CN108758659A - 三甲基铝残液处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三甲基铝残液处理系统及方法，其中所述系统包括惰性气体供应装置、庚烷存储罐、三甲基铝源罐、蛭石盛放装置、推送支路、通气支路、庚烷流动管路、排气管路、排液管路。惰性气体供应装置通过推送支路连接庚烷存储罐和三甲基铝源罐。通过所述系统操作，保证在隔离空气情况下将庚烷和残液混合后通过排液管路缓慢排至蛭石盛放装置，再把混合液全部压出至蛭石内，重复操作直至残液占比小于10％，从倒液口倒出至蛭石盛放装置，然后再点燃缓慢烧掉。整个处理系统对人员和环境安全，操作便捷，不会产生其他污染物。整套系统的成本低。

Description

三甲基铝残液处理系统及方法

技术领域

本发明涉及晶硅电池片背钝化技术领域，具体地说是一种三甲基铝残液处理系统及方法。

背景技术

PV光伏行业晶硅电池片，普通晶硅电池片转换效率通常不高于19.5％，而使用了Al₂O₃背钝化工艺的晶硅电池片转换效率可以超过20.5％，业内称为高效电池片。三甲基铝TMA就是在晶硅电池片背钝化工艺中使用到的最重要液态源。

由于TMA液态源供应系统在国内近一两年才开始被小批量应用，目前还没有遇到缓冲罐需要拆下清理内部残液的问题，也就没有安全处理缓冲罐内残液的成熟技术方案；随着光伏行业PERC背钝化技术的大规模上线，越来越多的TMA供应系统会被投入运行，系统运行久了，就会遇到缓冲罐内表面被污染的问题，也就迫切需要开发一种安全处理液态源缓冲罐内残液的解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种安全处理三甲基铝液态源缓冲罐内残液的系统，并且通过所述系统进行安全处理液态源缓冲罐内残液的方法。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

本发明的一种三甲基铝残液处理系统，包括惰性气体供应装置、庚烷存储罐、三甲基铝源罐、蛭石盛放装置、推送支路、通气支路、庚烷流动管路、排气管路、排液管路；

所述惰性气体供应装置出气口设有减压阀；

所述庚烷存储罐顶端进气口设有阀门一、顶端排气口设有阀门二、底端排液口设有阀门三、顶端加液口设有密封法兰一；

所述三甲基铝源罐顶端进液口设有阀门四、顶端排气口设有阀门五、顶端出液口设有阀门六且下部连接通入罐底的出液管、顶端倒液口设有密封法兰二；

所述推送支路还包括推送总管及一端分设的第一推送支管、第二推送支管，所述推送总管连接所述减压阀，所述第一推送支管一端连接阀门一，所述第二推送支管一端设有阀门七；

所述通气支路还包括通气总管及一端分设的第一通气支管、第二通气支管，所述通气总管连接所述阀门五，所述第一通气支管一端连接阀门七，所述第二通气支管一端设有阀门八，所述阀门八另一端连接排气管路，所述排气管路另一端伸入所述蛭石盛放装置；

所述庚烷流动管路一端连接阀门三，另一端连接阀门四；

所述排液管路一端连接阀门六，另一端伸入所述蛭石盛放装置。

进一步，所述惰性气体供应装置为氮气瓶。

进一步，所述推送支路、通气支路、排液管路、排气管路为1/4″不锈钢钢管。

进一步，所述庚烷流动管路为1/4″塑料透明软管。

进一步，所述阀门一至阀门八为手动阀。

本发明提供的一种三甲基铝残液处理方法，包括以下步骤：

步骤a：通过惰性气体置换推送操作，把所述的三甲基铝源罐从三甲基铝供应系统中拆下；

步骤b：在完全隔离空气的前提下，把庚烷有机溶剂缓慢加入到三甲基铝源罐内，与三甲基铝残液充分混合均匀；

步骤c：通过惰性气体压力把三甲基铝源罐内的混合液持续缓慢压出至蛭石堆，直至混合液压完；

步骤d，重复步骤b、c操作直至三甲基铝残液与庚烷比例小于10％时，将残液从顶端倒液口倒入蛭石堆；

步骤e，对蛭石内混合液体进行点火燃烧；

步骤f，使用惰性气体对三甲基铝源罐内壁进行吹干处理。

本发明的三甲基铝残液处理系统，通过所述系统按照三甲基铝残液处理方法操作，保证在隔离空气情况下将庚烷和残液混合后通过排液管路缓慢排至蛭石盛放装置，再把混合液全部压出至蛭石内，重复操作直至残液占比小于10％，从倒液口倒出至蛭石盛放装置，然后再点燃缓慢烧掉。整个系统对人员和环境安全，操作便捷，不会产生其他污染物。整套系统的成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明实施例的结构示意图；

