冶金方法在太阳能级多晶硅制造中的应用

多晶硅作为太阳能转换电能的基础材料,近年来受到广泛关注.本文综述了生产多晶硅的各种冶金方法,主要分析各种冶金方法的特点、发展趋势和可行性,并重点讨论了低成本生产太阳能级多晶硅的方法.     

真空感应熔炼工艺在太阳能级多晶硅制备中的应用探索

为了探讨真空感应熔炼工艺在冶金物理法制备太阳能级多晶硅生产中的应用效果,利用真空熔炼设备,对硅料在不同真空度条件下进行制备试验,对比试验前后原料和成品中的P元素以及几种金属元素的化验结果可知,在冶金物理法制备太阳能级多晶硅中真空感应熔炼工艺完全可以起到降低杂质含量,提高硅晶体纯度的作用．     

我国典型岩棉板生产生命周期评价研究

当前国内外绿色建筑评价已越来越多地考虑建筑材料的生命周期环境负荷。岩棉板作为一种重要的建筑保温材料,对其开展生命周期评价很有必要。运用生命周期评价方法,对我国典型岩棉板生命周期过程中产生的资源、能源消耗和温室气体排放进行了深入调研与分析,并基于此计算出我国典型岩棉板功能单位产品的不可再生资源消耗、能源消耗和温室效应影响指标分别为:14.44kg Coal-R当量/kg板,1.29kg ce当量/kg板,2.53kg CO2当量/kg板。     

冶金法制备太阳能级硅研究进展

由于具有比西门子法成本、能耗更低以及环境更友好等优点,冶金法提纯和制备太阳能级硅正成为全球光伏产业的研究热点.全面总结了国内外冶金法制备太阳能级硅的技术和研究现状,并通过本课题组在湿法浸出、真空氧化精炼、真空挥发、真空脱气和真空定向凝固精炼方面所取得研究成果,分析了冶金法提纯过程中面临的技术难题和亟待解决的关键问题,最后指出了今后冶金法制备太阳能级硅的研究和发展方向.     

高纯多晶硅

上海航天技术研究院所属内蒙古神舟硅业有限责任公司作为专业从事多晶硅及下游产品,以及副产品研发、制造和销售的高新技术企业,采用改良西门子法（即闭环式三氯氢硅氢还原法）工艺技术,主要生产电子级高纯多晶硅（纯度在9N以上）和太阳能级高纯多晶硅（纯度在6N左右）。改良西门子法是目前生产多晶硅所采用的首选工艺。该工艺首先将氯和氢合成氯化氢,     

工业硅炉外吹气精炼除硼研究进展

冶金法太阳能级多晶硅技术具有能耗低、成本低和环境友好等特点,正逐步取代投资大、成本高的化学法而成为全球研究的热点.硼是工业硅中最难去除的非金属杂质之一,本文阐述了工业硅的生产过程和吹气炉外精炼除硼的原理,综述了国内外工业硅炉外氧气、湿氢、湿氧、湿二氧化碳以及吹气-熔渣联合精炼等工艺技术,并对本课题组湿氧精炼除硼的研究进行了重点介绍,分析了吹气精炼过程硅的损失问题,最后指出吹气-熔渣联合法是冶金法炉外精炼的发展方向.     

纸面石膏板生产的资源消耗和环境影响分析

通过采用生命周期评价方法(LIFE CYCLE ASSESSMENT,LCA)分析利用脱硫石膏生产纸面石膏板从原料回收到石膏板生产的环境负荷,从而辨识和定量分析石膏板的环境影响。结果表明,利用脱硫石膏制备每平方米纸面石膏板的综合能耗为48MJ,折合标煤1.63kgce/m2,石膏板生产过程由于燃煤所产生的直接排放是纸面石膏板生产气态污染物排放的主要责任者,主要气态污染物是CO2。     

废水处理环境影响负荷的生命周期评价

废水处理过程产生废气、废渣等二次污染的问题已经引起了越来越多的关注.为了表征该过程的环境影响,做出科学的管理决策,以哈尔滨某制药废水处理工艺为例,采用生命周期评价(LCA)方法,定量研究了废水处理全过程的环境影响负荷.在影响评价阶段,运用改进的层次分析法(AHP)确定评价指标的权重.加权评价的结果表明:该废水处理过程对不可再生资源的消耗影响最大,随后依次是填埋空间的消耗、潜在健康影响、全球变暖潜能值、水体富营养化、酸化潜值、气溶胶潜值、光化学烟雾潜值.最后根据评价结果提出减少资源消耗和污染物排放等改善措施,使废水处理发挥更大的环境效益.     

