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某多晶硅企业四氯化硅低温催化氢化回收利用改造项目节能评估报告

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2018-01-24
简介
多晶硅企业副产物四氯化硅(SiCl4)的处理和利用问题成为制约我国多晶硅以及太阳能光伏产业发展的瓶颈,对副产物四氯化硅(SiCl4)的综合回收利用已成为当务之急。 本项目建设内容为四氯化硅低温催化氢化装置,包括反应炉、循环水、冷冻等设备。所有的公用工程设施部分依托厂区原有设施,其中包括电力、电讯、分析化验、维修设施等。本项目主要耗能设备为电加热炉,本项目所选用的电加热炉电热转换效率高,电能利用充分,损失量小,有利于节约电能。所用输送泵、氢压机等设备,选用合理,电机采用国家推荐的节能型电机,效率高,节约能源。

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河北********科技有限公司72000t/a副产品四氯化硅低温催化氢化回收利用改造项目节能评估报告工程号: ********************有限公司资质等级:甲级证书编号:工咨甲2012年05月 建设单位:河北********科技有限公司项目名称:河北********科技有限公司72000t/a副产品四氯化硅低温催化氢化回收利用改造项目工程号: 院长:总工程师(副):项目经理:  编制人员目录1编制依据11.1相关法律、法规11.2规划、行业准入条件及产业政策11.3标准及相关设计规范11.4其他12项目概况22.1企业基本情况22.2项目基本情况22.3项目建设的必要性22.4项目用能概况23项目能源消耗及所在地能源供应情况分析23.1项目能源消费的种类及消费量合理性、可行性分析23.2项目所在地能源供应条件及消费情况23.3项目选址、总平面布置等对当地能源消费的影响24项目建设方案及主要能耗指标先进性分析24.1项目工艺流程、技术方案对能源消费的影响24.2主要用能工艺、技术、选择原则及其主要内容对比分析评价24.3主要耗能设备、辅助生产设施能耗指标及能效水平分析24.4能效水平分析25项目合理用能及节能措施分析25.1节能措施25.2单项节能工程26企业节能管理26.1管理组织和制度26.2能源消耗计量27结论28存在问题及建议28.1问题28.2建议21编制依据1.1相关法律、法规(1)《中华人民共和国节约能源法》(主席令第七十七号)(2)《中华人民共和国清洁生产促进法》(主席令第七十二号)(3)《河北省节约能源条例》(2006年5月24日)(4)《河北省节能监察办法》(2008年2月14日)1.2规划、行业准入条件及产业政策(1)《节能中长期专项规划》(2)《产业结构调整指导目录》(2011年本)(3)《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》(国发〔2011〕26号)(4)《河北省主要耗能产品单位产品能耗及工序能耗限额》(2009)(5)河北省工业和信息化厅关于印发《河北省工业企业技术改造管理暂行办法》的通知(6)《河北省人民政府关于印发河北省“十二五”节能减排综合性实施方案的通知》(7)《河北省工业和信息化发展“十二五”规划纲要》(12年03月02日)(8)《河北省工业和信息化厅关于印发河北省工业节能“十二五”规划的通知》(9)河北省工业和信息化厅关于印发《河北省工业资源综合利用“十二五”发展规划》的通知(10)河北省工业和信息化厅《关于印发《河北省工业企业技术改造项目节能评估和审查暂行办法》的通知》(冀工信节(2011)259号)(11)《多晶硅行业准入条件》(工联电子【2010】137号)1.3标准及相关设计规范(1)《工业企业能源管理导则》(GB/T15587-2008)(2)《企业节能量计算方法》(GB/T13234-2009)1.4其他1.4.1节能技术(1)《中国节能技术政策大纲》(2006)(发改环资[2007]199号)(2)