附图标记：1-氮气瓶，11-减压阀，2-庚烷存储罐，201-阀门一，202-阀门二，203-阀门三，21-密封法兰一，3-内含TMA残液的缓冲罐，304-阀门四，305-阀门五，306-阀门六，31-出液管，32-密封法兰二，4-蛭石盛放装置，5-推送支路，51-推送总管，52-第一推送支管，53-第二推送支管，507-阀门七，6-通气支路，61-通气总管，62-第一通气支管，63-第二通气支管，608-阀门八，7-塑料透明软管，8-排气管路，9-排液管路。

具体实施方式

以下将结合图1对本发明进行详细说明，本实施例所述的一种三甲基铝残液处理系统，具体的说，包括氮气瓶1、庚烷存储罐2、内含TMA残液的缓冲罐3、蛭石盛放装置4、推送支路5、通气支路6、塑料透明软管7、排气管路8、排液管路9；

所述氮气瓶1出气口设有减压阀11；

所述庚烷存储罐2顶端进气口设有阀门一201、顶端排气口设有阀门二202、底端排液口设有阀门三203、顶端加液口设有密封法兰一21；

所述内含TMA残液的缓冲罐3顶端进液口设有阀门四304、顶端排气口设有阀门五305、顶端出液口设有阀门六306且下部连接通入罐底的出液管31、顶端倒液口设有密封法兰二32；

所述推送支路5还包括推送总管51及一端分设的第一推送支管52、第二推送支管53，所述推送总管51连接所述减压阀11，所述第一推送支管52一端连接阀门一201，所述第二推送支管53一端设有阀门七507；

所述通气支路6还包括通气总管61及一端分设的第一通气支管62、第二通气支管63，所述通气总管61连接所述阀门五305，所述第一通气支管62一端连接阀门七507，所述第二通气支管63一端设有阀门八608，所述阀门八608另一端连接排气管路8，所述排气管路8另一端伸入所述蛭石盛放装置4；

所述塑料透明软管7一端连接阀门三203，另一端连接阀门四304；

所述排液管路9一端连接阀门六306，另一端伸入所述蛭石盛放装置4。

氮气瓶作为目前通用的惰性气体供应装置，成本低，操作方法成熟。

作为上述技术方案的进一步改进，所述推送支路5、通气支路6、排液管路8、排气管路9为1/4″不锈钢钢管。1/4″不锈钢钢管应用广泛，降低了设备的生产成本，方便维修。

庚烷流动管路为1/4″塑料透明软管7，使用塑料透明软管7可以观察到庚烷的进液情况，方便操作和控制庚烷进液。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阀门一201至阀门八608为手动阀，手动阀为最常规的阀门，生产简单、方便维护，降低了设备生产成本且操作简单方便。

使用上述系统进行三甲基铝残液处理方法，包括以下步骤：

步骤a：通过氮气置换吹扫操作，把所述的内含TMA残液的缓冲罐3从三甲基铝供应系统中拆下；

步骤b：在完全隔离空气的前提下，把庚烷有机溶剂缓慢加入到内含TMA残液的缓冲罐3内，与三甲基铝残液充分混合均匀；

步骤c：通过氮气压力把内含TMA残液的缓冲罐3内的混合液持续缓慢压出至蛭石堆，直至混合液压完；

步骤d，重复步骤b、c操作直至三甲基铝残液与庚烷比例小于10％时，将残液从顶端倒液口倒入蛭石堆；

步骤e，对蛭石内混合液体进行点火燃烧；

步骤f，使用氮气对内含TMA残液的缓冲罐3内壁进行吹干处理。

实施例具体的操作如下：

先做准备工作，通过氮气置换吹扫操作，安全拆下集中供应系统中内含TMA残液的缓冲罐3，选取10L空罐1个作为庚烷存储罐2，金属容器＞50L用于放置蛭石，蛭石放至50％作为蛭石盛放装置4，，工业纯庚烷15L，单个缓冲罐处理需要的合适量，一个移动式氮气瓶1吹扫小车，管道若干。

缓冲罐内处理TMA残液步骤：

步骤1：按图示先连接好如下管道，推送支路5、通气支路6、TMA液态源缓冲罐3的排液管路9和排气管路8，确保蛭石盛放装置4与缓冲罐3之间的距离＞5米，确保缓冲罐3上的所有阀门始终都是关闭状态；

步骤2：调整氮气瓶1出口的减压阀11至出口压力0.5bar，通过操作庚烷存储罐2上阀门一201和阀门三203分别开关，对庚烷存储罐2进行循环净化10次，，目的是置换掉庚烷存储罐2内的空气，关闭阀门一201和阀门三203；

步骤3：按图示连接两个储罐之间的塑料透明软管7，先把塑料透明软管7一头连接至庚烷存储罐2阀门三203出口，再打开阀门一201和阀门三203，在氮气持续吹扫下，把透明软管7的另一头连接至缓冲罐3阀门四304进口，关闭阀门一201和阀门三203；

步骤4：打开10L庚烷存储罐2顶部法兰一21，倒入约10L(～6.5kg)工业纯的庚烷，重新固定密封好法兰一21；

步骤5：通过阀门一201和阀门二202分别开关，对庚烷存储罐2上部空气进行循环净化10次，目的是置换掉庚烷存储罐2液体上部的空气，关闭阀门一201和阀门二202；

