日前，新疆新特能源股份有限公司1萬噸/年高純多晶硅技術改造項目投產滿3個多月，裝置連續穩定滿負荷運行，四氯化硅轉化率、能耗等關鍵指標均優于設計值和國內同類裝置。這是華陸工程科技有限責任公司開發的第五代冷氫化技術首次工業應用。

冷氫化裝置是多晶硅生產的“核心”單元，將四氯化硅轉化為生產多晶硅的原料——三氯氫硅。冷氫化技術因具有轉化率高、能耗低、投資小等特點，大大降低了裝置投資和運行成本。

作為我國多晶硅技術研發和工程設計的領軍企業，十多年來華陸公司在多晶硅技術開發領域創新探索并迭代優化，改變了核心技術受制于人的被動局面。

早在2006年，憑借自身在有機硅、三氯氫硅合成等方面積累的經驗和技術優勢，華陸公司開發成功多晶硅冷氫化技術。2007年12月，我國第一套使用冷氫化技術的多晶硅生產裝置在江蘇中能建成投產。

“第一代冷氫化裝置，雖然年處理四氯化硅能力僅1萬噸，但具有重要里程碑意義，開發了更為節能、高效的多晶硅生產工藝，填補了我國多晶硅生產領域的多項技術空白。”華陸公司材料能源事業部總經理姚又省告訴記者。此后他們不斷改進優化，二代、三代、四代技術接連誕生，裝置產能規模擴大，四氯化硅轉化率提升，能耗持續降低。

據介紹，第一代冷氫化裝置反應器直徑0.9米，隨后不斷擴大到1.6米、2.4米、3.6～4.0米和五代技術的4.5米。伴隨著裝置產能規模擴大，工藝也相應改進提升。比如三代技術首次采用混合汽化工藝，僅使用副產的0.8MPa（G）蒸汽就能滿足熱源要求，不再配套復雜的導熱油系統；四代技術首次增加了熱能利用回收、氫氣回收技術等，能耗進一步降低，僅為熱氫化技術的十分之一；四氯化硅轉化率從一代20%左右提升至第五代冷氫化技術的28%-30%，已超過了理論轉化率的70%，為全球最好水平。與第一代相比，五代技術三氯氫硅電耗從1000千瓦時/噸降至150千瓦時/噸，為目前國外冷氫化技術的三分之一左右，不到傳統熱氫化工藝的6%。同時開發的文丘里+洗滌塔相結合的濕法除塵系統，以及旋風+過濾器的干法除塵系統，減少了渣漿中硅粉含量，有效提高了系統運行的穩定性。

從一代到五代，反應器的開發之路并非坦途，不計其數的嘗試、失敗、再創新……簡單的數字背后是巨大的努力和付出。以第五代冷氫化裝置為例，單位處理能力的提升并不是簡單的裝置尺寸放大。華陸公司技術團隊也是根據一次偶然的嘗試，以反應器入口分布為突破口，創新通過設置新型入口結構實現了整體流場的均勻、穩定，成功解決了尺寸放大后出現的新問題，使得中國自主的冷氫化技術再次超越國際水平。

“如果說第一代冷氫化技術解決了有和無的問題，那么隨后的每一次技術進步，我們都是圍繞系統優化提升、降低能耗、挖潛增效，主動解決客戶的難點痛點，引領技術進步和產業發展。”回顧五代冷氫化技術的研發歷程，姚又省說，比別人快半步，這是他們不斷創新、超越自我的關鍵訣竅。

據介紹，新疆新特多晶硅項目由華陸公司負責工程設計，經改造采用冷氫化裝置，首次將單套冷氫化裝置四氯化硅處理能力提升到了全球最大的35萬噸/年。今年4月建成投產以來，不但短期實現滿負荷運行，裝置投資降低10%以上，而且四氯化硅轉化率、能耗等關鍵指標均優于國內同類裝置，三氯氫硅電耗降至145千瓦時/噸，創國內最佳水平。5月下旬，新疆新特為此向華陸公司致感謝信。

“十四五”期間，華陸公司明確了“聚焦工程、研發、實業、裝備四大業務板塊，打造成實現‘雙碳’目標整體解決方案提供商”的戰略定位，其中裝備成為轉型發展的“新賽道”。在冷氫化技術迭代過程中，他們結合反應器體積不斷擴大，在設備內部結構、分布器、入口管線等方面不斷實施改造，為工藝優化提供支撐。

近年來，火爆的光伏產業帶動多晶硅行業迅猛發展，華陸公司搶抓機遇，充分發揮自主研發技術工程化優勢，深耕光伏領域，形成了由千噸級到萬噸級的系列多晶硅技術工藝包，承擔設計的多晶硅項目總產能占全國總產能的90%以上。

目前，華陸公司的第五代冷氫化技術裝備也迅速引起業內認可。除新疆新特首次應用外，在建的第五代冷氫化裝置21套，總體四氯化硅轉化能力達700余萬噸（折多晶硅35萬噸），其中內蒙古新特硅材料有限公司的7套35萬噸/年冷氫化裝置即將投產。