CN112642211A - 一种脱除光刻胶剥离液中非游离态树脂的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种脱除光刻胶剥离液中非游离态树脂的系统和方法。所述系统包括过滤装置，所述过滤装置包括至少一个过滤器，用于过滤待处理的废剥离液中的非游离态树脂，所述过滤器中从上至下设置有一级滤芯和二级滤芯，所述二级滤芯中设有电加热单元，所述电加热单元为可通电发热的电阻丝，用于对流经所述二级滤芯的所述废剥离液加热，使所述废剥离液中的非游离态树脂析出在所述二级滤芯上。所述系统能够实现在线连续运行，工艺参数可控、装置稳定性高，低成本、易操作，且脱除后的剥离液中杂质含量显著降低，有利于后续剥离液精馏再生提纯工序的正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及光刻胶剥离液回收再生领域，尤其涉及用于光刻胶剥离回收再生的前处理工序中的一种脱除光刻胶剥离液中非游离态树脂的系统和方法。
背景技术
半导体集成电路和显示器等工艺制造过程中，光刻胶(photo-resist)是光刻工艺中必不可少的物质，光刻工艺是为了制作如集成电路或者平板显示器件中的TFT控制电路而一般使用的工艺之一。在结束光刻工艺后，光刻胶在高温下由剥离液从器件上所去除。去除光刻胶的剥离液，是集成电路工艺中必须的化学品。工业上使用的剥离液主要是有机胺、有机溶剂的混合物，并含有少量以水以及微量的添加剂。在去除光刻胶的过程，主要是使用大量剥离液将剩余光刻胶充分溶解并带走，因此废剥离液中含有溶解或者非游离态的光刻胶成分，包括光刻胶中的酚醛树脂碎片，感光树脂等。剩余大部分都是有再利用价值的可回用组分。
为了回收剥离液中的有价值组分，会通过回收系统进行，废剥离液回收系统或者溶剂再生系统是利用剥离液中化学品沸点的不同，对废剥离液进行蒸发分馏实现精制再生，经调整复配后再回用于光刻胶剥离过程。在剥离液回收系统中，为了保证蒸发分馏系统可以正常运行，重要的一个步骤是除去剥离液中光刻胶的残余未溶解成分，以避免精馏过程中含有残余光刻胶的剥离液，在塔釜到塔顶温度剧烈变化状态下，树脂发生热变化或者因为突然冷却粘附或者板结在设备管道上，影响系统正常运行。由于这些树脂部分溶解在溶剂中呈非游离态，并且具有热敏的特性，目前所使用的溶剂回收方法大多采用精馏技术，在精馏时需要对含有光刻胶碎片及树脂的废剥离液进行加热，加热后树脂在高温下会析出并粘附在塔釜加热器管壁上，或者在塔顶冷却器突然冷却后，粘附在冷却器管壁上，由于树脂导热系数很低，长期沉积后影响换热器效率，并且粘附后的树脂和换热器管壁结合非常紧密，很难去除，影响装置操作的连续性。如果树脂去除不彻底，在相同的回收溶剂的纯度标准下，则废剥离液有效的溶剂回收率会下降。必须将部分含有高浓度树脂的剥离液作为废液排放，既降低了回收效率，也增加了废液的排放。
因此，现有的剥离液或者溶剂回收系统中，都会在精馏分离之前或者脱水分馏之后，对剥离液中的光刻胶树脂进分离或处理，以避免精馏时换热器管壁粘附的问题。现有的树脂分离或处理方法包括：光化学反应方法、旋转刮板(刀)蒸发、纳滤膜过滤、大孔吸附树脂吸附等。
