Reator químico de alta pressão para silício policristalino granular

Shaanxi Nonferrous Tianhong Ruike Silicon Materials Co., Ltd. (doravante denominado "Tianrui Silicon Materials") é uma empresa sino-estral estrangeira de alta tecnologia que integra a fabricação, vendas, serviços e pesquisa e desenvolvimento de silício ultrapuro materiais. Possui a tecnologia de produção líder mundial de gás silano de grau eletrônico, polissilício granular e polissilício ultrapuro. A primeira fase concluiu uma produção anual de 18.000 toneladas de polissilício granular, 300 toneladas de polissilício ultrapuro O projeto de industrialização de novos materiais eletrônicos e fotovoltaicos com capacidade de carga de 2.000 toneladas de gás silano de alta pureza, que produz ultra-puro silício policristalino e gás silano de alta pureza preenchem a lacuna doméstica e melhoram significativamente o nível de apoio das indústrias upstream e downstream na província de Shaanxi.

O projeto Tianrui Silicon Materials Fase I possui características significativas como produção contínua, circulação em circuito fechado, produção limpa, conservação de energia e redução de consumo. Desde a construção do projeto, a Tianrui Silicon Materials sempre fez da implementação, absorção e pesquisa e desenvolvimento de tecnologia uma prioridade máxima para a empresa. Em agosto de 2020, vários técnicos foram organizados para ir aos Estados Unidos para treinamento em operação de processos, e a exploração, pesquisa e desenvolvimento de novos processos e tecnologias foram continuamente aprofundados. Com base na tecnologia de leito fluidizado de silano de primeira geração de materiais de silício REC, um modelo de desenvolvimento que combina tecnologia importada e pesquisa e desenvolvimento independentes foi adotado para alcançar com sucesso a primeira iteração abrangente e atualização da tecnologia de processo de leito fluidizado de silano. A tecnologia de processo de produção FBR-B (processo de leito fluidizado de silano de segunda geração), que foi desenvolvida e colocada em operação, tem um tempo de operação real mais longo, maior qualidade do produto e taxa de purificação mais rápida em comparação com o valor do projeto. reduzindo o consumo de energia de redução para 1/10 do método Siemens, reduzindo o consumo de energia abrangente para 1/3, encurtando o tempo de purificação da unidade do reator de leito fluidizado para cerca de 7 dias, rompendo o tempo de operação contínua de um único reator químico equipamento em 800 dias, atingindo 4 vezes o tempo de projeto e tendo uma única taxa de alimentação de linha de produção excedendo o valor de projeto em 30 por cento. Ao mesmo tempo, alcançou uma taxa de localização de equipamentos de 60 por cento, melhorando o nível de indústria independente e controlável. Ao mesmo tempo, a Tianrui Silicon Materials também está fortalecendo a pesquisa e o desenvolvimento independentes em equipamentos principais e peças sobressalentes importantes, superando os problemas de "gargalos", como o revestimento cerâmico doméstico, preenchendo a lacuna doméstica e reduzindo os custos de produção e operação.

A atualização iterativa da tecnologia impulsionou um salto significativo na produção e na qualidade de produtos de silício policristalino granular. A capacidade de produção foi aumentada de 10.000 toneladas/ano na tecnologia de primeira geração para 20.000 toneladas/ano na tecnologia de segunda geração, com a qualidade atingindo o nível especial fotovoltaico. Entre eles, mais de 30 por cento dos produtos atingiram o nível eletrônico, e é o primeiro na indústria a alcançar aplicação eficiente em massa direta de cristal único com uma proporção de produto de até 95 por cento. Estabelecer uma posição estratégica notável na indústria e no mercado influência da marca Tianhong Ruike para produtos de polissilício granular.

Entrando no período do "14º Plano Quinquenal", a Tianrui Silicon Materials segue de perto a meta de "carbono duplo", aproveita oportunidades estratégicas de desenvolvimento e planeja e organiza oportunamente a implementação de um projeto de atualização da indústria de silício policristalino granular de grau eletrônico de 80.000 toneladas. É relatado que o projeto alcançou uma atualização iterativa abrangente do sistema operacional geral por meio da segunda iteração da tecnologia de processo, formando um sistema de produção e operação de 100.000 toneladas. A taxa de localização do equipamento atingiu 80 por cento, o tempo de purificação do reator solidificou para menos de 7 dias e a qualidade do produto atingiu todo o nível eletrônico, com alguns atingindo o nível eletrônico 2 para 1. Após a entrada em operação do novo projeto, o a redução no consumo unitário e o efeito da eficiência de escala são evidentes. Sob a condição de uma capacidade de produção de 100.000 toneladas, o custo de fabricação diminuiu significativamente em 33% em comparação com a capacidade de produção atual de 18.000 toneladas/ano, atingindo um nível de liderança global.

