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多晶硅生产中节能降耗浅析

2018-10-21郭宏才

中国化工贸易·中旬刊 2018年10期
关键词:多晶硅节能降耗生产

郭宏才

摘 要:随着社会的进步,人们素质的提高,节能环保发展意识已深入人心。因此,多晶硅生产中节能降耗的发展需求愈发强烈。笔者就多晶硅生产发展现状进行简要分析,并深入探究其节能降耗的策略思路。

关键词:多晶硅;生产;节能降耗

长久以来,在全球经济发展的过程中,造成了环境问题频发以及能源过多消耗。因此,近些年世界各国纷纷加大新能源研发力度。在众多新能源当中,太阳能作为可再生的清洁能源得到了世界各国的广泛关注,并在太阳能发电领域的应用效果十分理想。多晶硅是太阳能发电所需的重要材料,其技术水平直接影响行业发展。

1 浅析国内多晶硅发展的近况

我国对于环境以及能源方面的保护一直都保持着高度重视的状态,先后也出台了一系列的有关于环境及能源保护方面的政策,也取得了一定程度的效果;但是,由于有许多的能源都属于不可再生的能源,即使国家再怎么出台相应的政策这种不可再生能源还是会在不断地减少。因此,国家开始加大对一些可再生能源以及绿色能源的开发、研究以及探索,对这些能源也越来越重视起来。现今气候变暖对全球的影响越来越恶劣,这也使得开发和研究新能源就更加迫在眉睫,越来越重要的事情。目前,多晶硅是太阳能发电中的最主要的材料,同是也是可再生能源,因此,多晶硅的发展也受到了世界各国的关注和重视。最近几年国内多晶硅得到了高速发展的同时也带动了与之有关的各相关产业的生产及发展,但由于受到国际环境和金融危机的影响使得国内多晶硅出现生产过剩的现象越来越严重,从而使国内多晶硅市场竞争越来越强烈,进而使其价格一直走下坡路,也使得生产企业面临巨大的生存压力。

2 探析多晶硅生产过程中节降耗的措施

2.1 整合还原工艺降低能耗

2.1.1 优化大型还原炉

多晶硅生产所需的必要设备是还原炉,大量的事实证明还原炉越小在生产中所消耗的能量就会越多。国内还原炉的技术及发展虽然得到了一定的提升,在节能降耗上也取得了一定的成绩,但相比于发达国家而言还存在着很大的差距。因此,我国应该加大力度对大型还原炉的整合、研究,如果研发出更大的还原炉,那么在生产中的产量得到明显提高的同时所消耗的能量也会越来越少,从而实现节能降耗的目的。

2.1.2 运用硅芯热启动技术

硅芯热启动技术是一种较为普遍使用的节能技术,这是由于它在生产的过程中起到很好的节能降耗的作用。①通过降低硅芯炉的温度来达到节能的目标。其主要是在使用时要对预热等离子再对等离子体进行加热来使硅芯炉的温度得到有效地降低并将电压击穿;②降低硅芯的导电率。可以适当地添加一些杂质的方法来有效地降低硅芯的导电率并以此为降低在生产中所使用的电流和温度,从而实现节能降耗的目标。

2.1.3 优化电控系统

在生产多晶硅的全过程中需要沧海横流巨大的电能,如果对其电控系统进行有效地优化就可以大大地减少生产所需的电能。在生产的过程中要根据生产的实际工艺及相关条件来对电压和电流进行合理地调节,使电压和电流间得到最优的结合。另外还可以设计一些特殊的电控系统来降低电磁及其他辐射对多晶硅的破坏,理而使倒炉的次数得到有效地控制,进而实现节能降耗的目标。

2.2 完善TCS提纯管理

TCS提纯是多晶硅生产中主要工序环节,期间需消耗大量能量,因此不利于实现节能降耗的目的。为实现TCS提纯工序的节能降耗目的,可采取反应式精馏技术,此技术手段能较好的处理B、P等大部分杂质,且有效减少精馏塔与理论板层数,同时还能更好的控制能量与温差配对进行精馏。另外,还可利用热集成管理技术管控完善能耗问题。

2.3 完善尾气干法回收技术

在多晶硅生产当中,尾气干法回收技术作为精馏系统主要内容,为实现生产节能降耗有着重要作用。它运用冷凝、压缩以及吸附等技术措施手段,有效分离氢气、TCS以及 HCL 等物质,并将它们传送到各工艺环节循环利用。由此可见,尾气干法回收系统对于多晶硅生产节能降耗改造具有积极意义,它既能有效降低有害氣体排放带来的危害,还能实现对废气的循环利用。

2.4 着重废物与废热利用问题

进行多晶硅产生时,往往有着许多废物与废热产生,将它们进行回收利用,可实现节能降耗的目的。传统多晶硅制造工艺,产生大量高盐废水,它们不仅污染环境,处理起来也十分麻烦,因此需采用全新工艺手段把它们有效利用起来。业内已有部分企业采取焚烧废气的办法,对废水进行回收利用,这种方法处理废水效果十分理想。对于生产中废热的利用,也能很好的实现企业节能降耗的目的,因此需要改进工艺提高废热利用率。

2.5 形成多晶硅产业集群发展

加快推进多晶硅产业集群发展,进而实现产业发展节能降耗的目的。充分结合地方水电以及矿产等资源优势,围绕工业硅、高纯度多晶硅以及太阳能电池等作为主导产业,同时完善相关配套产业,进而形成相对集聚的产业发展模式,如此便能更好的达到原辅材料的高效利用,最终实现产业发展一体化以及节能降耗发展道路。

3 结语

综上所述,多晶硅是太阳能产业发展的重要基石,其发展当中有机融合节能降耗技术已然成为行业趋势。因此,加快推进多晶硅生产中节能降耗应用,认真分析研究其节能降耗设计策略思路,从而实现产品低成本高品质,以此推动我国太阳能产业快速发展。

参考文献:

[1]李俊杰.多晶硅生产过程节能优化研究[D].天津:天津大学,2017.

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