《评价企业合理用电技术导则》(GB/T3485-1998)(3)《节能产品评价导则》(GB/T15320-2001)(4)《评价企业合理用热技术导则》(GB/T3486-1993)1.4.2产品推荐目录(1)《国家重点节能技术推广目录》(第一批)(2008年5月)(2)《国家重点节能技术推广目录》(第二批)(2009年12月)(3)《国家重点节能技术推广目录》(第三批)(2010年11月)(4)《节能机电设备(产品)推荐目录》(第一批)(5)《节能机电设备(产品)推荐目录》(第二批)(2010年8月)(6)《节能机电设备(产品)推广目录》(第三批)(2011年12月)(7)《节能降耗电子信息技术、产品与应用方案推荐目录》(第一批)1.4.3国家明令淘汰的用能产品、设备、生产工艺目录根据《产业结构调整指导目录》(2011年本)、《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录》(第四批)、《部分工业行业淘汰落后生产工艺装备和产品指导目录》(工业和信息化部2010年本)和《国务院关于进一步加强淘汰落后产能工作的通知》的规定,本项目不涉及国家明令淘汰的用能产品生产,项目生产工艺及设备选取严格遵守国家明令淘汰的用能产品、设备、生产工艺的规定,严禁购置或采用目录中限制和淘汰的设备和生产工艺。2项目概况2.1企业基本情况建设单位:河北********科技有限公司性质:有限责任公司法人代表:项目联系人:联系方式:河北********科技有限公司是河北********集团出资建设的高科技企业,成立于2008年,总体建设年产1000吨多晶硅,厂区占地91.3亩,是******市重点项目。本项目采用国内开发的具有自主知识产权的改良西门子工艺,具有技术先进、系统可靠、产品适应性以及可持续发展性的特点。项目工程于2008年7月破土动工,12月份投入试生产,2009年1月份达产达标,是目前为止国内建设速度最快的多晶硅企业,也是河北省第一家多晶硅生产企业。根据相关行业准入条件,多晶硅企业的还原尾气中四氯化硅、氢气回收利用率分别不低于98.5%、99%,根据企业现有情况,河北********科技有限公司的四氯化硅虽全部回收,但目前主要是作为商品外售。为了降低多晶硅的生产成本,同时符合行业准入条件要求,该公司决定对四氯化硅进行回收转化,生产三氯氢硅,用于生产多晶硅的原料。2.2项目基本情况2.2.1项目名称河北********科技有限公司72000t/a副产品四氯化硅低温催化氢化回收利用改造项目2.2.2建设地点河北省***********************2.2.3项目性质技术改造2.2.4建设规模及内容1)建设规模年处理72000t四氯化硅,年产三氯氢硅71136t。2)建设内容本项目建设内容为四氯化硅低温催化氢化装置,包括反应炉、循环水、冷冻等设备。本项目所有的公用工程设施部分依托厂区原有设施,其中包括电力、电讯、分析化验、维修设施等。2.2.5项目工艺方案目前,国内外四氯化硅(SiCl4)氢化有“热氢化”和“冷氢化”两种技术。针对本项目,根据行业四氯化硅(SiCl4)“冷氢化”成功应用的实际和向“冷氢化”发展的趋势,首先选择“冷氢化”工艺技术;同时,鉴于“催化氢化”在现有“冷氢化”技术的基础之上实现了改良,具有转化率高、物耗能耗低、使用回收氢气、消除“铝污染”的显著优点,本项目技术方案确定采用“催化氢化”技术。2.2.5.1工艺流程说明工业级硅粉同特定催化剂混合均匀后,装入干燥炉;氢气经加热后,进入干燥炉干燥硅粉、还原催化剂;从干燥炉出来的氢气进入氢气净化装置处理后,返回系统;干燥之后的硅粉、催化剂混合料,暂存于干燥炉,以备反应之用。原料氢经压缩机升压到后进入混合器与四氯化硅混合、配比,氢气-四氯化硅混合气体经加热后通入反应炉与来自混合料加入装置的混合料反应生成三氯氢硅(SiHCl3)。