多晶硅还原炉的节能降耗措施研究
基于多晶硅行业现状，按照改良西门子法工艺，解决还原炉高能耗的问题，下面针对多晶硅还原炉的节能降耗措施展开叙述：
1、覆层材料的研究
目前多晶硅行业还原炉绝大部分采用为复合板材料，通常为Q345R+316L，部分厂家逐渐用到Q345R+HC276，然而经过一段时间的使用，HC276覆层材料的使用在多晶硅还原炉的节能降耗上显示的作用并不大。其影响的多晶硅的电耗为每公斤多晶硅相对于Q345R+316L材质的设备下降不超过0.5度电。这远没有达到从根本上解决还原电耗高的问题。
采用HC276覆层是依托于其比316L拥有更低的传热性能，以使得C276覆层能起到一层保温筒的作用隔绝还原炉内的热传导。从而降低炉筒水带走更多的电能热。然而在实际使用时，由于HC276较为昂贵，一般使用厚度为2.5mm，因此效果并不明显。同时，HC276与316L同为金属类材料，在316L材料成熟使用的情况下，HC276的替代使用并没有起到明显的效果。
基于此，从覆层材料的选择上，简单的进行材料替换难以起到节能降耗的作用。覆层材料主要为隔绝碳钢材料的杂质，避免对多晶硅产品质量的影响，基于此作用，对于覆层材料进行研究，覆层材料仍选择为316L材料，但在316L材料表面进行涂敷研究，可以涂敷两类材料：
第一类为隔热材料，以起到绝热作用。隔热材料需要有很好的绝热性能，隔绝炉内气氛与金属炉筒的直接接触，由此使得炉筒水带走的热量更少，以起到节能降耗的作用，隔热材料可以为耐高温的石英材料等非金属材料，此类材料可以经受高温并避免杂质释放。特别是今年来使用广泛的氮化硅材料，氮化硅的喷涂的技术逐渐日趋成熟；如果此类材料用在还原炉的内筒上，理论上则会大大降低还原炉的直接电耗。
第二类为高反射率材料，如银、金等材料，此类高反射材料可以反射掉绝大部分热辐射的热量损失，起到明显的节能降耗的效果，但是由于喷嘴金属粉末的难度更高，目前众多一流企业的此类喷涂研究都没有重大突破，不能长期稳定使用。但经过这些年的研究使用，金、银的喷涂确实起到了节能降耗的作用，因此喷涂技术的突破仍是行业的关键技术所在。无论哪一类喷涂材料的率先突破都必将带来多晶硅还原炉节能降耗技术上的一次飞跃。
2、工艺控制智能化
改良西门子法工艺经过不断技术升级改造，从早期的120kwh/kwSi到80 kwh/kwSi，再到现在的42kwh/kwSi。现在甚至部分企业已做到40kwh/kwSi以下。说明工艺的调整在多晶硅还原炉的节能降耗上是起到关键作用的，还原炉的设备本身改造，在没有重大突破的情况下，其节能效果毕竟有限，其节能效果不及工艺调整的十分之一。
工艺的优化贯穿于改良西门子法的整个流程，本文主要对还原工段进行阐述。还原工段的节能降耗也经历过一次重大变更，那就是尾气和夹套水两者热量的回收利用，此两项的利用摆脱了多晶硅高耗能的帽子。工艺的优化调整分两个方向，第一个方向是对于尾气和夹套水热量的极致利用，目前常规的操作是通过换热产生高品质的蒸汽进行余热利用，该方案高效的利用了还原炉被带走的热量，根据目前各企业的热能回收情况，还原炉的热量一次利用率已普遍提至85%以上。该部分的节能降耗空间已不大。第二个方向就是对开车工艺的调整，对工艺料表的优化，稳定炉内生长，提高转化率方面，此一部分的优化空间前景广阔，近期各厂家改变传统的小料量思路，开拓大料量料表，由人工配方转向逻辑智能化控制思路。此项工艺革新主要体现在能量守恒和质量相结合的数学模型，建立整个控制过程中的若干个数学函数关系，比如：电流与电压关系，电流与料量的关系，电流、电压和配比关系，功率与冷却水量关系等的多个数学模型；结合编程运算程序，人工智能，大数据，六西格玛等现代控制思路，从而实现一套全自动，智能化运行的还原炉控制程序。摆脱传统人工控制的手段，彻底解决还原电耗与还原产量相匹配的控制手段，从而降低还原炉电耗高的问题，使的多晶硅产业能耗问题像前迈出重要一步。此项工艺的开发彻底颠覆了传统还原炉的开车理念，不仅使的多晶硅能耗大大降低，而且缩短了沉积时间，且提高了多晶硅的产量和品质。但该工艺仍然有很大的进步空间，如更进一步提高转化率和三氯氢硅的一次收率两个重要的参数方面。
