Wysokociśnieniowy reaktor chemiczny do granulowanego krzemu polikrystalicznego

Shaanxi Nonferrous Tianhong Ruike Silicon Materials Co., Ltd. (zwana dalej „Tianrui Silicon Materials”) to chińsko-zagraniczna spółka joint venture zajmująca się zaawansowanymi technologiami, która integruje produkcję, sprzedaż, serwis oraz badania i rozwój ultraczystego krzemu materiały. Posiada wiodącą na świecie technologię produkcji gazu silanowego klasy elektronicznej, granulowanego polikrzemu i ultraczystego polikrzemu. W pierwszym etapie zakończono roczną produkcję 18000 ton granulowanego polikrzemu, 300 ton ultraczystego polikrzemu. Projekt industrializacji nowych materiałów elektronicznych i fotowoltaicznych o ładowności 2000 ton gazu silanowego o wysokiej czystości, w wyniku którego powstaje ultraczysty krzem polikrystaliczny i gaz silanowy o wysokiej czystości wypełnia lukę krajową i znacznie poprawia poziom wsparcia dla przemysłu wyższego i niższego szczebla w prowincji Shaanxi.

Projekt Tianrui Silicon Materials Faza I charakteryzuje się istotnymi cechami, takimi jak ciągła produkcja, obieg zamknięty, czysta produkcja, oszczędność energii i redukcja zużycia. Od czasu realizacji projektu firma Tianrui Silicon Materials zawsze traktowała wdrażanie technologii, absorpcję oraz niezależne badania i rozwój jako najwyższy priorytet dla firmy. W sierpniu 2020 r. zorganizowano wyjazd pewnej liczby techników do Stanów Zjednoczonych na szkolenie w zakresie obsługi procesów, a poszukiwania, badania i rozwój nowych procesów i technologii były stale pogłębiane. W oparciu o technologię silanowego złoża fluidalnego pierwszej generacji materiałów krzemowych REC, przyjęto model rozwoju łączący importowaną technologię z niezależnymi badaniami i rozwojem, aby z powodzeniem osiągnąć pierwszą kompleksową iterację i ulepszenie technologii procesu ze złożem fluidalnym silanowym. Opracowana i wdrożona technologia procesu produkcyjnego FBR-B (silanowy proces ze złożem fluidalnym drugiej generacji) charakteryzuje się dłuższym rzeczywistym czasem pracy, wyższą jakością produktu i szybszym stopniem oczyszczania w porównaniu do wartości projektowej. Jej podstawowe zalety obejmują zmniejszenie poboru mocy redukcyjnej do 1/10 metody Siemensa, zmniejszenie całkowitego poboru mocy do 1/3, skrócenie czasu oczyszczania bloku reaktora fluidalnego do około 7 dni, przełamanie czasu ciągłej pracy pojedynczego reaktora chemicznego urządzeń o 800 dni, osiągając 4-krotność czasu projektowania i charakteryzując się wydajnością zasilania pojedynczej linii produkcyjnej przekraczającą wartość projektową o 30 procent. Jednocześnie osiągnął 60-procentowy wskaźnik lokalizacji sprzętu, poprawiając poziom niezależnego i kontrolowalnego przemysłu. Jednocześnie Tianrui Silicon Materials wzmacnia także niezależne badania i rozwój podstawowego sprzętu i kluczowych części zamiennych, pokonując problemy „wąskich gardeł”, takie jak domowe okładziny ceramiczne, wypełnianie luk krajowych oraz zmniejszanie kosztów produkcji i eksploatacji.

Iteracyjne unowocześnianie technologii spowodowało znaczący skok w produkcji i jakości granulowanych produktów z krzemu polikrystalicznego. Zwiększono moce produkcyjne z 10 000 ton/rok w technologii pierwszej generacji do 20 000 ton/rok w technologii drugiej generacji, przy jakości osiągającej specjalny poziom fotowoltaiczny. Wśród nich ponad 30 procent produktów osiągnęło poziom elektroniczny i jako pierwsza w branży osiągnęła wydajne bezpośrednie nakładanie masy monokrystalicznej przy udziale produktu do 95 procent, ustanawiając niezwykłą strategiczną pozycję w branży i rynek wpływ marki Tianhong Ruike na granulowane produkty polikrzemowe.

Wchodząc w okres „14. planu pięcioletniego”, firma Tianrui Silicon Materials ściśle podąża za celem „podwójnego węgla”, wykorzystuje strategiczne możliwości rozwoju oraz terminowo planuje i organizuje wdrożenie projektu modernizacji przemysłu granulowanego krzemu polikrystalicznego o masie 80 000 ton. Poinformowano, że w ramach projektu osiągnięto kompleksową, iteracyjną aktualizację całego systemu operacyjnego poprzez drugą iterację technologii procesowej, tworząc system produkcyjny i operacyjny o masie 100 000 ton. Wskaźnik lokalizacji sprzętu osiągnął 80 procent, czas oczyszczania reaktora skrócił się do mniej niż 7 dni, a jakość wszystkich produktów osiągnęła poziom elektroniczny, a w niektórych przypadkach poziom elektroniczny 2 do 1. Po uruchomieniu nowego projektu zmniejszenie zużycia jednostkowego i efekt efektywności skali są widoczne. Przy założeniu zdolności produkcyjnej na poziomie 100 000 ton koszt wytworzenia znacznie spadł o 33 procent w porównaniu z obecną zdolnością produkcyjną wynoszącą 18 000 ton/rok, osiągając wiodący na świecie poziom.

