级多晶硅材料的价格上扬。因此，本可研报告多晶硅价格按美元公斤计，与目前市场价格相比较低，但随着全世界多晶硅项目的建设和扩产，最终价格应保持在美元公斤左右。第三章生产规模和产品方案生产规模年我国的多晶硅需求超过吨，预计年我国太阳能光伏行业和电子行业的多晶硅料需求量将超过吨左右，而年我国的生产能力只有吨年，因此适当引进国外先进技术工艺，通过集成和消化创新，项目建设吨年多晶硅生产厂，从工艺和规模经济，以及市场容量而言，是比较合适的规模。项目建设吨年两条条生产线，不仅具备规模效应，且技术成熟可靠，系统主工艺及公用工程的配置都不存在工程技术障碍，能量及物料的综合利用等更平衡合理。产品方案根据上述建设方案，本项目期按照年产吨年多晶硅产品质量按电子级级进行设计，全部产品均满足太阳能电池的要求。工厂实际指标见下表多晶硅质量指标参数测量数值及单位分析方法备注掺杂及电阻率施主最大﹒最小受主，最大﹒最小杂质含量的测定方法是用个在区熔状态下的样品通过光致发光光谱法或红外吸收法获得的。用于测定杂质和碳元素含量的样品是成批取样的。还原炉的每个沉积周期都需要抽取批样参数测量数值及单位分析方法备注碳元素最大碳元素含量是用个经过退火的多晶硅样品通过红外吸收法获得的。品。掺杂金属元素掺杂金属元素总含量表面金属元素最大最大最大最大最大最大表面金属元素含量采用感应耦合等离子体法原子发射光谱法或其它类似的方法，测定多晶硅块酸腐蚀溶液而确定的。表面进行酸腐蚀清洗块状多晶硅规格规格尺寸长度重量备注最大最小最大从电极上取下硅棒时，不包括任何小于的部分第四章工艺技术方案工艺技术方案的选择工艺技术概况自西门子发明采用提纯的三氯氢硅在氢气气氛下，在加热的硅芯表面反应沉积多晶硅的方法西门子法后，经过多年的改进，逐步增加了四氯化硅的综合利用四氯化硅热氢化为其中之和还原尾气的干法回收系统，工艺技术已趋于完善，即目前广泛采用的改良西门子法。为了稳妥可靠，其主要的生产工艺三氯氢硅还原四氯化硅氢化及还原尾气回收采用国外引进，是通过工业硅与气态氯化氢的反应，将其转化为由三氯氢硅四氯化硅二氯氢硅聚氯硅烷金属杂质等组成的混合蒸汽并将其冷凝，用精馏的方法从冷凝液中分离出高纯度的三氯氢硅，再将汽化的三氯氢硅，与氢气按定比例混合引入多晶硅还原炉，在置于还原炉内的棒状硅芯两端加以电压，产生高温，在高温硅芯表面，三氯氢硅被氢气还原成元素硅，并沉积在硅芯表面，逐渐生成所需规格的多晶硅棒。其工艺主要特点如下采用国际上先进的工业硅与气态氯化氢的反应合成三氯氢硅技术，四氯化硅进行氢化，可以转化为三氯氢硅，利用率高，降低了多晶硅生产的单位原料消耗。使多晶硅生产系统的废气废液废渣排放量排放种类大大减少，环境保护从根本上得到了保证采用高效综合回收的精馏系统，物料消耗能耗得到大幅度下降采用大流量高沉积速度的对棒进口还原炉工艺技术，大幅度提高了单炉年产量，降低了能耗采用还原尾气的干法回收技术，原料综合回收率达，分离的氢气氯化氢产品质量高，使混合气中的各种有用物料得到最大限度回收利用，也提高了多晶硅产品品质，减少了环境污染采用三相可控硅的还原电气自动控制技术，提高了还原的成功率产量和安全性采用还原热能综合利用技术，降低了综合能耗在系统综合回收减少原料损耗的基础上，设计有完善的尾气残液处理系统和先进的废水循环处理系统，确保了各项指标均符合国家环保要求采用先进的自动控制系统过程产量质量更稳定，减少操作人员，降低成本。工艺技术方案的确定本项目采用目前国外普遍采用的改良西门子工艺，即经过精馏提纯的三氯氢硅在纯氢气环境下，在的硅芯表面沉积，生成多晶硅，产品为棒状。