用于处理酸性蚀刻废物体系的回收系统及回收方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于处理酸性蚀刻废物体系的回收系统及回收方法。所述回收系统包括蒸发器、电解装置和冷凝装置。本发明专利技术用于处理酸性蚀刻废物体系的回收系统及回收方法可以回收已用于制绒或蚀刻的蚀刻液，能减少环境污染，提高经济效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于太阳能电池加工领域，具体涉及一种。
技术介绍
太阳能电池硅片蚀刻的传统工艺，是用蚀刻液在蚀刻槽中对太阳能电池硅片进行蚀刻，即在制绒和蚀刻线中通过将蚀刻液喷淋到太阳能电池硅片上或通过将太阳能电池硅片浸泡在蚀刻液中来进行太阳能电池硅片的抛光和前处理。采用酸性蚀刻液时，蚀刻液基本上是氢氟酸和硝酸的混合酸，根据以下化学反应通过浸泡来蚀刻太阳能电池硅片:3Si+4HN0s — 3Si02+4N0+H203Si02+18HF — 3H2SiF6+6H20总反应:3Si+18HF+4HN03— 3H2SiF6+4N0+8H20通常情况下，硅能以每分钟I至10微米的速度被去除。与此同时，蚀刻液需不断更换，因此创造大量的有毒废物，这是不令人满意的。这样既会造成原料的巨大浪费，又会造成环境的污染，给环境治理增加 负担。希望有一种系统或者方法能对太阳能电池硅片酸蚀刻后的废物体系进行有效的回收处理。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是对太阳能电池硅片酸蚀刻后的废物体系进行有效的回收处理。为了解决以上技术问题，本专利技术提供一种用于酸性蚀刻废物体系的回收系统，所述酸性蚀刻废物体系来自用于太阳能电池硅片制绒或蚀刻的蚀刻槽，包括一氧化氮气体和由氢氟酸、硝酸、氟硅酸、硅屑和水组成的蚀刻废液，所述回收系统包括:用于分离来自所述蚀刻槽的蚀刻废液中的硅屑的第一分离装置；与所述第一分离装置流体相通的第一蒸发器；与所述第一蒸发器流体相通的第二蒸发器；与所述第二蒸发器流体相通的第三蒸发器；分别与所述第三蒸发器和第二蒸发装置流体相通的电解装置；和分别与所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器流体相通的冷凝装置。进一步地,所述回收系统还包括:用于收集来自所述蚀刻槽中的气体的气体收集装置；与所述气体收集装置流体相通的催化氧化器，所述催化氧化器上设置有通风口 ；和置于所述催化氧化器和所述电解装置之间的第一注射器。进一步地,所述回收系统还包括:与所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器流体相通的第二分离装置，以进一步分离来自所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器的液体中的悬浮固体；和与所述第二分离装置流体相通的洗涤器和接收来自第二分离装置的固体的固体收集装置；其中，所述洗涤器还与所述第三蒸发器和冷凝装置流体相通。进一步地，所述回收系统还包括:置于所述蚀刻槽与第一分离装置之间的第一缓冲槽，以收集来自所述蚀刻槽的蚀刻废液并将其输送至所述第一分离装置。进一步地，所述回收体系还包括:与所述冷凝装置流体相通的第二缓冲槽以储存已冷凝的液体并将其输送至所述蚀刻槽。进一步地，所述回收系统还包括第一热交换装置，使得将进入所述第一蒸发器的蚀刻废液和来自所述第一蒸发器、第二蒸发器和所述洗涤器的蒸气在所述第一热交换装置内进行热交换。进一步地，所述回收系统还包括第二热交换装置，使得将进入所述冷凝装置的蒸气在所述第二热交换装置内进行热交换。进一步地，所述冷凝装置包括冷凝槽和置于所述冷凝槽上方的注射器，所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器通过所述注射器与所述冷凝装置流体相通，所述蚀刻槽通过所述冷凝槽与所述冷凝装置流体相通。可替代地，所述冷凝装置包括第一冷凝槽、第二冷凝槽和第三冷凝槽以及分别置于所述第一冷凝槽、第二冷凝槽和第三冷凝槽上方的第二注射器、第三注射器和第四注射器，所述第一蒸发器和第三蒸发器通过所述第三注射器与所述冷凝装置流体相通，所述第二蒸发器通过所述第二注射器与所述冷凝装置流体相通，所述第一冷凝槽分别与所述第三注射器和第二冷凝槽流体相通，所述第二冷凝槽分别与所述第四注射器和第三冷凝槽流体相通，所述蚀刻槽通过所述第三冷凝槽与所述冷凝装置流体相通。进一步地，所述电解装置包括电解槽和与所述电解槽流体相通的循环槽，所述电解槽由被阴离子膜分隔的阳极室和阴极室组成，所述电解装置通过所述循环槽与所述第二蒸发器和第三蒸发器流体相通。