铅酸蓄电池全生命周期的水足迹

为量化铅酸蓄电池从原料开采到综合回收利用的全生命周期过程产生的水足迹影响,基于生命周期评价理论的水足迹分析方法对周期过程产生的水足迹进行综合分析。使用SimaPro 8.4 软件对铅酸蓄电池制备、运输、使用、所消耗电力的生产和废旧电池回收利用过程进行水足迹影响分析,结果表明铅酸蓄电池生产制备和消耗电力的生产是两个最主要的水足迹影响过程,电池生产制备对水体富营养化、致癌性影响、淡水生态毒性和水稀缺影响显著,电力生产对酸性化和非致癌性影响有显著贡献。铜、铬、排入水体的磷酸盐和排入大气的二氧化硫等关键物质也主要来自于这两个过程。优化这两个主要过程有助于有效地减少铅酸蓄电池全生产链条的水足迹。     

皮江法炼镁能源利用方案的环境影响

根据生命周期理论及技术框架,基于3种能源利用的生产方案,对目前中国皮江法炼镁的环境负荷进行定量分析和评价.研究表明.冶炼过程使用的燃料是皮江法炼镁污染物排放的主要来源,其环境负荷主要体现在温室效应和酸化效应.皮江法炼镁采用不同能源利用方案产生的环境负荷存在较大差别,其中直接燃煤生产单位原镁(方案1)的总体环境负荷最大;采用发生炉煤气的总体环境负荷与方案1相比下降9.3%;采用焦炉煤气的总体环境负荷则下降29.5%.     

药芯焊丝生命周期评价

使用模糊评价法对药芯焊丝进行了生命周期评价,评价内容包括药芯焊丝的钢带和辅料的生产、运输,焊丝的制备以及药芯焊丝在焊接过程中产生的有害烟尘对焊工健康的影响,对药芯焊丝的环境影响进行了全面、量化的评价,由评价结果可以看出,药芯焊丝的外皮钢带在生产以及焊接过程中对环境造成的负荷最大,锰铁、硅铁的加入也产成了较为严重的环境负荷。     

应用LCA分析中国典型钢铁企业的环境负荷

为得到钢材的环境负荷,基于生命周期评价方法对中国典型钢铁企业中不同流程中的各工序,系统、定量地分析评价环境负荷.采用GaBi 4.3软件提供的CML2001环境影响分类方法,将各工序的环境影响进行分类,并根据特征化因子,分析生产1 t钢材产生的环境影响.分析结果表明:长流程生产过程主要的环境影响是焦化、烧结、高炉炼铁和废钢回收环节产生的水生生态毒性、人体毒性、化石能源耗竭和矿产资源耗竭等.其中,长流程的炼钢过程对气候变化、人体毒性、水生生态毒性和固体废弃物的影响较大,分别约占该类型总环境影响值的30%,95%,50%和90%;短流程生产过程主要的环境影响为铁水和电炉炼钢过程产生的气候变化、酸化和光化学臭氧形成等.该研究结果可为钢铁企业调整两种不同流程提供一定的理论依据,有助于准确发现生产过程中各环节节能降耗、降低环境负荷的潜力所在,从而有利于钢铁企业对生产流程进行改进或优化.     

钢铁产品生命周期影响评价方法

在综合分析国际上生命周期影响评价方法的基础上,结合钢铁产品生命周期过程的环境特点,建立了钢铁产品生命周期影响评价方法,包括影响类型选取、特征化模型选取、及其特征化结果说明.该方法应用于宝钢电镀锌产品的评价,得出资源消耗、气候变化、能源消耗、酸化是最主要的4种影响类型,动力、烧结、和炼铁工序是环境影响最为重要的工序.本研究为钢铁产品的生态设计和开发提供了方法.     

多晶硅生产中氢气消耗分析及优化

在多晶硅生产过程中,氢气是最为主要的原料之一,氢气的总体消耗量与多晶硅生产成本有着紧密相连的关系.下文主要针对多晶硅生产过程中氢气消耗点进行全方位多层次的分析、探讨,进而提出诸多可行的优化措施,保证能够有效降低氢气在多晶硅生产中的消耗量,最终确保多晶硅生产成本有所降低.     

