乐山高新区3000ta多晶硅项目环境影响报告书.doc

1 96 1 总论 1 11 1 概述概述 太阳能级多晶硅能有效利用太阳能 太阳能做为一种清洁能源 对我国可 持续发展意义重大 2005 年 3 月中华人民共和国主席令 33 号正式颁布了 中 华人民共和国可再生能源法 明确指出了国家发展可再生能源 为了鼓励国家 新能源产业的发展 国家发改委高计 2005 509 号文件要求组织实施可再生能源 和新能源高技术产业化 明确要求解决我国太阳能电池用多晶硅原料生产和光 伏产业链发展不平衡的问题 在世界各国 尤其是美 日 德等发达国家先后发起的大规模国家光伏发 展计划和太阳能屋顶计划的刺激和推动下 世界光伏工业近年来保持着年均 30 以上的高速增长 全球目前多晶硅缺口在 6000t 左右 专家预测 光伏发 电将在新世纪前半期超过核电成为最重要的基础能源之一 多晶硅是半导体工 业 电子信息产业 太阳能光伏电池产业的最主要 最基础的功能性材料 多 晶硅太阳能电池生产需要多晶硅材料 集成电路用硅单晶生产同样需要多晶硅 其重要性不言而喻 我国多晶硅无论是技术水平还是生产规模上均与世界先进水平有很大的差 距 产量仅占世界总产量的 0 3 0 4 目前主要依赖进口 在缺少国内竞争 的条件下 进口多晶硅价格一直居高不下 严重影响了我国信息产业和太阳能 利用的发展 因此 本项目建设可提高我国多晶硅的生产能力 不仅对企业发 展起重要作用 也对我国信息产业和太阳能利用的发展起到积极的推动作用 硅材料产业是国家鼓励发展的具有广阔前景的高新技术产业 是各地战略 投资者高度关注和争相抢占的竞争制高点 乐山市硅材料产业在省委 省政府 的大力关心支持下 发展势头迅猛 2007 年 2 月乐山高新技术产业开发区内的 新光硅业公司 1000 吨多晶硅已试车成功 为在乐山高新技术产业开发区进一步 发展多晶硅产业 形成乐山市的 硅产业链 乐山市计划在高新区抓紧推进 3000t a 的多晶硅项目的实施 乐山市高新区 3000t a 多晶硅项目 是乐山培育 硅材料产业集群和打造硅材料百亿园区的重大项目 市委 市政府对此高度重 视 专门成立了硅材料产业发展工作领导小组 全力做好协调服务工作 2 96 根据 中华人民共和国环境保护法 中华人民共和国环境影响评价法 国务院 1998 253 号令 建设项目环境保护管理条例 等有关规定 在项目前 期可行性研究阶段 需进行环境影响评价工作 为此 乐山高新区管委会于 2007 年 7 月委托国家环境保护总局环境发展中心承担该项目的环境影响评价工 作 接受委托后 评价单位详细收集和分析与工程项目有关的基础资料 通过 大量调查 监测和模拟 在系统深入的研究基础上 编制了 乐山高新区乐山高新区 3000t a多晶硅项目环境影响报告书多晶硅项目环境影响报告书 提交环境保护主管部门审查 1 21 2 编制依据编制依据 1 2 1 法律 法规 1 中华人民共和国环境保护法 1989 12 26 2 中华人民共和国大气污染防治法 2000 4 29 3 中华人民共和国水污染防治法 1996 5 15 4 中华人民共和国固体废物污染环境防治法 2005 4 1 5 中华人民共和国环境噪声污染防治法 1997 3 1 6 中华人民共和国水土保持法 1991 6 29 7 中华人民共和国清洁生产促进法 2003 1 1 8 中华人民共和国环境影响评价法 2002 10 28 9 中华人民共和国节约能源法 1998 1 1 10 建设项目环境保护管理条例 国务院 1998 第 253 号令 1998 11 29 11 建设项目环境保护分类管理名录 国家环境保护总局令第 14 号 12 国务院关于环境保护若干问题的决定 国发 1996 31 号 1996 8 6 13 关于加快推行清洁生产的意见 国家发展改革委等十一部委 2004 1 14 关于加强环境影响评价管理防范环境风险的通知 环发 2005 152 号 15 关于检查化工石化等新建项目环境奉献的通知 环办 2006 4 号 3 96 16 四川省 中华人民共和国水法 实施办法 2005 07 01 17 四川省 中华人民共和国大气污染防治法 实施办法 2002 09 01 18 四川省环境保护条例 1991 07 29 19 四川省人民政府关于加强环境保护工作的决定 1996 年 11 月 22 日川府发 1996 42 号 20 四川省人民政府关于四川省地面水水域环境功能划类管理规定 1992 年 1 月 13 日 川府发 1992 5 号 21 乐山市人民政府办公厅关于印发 乐山市环境空气质量功能区划分 的规定 的通知 乐府办 1997 13 号 1997 03 19 22 乐山市人民政府 关于乐山市地面水水域环境功能类别的规定的通 知 乐府发 1993 10 号 23 乐山市人民政府办公厅关于印发 乐山市中心城区环境噪声标准适 用区域划分暂行规定的通知 乐府办发 1998 95 号 1 2 2 政策规定 1 国务院关于落实科学发展观加强环境保护的决定 国发 2005 39 号 2 产业结构调整指导目录 2005 年本 国家发展和改革委员会 第 40 号令 2005 12 2 3 关于进一步加强产业政策和信贷政策协调配合控制信贷风险有关问 题的通知 发改产业 2004 746 号 4 关于加强工业节水工作的意见 