矢志创新勇立潮头助力实现“双碳”目标———华陆公司四川永祥多晶硅项目纪实

李 涛 李 超 于 瑾

华陆工程科技有限责任公司 陕西西安 710065

1 国内首套低成本万吨级多晶硅项目

2021 年末，由华陆工程科技有限责任公司（以下简称“华陆公司”）设计的四川永祥新能源有限公司2.5 万吨高纯晶硅项目荣获国家优质工程奖，受到社会各界广泛关注。

四川永祥新能源有限公司2.5 万t/ a 高纯晶硅项目是四川永祥新能源有限公司的一期项目，单体装置为国内首套吨成本4 万元以下的万吨级生产装置，该项目的完成标志着多晶硅低成本产品由千吨级到万吨级的规模跨越。

自2017 年开始，华陆公司负责四川永祥多晶硅项目冷氢化、精馏、还原、整理、尾气回收、废气废液处理等工艺装置和罐区、公用工程等工程设计工作。该项目采用国内先进的改良西门子法及华陆公司自主开发的冷氢化工艺技术，该技术与国外冷氢化技术相比，实现了多项技术超越：

（1）创新性地解决了副产物氯化氢的循环问题；

（2）对大型流化床反应器进行的成功创新，使四氯化硅转化率比国外同类技术高6～8 个百分点；

（3）通过优化热量回收系统设计，三氯氢硅电耗大幅降低至0.2kW·h/ t，为国外冷氢化技术的一半；

（4）开发的文丘里+ 洗涤塔相结合的湿法除尘系统，以及旋风+ 过滤器的干法除尘系统，减少了渣浆中硅粉含量，提高了系统的运行稳定性，冷氢化装置连续运行周期延长至1 年以上。

技术就是生产力，技术就是效益。唯有持续的技术创新，才能为行业提供持续动能。华陆公司凭借冷氢化自主技术及工程化优势，着眼于全行业的整体进步，秉承“快半步”的原则，以“节能降耗、挖潜消瓶、提高效率”为目标，结合生产实践，积极探索、大胆创新、仔细推敲，在四川永祥项目上进行了一系列的技术开发和技术升级，通过大型还原炉和还原炉热能回收技术、多级耦合精馏技术、尾气回收分离技术等，强化了物料的内部循环，实现了多晶硅副产四氯化硅全回收循环利用，也使生产系统中的废气、废液、废渣排放量和排放种类大幅减少，主要原材料和公用工程消耗得到进一步下降，耗电量大幅下降，直接带动生产成本大幅下降。

四川永祥新能源有限公司2.5 万吨高纯晶硅项目的顺利投产标志着多晶硅低成本产品由千吨级到万吨级的规模跨越

项目按照电子级1 级品进行设计，能够满足N 型单晶硅需求。值得一提的是，冷氢化核心装置采用先进流化床结构，提高了传质、传热，第四代流化床反应器的单程转化率高达28%以上；精馏提纯系统采用了多晶硅多效差压耦合节能工艺技术，精馏单元相对常规工艺所需的能耗可降低50%以上，节约了大量的循环水和蒸汽；在热能利用方面，通过梯度闪蒸，实现了蒸汽的零消耗。同时，华陆公司在工程设计、建设、运营等阶段，全过程融入智慧元素，紧密围绕安全生产、提质增效、节能降耗、智能管理等主题开展智慧工厂建设。

2 华陆公司的多晶硅技术创新之路

四川永祥多晶硅项目是华陆公司多晶硅产品技术领域工程业绩的一个缩影，这次获奖也是对于华陆公司近二十年来在多晶硅产品技术领域从无到有、从有到优，持续通过技术创新和工程优化，源源不断地为国家光伏行业提供变革源动力的充分肯定。

回顾华陆公司的多晶硅技术创新之路，在国家改革发展的浪潮中，秉承自力更生、艰苦奋斗的精神理念，奋力谱写我国多晶硅行业繁荣发展的宏伟篇章。在十余年的优化创新中，华陆公司自主开发成功的冷氢化技术达到国际领先水平，攻克了国内制约多晶硅量产“卡脖子”的瓶颈，先后开发了不同产品规模的一系列完整的多晶硅技术工艺包，使得吨多晶硅成本降低了95%以上，为中国多晶硅及光伏产业的快速发展奠定了基础。

冷氢化装置华陆公司自主开发成功的冷氢化技术达到国际领先水平，使得吨多晶硅成本降低了95%以上，为中国多晶硅及光伏产业的快速发展奠定了基础。

2.1 攻坚克难 成功开发冷氢化技术

早在2005 年，先进多晶硅的生产技术仅由少数发达国家掌握，中国多晶硅自主供货始终存在着很大的缺口，95%以上多晶硅材料依赖进口。当时国内的多晶硅生产规模小、工艺技术路线不完整、环境污染严重、消耗大、成本高等，这些问题成为制约中国信息产业和光伏产业发展的瓶颈。为突破国外技术封锁，2005 年华陆公司召集公司顶尖技术人才，组建多晶硅技术开发和工程设计团队，着手多晶硅核心工艺的开发，全力解决“卡脖子”难题。凭借在有机硅、三氯氢硅合成方面积累的设计经验，成功开发冷氢化技术，最终实现了生产的密闭循环，保证了产品质量的稳定性，成功打破了少数发达国家对先进工艺的垄断，填补了我国在多晶硅生产领域的多项技术空白。2007 年华陆公司在江苏中能1500t/ a 多晶硅装置实现了冷氢化技术在国内的首次成功应用，该项目也是当时国内最大的多晶硅生产装置，创造了当时的三项世界第一，即同类规模项目建设施工周期最短、单位产品规模投资最少、技术创新水平最高。一时间引起了全球多晶硅行业的广泛关注，也为后续国内多晶硅行业的发展创造了良好的开端。

2.2 持续发力 助推实现“双碳”目标

2020 年以来，华陆公司承担了国内几乎所有新开工多晶硅项目的工程设计和部分项目的工程总承包，设计总产能约150 万t，预计到2023 年上半年全部达产后，年可新增光伏装机容量500GW，年增光伏发电总量约7500 亿kW·h，年均减排二氧化碳6.0 亿t。无论是在陕西西安华陆公司本部，还是在江苏徐州、四川乐山、内蒙包头等数十个项目现场，华陆人正在与时间赛跑，争分夺秒、加班加点，加速推进各项目投产，为光伏行业提供持续稳定的核心技术和稳定产能，积极助力国家“双碳”目标早日实现。

2020 年全球Top10 多晶硅制造商最新排名

3 迎接挑战 敢做善成

迎接挑战，最根本的是改革创新。走在新时代的征途上，华陆公司将继承发扬老一辈华陆人想国家之所想、急国家之所急、应国家之所需的优良传统，始终保持革故鼎新、一往无前的勇气，始终葆有善于变革、敢于创新的锐气，激扬“闯”的精神、“创”的劲头、“干”的作风，为打造成实现“双碳”目标整体解决方案提供商不懈努力！■

江苏中能多晶硅工厂，并列的新旧装置见证了中国多晶硅自主发展的历程江苏中能是华陆公司最早研发国产多晶硅成套技术的项目之一。近几年，江苏中能多次委托华陆公司进行新生产线设计与建设。