從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO₃和HF混合液的設備的制造方法

從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO₃和HF混合液的設備的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO3和HF混合液的設備，包括依次通過管道連接的用于向所述廢酸液中滴加濃硫酸并靜置沉淀的攪拌沉淀罐、用于對攪拌沉淀罐中排出的上清液加熱蒸餾的蒸壓釜、用于冷凝蒸壓釜中蒸汽的冷凝器和用于存儲冷凝器中回收液的回收液暫存罐、用于儲存濃硫酸的濃硫酸存儲罐、用于儲存廢酸液的廢酸液存儲罐和外圍酸液存儲罐；所述攪拌沉淀罐的頂部分別與濃硫酸存儲罐的底部、廢酸液存儲罐的底部通過管道連接；所述外圍酸液存儲罐與回收液暫存罐通過管道連接。該設備能夠統一回收晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝排放的廢酸液中的HNO3/HF酸，可大量節省清洗酸液的用量，降低清洗制成的成本，并減少環境污染。
【專利說明】
從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO3和HF混合液的設備
技術領域
[0001]本實用新型涉及太陽電池清洗液的回收設備領域，具體涉及一種從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO3和HF混合液的設備。
【背景技術】
[0002]多晶硅太陽電池的清洗工藝分為前清洗和后清洗，前清洗的目的是制絨，后清洗的目的是刻蝕PN節邊緣。前清洗和后清洗的主要藥液是HNO3和HF的混合溶液即酸液，對表面硅片進行腐蝕。在生產的過程中，酸槽藥液的添加，分為初次配液和生產過程中的自動補加。其中，自動補加的藥液一旦多出機臺的設定值，就會把槽體內多余的酸液當作廢液排掉。例如:目前湖北天合公司使用的捷佳創清洗機臺，前清洗和后清洗因為藥液補償的原因，制絨槽或刻蝕槽每天要排出200L-300L的廢酸液。按照前清洗5臺設備，后清洗5臺設備，每天排出2000L-3000L的廢酸液。并且，在正常生產過程中，藥液壽命到期時，還需要全面更換機臺藥液，也會排出大量廢酸液，理論計算表明，清洗酸液的利用率僅為10%-20%。
[0003]大量的酸液作為廢液排出，增加了制成成本，并且在廢液的處理過程中，浪費大量的人力物力，造成經濟損失。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是針對現有技術的不足提供一種從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO3和HF混合液的設備，統一回收晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝排放的廢酸液中的HN03/HF酸，經過工藝配比調試，回收到外圍酸液存儲罐，再次投入生產使用，可以大量節省太陽電池制造過程中清洗酸液的用量，并且可以大幅度降低清洗制成的成本，并減少太陽電池制造過程中廢酸液對環境的污染。
[0005]—種從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO3和HF混合液的設備，包括依次通過管道連接的用于向所述廢酸液中滴加濃硫酸并靜置沉淀的攪拌沉淀罐、用于對攪拌沉淀罐中排出的上清液加熱蒸餾的蒸壓釜、用于冷凝蒸壓釜中蒸汽的冷凝器和用于存儲冷凝器中回收液的回收液暫存罐，還包括用于儲存濃硫酸的濃硫酸存儲罐、用于儲存廢酸液的廢酸液存儲罐和外圍酸液存儲罐;所述攪拌沉淀罐的頂部分別與濃硫酸存儲罐的底部、廢酸液存儲罐的底部通過管道連接;所述外圍酸液存儲罐與回收液暫存罐通過管道連接。
[0006]所述設備能夠實現對晶硅太陽電池前清洗的制絨槽和后清洗的刻蝕槽排出的酸性廢液(即HNO3和HF混合溶液)統一回收，然后統一處理，再進行工藝配比調試，達到生產需求。
[0007]所述蒸壓釜內的蒸餾溫度為120°C_140°C，壓力為0.8MPa_1.2MPa，包含但是并不限于此范圍。
[0008]所述攪拌沉淀罐的材料選用玻璃鋼，包含但是并不限于此范圍。所述蒸壓釜的內壁材料選用哈氏合金或者聚四氟乙烯，包含但是并不限于此范圍。所述冷凝器、回收液暫存罐、外圍酸液存儲罐以及蒸餾回收的管道的材質選用玻璃、玻璃鋼、聚碳酸酯(PC)樹脂或其它非金屬耐高溫材料中的一種，嚴格避免金屬離子對回收液的污染。所述冷凝器、回收液暫存罐、外圍酸液存儲罐以及蒸餾回收的管道四者的材質可以相同也可以不同。