国家经贸委等六部委 国经贸资 源 2000 1015 号 2000 10 25 1 2 3 技术导则与规范 1 环境影响评价技术导则 总纲 HJ T2 1 93 国家环境保护局 2 环境影响评价技术导则 大气环境 HJ T2 2 93 国家环境保护局 4 96 3 环境影响评价技术导则 地面水环境 HJ T2 3 93 国家环境保护 局 4 环境影响评价技术导则 声环境 HJ T2 4 95 国家环境保护局 5 环境影响评价技术导则 非污染生态影响 HJ T19 1997 国家环 境保护局 6 建设项目环境风险评价技术导则 HJ T169 2004 国家环境保护 总局 7 环境影响评价技术导则 石油化工建设项目 HJ T89 2003 国家 环境保护局 8 环境影响评价公众参与暂行办法 环发 2006 28 号 国家环境 保护总局 1 2 4 项目有关资料 1 2 4 1 技术资料技术资料 1 乐山高新区 3000t a 多晶硅项目环境影响评价委托书 乐山高新区管 委会 2007 年 7 月 2 四川新光硅业科技有限责任公司 3000t a 太阳能级多晶硅项目可行 性研究报告 中国成达工程公司 2006 年 6 月 3 乐山高新区 3000t a 多晶硅项目环境质量现状监测报告 乐山市 环境监测站 2007 年 7 月 4 年产 3000 吨多晶硅配套渣场项目 乐山市环境科学研究所 2007 年 8 月 1 2 4 2 项目文件项目文件 1 关于乐山高新区 3000t a 多晶硅项目环境影响评价执行标准的函 四川省环境保护局 川函 2007 75 号 2 关于 3000t a 多晶硅项目取水申请的批复 乐山市水利局 2007 年 8 月 3 关于乐山市中心城区 2003 年第二批城市建设用地的批复 四川 省人民政府 川府土 2003 188 号 5 96 4 关于乐山市 2004 年第一批城市建设用地的批复 四川省人民政 府 川府土 2005 57 号 5 四川省国土资源厅关于乐山市中心城区 2001 年第二批城市建设用 地的批复 四川省国土资源厅 川国土资建 2002 38 号 6 关于对四川省乐山市高新技术开发区区域环境影响报告书的批复 四川省环境保护局 川环函 2002 121 号 7 关于乐山大佛风景名胜区总体规划的函 中华人民共和国建设部 建城函 2006 344 号 8 关于乐山高新技术产业开发区控制性详细规划的批复 乐山市人 民政府 乐府函 2005 92 号 9 关于四川省乐山高新技术产业开发区年产 3000 吨多晶硅配套渣场 项目环境影响报告表的批复 乐山市环境保护局 乐市环建管 2007 413 号 1 2 4 3 规划文本规划文本 1 乐山市环境保护 十一五 规划 初稿 乐山市环境保护局 2005 年 10 月 2 乐山高新技术产业开发区控制性详细规划 修编 西南交通大 学建筑勘察设计研究院 2005 年 9 月 3 乐山城市总体规划 2003 2020 上海同济城市规划设计研究 院 2004 年 10 月 4 乐山市国民经济河社会发展第十一个五年计划 乐山市发展和改 革委员会 2006 年 2 月 5 四川省乐山市土地利用总体规划 四川省乐山市人民政府 1999 年 9 月 6 乐山大佛风景名胜区总体规划 2006 四川省城乡规划设计研究院 1 31 3 评价目的 原则评价目的 原则 1 3 1 评价目的 根据项目的性质和特点 结合项目所处地区的环境特征和污染特征 分析 6 96 预测项目建成后对周围环境可能造成的影响及影响范围和程度 提出避免和减 少对环境污染的措施 从环保的角度论证项目建设的可行性 为工程设计和项 目建成后的环境管理提供基础资料 为环境保护审批提供依据 以实现建设项 目的环境效益 社会效益 经济效益的统一 1 3 2 评价原则 本着实事求是 客观公正的精神 根据本项目工程及环境影响复杂的特点 确定评价原则为 1 遵守国家和四川省相关法律法规 符合相关部门规范性文件规定 满 足环评技术导则要求 2 客观 公正 全面 科学地分析本项目对环境的各种影响 3 通过现场调查和监测获得第一手数据 保证资料数据的代表性 准确 性和时效性 评价方法力求先进 定量 可靠 情景和工况设定尽量接近实际 情况 评价结论中提出的对策措施具有可操作性 4 贯彻 产业政策 满足规划 清洁生产 达标排放 总量控制 循环经济 的原则 5 以多种形式进行公众参与 1 41 4 环境影响评价因子选取环境影响评价因子选取 在识别出本项目主要环境影响因素的基础上 筛选出本次评价的污染因子 选择对环境影响较大或环境较为敏感的特征污染因子作为本次评价的评价因子 选取结果见表 1 4 1 表 1 4 1 项目评价因子一览表 评价要素评价类型评价因子 污染源调查烟尘 SO2 环境现状SO2 NO2 PM10 TSP HCL 和氟化物 环境影响HCL 氟化物 NO2和硅粉尘 总量控制硅粉尘 HCL 特征污染物 环境空气 风险评价HCL 氟化物 污染源调查CODcr 氨氮 SS 环境现状 pH 水温 溶解氧 高锰酸钾指数 生化需氧量 化学需氧量 氨氮 石油类 挥发酚 氟化物 氯化物 环境影响废水进入污水处理厂可行性分析 地表水 总量控制CODcr 7 96 声环境现状及影响连续等效声级 dB A 固体废物固废影响工业性固体废物产生量 处置量和处置方式 1 51 5 