第三方向主要是对于进料温度的研究，也是工艺调整的一个方向。理论上进料温度越高越易达到硅沉积温度，参与到反应时间的过程更短，沉积速率更高。然而目前实际开车过程中炉内温场难以控制，进料温度过高且易雾化，大部分厂家采用的进料温度在150℃-180℃之间，且在工艺设计上全部采用了一个蒸汽汽化和蒸汽过热的工艺。使的进料温度是一个非常温定的参数。不在受还原炉尾气温度的影响。但是从能量的直接利用上此项工艺设计明显需要外用蒸汽，增加了一定的设备投资和能量浪费。因此对于还原进料温度的研究也有一段很长的路要走。
结论和建议
经过对改良西门子法生产多晶硅工艺的研究和多晶硅还原炉的使用情况表明：覆层材料的更新换代、还原生产工艺的优化会进一步提升多晶硅还原炉的节能降耗空间，从而达到降低能耗和生产成本以及提高多晶硅产量、质量的目的，引领行业向前迈进极大的一步。在产业化后，不仅能够提高国内光伏领域高端装备的研制水平，打破国外企业的技术与市场垄断，更可以带动光伏全产业链成本的逐步下降、促进光伏发电平价上网，为国内光伏产业健康持续发展建功立业。
来源：羊凡 多晶Si 808
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基于多晶硅行业现状，按照改良西门子法工艺，解决还原炉高能耗的问题，下面针对多晶硅还原炉的节能降耗措施展开叙述：
1、覆层材料的研究
目前多晶硅行业还原炉绝大部分采用为复合板材料，通常为Q345R+316L，部分厂家逐渐用到Q345R+HC276，然而经过一段时间的使用，HC276覆层材料的使用在多晶硅还原炉的节能降耗上显示的作用并不大。其影响的多晶硅的电耗为每公斤多晶硅相对于Q345R+316L材质的设备下降不超过0.5度电。这远没有达到从根本上解决还原电耗高的问题。
采用HC276覆层是依托于其比316L拥有更低的传热性能，以使得C276覆层能起到一层保温筒的作用隔绝还原炉内的热传导。从而降低炉筒水带走更多的电能热。然而在实际使用时，由于HC276较为昂贵，一般使用厚度为2.5mm，因此效果并不明显。同时，HC276与316L同为金属类材料，在316L材料成熟使用的情况下，HC276的替代使用并没有起到明显的效果。
基于此，从覆层材料的选择上，简单的进行材料替换难以起到节能降耗的作用。覆层材料主要为隔绝碳钢材料的杂质，避免对多晶硅产品质量的影响，基于此作用，对于覆层材料进行研究，覆层材料仍选择为316L材料，但在316L材料表面进行涂敷研究，可以涂敷两类材料：
第一类为隔热材料，以起到绝热作用。隔热材料需要有很好的绝热性能，隔绝炉内气氛与金属炉筒的直接接触，由此使得炉筒水带走的热量更少，以起到节能降耗的作用，隔热材料可以为耐高温的石英材料等非金属材料，此类材料可以经受高温并避免杂质释放。特别是今年来使用广泛的氮化硅材料，氮化硅的喷涂的技术逐渐日趋成熟；如果此类材料用在还原炉的内筒上，理论上则会大大降低还原炉的直接电耗。
第二类为高反射率材料，如银、金等材料，此类高反射材料可以反射掉绝大部分热辐射的热量损失，起到明显的节能降耗的效果，但是由于喷嘴金属粉末的难度更高，目前众多一流企业的此类喷涂研究都没有重大突破，不能长期稳定使用。但经过这些年的研究使用，金、银的喷涂确实起到了节能降耗的作用，因此喷涂技术的突破仍是行业的关键技术所在。无论哪一类喷涂材料的率先突破都必将带来多晶硅还原炉节能降耗技术上的一次飞跃。