[0009]所述蒸壓釜的加熱方式可選用導熱油加熱、電阻絲加熱或者其它加熱方式，包含但并不限于此方式。
[0010]所述廢酸液存儲罐設有第一進口和第二進口，第一進口用于與晶硅太陽電池前清洗的制絨槽的廢酸液排出口連接，第二進口用于與晶硅太陽電池后清洗的刻蝕槽的廢酸液排出口連接。
[0011]所述外圍酸液存儲罐設有HNO3入口、HF入口和取樣口 ；HN03入口、HF入口分別用于添加HNO3和HF，對回收液中HNO3和HF的摩爾配比進行調整;取樣口用于采集回收液用以進行回收液中HNO3和HF的摩爾配比的分析。所述外圍酸液存儲罐可并列設置多個，方便配制不同摩爾配比的HNO3和HF混合溶液進行儲備。
[0012]所述管道上設置有栗，用于輸送液體。
[0013]所述濃硫酸存儲罐用于向攪拌沉淀罐中加入濃硫酸，加入濃硫酸的目的是提供高酸性的條件，將廢酸液中的雜質和部分離子以硫酸鹽的形式沉淀，然后利用硫酸和硝酸沸點和揮發性的不同(即蒸餾溫度的不同)，蒸餾回收HNO3和HF。
[0014]所述濃硫酸的用量為廢酸液體積的10%_40%。所述濃硫酸的質量百分濃度大于等于70%。
[0015]所述加熱蒸餾采用加熱減壓蒸餾。
[0016]所述加熱蒸餾的溫度為120°(:-140°(:，壓力為0.810^-1.210^。
[0017]所述加熱蒸餾的過程中可以通入氮氣，以加速蒸餾速度和提高蒸餾濃度。
[0018]所述冷凝蒸汽得到的回收液為HNO3和HF的混合溶液，摩爾配比僅需要簡單的從新調整至晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝中所用HNO3和HF混合液的摩爾配比后即可再次投入生產使用。
[0019]本實用新型具有以下有益效果:
[0020]本實用新型從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO3和HF混合液的設備，能夠實現對晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝排放的廢酸液的統一回收，然后統一處理，回收到外圍酸液存儲罐，再進行工藝配比調試，達到生產需求再次投入生產使用，可以大量節省太陽電池制造過程中清洗酸液的用量，并且可以大幅度降低清洗制成的成本，并減少太陽電池制造過程中廢酸液對環境的污染。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為本實用新型從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO3和HF混合液的設備的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步詳細描述。
[0023]實施例1
[0024]如圖1所示，從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO3和HF混合液的設備包括依次通過管道連接的用于向廢酸液中滴加濃硫酸并靜置沉淀的攪拌沉淀罐3、用于對攪拌沉淀罐3中排出的上清液加熱蒸餾的蒸壓釜4、用于冷凝蒸壓釜4中蒸汽的冷凝器5和用于存儲冷凝器5中回收液的回收液暫存罐6。該設備能夠回收利用晶硅太陽電池前清洗的制絨槽和后清洗的刻蝕槽排出的酸性廢液(即HNO3和HF混合溶液)。
[0025]該設備還包括用于儲存濃硫酸的濃硫酸存儲罐2、用于儲存廢酸液的廢酸液存儲罐I和外圍酸液存儲罐10;攪拌沉淀罐3的頂部分別與濃硫酸存儲罐2的底部、廢酸液存儲罐I的底部通過管道連接;外圍酸液存儲罐10與回收液暫存罐6通過管道連接。
[0026]廢酸液存儲罐I設有第一進口7和第二進口 8，第一進口 7用于與晶硅太陽電池前清洗的制絨槽的廢酸液排出口連接，第二進口8用于與晶硅太陽電池后清洗的刻蝕槽的廢酸液排出口連接。
[0027]外圍酸液存儲罐10設有HNO3入口、HF入口和取樣口 ；ΗΝ03入口、HF入口分別用于添加HNO3和HF，對回收液中HNO3和HF的摩爾配比進行調整;取樣口用于采集回收液用以進行回收液中HNO3和HF的摩爾配比的分析。外圍酸液存儲罐10可并列設置多個，方便配制不同摩爾配比的HNO3和HF混合溶液進行儲備。管道上均設置有栗9(例如離心栗)，用于輸送液體。