主要环境控制及保护目标主要环境控制及保护目标 根据现场调查 结合本项目排污特征和所在区域的环境功能及环境总体控 制目标 确定环境空气保护目标为评价区域内居民点 乐山市区 乐山大佛风 景名胜区 地表水环境保护目标为岷江 地下水保护目标为厂址所在区域地下 水环境 主要保护目标及功能要求见表 1 5 1 分布位置见图 1 5 1 表 1 5 1 评价区内主要环境保护目标一览表 环境 类别 序 号 环境保护目标区域特征 相对厂 址 方位 相对厂址 距离 m 概况 人 数 环境功能要求 1 张家坝农村SW38001500 2乐山市技工学校学校N200010000 3肖公咀 市区 城区ENE5500 4乐山大佛风景区E 5000 5 车子乡杜家场 大佛山风景区 边缘 农村 风 景区边缘 SE20002000 6 车子镇城镇 SSE20003000 7 邢家湾农村 SE40001800 环境 空气 8 乐山市城区城区 NE 1000 5000 569107 满足 环境空气质 量标准 GB3095 1996 二 级标准 乐山大佛 满足一级标准 1岷江过境河流E4000 2大渡河水源地N1000 地表 水 2青衣江过境河流N 2000 地表水环境质量 标准 GB3838 2002 类标准 地下 水 1 地下水厂址所在区域 满足 地下水质量 标准 GB T14848 93 类标准 噪声 1 厂界厂界外 1m 满足 工业企业厂 界噪声标准 GB12348 90 类标准 1 61 6 评价等级 评价范围及评价标准评价等级 评价范围及评价标准 1 6 1 评价等级和评价范围 1 环境空气评价工作等级和评价范围 评价等级 8 96 所在区域属于丘陵地形 大气污染物等标排放量计算结果见表 1 6 1 根 据 环境影响评价技术导则 大气环境 HJ T2 2 93 的评价级别计算方法 判定本项目环境空气评价计算工作等级为三级 表 1 6 1 环境空气评价等级计算 污 染 物 排放量 t h 环境标准 mg m3 等标排放量 m3 h 判断值评 价 级 别 HCI1 9 10 50 050 38 106 硅粉尘 1 0 10 41 00 0 1 106 HF5 0 10 50 022 5 106 NOX9 0 10 50 240 375 106 一级Pi 2 5 109 二级 2 5 109 Pi 2 5 108 三级Pi 2 5 108 小于三级 评价范围 环境空气评价范围考虑乐山市城区及乐山大佛风景名胜区 在三级评价基 础上对评价范围适当扩大 评价范围确定以厂址为中心 以厂址所在地主导风 向为主轴 长 10km 宽 10km 面积 100 km2的矩形区域 见图 1 5 1 2 水环境评价工作等级和评价范围 评价等级 地表水 根据 环境影响评价技术导则 地面水环境 HJ T2 3 93 划分 本项目废水经厂区污水处理站后 达到 污水综合排放标准 GB8978 1996 一 级标准 通过白滩堰排入岷江 排水量约 149m3 d 污水中含 COD 盐等 水 质复杂程度简单 岷江多年平均流量 470 2700m3 s 属于大河 按 关于乐山 市地面水水域环境功能类别的规定的通知 评价河段属 类水体 确定本项 目地面水环境影响评价为三级 地下水 本项目所在区域地下水属于 地下水质量标准 GB T14848 93 的 类地区 本项目评价将在场地及周围区域地下水的现状水质 水文地质特征 等调查 分析基础上 结合项目特点 对地下水的影响只进行简要分析 提出 防止地下水污染的措施建议 评价范围 地表水评价范围 岷江开发区段废水总排口上游 1km 下游 5km 地下水现状调查和评价范围 厂区边界外 2km 范围内 3 声环境评价工作等级和评价范围 9 96 评价等级 根据 环境影响评价技术导则 声环境 HJ T2 4 1995 划分 项目厂址 属于乐山高新技术产业开发区 厂界声环境执行 3 类标准 项目建成后距离声 环境保护目标较远 因此确定噪声评价等级为三级 评价范围 厂界外 1m 4 生态评价等级 评价等级 项目占地 18 9hm2 属于开发区工业用地 目前土地已平整完毕 根据 环 境影响评价技术导则 非污染生态影响 HJ T19 1997 规定 对生态环境影 响进行简要分析 评价范围 厂界外延 1000m 5 环境风险评价工作等级和评价范围 评价等级 本项目原料 辅助材料 中间产品 产品等主要物料中 三氯氢硅 氟化 氢等为有毒物质 存在有毒物料泄漏发生人员伤亡的危险 硝酸为具有腐蚀性 的物料 具有较强的腐蚀性 对人有灼伤危害 从本项目生产过程分析 重大危险源主要为物料的贮存场所 生产场所包 括罐区 依据本项目的危险特性和使用及贮存数量 生产场所和贮存场所为该 项目的主要重大危险源 尤其是罐区的贮存量远大于重大危险源辩识中危险物 质的临界量 罐区存在着发生重大火灾 爆炸或毒物泄漏 对环境造成严重污 染事故的可能性 根据 建设项目环境风险评价技术导则 HJ T 169 2004 评价工作等级 确定原则 本项目环境风险评价的工作等级确定为一级评价 评价范围 环境风险评价范围是以厂址中心为原点 半径为 5km 的围成的区域 见图 1 5 1 10 96 1 6 2 评价标准 根据四川省环境保护局 关于乐山高新区 3000t a 多晶硅项目环境影响评价 执行标准的函 川环评函 2007 75 号 批复 