氩气是一种惰性气体,广泛用于工业领域,如焊接、金属加工和电子制造,作为保护气防止氧化,提升产品质量。
在光伏行业,高纯氩气是单晶硅和多晶硅制备中的重要保护气,可防止硅材料在高温下氧化,确保其纯净度和性能,从而提升产品质量。
氩气回收装置利用单晶硅、多晶硅生产线排放的粗氩气,通过除碳、除氧和低温精馏等高效工艺,最终产出高纯度氩气,重新用于单晶硅炉,回收率高达95%以上。该装置凭借其先进设计理念和高效压缩换热设备,大幅减少了资源浪费与环境污染;通过对氩气回收循环利用,提高生产效能,降低成本,为光伏行业的绿色循环发展注入了强大动力。
中科富海全资子公司中科富晶,主要为新疆晶品新能源12GW高效单晶硅棒及硅片项目提供6000Nm³/h氩气回收装置。该项目是新疆最大的单晶硅项目,填补了当地光伏产业链的薄弱环节,助力克拉玛依市光伏及新能源产业建链延链补链,助力产业发展。新疆中科富晶致力于筑起新疆科技“高地”,填补新疆低温科技产业“洼地”,为新疆乃至中亚地区的高新技术发展贡献力量。
高纯氩气在晶硅生产过程中具有多种重要功能:
保护气体:高纯氩气在晶硅生产中起到了保护气体的作用。由于氩气化学性质非常稳定,不易与其他物质发生化学反应,因此能够防止晶硅在制造过程中被氧化或受到其他杂质的污染。在晶硅的热处理过程中,高纯氩气被用作保护气体,确保晶硅的纯度,防止杂质进入。
晶体生长:高纯氩气在晶硅晶体生长中可扮演关键角色。氩气在晶体生长过程中的流速和流动模式将影响晶体的质量。
节能:高纯氩气还具有优异的热传导性能,可以减少热能的散失,起到节能的作用。同时,高纯氩气在单晶炉内流动,可以排出硅液中的挥发物,防止单晶硅或多晶硅液被污染,确保晶硅产品质量。
除了晶硅制造,高纯氩气在其他领域也有广泛应用。例如,在半导体工业中,高纯氩气可用于生产高纯度的锗晶体。
氩气的制备方法主要有以下几种方式:
分馏液态空气法:氩气的沸点约为-186℃,比空气中的氮气沸点(-196℃)高、比氧气的沸点(-183℃)低,因此可以利用分馏液态空气法来制取氩气。在制氧工艺中,将沸点为-186℃左右的馏分从液化分离器中分出即得液态的氩气。
极低温等离子体法:将氢气和氩气混合后通过极低温等离子体过程,使氢气发生化学反应,从而实现氩气和氢气的分离。这种方法可以获得高纯度的氩气,但设备成本较高。
合成制氧法:利用压缩空气制氧,再将分离出的空气元素通过分离膜分离出氩气。合成制氧法可制得高品质氩气,但对设备技术要求较高。
粗氩回收提纯法:工业生产过程如光伏工业会产生含有多种杂质的粗氩,对粗氩进行压缩、脱碳纯化,脱氧纯化、精馏等操作后,可制得高纯度的氩气。
氩回收市场的细分领域,指对光伏工业生产过程中产生的粗氩运用多个工业过程进行回收提纯,从而制得的高纯氩气。
基于回收提纯技术的晶硅制造用高纯氩气有如下优势:
突破产能瓶颈:2018年开始我国光伏行业进入快速发展通道,对液氩的需求越来越大,液氩的供应不足一定程度制约了光伏行业的产能扩充。而粗氩回收提纯技术通过对粗氩进行回收提纯从而提供高纯氩气。解决了产能扩充瓶颈问题。
可靠性:作为高耗能项目,光伏生产越来越倾向于选择偏远地区,带来的长距离运输问题使得传统液氩的供给可靠性降低,粗氩回收提纯技术的出现解决了供气可靠性问题。
降低生产成本:随着光伏行业的高度发展,企业之间的竞争也越来越激烈,需要通过压缩生产成本来增强市场话语权,粗氩回收提纯技术的出现可显著降低用气成本,进而增加光伏企业产品的市场竞争力。
来源:中科富海