2、工艺控制智能化
改良西门子法工艺经过不断技术升级改造，从早期的120kwh/kwSi到80 kwh/kwSi，再到现在的42kwh/kwSi。现在甚至部分企业已做到40kwh/kwSi以下。说明工艺的调整在多晶硅还原炉的节能降耗上是起到关键作用的，还原炉的设备本身改造，在没有重大突破的情况下，其节能效果毕竟有限，其节能效果不及工艺调整的十分之一。
工艺的优化贯穿于改良西门子法的整个流程，本文主要对还原工段进行阐述。还原工段的节能降耗也经历过一次重大变更，那就是尾气和夹套水两者热量的回收利用，此两项的利用摆脱了多晶硅高耗能的帽子。工艺的优化调整分两个方向，第一个方向是对于尾气和夹套水热量的极致利用，目前常规的操作是通过换热产生高品质的蒸汽进行余热利用，该方案高效的利用了还原炉被带走的热量，根据目前各企业的热能回收情况，还原炉的热量一次利用率已普遍提至85%以上。该部分的节能降耗空间已不大。第二个方向就是对开车工艺的调整，对工艺料表的优化，稳定炉内生长，提高转化率方面，此一部分的优化空间前景广阔，近期各厂家改变传统的小料量思路，开拓大料量料表，由人工配方转向逻辑智能化控制思路。此项工艺革新主要体现在能量守恒和质量相结合的数学模型，建立整个控制过程中的若干个数学函数关系，比如：电流与电压关系，电流与料量的关系，电流、电压和配比关系，功率与冷却水量关系等的多个数学模型；结合编程运算程序，人工智能，大数据，六西格玛等现代控制思路，从而实现一套全自动，智能化运行的还原炉控制程序。摆脱传统人工控制的手段，彻底解决还原电耗与还原产量相匹配的控制手段，从而降低还原炉电耗高的问题，使的多晶硅产业能耗问题像前迈出重要一步。此项工艺的开发彻底颠覆了传统还原炉的开车理念，不仅使的多晶硅能耗大大降低，而且缩短了沉积时间，且提高了多晶硅的产量和品质。但该工艺仍然有很大的进步空间，如更进一步提高转化率和三氯氢硅的一次收率两个重要的参数方面。
第三方向主要是对于进料温度的研究，也是工艺调整的一个方向。理论上进料温度越高越易达到硅沉积温度，参与到反应时间的过程更短，沉积速率更高。然而目前实际开车过程中炉内温场难以控制，进料温度过高且易雾化，大部分厂家采用的进料温度在150℃-180℃之间，且在工艺设计上全部采用了一个蒸汽汽化和蒸汽过热的工艺。使的进料温度是一个非常温定的参数。不在受还原炉尾气温度的影响。但是从能量的直接利用上此项工艺设计明显需要外用蒸汽，增加了一定的设备投资和能量浪费。因此对于还原进料温度的研究也有一段很长的路要走。
结论和建议
经过对改良西门子法生产多晶硅工艺的研究和多晶硅还原炉的使用情况表明：覆层材料的更新换代、还原生产工艺的优化会进一步提升多晶硅还原炉的节能降耗空间，从而达到降低能耗和生产成本以及提高多晶硅产量、质量的目的，引领行业向前迈进极大的一步。在产业化后，不仅能够提高国内光伏领域高端装备的研制水平，打破国外企业的技术与市场垄断，更可以带动光伏全产业链成本的逐步下降、促进光伏发电平价上网，为国内光伏产业健康持续发展建功立业。
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1、覆层材料的研究
目前多晶硅行业还原炉绝大部分采用为复合板材料，通常为Q345R+316L，部分厂家逐渐用到Q345R+HC276，然而经过一段时间的使用，HC276覆层材料的使用在多晶硅还原炉的节能降耗上显示的作用并不大。其影响的多晶硅的电耗为每公斤多晶硅相对于Q345R+316L材质的设备下降不超过0.5度电。这远没有达到从根本上解决还原电耗高的问题。