[0028]蒸壓釜4內的蒸餾溫度為120°C_140°C，壓力為0.8MPa_1.2MPa，包含但是并不限于此范圍。蒸壓釜4的加熱方式可選用導熱油加熱、電阻絲加熱或者其它加熱方式，包含但并不限于此方式。
[0029]攪拌沉淀罐3的材料選用玻璃鋼，攪拌沉淀罐3附帶設置有人孔、排污口和攪拌槳，包含但是并不限于此范圍。蒸壓釜4的內壁材料選用哈氏合金或者聚四氟乙烯，包含但是并不限于此范圍。冷凝器5、回收液暫存罐6、外圍酸液存儲罐10以及蒸餾回收的管道的材質選用玻璃、玻璃鋼、聚碳酸酯(PC)樹脂或其它非金屬耐高溫材料中的一種。嚴格避免金屬離子對回收液的污染。冷凝器5、回收液暫存罐6、外圍酸液存儲罐10以及蒸餾回收的管道四者的材質可以相同也可以不同。
[0030]本實用新型設備工作時，將晶硅太陽電池前清洗制絨槽排放的廢酸液和后清洗刻蝕槽排放的廢酸液分別通過廢酸液存儲罐I的第一進口 7和第二進口 8統一排放到廢酸液存儲罐I內；然后將廢酸液存儲罐I中的廢酸液通過栗9抽取到攪拌沉淀罐3內，在攪拌的條件下，通過栗9抽取濃硫酸存儲罐2中的濃硫酸滴加到攪拌沉淀罐3內；滴加完濃硫酸之后，攪拌10min-30min，靜置沉淀后將攪拌沉淀罐3內的上清液通過栗9抽取至蒸壓釜4內；然后對蒸壓釜4內上清液進行加熱減壓蒸餾，蒸壓釜4內的蒸餾溫度為120°C-140°C，壓力為
0.8MPa-l.2MPa，蒸汽經冷凝器5冷凝后排出回收液至回收液暫存罐6中；再將回收液暫存罐6中的回收液通過栗9轉移至外圍酸液存儲罐10，分析外圍酸液存儲罐10中回收液的HNO3和HF的摩爾比，根據分析結果調整HNO3和HF的摩爾比至所需值，得到能夠重新用于晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝的HNO3和HF混合液，備生產車間使用。
[0031]實施例2
[0032]采用實施例1中的設備，該設備的設計要求如下:
[0033]攪拌沉淀罐3為玻璃鋼材質，附帶人孔、排污口和攪拌槳，攪拌沉淀罐3主體容積為1000L(去封頭)；蒸壓釜4主體材質為304合金，釜內壁材料為聚四氟乙烯，加熱方式為導熱油加熱(加熱溫度為1800C，加熱速率:2h達到加熱效果，保溫8h)，蒸壓釜4主體容積為500L(去封頭)；冷凝器5、回收液暫存罐6、外圍酸液存儲罐10以及蒸餾回收的管道的材質為玻璃鋼。
[0034]收集晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝排放的廢酸液;將400L的廢酸液栗到攪拌沉淀罐3內，在攪拌的條件下，向廢酸液中滴加100L質量百分濃度85%濃硫酸，濃硫酸滴加完后再攪拌冷卻30min，靜置沉淀后將上清液栗到蒸壓釜4內加熱減壓蒸餾，釜內蒸餾溫度為140°C、壓力為0.8Mpa，直到蒸餾的抽樣的酸液pH值小于2為止停止蒸餾。冷凝器5冷凝蒸汽得到回收液，分析回收液中HNO3和HF的摩爾比，根據分析結果調整HNO3和HF的摩爾比至所需值，得到能夠重新用于晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝的HNO3和HF混合液，備生產車間使用。
[0035]所得回收液經檢測其成分為HNO3和HF，不含金屬雜質，回收率達87%。
[0036]實施例3
[0037]采用實施例1中的設備，該設備的設計要求如下:
[0038]攪拌沉淀罐3為玻璃鋼材質，附帶人孔、排污口和攪拌槳，攪拌沉淀罐3主體容積為1500L(去封頭)；蒸壓爸4主體材質為304合金，爸內壁材料為哈氏合金，加熱方式為電阻絲加熱(加熱溫度為200°C，加熱速率:3h達到加熱效果，保溫8h)，蒸壓釜4主體容積為1000L(去封頭)；冷凝器5、回收液暫存罐6、外圍酸液存儲罐10以及蒸餾回收的管道的材質為PC樹脂。
[0039]收集晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝排放的廢酸液;將800L的廢酸液栗到攪拌沉淀罐3內，在攪拌的條件下，向廢酸液中滴加200L質量百分濃度90%濃硫酸，濃硫酸滴加完后再攪拌冷卻30min，靜置沉淀后將上清液栗到蒸壓釜4內加熱減壓蒸餾，釜內蒸餾溫度為140°C、壓力為1.2Mpa，直到蒸餾的抽樣的酸液中硝酸的濃度低于10%為止停止蒸餾。冷凝器5冷凝蒸汽得到回收液，分析回收液中HNO3和HF的摩爾比，根據分析結果調整HNO3和HF的摩爾比至所需值，得到能夠重新用于晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝的HNO3和HF混合液，備生產車間使用。