生成物三氯氢硅(SiHCl3)和未反应的四氯化硅(SiCl4)、氢气(H2)、二氯二氢硅(SiH2Cl2)及少量氯化氢(HCl),经高效过滤器过滤后进入冷凝装置,被冷凝下来三氯氢硅(SiHCl3)、四氯化硅(SiCl4)混合液进入氯硅烷提纯塔,得到三氯氢硅(SiHCl3)和四氯化硅(SiCl4);四氯化硅(SiCl4)返回系统再次循环转化,三氯氢硅(SiHCl3)进入多晶硅生产系统生产多晶硅;未被冷凝的氢气(H2)和少量二氯二氢硅(SiH2Cl2)及氯化氢(HCl)返回系统。 图2.2-1三氯氢硅生产工艺流程图2.2.5.2消耗定额表2.2-1消耗定额表序号名称单位单耗(tSiHCl3)小时耗量年消耗量1四氯化硅t1.0129.09720002硅粉t0.0580.522741403催化剂kg0.8317.1562004回收氢气Nm3101.291072000005电解氢气Nm321.61951540000 2.2.5.3物料平衡图2.2-2三氯氢硅生产物料平衡图2.2.6主要经济技术指标本项目主要技术经济指标见表2.2-2表2.2-2主要经济技术指标序号项目单位指标备注一生产规模kt/a72四氯化硅处理量二产品方案1产品1.1三氯氢硅t/a711362副产品2.1残液t/a36002.2低沸物t/a2160三年操作日天330四主要原辅材料、燃料用量1四氯化硅t/a72000厂区多晶硅生产工序副产物2硅粉t/a41403催化剂t/a56.24回收氢气104Nm3/a720厂区多晶硅生产工序副产物5电解氢气104Nm3/a154由厂区供给五动力消耗量1供水(新鲜水)t104742.002供电(年耗电量)104kWh7099.25六运输量1运入量t/a41962运出量t/a238七定员人451生产工人人362技术及管理人员人9八装置占地面积m22052九总建筑面积m272701生产用建筑面积m272702非生产用建筑面积m203建筑系数0.45十工程项目总投资万元19716.251建设投资万元18844.432建设期利息万元871.723流动资金万元600十一年均销售收入万元37702十二成本和费用1年均总成本费用万元188572年均经营成本万元176633主要产品单位生产成本元/吨2402.06十三年均利润总额万元13184十四息税前利润万元17578十五息税折旧摊销前利润万元18845十六年均销售及附加万元1267十七年均增值税万元1131十八财务分析盈利能力指标1投资利润率%892投资净利润率%673投资回收期(不含建设期)年1.054项目财务内部收益率4.1所得税前%157.94.2所得税后%114.755项目财务净现值(Ic=%)5.1所得税前万元1441275.2所得税后万元1102766权益投资财务内部收益率%114.752.2.7项目进度计划本项目建设周期为9个月,预计2012年9月建成投产,并通过国家验收。本规划按可行性研究及审批2个月,初步设计1个月,施工图设计3个月,设备订货2个月,土建施工3个月,安装1.5个月,试车10天。表2.2-3工程实施进度计划表项目123456789可研(代建议书)及审批初设及审批施工图设计设备订货土建施工安装试车达标生产2.2.8预期经济和社会效益本项目年均收入可达37702万元,年均利润总额为17578万元,全投资所得税后财务内部收益率为114.75%,所得税前财务内部收益率为157.90%,均高于基准收益率13%。同时,可解决河北********科技有限公司多晶硅生产中副产品四氯化硅的处理问题,本项目采用“催化氢化”技术后,具有转化率高、物耗能耗低、使用回收氢气、消除“铝污染”的显著优点。能够大幅度的降低生产多晶硅的成本,解决四氯化硅污染问题。2.3项目建设的必要性随着全球能源枯竭的出现,发展太阳能光伏产业已成为大势所趋,太阳能电池上游原材料高纯多晶硅已经成为国内的投资热点。目前,我国多晶硅生产技术主要为“改良西门子法”,即三氯氢硅氢还原法,该生产过程中产生大量副产物四氯化硅,每生产1t多晶硅产品会产生大约15t四氯化硅。四氯化硅化学分子式为SiCl4,是一种强腐蚀性、有毒有害液体,遇潮即发生剧烈反应,产生氯化氢气体,对人眼睛、皮肤和呼吸道产生强刺激性,用土掩埋即对土壤、地下水产生严重污染。随着世界和我国光伏产业发展,太阳能电池需求越来越大,多晶硅产量逐年增加,副产物四氯化硅(SiCl4)带来的环境保护及资源利用问题将日益突出。