日前，新疆新特能源股份有限公司1万吨/年高纯多晶硅技术改造项目投产满3个多月，装置连续稳定满负荷运行，四氯化硅转化率、能耗等关键指标均优于设计值和国内同类装置。这是华陆工程科技有限责任公司开发的第五代冷氢化技术首次工业应用。

冷氢化装置是多晶硅生产的“核心”单元，将四氯化硅转化为生产多晶硅的原料——三氯氢硅。冷氢化技术因具有转化率高、能耗低、投资小等特点，大大降低了装置投资和运行成本。

作为我国多晶硅技术研发和工程设计的领军企业，十多年来华陆公司在多晶硅技术开发领域创新探索并迭代优化，改变了核心技术受制于人的被动局面。

早在2006年，凭借自身在有机硅、三氯氢硅合成等方面积累的经验和技术优势，华陆公司开发成功多晶硅冷氢化技术。2007年12月，我国第一套使用冷氢化技术的多晶硅生产装置在江苏中能建成投产。

“第一代冷氢化装置，虽然年处理四氯化硅能力仅1万吨，但具有重要里程碑意义，开发了更为节能、高效的多晶硅生产工艺，填补了我国多晶硅生产领域的多项技术空白。”华陆公司材料能源事业部总经理姚又省告诉记者。此后他们不断改进优化，二代、三代、四代技术接连诞生，装置产能规模扩大，四氯化硅转化率提升，能耗持续降低。

据介绍，第一代冷氢化装置反应器直径0.9米，随后不断扩大到1.6米、2.4米、3.6～4.0米和五代技术的4.5米。伴随着装置产能规模扩大，工艺也相应改进提升。比如三代技术首次采用混合汽化工艺，仅使用副产的0.8MPa（G）蒸汽就能满足热源要求，不再配套复杂的导热油系统；四代技术首次增加了热能利用回收、氢气回收技术等，能耗进一步降低，仅为热氢化技术的十分之一；四氯化硅转化率从一代20%左右提升至第五代冷氢化技术的28%-30%，已超过了理论转化率的70%，为全球最好水平。与第一代相比，五代技术三氯氢硅电耗从1000千瓦时/吨降至150千瓦时/吨，为目前国外冷氢化技术的三分之一左右，不到传统热氢化工艺的6%。同时开发的文丘里+洗涤塔相结合的湿法除尘系统，以及旋风+过滤器的干法除尘系统，减少了渣浆中硅粉含量，有效提高了系统运行的稳定性。

从一代到五代，反应器的开发之路并非坦途，不计其数的尝试、失败、再创新……简单的数字背后是巨大的努力和付出。以第五代冷氢化装置为例，单位处理能力的提升并不是简单的装置尺寸放大。华陆公司技术团队也是根据一次偶然的尝试，以反应器入口分布为突破口，创新通过设置新型入口结构实现了整体流场的均匀、稳定，成功解决了尺寸放大后出现的新问题，使得中国自主的冷氢化技术再次超越国际水平。

“如果说第一代冷氢化技术解决了有和无的问题，那么随后的每一次技术进步，我们都是围绕系统优化提升、降低能耗、挖潜增效，主动解决客户的难点痛点，引领技术进步和产业发展。”回顾五代冷氢化技术的研发历程，姚又省说，比别人快半步，这是他们不断创新、超越自我的关键诀窍。

据介绍，新疆新特多晶硅项目由华陆公司负责工程设计，经改造采用冷氢化装置，首次将单套冷氢化装置四氯化硅处理能力提升到了全球最大的35万吨/年。今年4月建成投产以来，不但短期实现满负荷运行，装置投资降低10%以上，而且四氯化硅转化率、能耗等关键指标均优于国内同类装置，三氯氢硅电耗降至145千瓦时/吨，创国内最佳水平。5月下旬，新疆新特为此向华陆公司致感谢信。

“十四五”期间，华陆公司明确了“聚焦工程、研发、实业、装备四大业务板块，打造成实现‘双碳’目标整体解决方案提供商”的战略定位，其中装备成为转型发展的“新赛道”。在冷氢化技术迭代过程中，他们结合反应器体积不断扩大，在设备内部结构、分布器、入口管线等方面不断实施改造，为工艺优化提供支撑。

近年来，火爆的光伏产业带动多晶硅行业迅猛发展，华陆公司抢抓机遇，充分发挥自主研发技术工程化优势，深耕光伏领域，形成了由千吨级到万吨级的系列多晶硅技术工艺包，承担设计的多晶硅项目总产能占全国总产能的90%以上。

目前，华陆公司的第五代冷氢化技术装备也迅速引起业内认可。除新疆新特首次应用外，在建的第五代冷氢化装置21套，总体四氯化硅转化能力达700余万吨（折多晶硅35万吨），其中内蒙古新特硅材料有限公司的7套35万吨/年冷氢化装置即将投产。