本次评价执行的评价标准如下 1 6 2 1 环境质量标准环境质量标准 1 环境空气 SO2 NO2 TSP PM10 HF 参考氟化物 F 执行 环境空气质量标 准 GB3095 1996 二级标准 HCl 参考执行 工业企业设计卫生标准 TJ36 79 中表 1 居住区大气中有害物质的最高容许浓度 标准值见表 1 6 2 表 1 6 2 环境空气质量标准 mg Nm3 标准值 质量标准名称 标准 级别污染物SO2NO2TSPPM10氟化物HCl 1 小时平均0 150 12 0 020 日平均0 050 080 120 050 007 一级 标准 年平均0 020 040 080 04 1 小时平均0 500 24 0 020 日平均0 150 120 300 150 007 环境空气质量标准 GB3095 1996 二级 标准 年平均0 060 080 200 10 一次 0 05 工业企业设计卫生标准 TJ36 79 日均 0 015 2 地表水 地表水岷江厂址段上下游执行 地表水环境质量标准 GB3838 2002 类标准 标准值见表 1 6 3 表 1 6 3 地表水环境质量标准 mg L pH 除外 序号污染物 类标准限值序号污染物 类标准限值 1pH6 96氨氮 1 0 2溶解氧 57石油类 0 05 3高锰酸盐数 68挥发酚 0 005 4BOD5 49氟化物 1 0 5COD 2010总磷 0 2 3 地下水 评价区域地下水执行 地下水质量标准 GB T14848 93 类标准 标 准值见表 1 6 4 11 96 表 1 6 4 地下水质量标准 mg L pH 除外 序号项目 类标准限值序号项目 类标准限值 1pH6 5 8 56亚硝酸盐氮 0 02 2总硬度 4507氨氮 0 2 3溶解性总固体 10008氟化物 1 0 4高锰酸盐指数 3 09氰化物 0 05 5硝酸盐氮 2010硫酸盐 250 4 声环境 厂址区域声环境现状执行 城市区域环境噪声标准 GB3096 93 3 类标 准 标准值见表 1 6 5 表 1 6 5 噪声评价标准 标准值 dB A 功能区类型执行的标准和级别 昼间夜间 环境噪声 城市区域环境噪声标准 GB3096 93 3 类 6555 1 6 2 2 污染物排放标准污染物排放标准 1 大气污染物 本项目生产中排放的废气执行 大气污染物综合排放标准 GB16297 1996 表 2 新污染源二级排放标准 锅炉执行 锅炉大气污染物排放标准 GB13217 2001 中 时段标准 导热油加热炉执行 工业炉窑大气污染物排 放标准 表 2 二级标准 标准值见表 1 6 7 表 1 6 9 表 1 6 7 大气污染物排放标准 mg Nm3 污染物 最高允许 排放浓度 mg m3 排气筒 高度 m 排放速率 kg h 无组织监控 浓度限值 mg m3 备注 152 6 3015SO2550 4025 0 4 150 77 304 4 NOX 以NO2 计 240 407 5 0 12 153 5 205 9 颗粒物 120 3023 1 0 150 26 200 43 HCl 100 301 4 0 20 HF 参照氟化 物标准 9 0150 100 02 GB16297 1996 表 2 中二级 12 96 300 59 401 0 表 1 6 8 锅炉大气污染物排放标准 锅炉类别烟尘烟气黑度SO2 NOX 燃气锅炉燃气 10 100400 1 6 9 工业炉窑大气污染物排放标准 炉窑类别烟尘 加热炉非金属加热炉 200 2 水污染物 本项目生产过程中排出的工艺污水先进入厂区的污水处理站 处理达标后 通过白滩堰排入岷江 排水执行 污水综合排放标准 GB8978 1996 一级标准 具体标准值见表 1 6 10 表 1 6 10 污水综合排放标准 mg L pH 除外 项目标准值备注 pH 无量纲 6 9 SS70 CODcr100 氨氮 15 BOD520 石油类 5 氟化物 10 污水综合排放标准 GB8978 1996 一级标准 3 噪声 厂界执行 工业企业厂界噪声标准 GB 12348 90 类标准 施工噪声 建筑施工厂界噪声限值 GB12523 90 标准 标准值见表 1 6 11 表 1 6 11 噪声评价标准 噪声限值 dB 标准名称和类别 昼间夜间 工业企业厂界噪声标准 GB12348 90 类标准6555 建筑施工厂界噪声限值 GB12523 90 65 8555 1 6 2 3 控制标准控制标准 1 固体废物执行 危险废物鉴别标准 GB5085 1 3 1996 一般 工业固体废物贮存 处置场污染控制标准 GB18599 2001 及 危险废物贮 存污染控制标准 GB12525 2001 2 环境保护图形标志排放口 源 GB15562 1 1995 13 96 3 环境保护图形标志 固体废物贮存 处置 场 GB155562 2 1995 4 重大危险源识别采用 重大危险源辩识 GB18218 2000 1 71 7 评价重点评价重点 1 工程分析 2 环境质量现状调查与评价 3 环境空气影响预测与评价 4 污染防治措施及其技术可行性分析 14 96 2 工程概况 2 12 1 建设项目名称 地点和建设性质建设项目名称 地点和建设性质 项目名称 乐山高新区 3000t a 多晶硅项目 项目性质 新建 