进一步地，所述第一分离装置是过滤装置，或者所述第二分离装置是离心机。进一步地，所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中至少一个内具有倾斜的加热片。进一步地，所述第一蒸发器、第二蒸发器、第三蒸发器和洗涤器都配备有收集池，所述第二分离装置与各收集池流体相通。本专利技术的另一方面提供一种用于处理酸性蚀刻废物体系的回收系统，所述酸性蚀刻废物体系来自用于太阳能电池硅片制绒或蚀刻的蚀刻槽，包括由氢氟酸、硝酸、氟硅酸、硅屑和水组成的蚀刻废液，所述回收系统包括:用于对蚀刻废液进行蒸发处理的蒸发装置；与所述蒸发装置形成循环回路的电解装置；和对来自蒸发装置的蒸气进行冷凝的冷凝装置。进一步地， 所述回收系统进一步包括与所述蒸发装置流体相通以对其中固态二氧化硅进行分离的离心机。进一步地，所述电解装置包括电解槽以及与所述电解槽流体相通的循环槽，所述电解槽由阴膜隔开的阴极室和阳极室组成。进一步地，所述回收系统进一步包括对废物体系中气体进行处理的气体处理装置，所述气体处理装置包括用于收集所述蚀刻槽中的气体的抽风机、与所述抽风机流体相通的催化氧化器，以及与所述催化氧化器流体相通的注射器。进一步地，所述回收系统进一步包括储存未经处理的蚀刻废液的第一储存槽以及与所述第一储存槽流体相通的过滤器，所述过滤器与所述蒸发装置流体相通。进一步地，所述回收系统进一步包括储存处理后得到酸蚀刻液的第二储存槽，所述第二储存槽与所述冷凝装置流体相通。进一步地，所述蒸发装置和所述冷凝装置之间设有热交换装置。进一步地，所述冷凝装置包括三级冷凝单元，每一冷凝单元包括一个注射器及与所述注射器连通的冷凝槽。进一步地，所述蒸发装置 包括依次流体相通的三级蒸发单元，分别为用于蒸发氢氟酸的第一蒸发器、用于蒸发硝酸的第二蒸发器以及用于使氟硅酸分解的第三蒸发器。进一步地，所述回收系统进一步包括与所述第三蒸发器流体相通的洗涤器。进一步地，其中所述电解装置包括电解槽以及与所述电解槽流体相通的循环槽，所述电解槽由阴离子膜隔开的阴极室和阳极室组成，所述循环槽与所述第二蒸发器流体相通。进一步地，所述回收系统进一步包括对废物体系中气体进行处理的气体处理装置，所述气体处理装置包括用于收集所述蚀刻槽中的气体的抽风机、与所述抽风机流体相通的催化氧化器，以及与所述催化氧化器流体相通的注射器，所述注射器进一步与所述循环槽流体相通。进一步地，所述注射器进一步与所述阳极室流体相连以吸收来自所述阳极室内的氧气。本专利技术的又一方面提供一种处理酸性蚀刻废物体系的回收方法，所述酸性蚀刻废物体系包括一氧化氮气体和由氢氟酸、硝酸、氟硅酸、硅屑和水组成的蚀刻废液，所述回收方法包括如下步骤:A)使蚀刻废液中的氢氟酸、硝酸蒸发；和B)使步骤A)中得到的蒸气冷凝；和任选C)收集所述酸性蚀刻废物体系中的一氧化氮气体，使之与氧气和水反应生产硝酸，并使之蒸发与A)步骤中所得的硝酸蒸气混合。进一步地，所述回收方法还包括:在步骤A)之前先将蚀刻废液进行固液分离，以除去悬浮颗粒。进一步地，所述方法还包括:在步骤A)之后，使氟硅酸分解得到氟化氢和四氟化硅，用水洗涤所得气体四氟化硅，以得到氟化氢和二氧化硅。进一步地，所述回收方法还包括:将步骤A)后残余的蚀刻废液进行进一步的固液分离，和任选，使残余未分解的氟硅酸发生电解，以得到氢氟酸和硅。进一步地，所述步骤A)分两步进行:使氢氟酸蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理酸性蚀刻废物体系的回收系统，所述酸性蚀刻废物体系来自用于太阳能电池硅片制绒或蚀刻的蚀刻槽，包括由氢氟酸、硝酸、氟硅酸、硅屑和水组成的蚀刻废液，其特征在于，所述回收系统包括：用于分离来自所述蚀刻槽的蚀刻废液中的硅屑的第一分离装置；与所述第一分离装置流体相通的第一蒸发器；与所述第一蒸发器流体相通的第二蒸发器；与所述第二蒸发器流体相通的第三蒸发器；分别与所述第三蒸发器和第二蒸发装置流体相通的电解装置；和分别与所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器流体相通的冷凝装置。

【技术特征摘要】
