三、技術(shù)為先,從改良西門子法傳統(tǒng)技術(shù)到硅烷流化床新工藝
1、改良西門子法發(fā)展過程的誤區(qū)
誤區(qū)1 利用化工基地或化學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈延伸實(shí)現(xiàn)多晶硅生產(chǎn)的物料循環(huán)
基本停留在百十噸小規(guī)模作業(yè)的體外物料平衡,不適應(yīng)萬噸級多晶硅生產(chǎn)特點(diǎn)。即使在全球多晶硅巨頭的瓦克和美國企業(yè),雖然都是化工企業(yè)集團(tuán),但在萬噸規(guī)模的太陽能多晶硅時代,不適應(yīng)半導(dǎo)體時代小規(guī)模生產(chǎn)的化學(xué)產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)循環(huán)的概念。中國多晶硅鼻祖的四川地區(qū)企業(yè)為此付出代價。
誤區(qū)2 冷氫化改造降成本
以氫化循環(huán)技術(shù)實(shí)現(xiàn)成本下降,第一位是提高循環(huán)率,減少物料體外循環(huán)造成的消耗,從根本上控制成本,物料循環(huán)已經(jīng)不是80%,90%就夠的概念,應(yīng)該是100%處理回收轉(zhuǎn)化副產(chǎn)物,在這問題上先不談冷氫化熱氫化;第二位才是以冷氫化替代熱氫化,以減少原料轉(zhuǎn)化過程中的電力消耗,盲目地廢除熱氫化上冷氫化會增加投資成本,節(jié)約的電費(fèi)是否能覆蓋增加的投資成本需要精細(xì)計算。
2、硅烷流化床革命性新技術(shù)
與改良西門子法對比,基于三氯氫硅為共同原料的硅烷流化床法顯著的特點(diǎn)如下:
1)流程大幅縮短,基于硅烷在精鎦,尾氣分離等工序比改良西門子法節(jié)省。
2)硅烷在流化床中裂解反應(yīng)效率高達(dá)98%以上,大幅減少副產(chǎn)物,提高物料利用率,而改良西門子法一次還原率只有10%
3)硅烷流化床實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),而不是改良西門子法的間隙性生產(chǎn)
4)超大型高效單體流化床反應(yīng)器已經(jīng)達(dá)到6000噸/年產(chǎn)能,比改良西門子法48對棒還原爐的600噸/年產(chǎn)能是10倍差距。
5)極低電耗,更少蒸汽。保利協(xié)鑫2012年完成的千噸中試線實(shí)現(xiàn)25度/公斤多晶硅綜合電耗,而目前保利協(xié)鑫全球最低的改良西門子生產(chǎn)工藝綜合電耗也僅僅達(dá)到60度/公斤。
6)單位產(chǎn)能投資大幅下降。保利協(xié)鑫2011年完成的萬噸改良西門子法生產(chǎn)線單位產(chǎn)能投資達(dá)到30美元/公斤,但目前已經(jīng)完成設(shè)備安裝進(jìn)入調(diào)試階段的保利協(xié)鑫12000噸硅烷流化床的單位投資可以低至12-13美元/公斤。
另外,由于解決了流化床內(nèi)襯污染問題,目前第二、三代流化床工藝生產(chǎn)的顆粒硅產(chǎn)品均能達(dá)到電子級。高品質(zhì)的顆粒硅產(chǎn)品對連續(xù)鑄錠拉棒工藝是最好的配合。