建设地点 乐山高新技术产业开发区建业大道以南 乐高大道和茶山路之间 2 22 2 建设规模 产品方案及年操作时间建设规模 产品方案及年操作时间 2 2 1 建设规模 多晶硅装置 3000 吨 年 2 2 2 产品方案 主产品 3000 吨 年电路级多晶硅 副产物 四氯化硅 高沸物 工业级 含 SiCl4 95 三氯氢硅 低沸物 工业级 含 SiHCl3 94 2 2 3 年操作时间 本项目年操作时间 7440 小时 2 32 3 产品性质 规格及用途产品性质 规格及用途 2 3 1 多晶硅 Si 产品 2 3 1 1 性质性质 多晶硅 具灰色金属光泽 熔点 1410 沸点 2355 密度 2 32 2 34 溶于氢氟酸和硝酸的混酸中 不溶于水 硝酸和盐酸 多晶硅按纯度分类可以分为冶金用硅 太阳能级 电子级 冶金用硅是硅 的氧化物在电弧炉中被碳还原而成 一般纯度为 97 99 3 最高可达 99 8 以上 电子级硅一般要求纯度高于 99 9999 以上 超高纯达到 99 9999999 99 999999999 一般称 9 个 9 至 11 个 9 其导电性介于 10 4 1010 欧厘米 太阳能级多晶硅纯度介于冶金级硅与电子级硅之间 至今未 有明确界定 一般认为纯度在 99 9999 左右 15 96 2 3 1 2 规格规格 本项目多晶硅产品的规格和质量指标见表 2 3 1 表 2 3 1 多晶硅产品规格和质量指标 指标名称产品规格及质量指标 Si 99 99999 w 太阳能级 受主水平 N 3000 cm 施主水平 P 300 c B 含量 0 003ppb w P 含量 0 3ppb C 含量 100ppb 体内金属含量 0 5ppb w Fe Cu Zn Cr Ni 形态表面无氧化夹杂物 呈银灰色 带有金属光泽 表面金属杂质含量 Fe0 25ppb a 0 5ppb w Cu0 025ppb a 0 05ppb w Ni0 05ppb a 0 1ppb w Cr0 055ppb a 0 1ppb w Zn0 13ppb a 0 3ppb w Na0 98ppb a 0 8ppb w 2 3 1 32 3 1 3 产品用途产品用途 多晶硅材料是以金属硅为原料经一系列的物理化学反应提纯后达到一定纯 度的硅材料 是硅产品产业链中的一个极为重要的中间产品 是电子工业中广 泛用于制造半导体收音机 录音机 电冰箱 彩电 录像机 电子计算机等的 基础材料 多晶硅是单晶硅及硅片产品的唯一原料 用多晶硅加工制成的硅片 硅抛光 片 太阳能级硅片 主要用于制作集成电路 整流元件 功率晶体管 分立器件 探测器 太阳能电池等半导体器件 2 3 2 四氯化硅 SiCl4 副产物 2 3 2 12 3 2 1 性质性质 四氯化硅 无色透明发烟液体 具有难闻的窒息性气味 熔点 70 沸点 57 57 相对密度 1 483 可与苯 乙醚 氯仿 石油醚 四氯化碳 四氯化 锡 四氯化钛 一氯及二氯化硫以任何比例混溶 16 96 2 3 2 22 3 2 2 规格规格 四氯化硅 高沸物 工业级 含 SiCl4 95 2 3 3 32 3 3 3 产品用途产品用途 用于制硅酸酯类 有机硅单体 有机硅油 高温绝缘材料 硅树脂 硅橡 胶等 也用作烟幕剂 2 3 3 三氯氢硅 SiHCl3 副产物 2 3 3 12 3 3 1 性质性质 三氯氢硅 无色液体 熔点 126 5 沸点 33 相对密度 1 34 溶解性 能溶于二硫化碳 四氯化碳 氯仿 苯等 2 3 3 22 3 3 2 规格规格 三氯氢硅 低沸物 工业级 含 SiHCl3 94 2 3 3 32 3 3 3 产品用途产品用途 用作高分子有机硅化合物的原料 也是生产半导体硅 单晶硅的原料 2 42 4 项目组成项目组成 本项目多晶硅生产装置以及配套的公用工程和辅助设施详见表 2 4 1 表 2 4 1 项目组成一览表 主要环境问题 序号项目分类主要内容 施工期营运期 一主体工程 3000t a 太阳能级多晶硅装置 包括 三氯氢硅合成 合成气干法分离 氯硅烷分离提纯 三氯氢硅氢还原 还原尾气干法分离 四氯化硅氢化 氢化 气干法分离 氯硅烷贮存 硅芯制备 产品整理 废气和残 液处理 工艺废料处理 废气 废水 固废 噪声 二公用工程 供水 排水 循环水 脱盐水 供电 电讯 自动控制系 统 供热 冷冻站 空压制氮站 中央分析及监测 废气 废水 噪声 三 贮运及辅助 设施 储运设施 维修 污水处理站 渣场 扬尘 废水 建渣 机械噪 声废水 无组织 废气 固废 噪声 17 96 四 办公及生活 设施 拟建厂前区 设办公楼和倒班宿舍等 本项目定员约 人 废水 固废 18 96 2 52 5 主要工艺技术方案主要工艺技术方案 工艺流程及产污分析 工艺流程及产污分析 2 5 1 工艺技术方案 目前国际上多晶硅生产工艺有 70 以上均采用改良西门子法 如 德国 WACKER 公司 美国 HSC 公司 日本德山 三菱 住友公司 意大利 MEMC 公司 国内的洛阳中硅集团 峨嵋半导体材料厂以及新光硅业科技公司的 1260 吨 年多晶硅装置等的生产工艺均属此类 均经由三氯氢硅的氢还原反应获得多 晶硅产品 另有硅烷法多晶硅生产工艺 是用硅烷进行热分解生成多晶硅 与经由三 氯氢硅反应的改良西门子法相比 该方法对生产的安全性要求及总生产成本均 更高 故此法采用不多 