多晶硅生产中能耗的分析及节能途径探究

研发是提高多品硅生产效率和生产量 的重要 力量 ． 其可以在有效降低 还原 电耗的基础上满足国内多晶硅生产 的发展要求 与此 同时 ． 改进 有效计划 多晶硅生产 的生产 周期 ． 也是 降低 还原 电 多晶硅的生产Ｔ艺有很多 ． 常 见的有改 良西 门子法 、 流化床法 、 硅 硅心热启 动技 术 、 烷热分解法和冶金法等 。在这些生产Ｔ艺 中 ． 改良 两 门子法的生产１ 耗 的重 要 方 式 。 ２ ＿ ３ 精馏 系统的影响 艺 ｍ现的比较早 ． 以产业化 形式 发展的时 间也 比较漫 长． 闪此 具备更 好 的安全性 、 环保性 ． 以及较为成熟的技术 ． 成为了现代多品硅生产的 精馏 系统会对 电耗产生影响 ． 而需要提高 Ｔ Ｃ Ｓ精馏提纯的生 ： 艺， 优化生产流程与效果 ． ． 当前 ， 我国很多企业 的精馏 提纯生产都 会 主要 Ｔ岂之一 改 良两 门子 法就是我们 常说的闭环式 ｉ氯氧硅还原 Ｉ ． 法． 其能够对物料进行有效的循环利用 ． 无论 是在国内还是国外 ， 都是 采用 多级精馏提纯 ｉ氯氢硅 ．这种生产Ｔ艺会产生较大的分离能耗 ．
产是能源消耗极大的一个产业。 本文介绍 了多晶硅 的生产工艺及 生产特点 ， 阐述 了多晶硅生产过程 中节能的重要性和 必要性 ， 并提 出了具体的 节能措施 ， 探索 了多晶硅生产过程 中从 各个环 节降低 能源消耗的具体 策略和方法 ， 以节能的 多晶硅 生产推动现代化工行 业的不断发展
【 关键词 】 多晶硅 ； 能耗 ； 节能措施 ； 成本控 制 ； 循环 经济
随着现代化 下业的不断发展 ．多晶硅 的生产 面临着巨大的挑战 ， 围内外市场的动荡导致多品硅的价格一直受到压制在我国 ． 多 品硅的 生产成本极高 ， 在激烈的市场竞争中 ， 缺乏价格优势 ． Ｊ ｝ Ｉ 现较为严重 的 亏损 现象 因此 ． 分析 多品硅生产过程 中的能源消耗 ． 并探 索必要 的节 能措施势在必行 ． 只有 这样 ． 才能有 效降低能源消耗 和多晶硅 的生产 成本 ． 提高多晶硅的生产质量 那么 ． 多 品硅有什么样 的生产 Ｔ艺 呢？ 这些生产Ｔ艺都有什么特点呢？ 如何 才能在 多品硅生产过程中实施节 能措施呢？

多晶硅生产环节节能降耗策略探析多晶硅發展的现状详细分析，节能降耗和有效的战略提出了多晶硅生产环节，以减少多晶硅的生产成本，提高多晶硅企业的经济效益，提高我国多晶硅产业的核心竞争力，促进中国多晶硅产业的发展。

标签：多晶硅;生产;节能降耗1 概述多晶硅的纯度可分为太阳能能级和电子能级。

太阳能硅的纯度（SG）之间的冶金级硅和电子级硅，一般认为包含在99.99%～99.9999%Si（4～6个9）。

电子级硅（例如）通常需要超过Si99.9999%，超高纯度是99.9999999%～99.999999999%（9～11个9）。

太阳能多晶硅的主要原料是生产太阳能光伏电池。

电子级多晶硅主要用于半导体工业和电子信息工业，是单晶硅制造的主要原料。

目前实际使用的太阳能光伏电池有晶体硅太阳能电池（单晶硅太阳能电池和多晶硅太阳能电池）、非晶硅太阳能电池和复合半导体太阳能电池。

晶体硅太阳能电池是目前国际光伏市场的主流产品，占全球光伏电池产量的85%以上。

在晶体硅太阳能电池中，多晶硅太阳能电池占比较大，约占2/3，占太阳能电池市场份额的55%以上。

以硅材料为主导的产业链如图1所示。

2 多晶硅的工艺降低还原电耗2.1 大型还原炉节能技术还原炉是多晶硅生产中的重要设备。

实践证明，还原炉越大，生产过程中多晶硅消耗越少。

尽管我国从9月开始到今天的发展很好的还原炉24棒，它在很大程度上改善的影响多晶硅生产的节能降耗，但发达国家的距离，仍有差距，节能降耗标准需要在大还原炉节能技术更努力学习和发展一个更大的多晶硅还原炉生产，不仅可以提高多晶硅生产的单炉生产，还可以进一步提高多晶硅生产中节能降耗的效果。