可以毫不夸张地说,对国内众多多晶硅和三氯氢硅生产企业而言,副产物四氯化硅(SiCl4)问题犹如悬在头上的一把利剑,时刻决定着企业的命运。副产物四氯化硅(SiCl4)的处理和利用问题成为制约我国多晶硅以及太阳能光伏产业发展的瓶颈,对副产物四氯化硅(SiCl4)的综合回收利用已成为当务之急。2.4项目用能概况2.4.1主要设备的初步选择本项目设备,如冷冻系统、氢气压缩机、电加热器、换热器、储罐、输送泵等本项目设备选型立足于国内,不考虑引进国外设备。表2.4-1主要设备表设备名称规格型号单机功耗(kW)数量(台/套)开/备运行功率(kW)电加热炉ROB-1800/380180047200电加热炉ROB-180/3801804720电加热炉ROB-960/3809601960电加热炉BDRO-90/38090190循环氢压机2D3.5W-74/20-257564/2300补充氢压机G4V-465/9-22.53742/274循环氢压机YB2-250M-83032/160补充氢压机YB2-200-81521/115冷冻机JZ2SLG2520ZF3151315冷冻机JZ2SLG2520ZF31532/1630氢化纯化装置HQOC-1000/0.32401240氢化纯化装置LW-30/42602520循环水泵SLS100-200A18.532/137循环水泵SLS350-60025021/1250电葫芦HB-3639混料机WZ-2.522122混料机WZ-422244四氯化硅输送泵N54XL-21121/111导热油输送泵RY40-25-1602.221/12.2导热油输送泵RY50-25-160364/212合计5111511.22.4.2能源消耗种类、数量及能源使用分布情况2.4.2.1项目能源消耗种类根据生产工艺方案,本项目能源消耗种类为电,主要耗能工质为水。2.4.2.1项目能源消耗数量(1)水本项目用水为河北东明集团牛皮分厂自备井水,本项目用水来自公司牛皮分厂,项目用水分为生活用水和生产用水。生产用水主要用于设备的冷却水补水。公司牛皮分厂与新建项目同属于一个集团,目前,该分厂有3套供水设备,供水能力为180m3/h,目前用水量为60m3/h,余量120m3/h。①循环水及循环水补水本项目需要使用循环冷却水设备主要有:压缩机、氢气净化装置、SiCl4输送泵、导热油输送泵、提纯塔等,共需循环水1300m3/h。循环水补水为13m3/h,循环水利用率为99%。②生活用水本项目劳动定员45人,按照《河北省用水定额(试行)》的规定,每人每天新水取用量按120L计算,则生活用水消耗量为5.4m3/d(0.225m3/h)。表2.4-2用水量表序号用水类别小时使用量日使用量备注1循环水1300.00m331200.00m32新鲜水13.225m3317.40m32.1循环水补水13.00m3312.00m32.2生活用水0.225m35.40m33合计1313.225m331517.40m3由上表可以看出,本项目新鲜水消耗量为13.225m3/h,年新鲜水消耗量为:。单位产品取水量为104742.00m3/71136.00t=1.47m3/t。(2)电本项目总装机容量为12311.40kW,其中常用设备总装机容量为11511.20kW,计算有功功率为8963.70kW,视在功率为9743.15kVA。电源引自本厂氢化配电室,电压等级:冷冻机电机为10kV,其它为380V。表2.4-3负荷计算表序号名称运行设备容量(kW)计算系数计算负荷KxcosψtgψPjQjSj(kW)(kVAr)(kVA)1电加热炉7200.000.9010.006480.000.002电加热炉720.000.9010.00648.000.003电加热炉960.000.9010.00864.000.004电加热炉90.000.9010.0081.000.005循环氢压机300.000.750.80.75225.00168.756补充氢压机74.000.800.810.7259.2042.867循环氢压机60.000.750.80.7545.0033.758补充氢压机