其技术的改进和提高还在研究中 随着光伏产业的飞速发展 太阳能级多晶硅的需求迅速增长 新一代低成 本多晶硅工艺技术的研究空前活跃 如 德山曹达的熔融析出法 VLD 工艺 采用筒状反应炉 析出液体状硅 瓦克的沸腾床法 采用 FBR 型反应器 生成 粒状硅等等 但这些工艺均尚处于研究或试验阶段 2 5 2 工艺技术路线的确定 从以上所述多晶硅生产的主要工艺技术的现状和发展趋势来看 改良西门 子工艺能够兼容电子级和太阳能级多晶硅的生产 以其技术成熟 适合产业化 生产等特点 仍是目前多晶硅生产普遍采用的首选工艺 故本项目 1500 吨 年 电路级多晶硅装置采用改良西门子法生产多晶硅 目前国内采用改良西门子法生产多晶硅的技术来源 主要有国内自有技术 引进俄罗斯技术和引进欧洲 德国 意大利等国 技术 引进美国 GT 公司 DEI 公司技术等 国内技术整体上还不很成熟 原料和公用工程 电等 消耗较高 但软件费用低 俄罗斯技术 原料和公用工程消耗比国内技术略低 在国内已 有在建装置 美国公司的生产技术先进 也较为成熟 消耗比国内技术低 但 软件费用相当昂贵 而且还有出口限制等问题 三种技术均可选 在技术谈判 和商务谈判阶段需进一步综合比较方可选定 本可研 暂按引进技术结合国内 技术考虑 工艺流程见图 2 5 1 19 96 2 5 3 反应原理 3000 吨 年电子级多晶硅装置工艺流程由以下主要工序组成 1 三氯氢硅合成工序 2 合成气干法分离工序 3 氯硅烷分离提纯工序 4 三氯氢硅氢还原工序 5 还原尾气干法分离工序 6 四氯化硅氢化工序 7 氢化气干法分离工序 8 氯硅烷贮存工序 9 硅芯制备工序 10 产品整理工序 11 废气和残液处理工序 12 工艺废料处理工序 2 5 3 1 三氯氢硅合成三氯氢硅合成 在一定温度下 晶体硅与氯化氢的发生反应生成三氯氢硅和四氯化硅 同 时 生成硅的高氯化物的副反应 生成 SinCl2n 2系的聚氯硅烷及 SinHmCl 2n 2 m 类型的衍生物 主反应 23 3HSiHClHClSi 24 24HSiClHClSi 副反应 262 362HClSiHClSi 252 252HHClSiHClSi 2 5 3 2 合成气干法分离工序合成气干法分离工序 经三级旋风除尘器组成的干法除尘系统除去部分硅粉 经低温氯硅烷液体 洗涤 分离成氯硅烷液体 氢气和氯化氢气体 分别循环回装置使用 20 96 2 5 3 3 氯硅烷分离提纯工序氯硅烷分离提纯工序 氯硅烷的分离和提纯是根据加压精馏的原理 通过采用合理节能工艺来实现的 该工 艺可以保证制备高纯的用于多晶硅生产的三氯氢硅和四氯化硅 用于氢化 氯硅烷的冷凝物输往其深度净化单元 主要有 将主体组分进行分离 三氯氢硅 四氯化硅及聚氯硅烷 将三氯氢硅中的杂质形态稳定化 将低沸点的杂质和高沸点的杂质从三氯氢硅中进行深度清除 清除四氯化硅中的高沸点杂质 将聚氯硅烷和固体颗粒浓缩 将氢还原和氢化设备中的冷凝物进行分离和提纯 2 5 3 4 三氯氢硅氢还原工序三氯氢硅氢还原工序 在原始方形硅芯棒上沉积多晶硅 2 5 3 5 还原尾气干法分离工序还原尾气干法分离工序 还原尾气干法分离的原理和流程与三氯氢硅合成气干法分离工序十分类似 2 5 3 6 四氯化硅氢化工序四氯化硅氢化工序 在三氯氢硅的氢还原过程中生成四氯化硅 在将后者冷凝和脱除三氯氢硅 之后进行热氢化 转化为三氯氢硅 HClSiHClHSiCl 324 2 5 3 7 氢化气干法分离工序氢化气干法分离工序 从四氯化硅氢化工序来的氢化气经此工序被分离成氯硅烷液体 氢气和氯 化氢气体 分别循环回装置使用 氢化气干法分离的原理和流程与三氯氢硅合 成气干法分离工序十分类似 2 5 3 8 硅芯制备工序硅芯制备工序 硅芯制备过程中 需要用氢氟酸和硝酸对硅芯进行腐蚀处理 再用超纯水 洗净硅芯 然后对硅芯进行干燥 21 96 2 5 3 9 产品整理工序产品整理工序 用氢氟酸和硝酸对块状多晶硅进行腐蚀处理 再用超纯水洗净多晶硅块 然后对多晶硅块进行干燥 2 5 3 10 废气和残液处理工序废气和残液处理工序 A 废气净化 用 10 NaOH 溶液洗涤 废气中的氯硅烷 以 SiHCl3 为例 和氯化氢与 NaOH 发生反应而被除去 23223 33HHClSiOHOHSiHCl OHSiONaNaOHSiOH 23232 22 OHNaClNaOHHCl 2 废气经液封罐放空 含有 NaCl Na2SiO3 的出塔底洗涤液用泵送入工艺废料处理工序 B 残液处理 从氯硅烷分离提纯工序中排除的残液主要含有四氯化硅和聚氯硅烷化合物 的液体以及装置停车放净的氯硅烷液体加入石灰乳液中和废液中的氯硅烷等和 而被转化成无害的物质 水解和中和反应 224423 32532HCaClSiOHOHCaOSiHCl 24424 322CaClSiOHOHCaOSiCl 224426 3253HCaClSiOHOHCaOSiCl 244262 6486CaClSiOHOHCaOOClSi 经过规定时间的处理 用泵从槽底抽出含 H4SiO4 NaCl2 H4SiO4 Na2SiO3 的液体 送往工艺废料处理工序 2 5 3 11 工艺废料处理工序工艺废料处理工序 A 类废液处理 来自氯化氢合成工序的废酸 液氯汽化工序的废碱 废气残液处理工序和 22 96 废硅粉处理的废液等在此工序进行混合 