自動化多晶硅還原爐清洗系統(tǒng)為光伏行業(yè)實現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”助力

在“雙碳目標(biāo)”的背景下，光伏成為可再生能源實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的主要助力，多晶硅料位于光伏產(chǎn)業(yè)鏈的最上游，行業(yè)壁壘較高，且具備周期性兼資源屬性，當(dāng)前全球硅料供需緊平衡，多晶硅料國產(chǎn)替代效應(yīng)顯著，進一步掌握全球供給話語權(quán)。隨著國內(nèi)多晶硅價格不斷上升，產(chǎn)能持續(xù)擴張，通威股份、保利協(xié)鑫、新疆大全等一線多晶硅企業(yè)也開啟了擴產(chǎn)之路，若現(xiàn)有擴產(chǎn)計劃全部如期達產(chǎn)，2022年我國多晶硅產(chǎn)能有望達到95萬噸，較2020年增長126%。

改良西門子法是目前生產(chǎn)多晶硅最為成熟、可靠、投產(chǎn)速度最快的工藝，因其具有節(jié)能降耗顯著、成本低、質(zhì)量好、采用綜合利用技術(shù)，對環(huán)境不產(chǎn)生污染等優(yōu)勢，被國內(nèi)外多晶硅生產(chǎn)企業(yè)廣泛采用。根據(jù)中國光伏行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示：2019年全球多晶硅產(chǎn)量中采用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅占比高達97.8%；這一現(xiàn)象在我國也不例外，2020年國內(nèi)采用改良西門子法生產(chǎn)多晶硅約占全國總產(chǎn)量的97.2%。
 
多晶硅還原爐作為改良西門子法生產(chǎn)的核心設(shè)備，也是決定其產(chǎn)能、能耗、環(huán)保指標(biāo)以及可靠性、安全性的關(guān)鍵因素。多晶硅的生產(chǎn)過程中，對還原爐的沉積環(huán)境的潔凈度要求特別高，多晶硅還原爐內(nèi)表面要求潔凈、光滑，甚至達到呈鏡面要求。任何顆粒性雜質(zhì)、油脂等物質(zhì)余留在爐內(nèi)，都會對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。還原爐鐘罩污染物易造成內(nèi)表面熱量反射減少，熱場分布不均勻，生產(chǎn)能耗增加，硅芯擊不穿或產(chǎn)品質(zhì)量污染，從而引起多晶硅生產(chǎn)成本的上升，生產(chǎn)效率的下降，因此對還原爐內(nèi)的清洗十分必要。

針對還原爐的清洗，其中清洗和烘干是不可缺少的環(huán)節(jié)，過去以人工清洗為主，不安全，不環(huán)保，清洗的一致性也難以保證，清洗效果差，自動化程度低，效率不高。隨著科技的發(fā)展，還原爐清洗方式也逐漸從人工清洗向機械化清洗發(fā)展，然而現(xiàn)有清洗技術(shù)多存在多晶硅還原爐清洗烘干不安全，不環(huán)保，不具有一致性和均勻性，清洗效果差，自動化程度低，效率不高的缺陷。

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的諸多問題，德高潔自主研發(fā)并投入使用了一款自動化高壓水多晶硅還原爐鐘罩清洗系統(tǒng)，系統(tǒng)充分發(fā)揮高壓水的技術(shù)優(yōu)勢，結(jié)合全面電子化自動操作，用PLC+觸摸屏柔性自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對還原爐鐘罩的自動清洗和烘干。系統(tǒng)管理操作簡單、自動化程度強、能顯著提高還原爐清洗效率、降低設(shè)備損耗。確保還原爐鐘罩達到“無油、無水、無塵”標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)環(huán)境，為多晶硅生產(chǎn)純度、質(zhì)量提升助力。

其工作原理是以高壓水射流為動力自驅(qū)動三維自動旋轉(zhuǎn)噴頭，形成360°的網(wǎng)狀噴射表面，完成鐘罩內(nèi)部表面的水力掃射，用專用清洗劑等為主要清洗液，用純水(去離子水或叫脫鹽水)漂洗，用高純水沖洗，完成清洗過程。其后用經(jīng)過三級凈化(10萬級)的純凈空氣，梯級加熱，保證烘干完的鐘罩不再結(jié)露，可直接進入生產(chǎn)作業(yè)。全密閉式清洗烘干系統(tǒng)，使污染物(廢氣、廢水等)在受控的條件下，按設(shè)計出口排放，基本消除了對現(xiàn)場及操作人員的污染。
 
德高潔高壓水多晶硅還原爐鐘罩自動清洗系統(tǒng)，一套系統(tǒng)可以實現(xiàn)多種型號鐘罩的自動清洗烘干，清洗烘干時間、溫度、清洗、漂洗液的選擇工藝參數(shù)可以根據(jù)需要自行調(diào)整設(shè)定，同時具有半自動或手動功能。節(jié)省了人力物力，大大降低勞動強度。一次吊裝在一個工作臺上完成全部清洗、烘干過程。根據(jù)客戶需求，還可根據(jù)使用方不同鐘罩、車間廠房的情況，能源條件不同，提供個性化設(shè)計。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，多晶硅生產(chǎn)工藝也是多樣化，除多晶硅主流制備工藝改良西門子法以外，其中硅烷硫化床法頗受關(guān)注，硅烷硫化床工藝所產(chǎn)出顆粒硅雖然相比棒狀硅有諸多優(yōu)勢，但技術(shù)壁壘較高，目前國內(nèi)僅有保利協(xié)鑫掌握硅烷流化床工藝，預(yù)計未來仍以改良西門子法為主。故而，在以改良西門子法為多晶硅生產(chǎn)主流工藝的當(dāng)下，為確保對晶硅的產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)安全、生產(chǎn)效率不受影響，多晶硅還原爐的清洗作業(yè)不容忽視。