采用HC276覆层是依托于其比316L拥有更低的传热性能，以使得C276覆层能起到一层保温筒的作用隔绝还原炉内的热传导。从而降低炉筒水带走更多的电能热。然而在实际使用时，由于HC276较为昂贵，一般使用厚度为2.5mm，因此效果并不明显。同时，HC276与316L同为金属类材料，在316L材料成熟使用的情况下，HC276的替代使用并没有起到明显的效果。
基于此，从覆层材料的选择上，简单的进行材料替换难以起到节能降耗的作用。覆层材料主要为隔绝碳钢材料的杂质，避免对多晶硅产品质量的影响，基于此作用，对于覆层材料进行研究，覆层材料仍选择为316L材料，但在316L材料表面进行涂敷研究，可以涂敷两类材料：
第一类为隔热材料，以起到绝热作用。隔热材料需要有很好的绝热性能，隔绝炉内气氛与金属炉筒的直接接触，由此使得炉筒水带走的热量更少，以起到节能降耗的作用，隔热材料可以为耐高温的石英材料等非金属材料，此类材料可以经受高温并避免杂质释放。特别是今年来使用广泛的氮化硅材料，氮化硅的喷涂的技术逐渐日趋成熟；如果此类材料用在还原炉的内筒上，理论上则会大大降低还原炉的直接电耗。
第二类为高反射率材料，如银、金等材料，此类高反射材料可以反射掉绝大部分热辐射的热量损失，起到明显的节能降耗的效果，但是由于喷嘴金属粉末的难度更高，目前众多一流企业的此类喷涂研究都没有重大突破，不能长期稳定使用。但经过这些年的研究使用，金、银的喷涂确实起到了节能降耗的作用，因此喷涂技术的突破仍是行业的关键技术所在。无论哪一类喷涂材料的率先突破都必将带来多晶硅还原炉节能降耗技术上的一次飞跃。
2、工艺控制智能化
改良西门子法工艺经过不断技术升级改造，从早期的120kwh/kwSi到80 kwh/kwSi，再到现在的42kwh/kwSi。现在甚至部分企业已做到40kwh/kwSi以下。说明工艺的调整在多晶硅还原炉的节能降耗上是起到关键作用的，还原炉的设备本身改造，在没有重大突破的情况下，其节能效果毕竟有限，其节能效果不及工艺调整的十分之一。
工艺的优化贯穿于改良西门子法的整个流程，本文主要对还原工段进行阐述。还原工段的节能降耗也经历过一次重大变更，那就是尾气和夹套水两者热量的回收利用，此两项的利用摆脱了多晶硅高耗能的帽子。工艺的优化调整分两个方向，第一个方向是对于尾气和夹套水热量的极致利用，目前常规的操作是通过换热产生高品质的蒸汽进行余热利用，该方案高效的利用了还原炉被带走的热量，根据目前各企业的热能回收情况，还原炉的热量一次利用率已普遍提至85%以上。该部分的节能降耗空间已不大。第二个方向就是对开车工艺的调整，对工艺料表的优化，稳定炉内生长，提高转化率方面，此一部分的优化空间前景广阔，近期各厂家改变传统的小料量思路，开拓大料量料表，由人工配方转向逻辑智能化控制思路。此项工艺革新主要体现在能量守恒和质量相结合的数学模型，建立整个控制过程中的若干个数学函数关系，比如：电流与电压关系，电流与料量的关系，电流、电压和配比关系，功率与冷却水量关系等的多个数学模型；结合编程运算程序，人工智能，大数据，六西格玛等现代控制思路，从而实现一套全自动，智能化运行的还原炉控制程序。摆脱传统人工控制的手段，彻底解决还原电耗与还原产量相匹配的控制手段，从而降低还原炉电耗高的问题，使的多晶硅产业能耗问题像前迈出重要一步。此项工艺的开发彻底颠覆了传统还原炉的开车理念，不仅使的多晶硅能耗大大降低，而且缩短了沉积时间，且提高了多晶硅的产量和品质。但该工艺仍然有很大的进步空间，如更进一步提高转化率和三氯氢硅的一次收率两个重要的参数方面。
第三方向主要是对于进料温度的研究，也是工艺调整的一个方向。理论上进料温度越高越易达到硅沉积温度，参与到反应时间的过程更短，沉积速率更高。然而目前实际开车过程中炉内温场难以控制，进料温度过高且易雾化，大部分厂家采用的进料温度在150℃-180℃之间，且在工艺设计上全部采用了一个蒸汽汽化和蒸汽过热的工艺。使的进料温度是一个非常温定的参数。不在受还原炉尾气温度的影响。但是从能量的直接利用上此项工艺设计明显需要外用蒸汽，增加了一定的设备投资和能量浪费。因此对于还原进料温度的研究也有一段很长的路要走。