15.000.800.810.7212.008.699冷冻机315.000.750.820.70236.25164.9010冷冻机630.000.750.820.70472.50329.8111氢化纯化装置240.000.710.80.75170.40127.8012氢化纯化装置520.000.710.80.75369.20276.9013循环水泵287.000.780.850.62223.06243.9514电葫芦9.000.720.810.726.487.2915混料机22.000.730.80.7516.0612.0516混料机44.000.730.80.7532.1224.0917四氯化硅输送泵11.000.770.850.628.475.2518导热油输送泵2.200.770.850.621.691.0519导热油输送泵12.000.770.850.629.245.7320小计11511.209959.671452.8721乘以同时系数Ky=0.9Kw=0.958963.701380.2322无功补偿2438.2823补偿后0.928963.703818.519743.15经计算,本项目年耗电量为:3项目能源消耗及所在地能源供应情况分析3.1项目能源消费的种类及消费量合理性、可行性分析本项目能源消费为电,耗能工质为水。项目年耗电7099.25×104kWh,年新鲜水消耗为104742.00t。根据项目所在地能源供应情况,本项目所用能源及耗能工质均有保证,其来源可靠,因此本项目的能源输送、供应方案是可行的。3.2项目所在地能源供应条件及消费情况3.2.1电力“十一五”期间,***先后建设220kV变电站1座,110kV变电站4座,35kV变电站5座。现在,市域内共有220kV变电站2座,110kV变电站9座,35kV变电站34座(其中用户站15座),主变容量达到136.48万kVA。“十二五”期间****市还将投资2.17亿元,新建220千伏束北站1座,35千伏木邱站1座,增容扩建110千伏束新站和南智邱站,35千伏马庄站,新架和改造35千伏线路21.3千米,10千伏线路41公里,新增配变165台。目前,220千伏束北站和35千伏木邱站己经完成项目选址和前期准备工作,增容扩建的110千伏束新站和南智邱站以及35千伏马庄站己完成项目可研报告,新建和改建线路正在勘查中。以上工程完工后,整个****电网的供电能力将大幅度提升。由此可见,本项目电力供应条件能够满足本项目需要。3.2.2水****境内没有天然地表水,所以人们的生产生活用水来源主要是依靠地下水的开采,占年用水总量的98%,其次是抓住汛期蓄积利用降雨和季节性地利用石津渠水进行农业灌溉,占年用水总量的2%。受区域和当地开采强度的影响,城区地下水自1980年即处于超采状态,水位埋深持续下降,形成以城区为中心近46km2的水位下降漏斗。在任一含水组欲增加开采量,只能靠进一步加大水位降速来获取。由本项目消耗定额可知,本项目用水量不大,仅为循环水补水和职工生活用水,现有供水条件能够保证需要。3.2.3能源消费情况根据统计资料,****市2011年全市工业用电量22.9亿千瓦时,比“十一五”初期增长183%。2011年境内农业用水量约25000.00×104m3/a,工业用水量878.00×104m3/a,生活用水561.00×104m3/a,其中城镇用水44.00×104m3/a,农村用水517.00×104m3/a。3.3项目选址、总平面布置等对当地能源消费的影响本项目厂址位于河北省****市制革工业区。厂址西侧紧邻工业区道路,南侧为河北东明牛皮制革有限公司,北侧隔工业区道路为制革工业区第三座污水处理厂,厂区东侧为农田。3.3.1项目选址对当地能源消费的影响从市内公路网来看,****市“两纵七横”的道路主框架改造基本完成,形成了从市区到最远乡镇的40分钟交通圈。全市公路总里程达到744.52km,公路密度78.29km/100km2。境内国道1条(307线),里程24.664km;省道2条(安新县、衡井线),里程68.137km;县道7条(天王线、故前线、小西线、回新线、武新线、赵宁线、西小线),里程169.804km。