中和后 经过压滤机过滤 滤渣 主 要为 SiO2 NaCl 等 送渣厂堆埋 滤液主要为 NaCl 溶液 进行蒸发 浓缩和 结晶 蒸发冷凝液循环利用 配置 NaOH 溶液 结晶固体氯化钠等外售或填 埋 B 类废液处理 来自硅芯制备工序和产品整理工序的废氢氟酸和废硝酸 用碱液中和 生 成的氟化钠和硝酸钠溶液 进行蒸发 浓缩和结晶 蒸发冷凝液循环利用 配 置 NaOH 溶液 结晶固体氟化钙和硝酸钠等外售或填埋 在对废弃的酸洗溶液和处理石灰乳液时产生的污水进行混匀时发生的矿物 酸中和伴随着下列方应 OHNaNOHNONaOH 233 OHCaFOHCaHF 222 2 2 OHNOCaOHCaHNO 22323 2 2 OHCaSOOHCaSOH 24242 2 2 5 4 工艺流程及产污分析 2 5 4 1 氢气制备与净化工序氢气制备与净化工序 在电解槽内经电解脱盐水制得氢气 电解制得的氢气经过冷却 分离液体 后 进入除氧器 在催化剂的作用下 氢气中的微量氧气与氢气反应生成水而 被除去 除氧后的氢气通过一组吸附干燥器而被干燥 净化干燥后的氢气送入 氢气贮罐 然后送往氯化氢合成 三氯氢硅氢还原 四氯化硅氢化工序 电解制得的氧气经冷却 分离液体后 送入氧气贮罐 出氧气贮罐的氧气 送去装瓶或放空 2 5 4 2 三氯氢硅合成工序三氯氢硅合成工序 原料硅粉经吊运 通过硅粉下料斗而被卸入硅粉接收料斗 硅粉从接收料 斗放入下方的中间料斗 经用热氯化氢气置换料斗内的气体并升压至与下方料 斗压力平衡后 硅粉被放入下方的硅粉供应料斗 供应料斗内的硅粉用安装于 料斗底部的星型供料机送入三氯氢硅合成炉进料管 从氯化氢合成工序来的氯化氢气 与从循环氯化氢缓冲罐送来的循环氯化 23 96 氢气混合后 引入三氯氢硅合成炉进料管 将从硅粉供应料斗供入管内的硅粉 挟带并输送 从底部进入三氯氢硅合成炉 在三氯氢硅合成炉内 硅粉与氯化氢气体形成沸腾床并发生反应 生成三 氯氢硅 同时生成四氯化硅 二氯二氢硅 金属氯化物 聚氯硅烷 氢气等产 物 此混合气体被称作三氯氢硅合成气 反应大量放热 合成炉外壁设置有水 夹套 通过夹套内水带走热量维持炉壁的温度 出合成炉顶部挟带有硅粉的合成气 经三级旋风除尘器组成的干法除尘系 统除去部分硅粉后 送入湿法除尘系统 被四氯化硅液体洗涤 气体中的部分 细小硅尘被洗下 洗涤同时 通入湿氢气与气体接触 气体所含部分金属氧化 物发生水解而被除去 除去了硅粉而被净化的混合气体送往合成气干法分离工 序 2 5 4 3 合成气干法分离工序合成气干法分离工序 从三氯氢硅氢合成工序来的合成气在此工序被分离成氯硅烷液体 氢气和 氯化氢气体 分别循环回装置使用 三氯氢硅合成气流经混合气缓冲罐 然后进入喷淋洗涤塔 被塔顶流下的 低温氯硅烷液体洗涤 气体中的大部份氯硅烷被冷凝并混入洗涤液中 出塔底 的氯硅烷用泵增压 大部分经冷冻降温后循环回塔顶用于气体的洗涤 多余部 份的氯硅烷送入氯化氢解析塔 出喷淋洗涤塔塔顶除去了大部分氯硅烷的气体 用混合气压缩机压缩并经 冷冻降温后 送入氯化氢吸收塔 被从氯化氢解析塔底部送来的经冷冻降温的 氯硅烷液体洗涤 气体中绝大部分的氯化氢被氯硅烷吸收 气体中残留的大部 分氯硅烷也被洗涤冷凝下来 出塔顶的气体为含有微量氯化氢和氯硅烷的氢气 经一组变温变压吸附器进一步除去氯化氢和氯硅烷后 得到高纯度的氢气 氢 气流经氢气缓冲罐 然后返回氯化氢合成工序参与合成氯化氢的反应 吸附再 生气含有氢气 氯化氢和氯硅烷 送往废气处理工序进行处理 出氯化氢吸收塔底溶解有氯化氢气体的氯硅烷经加热后 与从喷淋洗涤塔 底来的多余的氯硅烷汇合 然后送入氯化氢解析塔中部 通过减压蒸馏操作 在塔顶得到提纯的氯化氢气体 出塔氯化氢气体流经氯化氢缓冲罐 然后送至 设置于三氯氢硅合成工序的循环氯化氢缓冲罐 塔底除去了氯化氢而得到再生 24 96 的氯硅烷液体 大部分经冷却 冷冻降温后 送回氯化氢吸收塔用作吸收剂 多余的氯硅烷液体 即从三氯氢硅合成气中分离出的氯硅烷 经冷却后送往 氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽 2 5 4 5 氯硅烷分离提纯工序氯硅烷分离提纯工序 在三氯氢硅合成工序生成 经合成气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体 送入氯硅烷贮存工序的原料氯硅烷贮槽 在三氯氢硅还原工序生成 经还原尾 气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入氯硅烷贮存工序的还原氯硅烷贮槽 在四氯化硅氢化工序生成 经氢化气干法分离工序分离出来的氯硅烷液体送入 氯硅烷贮存工序的氢化氯硅烷贮槽 原料氯硅烷液体 还原氯硅烷液体和氢化 氯硅烷液体分别用泵抽出 送入氯硅烷分离提纯工序的不同精馏塔中 从原料氯硅烷贮槽送来的原料氯硅烷液体经预热器预热后 从中部送入 1 级精馏塔 进行除去低沸物的精馏操作 塔顶排出不凝气体和部分二氯二氢硅 送往废气处理工序进行处理 塔顶馏出液为含有低沸点和高沸点杂质的三氯氢 硅冷凝液 依靠压差送入 2 级精馏塔 塔釜得到含杂质的四氯化硅 用泵送四 氯化硅回收塔进行处理 2 级精馏塔为反应精馏 是通过用湿润的氮对三氯氢硅处理 把其中易于 水解的杂质化合物转化成难于挥发的形态 