李 濤 李 超 于 瑾

華陸工程科技有限責(zé)任公司 陜西西安 710065

1 國內(nèi)首套低成本萬噸級多晶硅項(xiàng)目

2021 年末，由華陸工程科技有限責(zé)任公司（以下簡稱“華陸公司”）設(shè)計的四川永祥新能源有限公司2.5 萬噸高純晶硅項(xiàng)目榮獲國家優(yōu)質(zhì)工程獎，受到社會各界廣泛關(guān)注。

四川永祥新能源有限公司2.5 萬t/ a 高純晶硅項(xiàng)目是四川永祥新能源有限公司的一期項(xiàng)目，單體裝置為國內(nèi)首套噸成本4 萬元以下的萬噸級生產(chǎn)裝置，該項(xiàng)目的完成標(biāo)志著多晶硅低成本產(chǎn)品由千噸級到萬噸級的規(guī)?？缭?。

自2017 年開始，華陸公司負(fù)責(zé)四川永祥多晶硅項(xiàng)目冷氫化、精餾、還原、整理、尾氣回收、廢氣廢液處理等工藝裝置和罐區(qū)、公用工程等工程設(shè)計工作。該項(xiàng)目采用國內(nèi)先進(jìn)的改良西門子法及華陸公司自主開發(fā)的冷氫化工藝技術(shù)，該技術(shù)與國外冷氫化技術(shù)相比，實(shí)現(xiàn)了多項(xiàng)技術(shù)超越：

（1）創(chuàng)新性地解決了副產(chǎn)物氯化氫的循環(huán)問題；

（2）對大型流化床反應(yīng)器進(jìn)行的成功創(chuàng)新，使四氯化硅轉(zhuǎn)化率比國外同類技術(shù)高6～8 個百分點(diǎn)；

（3）通過優(yōu)化熱量回收系統(tǒng)設(shè)計，三氯氫硅電耗大幅降低至0.2kW·h/ t，為國外冷氫化技術(shù)的一半；

（4）開發(fā)的文丘里+ 洗滌塔相結(jié)合的濕法除塵系統(tǒng)，以及旋風(fēng)+ 過濾器的干法除塵系統(tǒng)，減少了渣漿中硅粉含量，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，冷氫化裝置連續(xù)運(yùn)行周期延長至1 年以上。

技術(shù)就是生產(chǎn)力，技術(shù)就是效益。唯有持續(xù)的技術(shù)創(chuàng)新，才能為行業(yè)提供持續(xù)動能。華陸公司憑借冷氫化自主技術(shù)及工程化優(yōu)勢，著眼于全行業(yè)的整體進(jìn)步，秉承“快半步”的原則，以“節(jié)能降耗、挖潛消瓶、提高效率”為目標(biāo)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐，積極探索、大膽創(chuàng)新、仔細(xì)推敲，在四川永祥項(xiàng)目上進(jìn)行了一系列的技術(shù)開發(fā)和技術(shù)升級，通過大型還原爐和還原爐熱能回收技術(shù)、多級耦合精餾技術(shù)、尾氣回收分離技術(shù)等，強(qiáng)化了物料的內(nèi)部循環(huán)，實(shí)現(xiàn)了多晶硅副產(chǎn)四氯化硅全回收循環(huán)利用，也使生產(chǎn)系統(tǒng)中的廢氣、廢液、廢渣排放量和排放種類大幅減少，主要原材料和公用工程消耗得到進(jìn)一步下降，耗電量大幅下降，直接帶動生產(chǎn)成本大幅下降。

四川永祥新能源有限公司2.5 萬噸高純晶硅項(xiàng)目的順利投產(chǎn)標(biāo)志著多晶硅低成本產(chǎn)品由千噸級到萬噸級的規(guī)模跨越

項(xiàng)目按照電子級1 級品進(jìn)行設(shè)計，能夠滿足N 型單晶硅需求。值得一提的是，冷氫化核心裝置采用先進(jìn)流化床結(jié)構(gòu)，提高了傳質(zhì)、傳熱，第四代流化床反應(yīng)器的單程轉(zhuǎn)化率高達(dá)28%以上；精餾提純系統(tǒng)采用了多晶硅多效差壓耦合節(jié)能工藝技術(shù)，精餾單元相對常規(guī)工藝所需的能耗可降低50%以上，節(jié)約了大量的循環(huán)水和蒸汽；在熱能利用方面，通過梯度閃蒸，實(shí)現(xiàn)了蒸汽的零消耗。同時，華陸公司在工程設(shè)計、建設(shè)、運(yùn)營等階段，全過程融入智慧元素，緊密圍繞安全生產(chǎn)、提質(zhì)增效、節(jié)能降耗、智能管理等主題開展智慧工廠建設(shè)。

2 華陸公司的多晶硅技術(shù)創(chuàng)新之路

四川永祥多晶硅項(xiàng)目是華陸公司多晶硅產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域工程業(yè)績的一個縮影，這次獲獎也是對于華陸公司近二十年來在多晶硅產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域從無到有、從有到優(yōu)，持續(xù)通過技術(shù)創(chuàng)新和工程優(yōu)化，源源不斷地為國家光伏行業(yè)提供變革源動力的充分肯定。