从周边公路网来看,****市位于国道307线、故昔线、保衡线、定魏线、正饶线、安新线、衡井线七条国省干线的中心位置,连南贯北,沟通东西,公路通畅便利。由上可见,本项目项目选址,交通便利,物料及能源运入运出方便,有利于降低运输能耗。3.3.2总平面布置对当地能源消费的影响本项目位于现有厂区内,北邻多晶硅生产车间,西侧为还原车间,南侧为制氮和提纯车间,东侧是现有厂区内的制氢车间。配电间位于装置区的东北侧,详见附图。由本项目总平面布置图可以看出,本项目生产装置布局紧凑、流畅、便捷,兼顾人流、物流、能流,在物料以及能源的输送过程中减少损失,降低消耗。与现有装置区的相对位置合理,便于本项目依托厂内原有的公辅设施。建构筑物的朝向以及通风,充分考虑****市当地的日照时数以及气候特点,充分利用自然采光及通风,减少辅助系统能耗。4项目建设方案及主要能耗指标先进性分析4.1项目工艺流程、技术方案对能源消费的影响本项目采用“催化氢化”生产工艺,与“热氢化”和“冷氢化”生产工艺相比,生产工艺能耗低,设备生产效率高,运行成本低,有利于企业节能减排。4.2主要用能工艺、技术、选择原则及其主要内容对比分析评价采用三氯氢硅(SiHCl3)氢还原生产太阳能多晶硅的生产技术核心是“闭环”生产,即对多晶硅生产过程中的的副产物四氯化硅(SiCl4)进行回收,采用“催化氢化”工艺转化为多晶硅生产原料三氯氢硅(SiHCl3),从而实现“闭环”,解决多晶硅生产的环保问题并大幅度降低多晶硅生产成本。目前,国内外四氯化硅(SiCl4)氢化有“热氢化”和“冷氢化”两种技术。4.2.1“热氢化”技术方案四氯化硅(SiCl4)和氢气(H2)在1500℃温度和0.6MPa压力条件下反应转化为三氯氢硅(SiHCl3)。化学反应式为:目前国内是以乐山新光为代表的引进的俄罗斯、德国改良西门子法多晶硅生产线大多数采用“热氢化”工艺。由于“热氢化”是在高温高压下进行,在国内多晶硅生产行业实际运行中普遍存在如下缺点:1、四氯化硅(SiCl4)一次转化率低(设计值仅为18%);2、工艺反应温度高,生产能耗大;3、高温加热元件故障率高,系统运行不稳定;4、不能有效转化四氯化硅(SiCl4),实现“闭环”生产,造成物料浪费和环保压力。因上述原因,目前“热氢化”系统运行不稳定,影响了多晶硅正常生产,特别是增加了多晶硅生产成本。4.2.2“冷氢化”技术方案“冷氢化”反应原理为:四氯化硅(SiCl4)、硅粉(Si)和氢气(H2)在500℃温度和1.5MPa压力条件下,通过催化反应转化为三氯氢硅(SiHCl3)。化学反应式为:国内由洛阳中硅高科自主创新改良西门子法多晶硅生产线采用“冷氢化”工艺。目前行业内普遍认为“冷氢化”虽然比“热氢化”具有能耗低、设备运行可靠的优点,但是尚存一些不足:1)实际转化率偏低。四氯化硅(SiCl4)实际转化率一般在18%左右。2)催化剂稳定性差。导致催化剂寿命短、消耗量大、成本高;特别是催化剂载体铝离子容易造成“铝污染”。3)设备复杂、系统能耗大。工作温度高,所以氢化炉需要内或外加热,设备复杂,系统无有效的能量回收装置,系统能耗高。4.2.3本项目所采用的“改良冷氢化”工艺针对上述四氯化硅(SiCl4)冷、热氢化存在的缺点和问题,洛阳晶辉新能源科技有限公司与行业专家及相关科研机构合作,在传统“冷氢化”基础上进行改良,自主创新开发出了新一代“改良冷氢化”技术——“催化氢化”。1)“催化氢化”技术采用高活性多元纳米催化剂。在现有单活性金属基础上,引入第二活性金属,并采用特殊负载工艺,使活性金属呈纳米状态,提高催化剂活性;采用高稳定性催化剂载体。通过采用高稳定性的催化剂载体,不仅解决现有催化剂稳定性差的问题,延长催化剂使用寿命,同时可解决催化剂“铝污染”;2)催化剂活性高,特别是反应选择性好。四氯化硅(SiCl4)单程率达到22%以上(最高可达25%);3)实现热量耦合、节约能源。需要的外加热量小,减少系统能源消耗;4)催化剂稳定性好。催化剂寿命长、用量小,避免了Al2O3分解带来的“铝污染”;5)反应温度进一步降低,反应炉不需要内(或外)加热,并设能量综合回收装置,降低了系统能耗;7)本项目单位产品综合电耗为997.98kWh/t。