Como um dos principais produtos dos materiais de silício Tianrui, os produtos de polissilício granular têm vantagens de aplicação, como baixa pegada de carbono, sem necessidade de britagem, boa fluidez e forte capacidade de enchimento, e são ideais para RCZ downstream (carregamento múltiplo Czochralski recarregado e tração de cristal tecnologia) e CCZ (tecnologia de trefilação contínua contínua Czochalski) realimentação. Com a melhoria contínua da qualidade e estabilidade dos produtos da empresa, a proporção de plasmídeo de alta qualidade como o silício policristalino usado no campo de cristal único pela Tianrui Silicon Materials aumentou de 5% nos testes iniciais para 20% nas aplicações de lote atuais, e passou em 30% no teste de extração de cristal. Com o aumento da produção e da oferta, trará maiores ganhos para a cadeia industrial no futuro. Ao mesmo tempo, a Tianrui Silicon expandiu ativamente o campo de aplicação do polissilício granular, alcançou um relacionamento cooperativo com a ACHIEVE CHEM e assumiu a liderança na realização da aplicação diversificada de uma gama completa de produtos de polissilício granular pelo método de leito fluidizado de silano.

A preparação de produtos granulares de polissilício geralmente envolve o seguinteequipamentos de máquinas químicas:

Reator: Um recipiente usado para reação química, que pode ser umvaso de reator de aço inoxidável de alta pressãoou umreator de vidro encamisado.

Equipamento de aquecimento: Como forno elétrico, placa de aquecimento,Manto de aquecimento, circulador de aquecimento, etc., usado para fornecer a temperatura necessária para a reação.

Dispositivo de mistura: comoagitador elétrico digitalouagitação magnética, usado para misturar e agitar reagentes.

Equipamento de filtragem: Usado para separar fases sólidas e líquidas, como funil de filtro a vácuo, papel de filtro, membrana de filtro, etc.

Equipamento de secagem: Comoforno de secagem a vácuo, ouforno de secagem, etc., usado para remover solvente ou umidade.

Centrífuga: Usada para separar sólidos de líquidos e coletar produtos sólidos.

A pureza dos produtos de gás silano de alta pureza com material de silício Tianrui é de 99,9999 por cento, e a qualidade atingiu o nível avançado internacional. Além de ser amplamente reconhecido nas áreas de células fotovoltaicas, monitores de tela plana e fabricação de semicondutores, foram feitos avanços na aplicação de novos materiais para baterias de energia. A pureza do silício policristalino de fusão de zona ultrapura atinge 13N, e o teor de impurezas é tão baixo quanto o nível ppt (parte ppt por trilhão). É amplamente utilizado em novos veículos energéticos, nova geração de energia, automação industrial, trânsito ferroviário, 5G e outros campos.

Nos últimos anos, a Tianrui Silicon Materials implementou totalmente o novo conceito de desenvolvimento, promoveu a profunda integração da cadeia industrial, da cadeia de talentos e da cadeia de inovação, utilizou totalmente a nova plataforma de condução original da Qinchuang, combinada com as vantagens de talento da própria empresa e colaborou com empresas nacionais e institutos de pesquisa estrangeiros para atingir campos de ponta e tecnologias inovadoras na indústria. Através da inovação tecnológica, a Tianrui Silicon Materials capacitou a empresa a desenvolver alta qualidade e ganhou 5 prêmios científicos e tecnológicos. Existem 4 prêmios para os "Três Novos e Três Pequenos" (nova tecnologia, novo processo, novos materiais e pequenos invenções, pequenas criações e pequenas transformações) competição de inovação, 10 patentes de tecnologia foram solicitadas, 7 projetos de ciência e tecnologia foram solicitados com sucesso e 5 padrões foram incluídos no plano nacional de padrões da indústria para 2022. Atualmente, existem 72 patentes de tecnologia. Foi sucessivamente premiada com os títulos de "Empresa Nacional de Alta Tecnologia", "Empresa Nacional de Propriedade Intelectual", "Empresa de Vantagem de Propriedade Intelectual da Província de Shaanxi", "Empresa Gazelle da Província de Shaanxi", "Empresa de Marca Famosa da Província de Shaanxi 2021" e "Terceira Lote de empresas de demonstração piloto fotovoltaica inteligente". Os produtos de polissilício granular produzido, gás silano de grau eletrônico ultrapuro e produtos de polissilício de grau eletrônico foram reconhecidos como novos produtos importantes na província de Shaanxi.