1.一种用于处理酸性蚀刻废物体系的回收系统，所述酸性蚀刻废物体系来自用于太阳能电池硅片制绒或蚀刻的蚀刻槽，包括由氢氟酸、硝酸、氟硅酸、硅屑和水组成的蚀刻废液，其特征在于，所述回收系统包括: 用于分离来自所述蚀刻槽的蚀刻废液中的硅屑的第一分离装置； 与所述第一分离装置流体相通的第一蒸发器； 与所述第一蒸发器流体相通的第二蒸发器； 与所述第二蒸发器流体相通的第三蒸发器； 分别与所述第三蒸发器和第二蒸发装置流体相通的电解装置；和 分别与所述第一蒸发 器、第二蒸发器和第三蒸发器流体相通的冷凝装置。2.根据权利要求1所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括: 用于收集来自所述蚀刻槽中的气体的气体收集装置； 与所述气体收集装置流体相通的催化氧化器，所述催化氧化器上设置有通风口 ；和 置于所述催化氧化器和电解装置之间的第一注射器。3.根据权利要求1或2所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括: 与所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器流体相通的第二分离装置，以进一步分离来自所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器的液体中的悬浮固体；和 与所述第二分离装置流体相通的洗涤器和接收来自所述第二分离装置的固体的固体收集装置； 其中，所述洗涤器还与所述第三蒸发器和冷凝装置流体相通。4.根据权利要求1-3中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括: 置于所述蚀刻槽与第一分离装置之间的第一缓冲槽，以收集来自所述蚀刻槽的蚀刻废液并将其输送至所述第一分离装置。5.根据权利要求1-4中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述回收体系还包括: 与所述冷凝装置流体相通的第二缓冲槽以储存已冷凝的液体并将其输送至所述蚀刻槽。6.根据权利要求1-5中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括第一热交换装置，使得将进入所述第一蒸发器的蚀刻废液和来自所述第一蒸发器、第二蒸发器和所述洗涤器的蒸气在所述第一热交换装置内进行热交换。7.根据权利要求1-6中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述回收系统还包括第二热交换装置，使得将进入所述冷凝装置的蒸气在所述第二热交换装置内进行热交换。8.根据权利要求1-7中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述冷凝装置包括冷凝槽和置于所述冷凝槽上方的注射器，所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器通过所述注射器与所述冷凝装置流体相通，所述蚀刻槽通过所述冷凝槽与所述冷凝装置流体相通。9.根据权利要求1-7中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述冷凝装置包括第一冷凝槽、第二冷凝槽和第三冷凝槽以及分别置于所述第一冷凝槽、第二冷凝槽和第三冷凝槽上方的第二注射器、第三注射器和第四注射器，所述第一蒸发器和第三蒸发器通过所述第三注射器与所述冷凝装置流体相通，所述第二蒸发器通过所述第二注射器与所述冷凝装置流体相通，所述第一冷凝槽分别与所述第三注射器和第二冷凝槽流体相通，所述第二冷凝槽分别与所述第四注射器和第三冷凝槽流体相通，所述蚀刻槽通过所述第三冷凝槽与所述冷凝装置流体相通。10.根据权利要求1-7中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述电解装置包括电解槽和与所述电解槽流体相通的循环槽，所述电解槽由被阴离子膜分隔的阳极室和阴极室组成，所述电解装置通过所述循环槽与所述第二蒸发器和第三蒸发器流体相通。11.根据权利要求3所述的回收系统，其特征在于，所述第一分离装置是过滤装置，或者所述第二分离装置是离心机。12.根据权利要求1-7中任一项所述的回收系统，其特征在于，所述第一蒸发器、第二蒸发器和第三蒸发器中至少一个内具有倾斜的加热片。13.根据权利要求3所述的回收系统，其特征在于，所述第一蒸发器、第二蒸发器、第三蒸发器和洗涤器都配备有收集池，所述第二分离装置与各收集池流体相通。14.一种用于处理酸性蚀刻废物体系的回收系统,所述酸性蚀刻废物体系来自用于太阳能电池硅片制绒或蚀刻的蚀刻槽，包括由氢氟酸、硝酸、氟硅酸、硅屑和水组成的蚀刻废液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：施道可，范琼，潘加永，
申请(专利权)人：库特勒自动化系统苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：