[0040]所得回收液經檢測其成分為HNO3和HF，不含金屬雜質，回收率達89%。
[0041 ] 實施例4
[0042]設備同實施例2。
[0043]收集晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝排放的廢酸液;將400L的廢酸液栗到攪拌沉淀罐3內，在攪拌的條件下，向廢酸液中滴加40L質量百分濃度95%濃硫酸，濃硫酸滴加完后再攪拌冷卻lOmin，靜置沉淀后將上清液栗到蒸壓釜4內加熱減壓蒸餾，釜內蒸餾溫度為120°C、壓力為1.2Mpa，直到蒸餾的抽樣的酸液pH值小于2為止停止蒸餾。冷凝器5冷凝蒸汽得到回收液，分析回收液中HNO3和HF的摩爾比，根據分析結果調整HNO3和HF的摩爾比至所需值，得到能夠重新用于晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝的HNO3和HF混合液，備生產車間使用。
[0044]所得回收液經檢測其成分為HNO3和HF，不含金屬雜質，回收率達80%。
[0045]實施例5
[0046]設備同實施例3。
[0047]收集晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝排放的廢酸液;將800L的廢酸液栗到攪拌沉淀罐3內，在攪拌的條件下，向廢酸液中滴加320L質量百分濃度70%濃硫酸，濃硫酸滴加完后再攪拌冷卻lOmin，靜置沉淀后將上清液栗到蒸壓釜4內加熱減壓蒸餾，加熱減壓蒸餾的過程中通入氮氣，釜內蒸餾溫度為120°C、壓力為IMpa，直到蒸餾的抽樣的酸液中硝酸的濃度低于10%為止停止蒸餾。冷凝器5冷凝蒸汽得到回收液，分析回收液中HNO3和HF的摩爾比，根據分析結果調整HNO3和HF的摩爾比至所需值，得到能夠重新用于晶硅太陽電池前清洗和后清洗工藝的HNO3和HF混合液，備生產車間使用。
[0048]所得回收液經檢測其成分為HNO3和HF，不含金屬雜質，回收率達83%。
【主權項】
1.一種從晶硅太陽電池廢酸液中回收HNO3和HF混合液的設備，其特征在于，包括依次通過管道連接的用于向所述廢酸液中滴加濃硫酸并靜置沉淀的攪拌沉淀罐、用于對攪拌沉淀罐中排出的上清液加熱蒸餾的蒸壓釜、用于冷凝蒸壓釜中蒸汽的冷凝器和用于存儲冷凝器中回收液的回收液暫存罐，還包括用于儲存濃硫酸的濃硫酸存儲罐、用于儲存廢酸液的廢酸液存儲罐和外圍酸液存儲罐;所述攪拌沉淀罐的頂部分別與濃硫酸存儲罐的底部、廢酸液存儲罐的底部通過管道連接;所述外圍酸液存儲罐與回收液暫存罐通過管道連接。2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述攪拌沉淀罐的材料為玻璃鋼;所述蒸壓釜的內壁材料為哈氏合金或者聚四氟乙烯;所述冷凝器、回收液暫存罐、外圍酸液存儲罐以及蒸餾回收的管道的材質為玻璃、玻璃鋼、聚碳酸酯樹脂或其它非金屬耐高溫材料中的一種。3.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述蒸壓釜的加熱方式為導熱油加熱或電阻絲加熱。4.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述廢酸液存儲罐設有第一進口和第二進口，第一進口用于與晶硅太陽電池前清洗的制絨槽的廢酸液排出口連接，第二進口用于與晶硅太陽電池后清洗的刻蝕槽的廢酸液排出口連接。5.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述外圍酸液存儲罐設有HNO3入口、HF入口和取樣口。6.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述外圍酸液存儲罐并列設置多個。
【文檔編號】C01B7/19GK205687715SQ201620204596
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年3月17日 公開號201620204596.1, CN 201620204596, CN 205687715 U, CN 205687715U, CN-U-205687715, CN201620204596, CN201620204596.1, CN205687715 U, CN205687715U
【發明人】馮強
【申請人】常州天合光能有限公司, 湖北天合光能有限公司