步骤6：打开缓冲罐3上阀门五305和阀门八608，卸放掉缓冲罐3内部的气体压力，1分钟后打开阀门四304，再依次打开阀门一201和阀门三203，将庚烷缓慢压入TMA缓冲罐3内，直至庚烷全部压出，通过观察透明软管7内有无液体判断；同时在庚烷进料阶段可以轻轻摇晃TMA缓冲罐3，再依次关闭阀门一201和阀门五305，静置10分钟；

步骤7：缓慢打开缓冲罐上阀门六306，观察依靠缓冲罐3内余压压出的少量庚烷和TMA混合液情况，再缓慢打开阀门一201，通过氮气压力把缓冲罐内的混合液持续缓慢压出至蛭石堆，直至混合液压完；

步骤8：关闭全部手动阀；

步骤9：拆开10L庚烷存储罐2顶部法兰一21，第二次倒入约5L(～3.5kg)工业纯的庚烷，重新固定密封好法兰一21；重复步骤5、6、7、8；继续对TMA混合液稀释溶解，去除其危害性。

步骤10：拆下TMA缓冲罐3，并拆开TMA缓冲罐3顶部法兰二31，将庚烷残液全部倾倒入蛭石盛放装置4内；

步骤11：对蛭石内混合液体进行点火燃烧；

步骤12：依次打开阀门六306、阀门五305、阀门七507，使用氮气对TMA缓冲罐3内壁进行必要预吹干处理。

观察TMA缓冲罐3内表面污染情况，决定采用碱液纯水清洗或者电解抛光等后续处理方法。

内含TMA残液的缓冲罐3底部距离出液管的间隙一般为5-10mm，根据罐体直接可以计算出残夜大致体积，从而可以推断出庚烷的用量和稀释的次数。另外，本系统也可以适用于如SiHCl₃、SiCl₄、Zn(C₂H₅)₂等液态源的残液处理，根据不同类型的残夜选择合适的有机溶剂进行溶解稀释，所用系统与方法与本发明类似。

本发明的提供的三甲基铝残液处理系统及方法，整套系统的成本低。整个系统操作方法对人员和环境安全，操作便捷，不会产生其他污染物。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种三甲基铝残液处理系统，其特征在于，包括惰性气体供应装置、庚烷存储罐、三甲基铝源罐、蛭石盛放装置、推送支路、通气支路、庚烷流动管路、排气管路、排液管路；

所述惰性气体供应装置出气口设有减压阀；

所述庚烷存储罐顶端进气口设有阀门一、顶端排气口设有阀门二、底端排液口设有阀门三、顶端加液口设有密封法兰一；

所述三甲基铝源罐顶端进液口设有阀门四、顶端排气口设有阀门五、顶端出液口设有阀门六且下部连接通入罐底的出液管、顶端倒液口设有密封法兰二；

所述推送支路还包括推送总管及一端分设的第一推送支管、第二推送支管，所述推送总管连接所述减压阀，所述第一推送支管一端连接阀门一，所述第二推送支管一端设有阀门七；

所述通气支路还包括通气总管及一端分设的第一通气支管、第二通气支管，所述通气总管连接所述阀门五，所述第一通气支管一端连接阀门七，所述第二通气支管一端设有阀门八，所述阀门八另一端连接排气管路，所述排气管路另一端伸入所述蛭石盛放装置；

所述庚烷流动管路一端连接阀门三，另一端连接阀门四；

所述排液管路一端连接阀门六，另一端伸入所述蛭石盛放装置。

2.如权利要求1所述的一种三甲基铝残液处理系统，其特征在于，所述惰性气体供应装置为氮气瓶。

3.如权利要求1所述的一种三甲基铝残液处理系统，其特征在于，所述推送支路、通气支路、排液管路、排气管路为1/4″不锈钢钢管。

4.如权利要求1所述的一种三甲基铝残液处理系统，其特征在于，所述庚烷流动管路为1/4″塑料透明软管。

5.如权利要求1所述的一种三甲基铝残液处理系统，其特征在于，所述阀门一至阀门八为手动阀。

6.一种三甲基铝残液处理方法，其特征在于，包括，

步骤a：通过惰性气体置换吹扫操作，把所述的三甲基铝源罐从三甲基铝供应系统中拆下；

步骤b：在完全隔离空气的前提下，把庚烷有机溶剂缓慢加入到三甲基铝源罐内，与三甲基铝残液充分混合均匀；

步骤c：通过惰性气体压力把三甲基铝源罐内的混合液持续缓慢压出至蛭石堆，直至混合液压完；

步骤d，重复步骤b、c操作直至三甲基铝残液与庚烷比例小于10％时，将残液从顶端倒液口倒入蛭石堆；

步骤e，对蛭石内混合液体进行点火燃烧；

步骤f，使用惰性气体对三甲基铝源罐内壁进行吹干处理。