Réacteur chimique à haute pression pour le silicium polycristallin granulaire

Shaanxi Nonferrous Tianhong Ruike Silicon Materials Co., Ltd. (ci-après dénommé « Tianrui Silicon Materials ») est une coentreprise sino-étrangère de haute technologie qui intègre la fabrication, la vente, le service, ainsi que la recherche et le développement de silicium ultra-pur. matériaux. Elle dispose de la technologie de production de pointe au monde pour le gaz silane de qualité électronique, le polysilicium granulaire et le polysilicium ultra-pur. La première phase a permis de réaliser une production annuelle de 18 000 tonnes de polysilicium granulaire, 300 tonnes de polysilicium ultra pur. Le projet d'industrialisation de nouveaux matériaux électroniques et photovoltaïques avec une capacité de chargement de 2 000 tonnes de gaz silane de haute pureté, qui produit du silane ultra pur. le silicium polycristallin et le gaz silane de haute pureté comblent le vide national et améliorent considérablement le niveau de soutien des industries en amont et en aval dans la province du Shaanxi.

Le projet Tianrui Silicon Materials Phase I présente des caractéristiques importantes telles que la production continue, la circulation en circuit fermé, la production propre, les économies d'énergie et la réduction de la consommation. Depuis la construction du projet, Tianrui Silicon Materials a toujours fait de la mise en œuvre technologique, de l'absorption ainsi que de la recherche et du développement indépendants une priorité absolue pour l'entreprise. En août 2020, un certain nombre de techniciens ont été organisés pour se rendre aux États-Unis pour suivre une formation sur les opérations de procédés, et l'exploration, la recherche et le développement de nouveaux procédés et technologies ont été continuellement approfondis. Sur la base de la technologie de lit fluidisé au silane de première génération de matériaux de silicium REC, un modèle de développement combinant une technologie importée et une recherche et développement indépendante a été adopté pour réaliser avec succès la première itération et mise à niveau complète de la technologie du procédé à lit fluidisé au silane. La technologie de processus de production FBR-B (procédé à lit fluidisé au silane de deuxième génération), qui a été développée et mise en service, a une durée de fonctionnement réelle plus longue, une qualité de produit supérieure et un taux de purification plus rapide par rapport à la valeur de conception. Ses principaux avantages comprennent réduisant la consommation d'énergie de réduction à 1/10 de la méthode Siemens, réduisant la consommation d'énergie globale à 1/3, raccourcissant le temps de purification de l'unité de réacteur à lit fluidisé à environ 7 jours, brisant le temps de fonctionnement continu d'un seul réacteur chimique équipement de 800 jours, atteignant 4 fois le temps de conception et ayant un taux d'alimentation sur une seule ligne de production dépassant la valeur de conception de 30 pour cent. Dans le même temps, elle a atteint un taux de localisation des équipements de 60 %, améliorant ainsi le niveau d'une industrie indépendante et contrôlable. Dans le même temps, Tianrui Silicon Materials renforce également la recherche et le développement indépendants sur les équipements de base et les pièces de rechange clés, surmontant les problèmes de « goulot d'étranglement » tels que le revêtement en céramique domestique, comblant le vide national et réduisant les coûts de production et d'exploitation.

La mise à niveau itérative de la technologie a entraîné une avancée significative dans la production et la qualité des produits en silicium polycristallin granulaire. La capacité de production est passée de 10 000 tonnes/an dans la technologie de première génération à 20 000 tonnes/an dans la technologie de deuxième génération, la qualité atteignant le niveau spécial photovoltaïque. Parmi eux, plus de 30 pour cent des produits ont atteint le niveau électronique, et c'est le premier de l'industrie à réaliser une application efficace de masse directe de monocristal avec une proportion de produit allant jusqu'à 95 pour cent, établissant une position stratégique et un marché remarquables pour l'industrie. influence de la marque Tianhong Ruike pour les produits en polysilicium granulaire.

En entrant dans la période du « 14e plan quinquennal », Tianrui Silicon Materials suit de près l'objectif du « double carbone », saisit les opportunités stratégiques de développement et planifie et organise en temps opportun la mise en œuvre d'un projet de mise à niveau de l'industrie du silicium polycristallin granulaire de qualité électronique de 80 000 tonnes. Il est rapporté que le projet a réalisé une mise à niveau itérative complète de l'ensemble du système d'exploitation grâce à la deuxième itération de la technologie de processus, formant un système de production et d'exploitation de 100 000 tonnes. Le taux de localisation des équipements a atteint 80 pour cent, le temps de purification du réacteur s'est solidifié à moins de 7 jours et la qualité des produits a tous atteint le niveau électronique, certains atteignant le niveau électronique 2 à 1. Après la mise en service du nouveau projet, le la réduction de la consommation unitaire et l’effet d’efficacité d’échelle sont évidents. Dans le cadre d'une capacité de production de 100 000 tonnes, le coût de fabrication a considérablement diminué de 33 pour cent par rapport à la capacité de production actuelle de 18 000 tonnes/an, atteignant un niveau leader mondial.

