新葡澳娱乐赌城-手机APP

自主冷氢化技术的再次超越——华陆公司第五代冷氢化技术装备开发应用纪实
发布者:       浏览量:1027       时间:2022-08-09

日前,新疆新特能源股份有限公司1万吨/年高纯多晶硅技术改造项目投产满3个多月,装置连续稳定满负荷运行,四氯化硅转化率、能耗等关键指标均优于设计值和国内同类装置。这是新葡澳娱乐赌城开发的第五代冷氢化技术首次工业应用。

640 (4).jpg

冷氢化装置是多晶硅生产的“核心”单元,将四氯化硅转化为生产多晶硅的原料——三氯氢硅。冷氢化技术因具有转化率高、能耗低、投资小等特点,大大降低了装置投资和运行成本。

作为我国多晶硅技术研发和工程设计的领军企业,十多年来华陆公司在多晶硅技术开发领域创新探索并迭代优化,改变了核心技术受制于人的被动局面。

早在2006年,凭借自身在有机硅、三氯氢硅合成等方面积累的经验和技术优势,华陆公司开发成功多晶硅冷氢化技术。2007年12月,我国第一套使用冷氢化技术的多晶硅生产装置在江苏中能建成投产。

“第一代冷氢化装置,虽然年处理四氯化硅能力仅1万吨,但具有重要里程碑意义,开发了更为节能、高效的多晶硅生产工艺,填补了我国多晶硅生产领域的多项技术空白。”华陆公司材料能源事业部总经理姚又省告诉记者。此后他们不断改进优化,二代、三代、四代技术接连诞生,装置产能规模扩大,四氯化硅转化率提升,能耗持续降低。

据介绍,第一代冷氢化装置反应器直径0.9米,随后不断扩大到1.6米、2.4米、3.6~4.0米和五代技术的4.5米。伴随着装置产能规模扩大,工艺也相应改进提升。比如三代技术首次采用混合汽化工艺,仅使用副产的0.8MPa(G)蒸汽就能满足热源要求,不再配套复杂的导热油系统;四代技术首次增加了热能利用回收、氢气回收技术等,能耗进一步降低,仅为热氢化技术的十分之一;四氯化硅转化率从一代20%左右提升至第五代冷氢化技术的28%-30%,已超过了理论转化率的70%,为全球最好水平。与第一代相比,五代技术三氯氢硅电耗从1000千瓦时/吨降至150千瓦时/吨,为目前国外冷氢化技术的三分之一左右,不到传统热氢化工艺的6%。同时开发的文丘里+洗涤塔相结合的湿法除尘系统,以及旋风+过滤器的干法除尘系统,减少了渣浆中硅粉含量,有效提高了系统运行的稳定性。

从一代到五代,反应器的开发之路并非坦途,不计其数的尝试、失败、再创新……简单的数字背后是巨大的努力和付出。以第五代冷氢化装置为例,单位处理能力的提升并不是简单的装置尺寸放大。华陆公司技术团队也是根据一次偶然的尝试,以反应器入口分布为突破口,创新通过设置新型入口结构实现了整体流场的均匀、稳定,成功解决了尺寸放大后出现的新问题,使得中国自主的冷氢化技术再次超越国际水平。

“如果说第一代冷氢化技术解决了有和无的问题,那么随后的每一次技术进步,我们都是围绕系统优化提升、降低能耗、挖潜增效,主动解决客户的难点痛点,引领技术进步和产业发展。”回顾五代冷氢化技术的研发历程,姚又省说,比别人快半步,这是他们不断创新、超越自我的关键诀窍。

据介绍,新疆新特多晶硅项目由华陆公司负责工程设计,经改造采用冷氢化装置,首次将单套冷氢化装置四氯化硅处理能力提升到了全球最大的35万吨/年。今年4月建成投产以来,不但短期实现满负荷运行,装置投资降低10%以上,而且四氯化硅转化率、能耗等关键指标均优于国内同类装置,三氯氢硅电耗降至145千瓦时/吨,创国内最佳水平。5月下旬,新疆新特为此向华陆公司致感谢信。

“十四五”期间,华陆公司明确了“聚焦工程、研发、实业、装备四大业务板块,打造成实现‘双碳’目标整体解决方案提供商”的战略定位,其中装备成为转型发展的“新赛道”。在冷氢化技术迭代过程中,他们结合反应器体积不断扩大,在设备内部结构、分布器、入口管线等方面不断实施改造,为工艺优化提供支撑。

近年来,火爆的光伏产业带动多晶硅行业迅猛发展,华陆公司抢抓机遇,充分发挥自主研发技术工程化优势,深耕光伏领域,形成了由千吨级到万吨级的系列多晶硅技术工艺包,承担设计的多晶硅项目总产能占全国总产能的90%以上。

目前,华陆公司的第五代冷氢化技术装备也迅速引起业内认可。除新疆新特首次应用外,在建的第五代冷氢化装置21套,总体四氯化硅转化能力达700余万吨(折多晶硅35万吨),其中内蒙古新特硅材料有限公司的7套35万吨/年冷氢化装置即将投产。


Baidu
sogou