以便用精馏的方法除去 2 级精馏 为双系列生产线 2 级精馏塔塔顶排出不凝气体同样送往废气处理工序进行处 理 塔顶馏出三氯氢硅冷凝液 依靠压差送入沉淀槽 塔釜含悬浮物的釜液 用泵送至四氯化硅回收塔进行处理 3 级精馏目的是脱除三氯氢硅中的低沸点杂质 三氯氢硅清液经三级进料 预热器后 进入 3 级精馏塔中部 塔顶馏出含有二氯硅烷和三氯氢硅的冷凝液 靠位差流至二级三氯氢硅槽 塔底釜液为三氯氢硅 用泵送入 4 级精馏塔 4 级 5 级精馏目的是分两段脱除三氯氢硅中的高沸点杂质 3 级釜液送入 4 级精馏塔中部 4 级塔顶馏出三氯氢硅冷凝液 靠位差流至 5 级精馏塔 进行 脱除高沸点杂质的第二阶段 5 级塔顶馏出的三氯氢硅冷凝液送入五级冷凝液 槽 一个贮槽注满后分析三氯氢硅是否符合工业级三氯氢硅对杂质含量的要求 在分析有效的情况下 工业级精制的三氯氢硅从贮槽靠位差流至 8 级精馏塔 4 级 5 级塔釜排出的含有高沸点杂质的三氯氢硅 用泵送入二级三氯氢硅槽 25 96 从 5 级塔顶馏出的三氯氢硅 在 6 级精馏塔进行最终脱除三氯氢硅中的高 沸点杂质的过程 6 级塔顶馏出物为去除了高 低沸点杂质的精制三氯氢硅 分析符合多晶硅生产的质量要求后 靠位差流至多晶硅制取工序 塔底釜液为 含高沸点杂质的三氯氢硅 用泵送至二级三氯氢硅槽 还原氯硅烷冷凝液经 7 级进料预热器进入 7 级精馏塔 塔顶馏出物为三氯 氢硅 靠位差流至 8 级精馏塔 塔底釜液为四氯化硅 经分析符合质量要求后 用泵将其部分送去四氯化硅加氢 部分送往氯硅烷贮存工序的工业级四氯化硅 贮槽 8 级精馏塔用于还原氯硅烷中高沸点杂质的脱除 塔顶馏出物是精制的循 环三氯氢硅 送入 8 级冷凝液槽 经分析符合质量要求后 精制三氯氢硅靠位 差循环回多晶硅制取工序 塔底釜液是含有高沸点馏份的三氯氢硅 用泵送至 二级三氯氢硅槽 四氯化硅氢化后的氯硅烷冷凝液 经 9 级进料预热器连续送入 9 级精馏塔 塔顶的馏出物是三氯氢硅 连续送往 10 级精馏塔 进行进一步精馏 塔底釜液 是含有高沸点杂质的四氯化硅 用泵连续送往 11 级精馏塔 9 级精馏塔塔顶馏出的三氯氢硅在 10 级精馏塔中脱除高沸点杂质 10 级精 馏塔塔顶馏出物是精制的循环三氯氢硅 送入 10 级冷凝液槽 经分析符合质量 要求后 精制三氯氢硅靠位差循环回多晶硅制取工序 塔底釜液是含有高沸点 馏份的三氯氢硅 用泵送至二级三氯氢硅槽 11 级精馏塔的进料为 9 级精馏塔釜液 塔顶馏出物是精制的循环四氯化硅 经分析符合质量要求后 用泵送去四氯化硅加氢工序 塔底釜液是含有高沸点 杂质的四氯化硅 送往氯硅烷贮存工序的工业级四氯化硅贮槽 2 5 4 6 三氯氢硅氢还原工序三氯氢硅氢还原工序 经氯硅烷分离提纯工序精制的三氯氢硅 送入本工序的三氯氢硅汽化器 被热水加热汽化 从还原尾气干法分离工序返回的循环氢气流经氢气缓冲罐后 也通入汽化器内 与三氯氢硅蒸汽形成一定比例的混合气体 从三氯氢硅汽化器来的三氯氢硅与氢气的混合气体 送入还原炉内 在还 原炉内通电的炽热硅芯 硅棒的表面 三氯氢硅发生氢还原反应 生成硅沉积下 来 使硅芯 硅棒的直径逐渐变大 直至达到规定的尺寸 氢还原反应同时生成 26 96 二氯二氢硅 四氯化硅 氯化氢和氢气 与未反应的三氯氢硅和氢气一起送出 还原炉 经还原尾气冷却器用循环冷却水冷却后 直接送往还原尾气干法分离 工序 还原炉炉筒夹套通入热水 以移除炉内炽热硅芯向炉筒内壁辐射的热量 维持炉筒内壁的温度 出炉筒夹套的高温热水送往热能回收工序 经废热锅炉 生产水蒸汽而降温后 循环回本工序各还原炉夹套使用 2 5 4 7 还原尾气干法分离工序还原尾气干法分离工序 从三氯氢硅氢还原工序来的还原尾气经此工序被分离成氯硅烷液体 氢气 和氯化氢气体 分别循环回装置使用 还原尾气干法分离的原理和流程与三氯氢硅合成气干法分离工序十分类似 从变温变压吸附器出口得到的高纯度的氢气 流经氢气缓冲罐后 大部分返回 三氯氢硅氢还原工序参与制取多晶硅的反应 多余的氢气送往四氯化硅氢化工 序参与四氯化硅的氢化反应 吸附再生的废气送往废气处理工序进行处理 从 氯化氢解析塔顶部得到提纯的氯化氢气体 送往放置于三氯氢硅合成工序的循 环氯化氢缓冲罐 从氯化氢解析塔底部引出的多余的氯硅烷液体 即从三氯氢 硅氢还原尾气中分离出的氯硅烷 送入氯硅烷贮存工序的还原氯硅烷贮槽 2 5 4 8 四氯化硅氢化工序四氯化硅氢化工序 经氯硅烷分离提纯工序精制的四氯化硅 送入本工序的四氯化硅汽化器 被热水加热汽化 从氢气制备与净化工序送来的氢气和从还原尾气干法分离工 序来的多余氢气在氢气缓冲罐混合后 也通入汽化器内 与四氯化硅蒸汽形成 一定比例的混合气体 从四氯化硅汽化器来的四氯化硅与氢气的混合气体 送入氢化炉内 在氢 化炉内通电的炽热电极表面附近 发生四氯化硅的氢化反应 生成三氯氢硅 同时生成氯化氢 出氢化炉的含有三氯氢硅 氯化氢和未反应的四氯化硅 氢 气的混合气体 送往氢化气干法分离工序 氢化炉的炉筒夹套通入热水 以移除炉内炽热电极向炉筒内壁辐射的热量 维持炉筒内壁的温度 出炉筒夹套的高温热水送往热能回收工序 经废热锅炉 生产水蒸汽而降温后 循环回本工序各氢化炉夹套使用 27 96 2 5 4 9 氢化气干法分离工序氢化气干法分离工序 从四氯化硅氢化工序来的氢化气经此工序被分离成氯硅烷液体 氢气和氯 化氢气