西门子还原炉热量传递研究进展

硅基太阳能电池是解决能源危机的主要新能源,其主要基础材料多晶硅的主要生产工艺是改良西门子法,但是与硅烷法、冶金法相比,高能耗和高生产成本是影响其在多晶硅市场竞争力的主要因素.本文首先对国内外多晶硅产业发展现状进行了总结和分析,然后论述了西门子还原炉热量传递现象和西门子还原炉内硅棒的热电行为的研究现状.结果表明:增大硅棒半径、增大硅棒数、降低反应器壁辐射率可进一步改良西门子法制备多晶硅过程降低能耗和成本.直流电加热硅棒时,容易产生硅棒中心熔硅,甚至由于热应力的作用发生倒棒现象.应用交流电加热可解决这一问题,这是因为交流电的趋肤效应可降低多晶硅中心温度.因此,需进一步开展多晶硅CVD还原炉内热量传递现象和工业化西门子还原炉内硅棒电加热过程的热电行为研究,以进一步降低改良西门子法制备多晶硅的生产能耗和成本.     

典型城镇污水处理工艺的环境影响评价研究

污水处理过程中消耗大量的能源和水处理药剂,会对环境产生一定的影响。随着污水排放标准的日趋严格和污水处理工艺的提质升级,污水处理厂对环境的影响发生了巨大变化。识别污水处理过程中的主要环境影响类型有利于环境的保护。文章采用生命周期评价与生命周期成本分析相结合的评价方式,对山东济宁某污水厂运行阶段的环境影响和经济成本进行了分析与评价。研究结果表明:污水处理在气候变化、陆地酸性化、淡水水体富营养化、人类毒性、光化学氧化剂形成、颗粒物形成、淡水生态毒性、海洋生态毒性、自然土地改造、化石能源消耗等10个方面对环境影响较大;污水处理过程中,关键流程为生物处理阶段和深度处理阶段;关键物质为电力和净水剂聚合氯化铝,而两种关键物质环境影响潜值占比分别达到了总值的58.3%和39.0%。     

大型空调系统生命周期评价与能源利用评价模型

基于西安咸阳国际机场货运中心空调系统,利用生命周期理论和层次分析法针对能源高效利用途径进行了研究。针对生命周期方法和层次分析法应用于建筑能源进行了深入分析,结合实际案例数据进行了生命周期清单分析,数据来源与所提模型紧密结合,基于层次分析法框架性模型,以空调工程各种资源的消耗值和各种环境影响潜值分析为例,量化剖析了如何利用全生命周期影响评价对耗能项目进行评价。结合案例数据的生命周期评价提出了能源利用评价层次模型,并针对模型给出了从全生命周期角度调整建立能源利用过程监控与评价等建议。     

多晶硅破碎筛分机结构设计与分析

太阳能级多晶硅纯度为＂6个9＂,其棒料纯度高、硬度大,在破碎过程中不能受到金属和碳等杂质的污染。本文阐述一种多晶硅棒料破碎筛分机的设计,并通过计算说明了锤杆及锤头参数的选取。该装置采用锤式冲击破碎,锤头与硅棒接触面积小、接触时间短。直接参与破碎的零件采用硬质合金,其他与多晶硅接触的零件采用超高分子量聚乙烯板隔离,不污染多晶硅。本机结构简单,设计合理,具有较好的实用性.     

水力发电的生命周期温室气体排放

采用生命周期评价分析方法对水力发电系统的温室气体排放系数进行研究,建立温室气体排放的生命周期清单,并与燃煤发电系统进行比较.对水电站从材料和能源消耗、大坝建设、运输、电厂运行等过程的输入和排放进行分析的结果表明,每生产1kWh的电量,水力发电生命周期的温室气体总排放为19.24g CO2当量,而燃煤发电1kWh的排放量在1 000g CO2当量左右,说明水力发电在温室气体减排方面的优势十分显著.     

宝鸡市城市水环境系统LCA研究

LCA作为一种有效的信息评价工具,被广泛地应用到各种决策和战略规划中,但国内外在城市水环境系统中应用LCA的研究较少.目前,LCA研究对水环境系统的分析侧重于污水处理阶段和污泥的处理与处置,如污水处理厂对环境所产生的影响和污泥的不同处理方法对环境的负荷计算等.在分析宝鸡市城市水环境系统状况的基础上,结合生命周期评价体系的理论框架,介绍了宝鸡市城市水环境系统生命周期评价框架和过程,提出水环境系统LCA评价的计算方法,并对宝鸡生态城市水环境系统进行生命周期评价,结果表明:在城市水环境系统中配水阶段和污水收集阶段的资源消耗和能耗均较大,对环境的负面影响也较大.