11月10日,江苏中能硅业有限公司(下称“中能硅业”)还原车间内。随着炉盖被缓缓吊起,一根根经由三氯氢硅还原而成的晶体硅棒呈现出来。在周围设备运转的轰鸣声中,这些硅棒被收集装车后运出车间。工作人员开始给它们实施出生后的第一次体检:称重、测量直径、鉴定基本质量指标。接下来,这些硅棒就要被制成不同类别的品种,装箱后便可出厂销售。
副产物处理重于多晶硅生产
多晶硅硅棒制出来是否意味着整个生产工序基本完成?面对记者提问,站在一旁的中能硅业副总经理吕锦标说:“还原多晶硅是中能硅业全部生产工艺流程中的关键工序之一,接下来还要对尾气进行分离和回收,就是对还原多晶硅过程中产生的主要副产物——四氯化硅作氯氢化处理。”
据了解,在对待废气和四氯化硅的处理上,国内有些百吨级的小项目没有投入和引进尾气处理装置,导致诸多污染问题。中能硅业自2007年建厂开始,就充分考虑这一问题,投入研发力量进行四氯化硅的处理技术研究。第一期1500吨装置投产后,由于技术还处于研发阶段,当时伴随多晶硅而生的四氯化硅没有经过有效处理,而是被当作废物处理,没法做到节能降耗,成本得不到有效控制。“我在建厂前就提出,技术、环保、节能降耗和成本控制实际上是相辅相成的,而且在多晶硅生产过程中是正向促进的。”吕锦标说。有了这种认识,中能硅业便加大了对四氯化硅处理技术的自主研发,终于在2007年底成功研发出核心的物料回收工艺——氯氢化技术及装置。这套装置已经申报了国家专利,目前成效显著。“我们已经做到了将四氯化硅全部转化为生产多晶硅的原料——三氯氢硅。使废物变原料,不但解决了环保问题,而且大大节约了资源,降低了成本。”吕锦标说。
记者在采访中看到,中能硅业自主研发的尾气回收和四氯化硅氯氢化处理装置已经占据了厂区的大部分空间,四氯化硅在还原多晶硅的过程中就自动经过回收管道进入氯氢化装置,尾气也相应进入回收罐。整个生产过程中完全看不到四氯化硅的身影,输送管道的密封性能良好,各个管道和装置关键部位都由专门工作人员24小时监控和维护。
主生产工序能耗同比低出一半
吕锦标介绍,当初花大力气研发氯氢化技术的一个重要初衷,就是在环保的基础上兼顾降低能耗。目前,国内多晶硅制造厂多采用热氢化技术处理四氯化硅。这种技术需要维持900-1250度左右的反应温度,四氯化硅一次转化率最好只能达到18%,而氯氢化在500-600度的反应温度下一次装化率就能稳定在25%。更为重要的是,同样处理一公斤四氯化硅,热氢化技术装置要消耗4度电,而氯氢化则只消耗0.8到1度电,相差4倍多。从全流程看,每生产一公斤多晶硅在氯氢化工序上消耗10度电,已经建成的7套氯氢化装置每年可处理四氯化硅29万吨,可以满足21000吨/年多晶硅产量的配套,彻底消除了生产多晶硅副产物难以处理的世界性环保、安全难题。
中能硅业对于能耗降低的不断追求,体现在全部生产流程的每个环节,在传统被认为耗能最大的还原多晶硅工序上,经过现场运行的24对棒还原炉单位能耗为70度电。这个数字相对于国内很多小型的还原炉来说,要低出一半。
在综合电耗方面,中能硅业已经实现生产一公斤多晶硅耗电120度的国际先进水平。“我们做了一个测算,按照80美元/公斤多晶硅的售价,中能硅业生产多晶硅已经实现了每万元产值能耗比小于0.66吨标准煤。”吕锦标说。
能耗水平的降低,相应带来的是成本的不断下降。吕锦标说,中能多晶硅生产成本从建厂初期的70美元/公斤,下降到09年6、7月份的36美元/公斤,年底会下降到具有国际竞争力的30美元/公斤。因此,中能硅业在国内众多企业纷纷减能限产的情况下,一枝独秀地开始不断地提高产量。就在本月初,中能硅业的当月产量已突破千吨,位居全亚洲第一,仅次于世界老牌多晶硅制造商美国汉姆洛克公司和德国瓦克公司,跻身世界前三甲。目前,2009年中能硅业的产量将达到7500吨,比去年增长近四倍,通过对现有装置的技术改造提升,在不增加装置的情况下,2010年会达到21000吨。与此同时,中能硅业与国内外的众多厂商签订了一系列中长期订单,最长的已排到了2015年。
“我们认为,多晶硅的产能过剩是低端产能的过剩,在中能硅业良好的发展态势下,将以高质量低成本的优势充分供应市场。我们的产品在环保节能、质量工艺方面都在不断提高水平,相信也因此会形成我们的产品在市场的长期优势,对于未来的发展我们很有信心。”吕锦标对记者说。