结论和建议
经过对改良西门子法生产多晶硅工艺的研究和多晶硅还原炉的使用情况表明：覆层材料的更新换代、还原生产工艺的优化会进一步提升多晶硅还原炉的节能降耗空间，从而达到降低能耗和生产成本以及提高多晶硅产量、质量的目的，引领行业向前迈进极大的一步。在产业化后，不仅能够提高国内光伏领域高端装备的研制水平，打破国外企业的技术与市场垄断，更可以带动光伏全产业链成本的逐步下降、促进光伏发电平价上网，为国内光伏产业健康持续发展建功立业。
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1、覆层材料的研究
目前多晶硅行业还原炉绝大部分采用为复合板材料，通常为Q345R+316L，部分厂家逐渐用到Q345R+HC276，然而经过一段时间的使用，HC276覆层材料的使用在多晶硅还原炉的节能降耗上显示的作用并不大。其影响的多晶硅的电耗为每公斤多晶硅相对于Q345R+316L材质的设备下降不超过0.5度电。这远没有达到从根本上解决还原电耗高的问题。
采用HC276覆层是依托于其比316L拥有更低的传热性能，以使得C276覆层能起到一层保温筒的作用隔绝还原炉内的热传导。从而降低炉筒水带走更多的电能热。然而在实际使用时，由于HC276较为昂贵，一般使用厚度为2.5mm，因此效果并不明显。同时，HC276与316L同为金属类材料，在316L材料成熟使用的情况下，HC276的替代使用并没有起到明显的效果。
基于此，从覆层材料的选择上，简单的进行材料替换难以起到节能降耗的作用。覆层材料主要为隔绝碳钢材料的杂质，避免对多晶硅产品质量的影响，基于此作用，对于覆层材料进行研究，覆层材料仍选择为316L材料，但在316L材料表面进行涂敷研究，可以涂敷两类材料：
第一类为隔热材料，以起到绝热作用。隔热材料需要有很好的绝热性能，隔绝炉内气氛与金属炉筒的直接接触，由此使得炉筒水带走的热量更少，以起到节能降耗的作用，隔热材料可以为耐高温的石英材料等非金属材料，此类材料可以经受高温并避免杂质释放。特别是今年来使用广泛的氮化硅材料，氮化硅的喷涂的技术逐渐日趋成熟；如果此类材料用在还原炉的内筒上，理论上则会大大降低还原炉的直接电耗。
第二类为高反射率材料，如银、金等材料，此类高反射材料可以反射掉绝大部分热辐射的热量损失，起到明显的节能降耗的效果，但是由于喷嘴金属粉末的难度更高，目前众多一流企业的此类喷涂研究都没有重大突破，不能长期稳定使用。但经过这些年的研究使用，金、银的喷涂确实起到了节能降耗的作用，因此喷涂技术的突破仍是行业的关键技术所在。无论哪一类喷涂材料的率先突破都必将带来多晶硅还原炉节能降耗技术上的一次飞跃。
2、工艺控制智能化
改良西门子法工艺经过不断技术升级改造，从早期的120kwh/kwSi到80 kwh/kwSi，再到现在的42kwh/kwSi。现在甚至部分企业已做到40kwh/kwSi以下。说明工艺的调整在多晶硅还原炉的节能降耗上是起到关键作用的，还原炉的设备本身改造，在没有重大突破的情况下，其节能效果毕竟有限，其节能效果不及工艺调整的十分之一。