En tant que l'un des principaux produits des matériaux de silicium Tianrui, les produits en polysilicium granulaire présentent des avantages d'application tels qu'une faible empreinte carbone, aucun besoin de concassage, une bonne fluidité et une forte capacité de remplissage, et sont idéaux pour le RCZ en aval (chargement multiple Czochralski rechargé et extraction de cristaux technologie) et CCZ (technologie d'étirage direct continu Czochalski) concernant l'alimentation. Avec l'amélioration continue de la qualité et de la stabilité des produits de l'entreprise, la proportion de plasmide de haute qualité comme le silicium polycristallin utilisée dans le domaine des monocristallins par Tianrui Silicon Materials est passée de 5 % lors des tests initiaux à 20 % dans les applications par lots actuelles. et a réussi 30 pour cent du test d’extraction des cristaux. Avec l’augmentation de la production et de l’offre, cela apportera des gains plus importants à la chaîne industrielle à l’avenir. Dans le même temps, Tianrui Silicon a activement élargi le champ d'application du polysilicium granulaire, a conclu une relation de coopération avec ACHIEVE CHEM et a pris la tête de la réalisation de l'application diversifiée d'une gamme complète de produits de polysilicium granulaire par la méthode du lit fluidisé au silane.

La préparation de produits granulaires en polysilicium implique généralement les éléments suivantséquipement de machines chimiques:

Réacteur : Récipient utilisé pour une réaction chimique, qui peut être uncuve de réacteur haute pression en acier inoxydableou unréacteur en verre à double enveloppe.

Équipement de chauffage : Tels que four électrique, plaque chauffante,manteau chauffant, circulateur de chauffage, etc., utilisés pour fournir la température requise pour la réaction.

Appareil de mélange : tel queagitateur électrique numériqueouagitation magnétique, utilisé pour mélanger et remuer les réactifs.

Équipement de filtration : utilisé pour séparer les phases solides et liquides, telles que l'entonnoir de filtre à vide, le papier filtre, la membrane filtrante, etc.

Équipement de séchage : tel queétuve de séchage sous vide, ouétuve de séchage, etc., utilisés pour éliminer le solvant ou l'humidité.

Centrifugeuse : utilisée pour séparer les solides des liquides et collecter les produits solides.

La pureté des produits de gaz de silane de haute pureté en silicium Tianrui est de 99,9999 pour cent et la qualité a atteint le niveau avancé international. En plus d'être largement reconnu dans les domaines des cellules photovoltaïques, des écrans plats et de la fabrication de semi-conducteurs, des percées ont été réalisées dans l'application de nouveaux matériaux pour batteries énergétiques. La pureté du silicium polycristallin de fusion de zone ultra pure atteint 13N et la teneur en impuretés est aussi faible que le niveau ppt (ppt partie par billion). Il est largement utilisé dans les véhicules à énergie nouvelle, la production d’énergie nouvelle, l’automatisation industrielle, le transport ferroviaire, la 5G et d’autres domaines.

Ces dernières années, Tianrui Silicon Materials a pleinement mis en œuvre le nouveau concept de développement, favorisé l'intégration profonde de la chaîne industrielle, de la chaîne des talents et de la chaîne de l'innovation, a pleinement utilisé la nouvelle plate-forme de conduite originale de Qinchuang, combinée aux propres avantages des talents de l'entreprise et a collaboré avec les entreprises nationales. et des instituts de recherche étrangers pour cibler les domaines de pointe et les technologies d'avenir de l'industrie. Grâce à l'innovation technologique, Tianrui Silicon Materials a permis à l'entreprise de développer des produits de haute qualité et a remporté 5 prix scientifiques et technologiques. Il y a 4 prix pour les « Trois nouveaux et trois petits » (nouvelle technologie, nouveau processus, nouveaux matériaux et petits inventions, petites créations et petites transformations), concours d'innovation, 10 brevets technologiques ont été demandés, 7 projets scientifiques et technologiques ont été déposés avec succès et 5 normes ont été incluses dans le plan national de normes industrielles pour 2022. Actuellement, il existe 72 brevets technologiques. Elle a reçu successivement les titres d'« Entreprise nationale de haute technologie », d'« Entreprise nationale de propriété intellectuelle », d'« Entreprise avantageuse de propriété intellectuelle de la province du Shaanxi », d'« Entreprise Gazelle de la province du Shaanxi », d'« Entreprise de marque célèbre de la province du Shaanxi 2021 » et de « Troisième Lot d'entreprises pilotes de démonstration photovoltaïques intelligentes". Le polysilicium granulaire produit, le gaz silane de qualité électronique ultra-pur et les produits en polysilicium de qualité électronique ont été reconnus comme de nouveaux produits clés dans la province du Shaanxi.