多晶硅生產中節(jié)能降耗淺析

郭宏才

摘 要：隨著社會的進步，人們素質的提高，節(jié)能環(huán)保發(fā)展意識已深入人心。因此，多晶硅生產中節(jié)能降耗的發(fā)展需求愈發(fā)強烈。筆者就多晶硅生產發(fā)展現(xiàn)狀進行簡要分析，并深入探究其節(jié)能降耗的策略思路。

關鍵詞：多晶硅;生產;節(jié)能降耗

長久以來，在全球經濟發(fā)展的過程中，造成了環(huán)境問題頻發(fā)以及能源過多消耗。因此，近些年世界各國紛紛加大新能源研發(fā)力度。在眾多新能源當中，太陽能作為可再生的清潔能源得到了世界各國的廣泛關注，并在太陽能發(fā)電領域的應用效果十分理想。多晶硅是太陽能發(fā)電所需的重要材料，其技術水平直接影響行業(yè)發(fā)展。

1 淺析國內多晶硅發(fā)展的近況

我國對于環(huán)境以及能源方面的保護一直都保持著高度重視的狀態(tài)，先后也出臺了一系列的有關于環(huán)境及能源保護方面的政策，也取得了一定程度的效果;但是，由于有許多的能源都屬于不可再生的能源，即使國家再怎么出臺相應的政策這種不可再生能源還是會在不斷地減少。因此，國家開始加大對一些可再生能源以及綠色能源的開發(fā)、研究以及探索，對這些能源也越來越重視起來?，F(xiàn)今氣候變暖對全球的影響越來越惡劣，這也使得開發(fā)和研究新能源就更加迫在眉睫，越來越重要的事情。目前，多晶硅是太陽能發(fā)電中的最主要的材料，同是也是可再生能源，因此，多晶硅的發(fā)展也受到了世界各國的關注和重視。最近幾年國內多晶硅得到了高速發(fā)展的同時也帶動了與之有關的各相關產業(yè)的生產及發(fā)展，但由于受到國際環(huán)境和金融危機的影響使得國內多晶硅出現(xiàn)生產過剩的現(xiàn)象越來越嚴重，從而使國內多晶硅市場競爭越來越強烈，進而使其價格一直走下坡路，也使得生產企業(yè)面臨巨大的生存壓力。

2 探析多晶硅生產過程中節(jié)降耗的措施

2.1 整合還原工藝降低能耗

2.1.1 優(yōu)化大型還原爐

多晶硅生產所需的必要設備是還原爐，大量的事實證明還原爐越小在生產中所消耗的能量就會越多。國內還原爐的技術及發(fā)展雖然得到了一定的提升，在節(jié)能降耗上也取得了一定的成績，但相比于發(fā)達國家而言還存在著很大的差距。因此，我國應該加大力度對大型還原爐的整合、研究，如果研發(fā)出更大的還原爐，那么在生產中的產量得到明顯提高的同時所消耗的能量也會越來越少，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

2.1.2 運用硅芯熱啟動技術

硅芯熱啟動技術是一種較為普遍使用的節(jié)能技術，這是由于它在生產的過程中起到很好的節(jié)能降耗的作用。①通過降低硅芯爐的溫度來達到節(jié)能的目標。其主要是在使用時要對預熱等離子再對等離子體進行加熱來使硅芯爐的溫度得到有效地降低并將電壓擊穿;②降低硅芯的導電率?？梢赃m當地添加一些雜質的方法來有效地降低硅芯的導電率并以此為降低在生產中所使用的電流和溫度，從而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。

2.1.3 優(yōu)化電控系統(tǒng)

在生產多晶硅的全過程中需要滄海橫流巨大的電能，如果對其電控系統(tǒng)進行有效地優(yōu)化就可以大大地減少生產所需的電能。在生產的過程中要根據生產的實際工藝及相關條件來對電壓和電流進行合理地調節(jié)，使電壓和電流間得到最優(yōu)的結合。另外還可以設計一些特殊的電控系統(tǒng)來降低電磁及其他輻射對多晶硅的破壞，理而使倒爐的次數得到有效地控制，進而實現(xiàn)節(jié)能降耗的目標。

2.2 完善TCS提純管理

TCS提純是多晶硅生產中主要工序環(huán)節(jié)，期間需消耗大量能量，因此不利于實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。為實現(xiàn)TCS提純工序的節(jié)能降耗目的，可采取反應式精餾技術，此技術手段能較好的處理B、P等大部分雜質，且有效減少精餾塔與理論板層數，同時還能更好的控制能量與溫差配對進行精餾。另外，還可利用熱集成管理技術管控完善能耗問題。

2.3 完善尾氣干法回收技術

在多晶硅生產當中，尾氣干法回收技術作為精餾系統(tǒng)主要內容，為實現(xiàn)生產節(jié)能降耗有著重要作用。它運用冷凝、壓縮以及吸附等技術措施手段，有效分離氫氣、TCS以及 HCL 等物質，并將它們傳送到各工藝環(huán)節(jié)循環(huán)利用。由此可見，尾氣干法回收系統(tǒng)對于多晶硅生產節(jié)能降耗改造具有積極意義，它既能有效降低有害氣體排放帶來的危害，還能實現(xiàn)對廢氣的循環(huán)利用。

2.4 著重廢物與廢熱利用問題

進行多晶硅產生時，往往有著許多廢物與廢熱產生，將它們進行回收利用，可實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。傳統(tǒng)多晶硅制造工藝，產生大量高鹽廢水，它們不僅污染環(huán)境，處理起來也十分麻煩，因此需采用全新工藝手段把它們有效利用起來。業(yè)內已有部分企業(yè)采取焚燒廢氣的辦法，對廢水進行回收利用，這種方法處理廢水效果十分理想。對于生產中廢熱的利用，也能很好的實現(xiàn)企業(yè)節(jié)能降耗的目的，因此需要改進工藝提高廢熱利用率。

2.5 形成多晶硅產業(yè)集群發(fā)展

加快推進多晶硅產業(yè)集群發(fā)展，進而實現(xiàn)產業(yè)發(fā)展節(jié)能降耗的目的。充分結合地方水電以及礦產等資源優(yōu)勢，圍繞工業(yè)硅、高純度多晶硅以及太陽能電池等作為主導產業(yè)，同時完善相關配套產業(yè)，進而形成相對集聚的產業(yè)發(fā)展模式，如此便能更好的達到原輔材料的高效利用，最終實現(xiàn)產業(yè)發(fā)展一體化以及節(jié)能降耗發(fā)展道路。

3 結語

綜上所述，多晶硅是太陽能產業(yè)發(fā)展的重要基石，其發(fā)展當中有機融合節(jié)能降耗技術已然成為行業(yè)趨勢。因此，加快推進多晶硅生產中節(jié)能降耗應用，認真分析研究其節(jié)能降耗設計策略思路，從而實現(xiàn)產品低成本高品質，以此推動我國太陽能產業(yè)快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]李俊杰.多晶硅生產過程節(jié)能優(yōu)化研究[D].天津：天津大學，2017.