工艺的优化贯穿于改良西门子法的整个流程，本文主要对还原工段进行阐述。还原工段的节能降耗也经历过一次重大变更，那就是尾气和夹套水两者热量的回收利用，此两项的利用摆脱了多晶硅高耗能的帽子。工艺的优化调整分两个方向，第一个方向是对于尾气和夹套水热量的极致利用，目前常规的操作是通过换热产生高品质的蒸汽进行余热利用，该方案高效的利用了还原炉被带走的热量，根据目前各企业的热能回收情况，还原炉的热量一次利用率已普遍提至85%以上。该部分的节能降耗空间已不大。第二个方向就是对开车工艺的调整，对工艺料表的优化，稳定炉内生长，提高转化率方面，此一部分的优化空间前景广阔，近期各厂家改变传统的小料量思路，开拓大料量料表，由人工配方转向逻辑智能化控制思路。此项工艺革新主要体现在能量守恒和质量相结合的数学模型，建立整个控制过程中的若干个数学函数关系，比如：电流与电压关系，电流与料量的关系，电流、电压和配比关系，功率与冷却水量关系等的多个数学模型；结合编程运算程序，人工智能，大数据，六西格玛等现代控制思路，从而实现一套全自动，智能化运行的还原炉控制程序。摆脱传统人工控制的手段，彻底解决还原电耗与还原产量相匹配的控制手段，从而降低还原炉电耗高的问题，使的多晶硅产业能耗问题像前迈出重要一步。此项工艺的开发彻底颠覆了传统还原炉的开车理念，不仅使的多晶硅能耗大大降低，而且缩短了沉积时间，且提高了多晶硅的产量和品质。但该工艺仍然有很大的进步空间，如更进一步提高转化率和三氯氢硅的一次收率两个重要的参数方面。
第三方向主要是对于进料温度的研究，也是工艺调整的一个方向。理论上进料温度越高越易达到硅沉积温度，参与到反应时间的过程更短，沉积速率更高。然而目前实际开车过程中炉内温场难以控制，进料温度过高且易雾化，大部分厂家采用的进料温度在150℃-180℃之间，且在工艺设计上全部采用了一个蒸汽汽化和蒸汽过热的工艺。使的进料温度是一个非常温定的参数。不在受还原炉尾气温度的影响。但是从能量的直接利用上此项工艺设计明显需要外用蒸汽，增加了一定的设备投资和能量浪费。因此对于还原进料温度的研究也有一段很长的路要走。
结论和建议
经过对改良西门子法生产多晶硅工艺的研究和多晶硅还原炉的使用情况表明：覆层材料的更新换代、还原生产工艺的优化会进一步提升多晶硅还原炉的节能降耗空间，从而达到降低能耗和生产成本以及提高多晶硅产量、质量的目的，引领行业向前迈进极大的一步。在产业化后，不仅能够提高国内光伏领域高端装备的研制水平，打破国外企业的技术与市场垄断，更可以带动光伏全产业链成本的逐步下降、促进光伏发电平价上网，为国内光伏产业健康持续发展建功立业。
来源：羊凡 多晶Si 808
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1、覆层材料的研究
目前多晶硅行业还原炉绝大部分采用为复合板材料，通常为Q345R+316L，部分厂家逐渐用到Q345R+HC276，然而经过一段时间的使用，HC276覆层材料的使用在多晶硅还原炉的节能降耗上显示的作用并不大。其影响的多晶硅的电耗为每公斤多晶硅相对于Q345R+316L材质的设备下降不超过0.5度电。这远没有达到从根本上解决还原电耗高的问题。
采用HC276覆层是依托于其比316L拥有更低的传热性能，以使得C276覆层能起到一层保温筒的作用隔绝还原炉内的热传导。从而降低炉筒水带走更多的电能热。然而在实际使用时，由于HC276较为昂贵，一般使用厚度为2.5mm，因此效果并不明显。同时，HC276与316L同为金属类材料，在316L材料成熟使用的情况下，HC276的替代使用并没有起到明显的效果。
基于此，从覆层材料的选择上，简单的进行材料替换难以起到节能降耗的作用。覆层材料主要为隔绝碳钢材料的杂质，避免对多晶硅产品质量的影响，基于此作用，对于覆层材料进行研究，覆层材料仍选择为316L材料，但在316L材料表面进行涂敷研究，可以涂敷两类材料：
第一类为隔热材料，以起到绝热作用。隔热材料需要有很好的绝热性能，隔绝炉内气氛与金属炉筒的直接接触，由此使得炉筒水带走的热量更少，以起到节能降耗的作用，隔热材料可以为耐高温的石英材料等非金属材料，此类材料可以经受高温并避免杂质释放。特别是今年来使用广泛的氮化硅材料，氮化硅的喷涂的技术逐渐日趋成熟；如果此类材料用在还原炉的内筒上，理论上则会大大降低还原炉的直接电耗。