还原反应后的尾气通过低温吸收法分离回收，分离出的氯硅烷到精馏提纯，氢气回还原炉循环使用，氯化氢返到三氯氢硅车间合成三氯氢硅。从精馏分离出的四氯化硅到四氯化硅氢化炉转化为三氯氢硅，精馏的产品三氯氢硅则到还原炉生产多晶硅。该工艺是大部分物料在系统内部循环的相对封闭的系统，技术成熟，生产稳定安全可靠产品质量最稳定。本装置的设计能力为年产高纯多晶硅吨以年操作时间天为基准。多晶硅装置由以下几个车间组成三氯氢硅车间这车间包括液氯储存及汽化氯化氢合成工序及三氯氢硅合成工序。氯硅烷提纯车间这车间包括粗提纯精提纯废气净化和蒸馏釜残液处理工序。多晶硅车间这车间包括多晶硅制取工序还原反应气分离回收系统和四氯化硅氢化工序。氢气制备及净化车间工艺废料处理车间整理工序这车间包括硅芯拉制酸洗及产品后处理工序。工艺流程多晶硅生产工艺流程详见附图三工艺流程示意图。工艺装置三氯氢硅车间氯化氢合成工序氯化氢是合成三氯氢硅的主要原料之。在合成炉内，通过氢气氯气混合气体的燃烧反应制得氯化氢。氯化氢合成工序的流程由初始原料输入氯化氢合成系统和废气处理系统三部分组成。初始原料输入来自氢气制取工序及从三氯氢硅合成工序返回的循环氢气输送入氢气缓冲罐。出的氢气去生产线的氯化氢合成炉。来自液氯汽化工序的氯气通过氯气缓冲罐，分别去生产线的氯化氢合成炉。考虑设置氯气缓冲罐作为安全阀泄放废气储存罐。为点燃氯化氢合成炉应使用氩甲硅烷混合物，该混合物由放在装卸台上的气瓶送出。氯化氢合成系统氯化氢合成生产线由安装在氢气输送线上的阻火器氯化氢合成炉两个热交换器空气冷却器和氯化氢冷却器和氯化氢贮气罐组成。氢气和氯气在炉内燃烧，反应生成氯化氢，反应式如下炉内的工作压力为到。温度不超过。输出的氯化氢通过空气冷却器被冷却到，并穿过氯化氢冷却器，被循环冷却水冷却到温度。冷却后的氯化氢送入氯化氢储罐，然后被送往三氯氢硅合成工序。废气处理系统尾气处理系统分为用于在启动氯化氢合成炉上的安全爆破膜时，以及合成炉启动和停炉时的氯化氢废气处理系统，氯气处理系统。氯化氢废气处理系统从合成系统排放的废气被送入两级管壳式石墨斜片降膜吸收器的顶部，与送入的稀盐酸混合，从管侧自上而下流过，废气中的大部分氯化氢被稀盐酸吸收。吸收反应产生的热量由吸收器壳侧的循环冷却水移走。从两级吸收器底部得到质量浓度为的盐酸，分别被收集到二级吸收液罐中，然后分别用二级吸收液泵循环送入两级降膜吸收器顶部，用作吸收剂。部分盐酸由级吸收液泵送至盐酸贮槽。定时向二级吸收液罐中补充工艺水。未被吸收的氯化氢和惰性气体被送往级尾气洗涤塔，用质量浓度为的氢氧化钠溶液洗涤。氯化氢与氢氧化钠反应生成氯化钠而被吸收。洗涤液收集到级洗涤液罐。用级洗涤液泵输送级洗涤液罐内的液体，穿过级尾气洗液冷却器，循环送入级尾气洗涤塔用作吸收剂。当氢氧化钠浓度降低到时，将部分洗涤液送往工艺废液处理工序，然后向级洗涤液罐内补充浓氢氧化钠溶液。出级尾气洗涤塔，含氢气和惰性气体的尾气，穿过尾气阻火器排入大气。氯气处理系统吹洗设备的废气和氯气输送管道的废气，以及氯气缓冲罐安全阀泄放的氯气被送到氯气处理系统。氯气被送进二级尾气洗涤塔内，用质量浓度为的氢氧化钠溶液洗涤。氯气与氢氧化钠反应生成次氯酸钠和氯化钠而被吸收。洗涤液在包括塔二级洗涤液罐二级洗涤液泵及二级尾气洗涤液冷却器的回路内循环。冷却器用循环水冷却。塔底吸收液为次氯酸钠溶液，该溶液可作商品外售。当循环洗涤液中氢氧化钠浓度降低到时，向二级洗涤液罐内补充浓氢氧化钠溶液。三氯氢硅合成工序三氯氢硅是制取多晶硅的原料。在合成炉内，用硅粉与气态氯化氢反应制得三氯氢硅。三氯氢硅合成工序包括以下几个系统原料处理系统三氯氢硅合成系统汽气混合气干法除尘系统汽气混合气湿法除尘系统原料处理系统原料处理