Jako jeden z głównych produktów materiałów silikonowych Tianrui, granulowane produkty polikrzemowe mają zalety aplikacyjne, takie jak niski ślad węglowy, brak konieczności kruszenia, dobra płynność i duża zdolność wypełniania, i są idealne dla dalszych RCZ (ładowany Czochralski multi-loading i ciągnięcie kryształów technologia) i CCZ (technologia ciągłego bezpośredniego ciągnienia Ciągłego Czochalskiego). Wraz z ciągłą poprawą jakości i stabilności produktów firmy, udział wysokiej jakości plazmidu, takiego jak krzem polikrystaliczny, stosowanego w polu monokrystalicznym przez Tianrui Silicon Materials wzrósł z 5 procent we wstępnych testach do 20 procent w bieżących zastosowaniach wsadowych, i przeszedł 30 procent testu wyciągania kryształów. Wraz ze wzrostem produkcji i dostaw przyniesie to w przyszłości większe zyski łańcuchowi przemysłowemu. W tym samym czasie Tianrui Silicon aktywnie poszerzał zakres zastosowań granulowanego polikrzemu, nawiązał współpracę z ACHIEVE CHEM i objął wiodącą rolę w realizacji zróżnicowanego zastosowania pełnej gamy granulowanych produktów polikrzemowych metodą silanowego złoża fluidalnego.

Przygotowanie granulowanych produktów polikrzemowych zwykle obejmuje następujące czynnościsprzęt maszyn chemicznych:

Reaktor: Pojemnik używany do reakcji chemicznej, którym może być:wysokociśnieniowy zbiornik reaktora ze stali nierdzewnejlubreaktor szklany z płaszczem.

Sprzęt grzewczy: taki jak piec elektryczny, płyta grzewcza,Płaszcz grzejny, cyrkulator ogrzewaniaitp., stosowane w celu zapewnienia temperatury wymaganej do reakcji.

Urządzenie mieszające: takie jakcyfrowe mieszadło elektryczneLubmieszanie magnetyczne, używany do mieszania i mieszania reagentów.

Sprzęt filtracyjny: Służy do oddzielania fazy stałej i ciekłej, takiej jak lejek filtra próżniowego, bibuła filtracyjna, membrana filtracyjna itp.

Sprzęt do suszenia: taki jaksuszarnia próżniowa, Lubpiec do suszenia strumieniowegoitp., używane do usuwania rozpuszczalnika lub wilgoci.

Wirówka: Służy do oddzielania substancji stałych od cieczy i zbierania produktów stałych.

Czystość produktów z gazu silanowego o wysokiej czystości z materiału krzemowego Tianrui wynosi 99,9999 procent, a jakość osiągnęła międzynarodowy poziom zaawansowany. Oprócz szerokiego uznania w dziedzinie ogniw fotowoltaicznych, wyświetlaczy płaskich i produkcji półprzewodników, poczyniono także przełomy w zastosowaniu nowych materiałów na akumulatory energetyczne. Czystość ultraczystego polikrystalicznego krzemu topiącego się w strefie osiąga 13N, a zawartość zanieczyszczeń jest tak niska, jak poziom ppt (część ppt na bilion). Jest szeroko stosowany w nowych pojazdach energetycznych, nowym wytwarzaniu energii, automatyce przemysłowej, transporcie kolejowym, 5G i innych dziedzinach.

W ostatnich latach firma Tianrui Silicon Materials w pełni wdrożyła nową koncepcję rozwoju, promowała głęboką integrację łańcucha branżowego, łańcucha talentów i łańcucha innowacji, w pełni wykorzystała oryginalną nową platformę napędową Qinchuang w połączeniu z własnymi przewagami talentów firmy i współpracowała z krajowymi i zagraniczne instytuty badawcze, aby skupić się na najnowocześniejszych dziedzinach i przyszłościowych technologiach w branży. Dzięki innowacjom technologicznym firma Tianrui Silicon Materials umożliwiła firmie rozwój wysokiej jakości i zdobyła 5 nagród naukowych i technologicznych. W kategorii „Trzy nowe i trzy małe” przyznano 4 nagrody (nowa technologia, nowy proces, nowe materiały i małe wynalazki, małe dzieła i małe przemiany) konkurs na innowacje, zgłoszono 10 patentów technologicznych, z sukcesem zgłoszono 7 projektów naukowo-technologicznych, a 5 standardów zostało ujętych w krajowym planie standardów branżowych na rok 2022. Obecnie istnieją 72 patenty technologiczne. Została kolejno wyróżniona tytułami „Krajowe przedsiębiorstwo high-tech”, „Krajowe przedsiębiorstwo zajmujące się własnością intelektualną”, „Przedsiębiorstwo posiadające przewagę nad własnością intelektualną prowincji Shaanxi”, „Przedsiębiorstwo Gazelle prowincji Shaanxi”, „Przedsiębiorstwo znanej marki prowincji Shaanxi 2021” oraz „Trzecie Partia inteligentnych, pilotażowych przedsiębiorstw demonstracyjnych zajmujących się fotowoltaiką”. Wyprodukowany granulowany polikrzem, ultraczysty gaz silanowy do zastosowań elektronicznych i produkty z polikrzemu do zastosowań elektronicznych zostały uznane za kluczowe nowe produkty w prowincji Shaanxi.