回顧華陸公司的多晶硅技術(shù)創(chuàng)新之路，在國家改革發(fā)展的浪潮中，秉承自力更生、艱苦奮斗的精神理念，奮力譜寫我國多晶硅行業(yè)繁榮發(fā)展的宏偉篇章。在十余年的優(yōu)化創(chuàng)新中，華陸公司自主開發(fā)成功的冷氫化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，攻克了國內(nèi)制約多晶硅量產(chǎn)“卡脖子”的瓶頸，先后開發(fā)了不同產(chǎn)品規(guī)模的一系列完整的多晶硅技術(shù)工藝包，使得噸多晶硅成本降低了95%以上，為中國多晶硅及光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

冷氫化裝置華陸公司自主開發(fā)成功的冷氫化技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平，使得噸多晶硅成本降低了95%以上，為中國多晶硅及光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

2.1 攻堅(jiān)克難 成功開發(fā)冷氫化技術(shù)

早在2005 年，先進(jìn)多晶硅的生產(chǎn)技術(shù)僅由少數(shù)發(fā)達(dá)國家掌握，中國多晶硅自主供貨始終存在著很大的缺口，95%以上多晶硅材料依賴進(jìn)口。當(dāng)時國內(nèi)的多晶硅生產(chǎn)規(guī)模小、工藝技術(shù)路線不完整、環(huán)境污染嚴(yán)重、消耗大、成本高等，這些問題成為制約中國信息產(chǎn)業(yè)和光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。為突破國外技術(shù)封鎖，2005 年華陸公司召集公司頂尖技術(shù)人才，組建多晶硅技術(shù)開發(fā)和工程設(shè)計團(tuán)隊(duì)，著手多晶硅核心工藝的開發(fā)，全力解決“卡脖子”難題。憑借在有機(jī)硅、三氯氫硅合成方面積累的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，成功開發(fā)冷氫化技術(shù)，最終實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的密閉循環(huán)，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，成功打破了少數(shù)發(fā)達(dá)國家對先進(jìn)工藝的壟斷，填補(bǔ)了我國在多晶硅生產(chǎn)領(lǐng)域的多項(xiàng)技術(shù)空白。2007 年華陸公司在江蘇中能1500t/ a 多晶硅裝置實(shí)現(xiàn)了冷氫化技術(shù)在國內(nèi)的首次成功應(yīng)用，該項(xiàng)目也是當(dāng)時國內(nèi)最大的多晶硅生產(chǎn)裝置，創(chuàng)造了當(dāng)時的三項(xiàng)世界第一，即同類規(guī)模項(xiàng)目建設(shè)施工周期最短、單位產(chǎn)品規(guī)模投資最少、技術(shù)創(chuàng)新水平最高。一時間引起了全球多晶硅行業(yè)的廣泛關(guān)注，也為后續(xù)國內(nèi)多晶硅行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了良好的開端。

2.2 持續(xù)發(fā)力 助推實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)

2020 年以來，華陸公司承擔(dān)了國內(nèi)幾乎所有新開工多晶硅項(xiàng)目的工程設(shè)計和部分項(xiàng)目的工程總承包，設(shè)計總產(chǎn)能約150 萬t，預(yù)計到2023 年上半年全部達(dá)產(chǎn)后，年可新增光伏裝機(jī)容量500GW，年增光伏發(fā)電總量約7500 億kW·h，年均減排二氧化碳6.0 億t。無論是在陜西西安華陸公司本部，還是在江蘇徐州、四川樂山、內(nèi)蒙包頭等數(shù)十個項(xiàng)目現(xiàn)場，華陸人正在與時間賽跑，爭分奪秒、加班加點(diǎn)，加速推進(jìn)各項(xiàng)目投產(chǎn)，為光伏行業(yè)提供持續(xù)穩(wěn)定的核心技術(shù)和穩(wěn)定產(chǎn)能，積極助力國家“雙碳”目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。

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3 迎接挑戰(zhàn) 敢做善成

迎接挑戰(zhàn)，最根本的是改革創(chuàng)新。走在新時代的征途上，華陸公司將繼承發(fā)揚(yáng)老一輩華陸人想國家之所想、急國家之所急、應(yīng)國家之所需的優(yōu)良傳統(tǒng)，始終保持革故鼎新、一往無前的勇氣，始終葆有善于變革、敢于創(chuàng)新的銳氣，激揚(yáng)“闖”的精神、“創(chuàng)”的勁頭、“干”的作風(fēng)，為打造成實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)整體解決方案提供商不懈努力！■

江蘇中能多晶硅工廠，并列的新舊裝置見證了中國多晶硅自主發(fā)展的歷程江蘇中能是華陸公司最早研發(fā)國產(chǎn)多晶硅成套技術(shù)的項(xiàng)目之一。近幾年，江蘇中能多次委托華陸公司進(jìn)行新生產(chǎn)線設(shè)計與建設(shè)。