在由上海有色网信息科技股份有限公司、山东爱思信息科技有限公司主办的2024 (第十三届)SMM硅业峰会暨(首届)有机硅论坛-工业硅论坛上,新疆戈恩斯硅业科技有限公司技术总监 李茂德围绕“33MVA工业硅炉高效绿色生产的实践与探索”的话题展开分享。他表示,随着低碳发展成为世界主流,作为光伏产业链上的一环,工业硅也将迎来新的发展机遇期。未来,将向着技术装备大型化、产能结构集中化、生产绿色化、工艺操作智能化以及原料供应紧缺常态化等方向发展。
绿色生产概念
《中共中央国务院关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见》指出:总体要求:坚定不移走生态优先、节约集约、绿色低碳高质量发展道路,以碳达峰碳中和工作为引领,协同推进降碳、减
污、扩绿、增长。主要目标是:到2 0 3 0年,绿色生产方式基本形成,主要资源利用效率进一步提升。到2035年,绿色低碳循环发展经济体系基本建立,绿色生产方式,主要资源利用效率达到国际先进水平。第三条 加快产业结构绿色低碳转型:推动传统产业绿色低碳改造升级。大力推动钢铁、有色、石化等行业绿色低碳转型,推广节能低碳和清洁生产技术装备,推进工艺流程更新升级。第五条 加快数字化绿色化协同转型发展:推进产业数字化智能化同绿色化的深度融合,深化人工智能、大数据、云计算、工业互联网等在电力系统、工农业生产等领域的应用。
《GB/T36132-2018绿色工厂评价通则》指出:
绿色工厂是用地集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化的工厂。
绿色工厂评价体系包括(6部分):管理体系(质量、职业健康、环境、能源);能源与资源投入(能源、资源、采购);
基础设施(建筑、照明、专用设备、通用设备、计量设备、污染物处理设备设施);产品(生态设计、有害物质使用、节能、减碳、可回收利用率);环境排放(大气污染物、水体污染物、固体污染物、噪声、温室气体);绩效(用地集约化、原料无害化、生产洁净化、废物资源化、能源低碳化)。
生产实践 | 高产
自2023年9月开炉后,公司单炉日均产量从55吨爬升至62吨以上,长期保持在60吨以上,处于行业同炉型先进水平。
生产实践 | 优产
自2023年9月开炉后,产品质量逐步提升,99硅以上产品合格率达到99.6%,Si521及以上产品占比80%以上。
生产实践 | 低耗
项目综合能耗为2300kgce/t左右,优于2500kgce/t的国内先进水平。
本项目采用余热回收发电装置对高温烟气进行热能回收利用。
硅元素回收率达87%,工艺电耗控制11000kwh以下,还原剂单耗1.65吨以下,微硅粉产出率在35%以下。
生产实践 | 低排放
生产实践 | 技术支撑1:产线设计合理是前提
额定容量:33 MVA;
一次侧电压:110 kV;
补偿:高低压联合 补偿;
结构:半封闭旋转式液压型 矿热炉。
生产实践 | 技术支撑2:自动化产线布局是条件
项目设计施工初期,同步进行信息化系统建设,目前信息化系统搭建成熟,实现系统数据交互,建立数字化、智能化工厂。
生产实践 | 技术支撑3:精准配料是基础
坚持“以元素为目标,以固定碳配比为基准,以原料的重点指标综合测算”的原则进行精细配料。
结合供应渠道,确定合理的原料标准;根据客户需求,制定相应的配料模型;理论测算与炉台操作紧密结合,严控配料偏差。
生产实践 | 技术支撑4:操作控制是关键
冶炼过程工艺操作的核心是控制Si和SiO的挥发,提高硅的回收率,保持碳化硅形成和破坏的平衡。
1. 控制计量偏差;2. 控制外偏加料;3. 控制频繁塌料;4. 控制推料捣炉;5. 控制反应区域;6. 控制电极深插。
生产实践 | 技术支撑5:系统化管理是保障
从公司组织架构到绩效管理,制度建设,员工培训,全方位系统化的为高效生产提供保障。
合理设置组织架构,各职能分工明确、各司其职、相互协作;切实践行安全第一,环保先行的理念,合法依规经营发展;秉持质量第一的理念,注重技术创新;建立完善的绩效管理机制,员工激励与目标管理并行。
展望与探索 | 近期规划
展望与探索 | 未来展望
随着低碳发展成为世界主流,作为光伏产业链上的一环,工业硅也将迎来新的发展机遇期。
技术装备大型化:矿热炉负荷提高、炉膛密闭、电极尺寸提高;
产能结构集中化:能耗的限制和效益的差异,将逐步淘汰一些小、散的工业硅企业,是行业产能更加集中;
生产绿色化:随着能耗、资源、环保政策的逐步收紧,行业从用电、消耗、排放都将迎来全面绿色低碳的时代;
原料供应紧缺常态化:随着行业的持续发展,各地硅矿、硅煤的供应也会日益紧张,原料质量劣化将成为行业需要共同面对的问题;
工艺操作智能化:上料、配料、捣炉、出炉、精炼、破碎都将随着装备水平的提高而实现自动化乃至智能化。