目前国内常用的热氢化工艺生产三氯氢硅,单位产品综合电耗为2500~3000kWh/t,冷氢化工艺生产三氯氢硅,单位产品综合电耗为1000~1400kWh/t,均高于本项目指标。与热氢化工艺相比,本项目年至少可节约电量10684.77×104kWh,折合标准煤13131.58tce;与冷氢化工艺相比,本项目年至少可节约电量14.37×104kWh,折合标准煤17.66tce。针对本项目,根据行业四氯化硅(SiCl4)“冷氢化”成功应用的实际和向“冷氢化”发展的趋势,首先选择“冷氢化”工艺技术;同时,鉴于“催化氢化”在现有“冷氢化”技术的基础之上实现了改良,具有转化率高、物耗能耗低、使用回收氢气、消除“铝污染”的显著优点,本项目技术方案确定采用“催化氢化”技术。4.3主要耗能设备、辅助生产设施能耗指标及能效水平分析本项目主要耗能设备为电加热炉,本项目所选用的电加热炉电热转换效率高,电能利用充分,损失量小,有利于节约电能。本项目所用输送泵、氢压机等设备,选用合理,电机采用国家推荐的节能型电机,效率高,节约能源。4.4能效水平分析本项目用能种类、数量以及折合标准煤用量如下表所示。表4.1-1项目主要能源及耗能工质年需要量表序号主要能源及耗能工质名称年需要量折算系数折标煤(tce)单位实物单位系数1电104kWh7099.25kgce/kWh0.12298724.982水t104742.00kgce/t0.085718.983综合源消耗折合标准煤年用量(tce)8733.96由上表可以看出,本项目电力消耗折合标准煤8724.98tce,占总能耗的99.90%;水消耗折合标准煤8.98tce,占总能耗的0.10%。因此在今后的生产中,应重点关注用电设备的能源消耗情况。4.4.1单位产品综合电耗本项目年产三氯氢硅71136.00t,年消耗电能为7099.25×104kWh,项目单位产品综合电耗为997.98kWh/t。目前国内常用的热氢化工艺生产三氯氢硅,单位产品综合电耗为2500~3000kWh/t,冷氢化工艺生产三氯氢硅,单位产品综合电耗为1000~1400kWh/t,均高于本项目指标。4.4.2单位产品综合能耗本项目年产三氯氢硅71136.00t,年综合能源消耗为8773.96tce,项目单位产品综合能耗为0.123tce/t。4.4.3工业总产值产值综合能耗本项目年销售收入为37702.00万元,计算本项目工业总产值为32223.93万元(不含税销售收入),年消耗能源折合标准煤为8773.96tce,项目工业总产值综合能耗为0.272tce/万元。4.4.4万元工业增加值综合能耗本项目工业总产值为32223.93万元,项目中间投入为17087.29万元,项目增值税为2573.23万元,项目万元工业增加值=工业总产值-中间投入+增值税=17709.87万元。本项目年消耗能源折合标准煤为8773.96tce,则项目万元工业增加值能耗为0.495tce/万元。5项目合理用能及节能措施分析5.1节能措施5.1.1生产工艺节能本项目采用低温催化氢化技术,本项目所依托的是具有自主知识产权的四氯化硅(SiCl4)催化氢化技术,该技术是由我国自行开发的完整工艺,其所有的物耗指标和能耗指标都是建立在技术研发和对生产过程的反复优化基础之上。该工艺具有如下节能优势:1)采用混合料连续下料技术,延长设备运行周期,节省检修时间,装置生产效率高;2)所采用的催化剂性能优异,与“热氢化”和“冷氢化”的单程转化率为18%相比,本项目所采用的“催化氢化”工艺的单程转化率可达22%以上,最高可达25%,由此可见,采用新的生产工艺不仅能提高生产效率,还使催化剂用量减少,降低反应温度,降低能耗;同时本项目所采用的催化剂具有高稳定性,能够避免传统催化剂“铝污染”;3)本装置设有良好的除尘装置,能够保证系统的稳定运行;4)反应炉使用先进的反应渣吹除技术,不仅安全环保,减少环境污染,而且节约检修时间;5)工艺设备合理布置…
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