2.2 硅芯热启动技术硅芯热启动技术是生产过程中最常见的节能技术之一。

首先，降低核心炉的温度。

需要对等离子体进行预热，然后通过加热等离子体来降低炉芯的温度和击穿电压。

第二，降低电导率。

通过添加杂质（如P、B），大大降低了硅芯的导电性，降低了硅芯在生产和使用中的电流和温度，达到了节能的目的。

多晶硅生产过程中的节能降耗技术分析摘要：目前，世界上太阳能光伏电池90%以上以是单晶硅或多晶硅为原材料生产的。

目前摆在多晶硅生产中有四个主要的问题需要解决：降低能耗、减少污染、提高质量、扩大产量。

我国太阳能硅材料行业目前绝大部分依赖进口，因此必须提高技术改变受制于人的局面。

关键词：多晶硅生产；节能降耗；技术引言太阳能光伏产业链包括晶体硅原料生产、硅棒与硅片生产、太阳能电池制造、组件封装、光伏产品生产和光伏发电系统等环节。

其中硅原料是最重要的生产环节，在业界曾有“拥硅者为王”的说法。

一、多晶硅的生产技术现状分析在全球光伏产业链中，高纯度硅料不仅要求硅的纯度高达7～9.9，而且其中的硼、磷等杂质限制在几十个ppt（万亿分之一），它是光伏企业生产太阳能电池所需的核心原料。

因此，高纯度硅料的合成、精制、提纯、生产也就成为光伏产业集群中最上游的产业。

目前，尽管中国的硅原料矿藏储量占世界总储量的25%，但是国内太阳能电池生产企业（如尚德、天威英利等）所需原材料绝大部分需要从国外进口。

这是因为用于太阳能电池生产的硅料主要是通过不同的提炼方式从硅原料中提炼而成的单晶硅和多晶硅。

在中国，现有的高纯度硅原料生产技术与西方发达国家相比，在产量和能耗等方面尚有不足之处。

如此一来，这不仅大大增加企业的生产成本，更成为制约当前我国光伏产业向上游环节发展难以逾越的“瓶颈”，使我们国家用很低的价格卖出高能耗、高污染的粗原料的同时，用极高的价格购回高纯硅料。

据了解，虽然我国硅料工业起步较早，但由于生产规模小、工艺技术落后、环境污染严重、消耗大、成本高，绝大部分企业因亏损而相继停产或转产。

到2004年我国只剩下峨眉半导体材料厂和洛阳单晶硅有限公司两家生产企业，其生产能力仅为100吨/年，且能满足太阳能电池生产需要的硅料实际产量只有80吨。

专家预计，2010年我国用于太阳能电池生产的硅料需求量将达到4365吨，2015年为1.62万吨。

2019年06月多晶硅生产的节能降耗研究何惠民（中石化南京工程有限公司，江苏南京211100）摘要：太阳能是新型可再生能源中的一种，可以有效缓解世界范围内的环境资源问题。

多晶硅是光伏和半导体产业的重要组成部分，多晶硅工业正以出人意料的速度增长。

文章分析了我国光伏多晶硅的现状、特点及生产流程，并提出了多项节能降耗的措施，希望能够达到一种节能降耗的功效，能够促进我国光伏多晶硅产业的发展。

关键词：太阳能；可再生；多晶硅；硅芯热启动技术；TCS 提纯1我国光伏多晶硅的发展现状我国多晶硅产业发展开始于2005年，当时多晶硅生产技术都控制在外企手中。

国内企业通过引进吸收的策略逐步摆脱了国外的技术封锁，为国内多晶硅产业的跨越式发展奠定了技术基础。

随着多晶硅工艺技术的日趋成熟，以及大规模装置的迅速投产，截至2018年底国内多晶硅产能达到38.8万吨/年，占全球产能的65%。

由于多晶硅生产过程需要消耗大量的电能，因此国内主要多晶硅企业的产能逐步向资源优势地区转移，新疆、内蒙、四川地区的产能超过了国内多晶硅总产能的80%以上。

伴随着产能向资源优势地区的不断集中，多晶硅行业不可避免的出现了产能阶段性过剩，行业利润逐步下降，生产企业面临很大的成本压力，因此选择高品质、低能耗及投资省的多晶硅生产工艺是广大生产企业生存的必然选择。

2我国多晶硅生产的流程我国多晶硅的生产方式以改良西门子法为主，改良西门子法生产多晶硅主要有制氢、TCS 合成装置、精馏装置、还原装置、还原尾气回收、产品整理、三废处理和辅助公用工程等工序组成。

冶金级硅、STC 、氢气和催化剂在反应器中合成TCS ，反应产物经精馏装置分离提纯，精馏提纯分离出的STC 送至TCS 合成装置循环使用，高纯TCS 送至还原装置进一步反应，生产多晶硅产品，进过后处理破碎包装后外卖。

还原装置副产物经尾气回收装置分离出的TCS 和氢气送至还原装置循环使用，副产物STC 作为原料送至TSC 合成装置进行氢化反应生产TCS ，继而重复利用。