第二类为高反射率材料，如银、金等材料，此类高反射材料可以反射掉绝大部分热辐射的热量损失，起到明显的节能降耗的效果，但是由于喷嘴金属粉末的难度更高，目前众多一流企业的此类喷涂研究都没有重大突破，不能长期稳定使用。但经过这些年的研究使用，金、银的喷涂确实起到了节能降耗的作用，因此喷涂技术的突破仍是行业的关键技术所在。无论哪一类喷涂材料的率先突破都必将带来多晶硅还原炉节能降耗技术上的一次飞跃。
2、工艺控制智能化
改良西门子法工艺经过不断技术升级改造，从早期的120kwh/kwSi到80 kwh/kwSi，再到现在的42kwh/kwSi。现在甚至部分企业已做到40kwh/kwSi以下。说明工艺的调整在多晶硅还原炉的节能降耗上是起到关键作用的，还原炉的设备本身改造，在没有重大突破的情况下，其节能效果毕竟有限，其节能效果不及工艺调整的十分之一。
工艺的优化贯穿于改良西门子法的整个流程，本文主要对还原工段进行阐述。还原工段的节能降耗也经历过一次重大变更，那就是尾气和夹套水两者热量的回收利用，此两项的利用摆脱了多晶硅高耗能的帽子。工艺的优化调整分两个方向，第一个方向是对于尾气和夹套水热量的极致利用，目前常规的操作是通过换热产生高品质的蒸汽进行余热利用，该方案高效的利用了还原炉被带走的热量，根据目前各企业的热能回收情况，还原炉的热量一次利用率已普遍提至85%以上。该部分的节能降耗空间已不大。第二个方向就是对开车工艺的调整，对工艺料表的优化，稳定炉内生长，提高转化率方面，此一部分的优化空间前景广阔，近期各厂家改变传统的小料量思路，开拓大料量料表，由人工配方转向逻辑智能化控制思路。此项工艺革新主要体现在能量守恒和质量相结合的数学模型，建立整个控制过程中的若干个数学函数关系，比如：电流与电压关系，电流与料量的关系，电流、电压和配比关系，功率与冷却水量关系等的多个数学模型；结合编程运算程序，人工智能，大数据，六西格玛等现代控制思路，从而实现一套全自动，智能化运行的还原炉控制程序。摆脱传统人工控制的手段，彻底解决还原电耗与还原产量相匹配的控制手段，从而降低还原炉电耗高的问题，使的多晶硅产业能耗问题像前迈出重要一步。此项工艺的开发彻底颠覆了传统还原炉的开车理念，不仅使的多晶硅能耗大大降低，而且缩短了沉积时间，且提高了多晶硅的产量和品质。但该工艺仍然有很大的进步空间，如更进一步提高转化率和三氯氢硅的一次收率两个重要的参数方面。
第三方向主要是对于进料温度的研究，也是工艺调整的一个方向。理论上进料温度越高越易达到硅沉积温度，参与到反应时间的过程更短，沉积速率更高。然而目前实际开车过程中炉内温场难以控制，进料温度过高且易雾化，大部分厂家采用的进料温度在150℃-180℃之间，且在工艺设计上全部采用了一个蒸汽汽化和蒸汽过热的工艺。使的进料温度是一个非常温定的参数。不在受还原炉尾气温度的影响。但是从能量的直接利用上此项工艺设计明显需要外用蒸汽，增加了一定的设备投资和能量浪费。因此对于还原进料温度的研究也有一段很长的路要走。
结论和建议
经过对改良西门子法生产多晶硅工艺的研究和多晶硅还原炉的使用情况表明：覆层材料的更新换代、还原生产工艺的优化会进一步提升多晶硅还原炉的节能降耗空间，从而达到降低能耗和生产成本以及提高多晶硅产量、质量的目的，引领行业向前迈进极大的一步。在产业化后，不仅能够提高国内光伏领域高端装备的研制水平，打破国外企业的技术与市场垄断，更可以带动光伏全产业链成本的逐步下降、促进光伏发电平价上网，为国内光伏产业健康持续发展建功立业。
来源：羊凡 多晶Si 808
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