这些不同方法在工程实践中有一定的脱除效果，但存在不足。由于剥离液中的光刻胶浓度过低，光化学反应方法只能使部分溶解的光刻胶发生变化，溶解于溶剂中，仍有残留树脂成分未脱除。旋转刮板设备，使用物理刮擦的方法使粘附在内壁上的树脂固体脱离，由于高温下树脂与容器内壁粘结非常紧密，长时间运行后仍需人工清洗设备内壁，影响操作连续性。纳滤膜过滤和大孔吸附树脂吸附方法可以比较有效的除去废剥离液中的大分子，但由于滤膜及吸附树脂孔洞小，极易被溶解的树脂堵塞，无法继续使用，也不便于再生，有效使用时间短并且不经济。
CN103721427A公开了一种抗蚀剂剥离液的再生方法以及再生装置。其中，该再生方法具有：低沸点分离工序，分离水等低沸点物质；高沸点分离工序，将含抗蚀剂的残留液和溶剂等作为分离物取出；残渣浓缩工序，将前述含抗蚀剂的残留液在残渣浓缩器内进一步浓缩，分离前述溶剂等并返回至前述高沸点分离工序；精制工序，从前述高沸点分离工序的分离物气化分离前述水的剩余部分作为废液B，将分离残留液作为剥离再生液取出；洗涤工序，使低沸点分离工序的分离残留液在前述残渣浓缩器内流下。
CN102951761A公开了一种光刻胶剥离液废液的回收方法，首先采用适量的水在酸性条件下分两个步骤沉淀光刻胶主要成分线性酚醛树脂，得到可再次作为光刻胶使用的线性酚醛树脂；然后利用活性炭吸附脱色并除去金属离子；最后经两步式减压蒸馏，除去水分等低沸物质，回收得到纯的光刻胶剥离液。
CN1939567A公开了一种溶剂的回收装置，即从抗蚀剂剥离工序所排出的废液中回收溶剂的装置，包括：一树脂成分除去装置，除去包含于上述废液中的树脂成分；一第一蒸馏塔，除去包含于废液中的低沸点杂质；一第二蒸馏塔，除去包含于废液中的高沸点杂质；以及一溶剂储存槽，对上述第一蒸馏塔及上述第二蒸馏塔中的一方或双方补充工业级溶剂。
然而，目前的脱除抗蚀剂剥离液再生工艺中，对溶解的树脂或固体杂质脱除的前处理工艺仍存在效率低下、杂质脱除不彻底等缺陷。因此，寻求一种低成本、工艺参数可控、装置稳定性高的脱除光刻胶剥离液中杂质的方法和装置，是亟需解决的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种脱除光刻胶中非脱离态树脂的系统和方法。所述系统能够实现在线连续运行，工艺参数可控、装置稳定性高，低成本、易操作，且脱除后的剥离液中杂质含量显著降低，有利于后续剥离液精馏再生提纯工序的正常运行。
本发明提供一种脱除光刻胶废剥离液中非游离态树脂的系统，所述系统包括过滤装置、废剥离液进料装置、废剥离液输入管路和废剥离液输出管路；
所述过滤装置包括至少一个过滤器，用于过滤待处理的废剥离液中的非游离态树脂，所述过滤器中从上至下设置有一级滤芯和二级滤芯，所述二级滤芯中设有电加热单元，所述电加热单元为可通电发热的电阻丝，用于对流经所述二级滤芯的所述废剥离液进行加热，使所述废剥离液中的非游离态树脂析出在所述二级滤芯上；
所述废剥离液进料装置，与所述过滤装置相连通，将待处理的所述废剥离液经由所述废剥离液输入管路从所述过滤装置的下方供给至所述过滤装置中，经所述过滤器进行过滤以后的所述废剥离液从所述过滤装置的上方经由所述废剥离液输出管路供给至后续工序。优选地，所述后续工序为精馏塔提纯工序。
进一步地，所述过滤器中，所述一级滤芯孔径由1000-1500μm的过滤丝网折叠、堆积成厚度为19至20cm的滤芯，所述二级滤芯由孔径为400至600μm的过滤丝网折叠、堆积成厚度为20至25cm的滤芯。
进一步地，所述过滤装置包括至少两个并联设置的所述过滤器，所述废剥离液输入管路包括与每个过滤器对应连接的输入支路，所述废剥离液输出管路包括与每个过滤器对应连接的输出支路，在各个所述输入支路上分别设有进液阀门，在各个所述输出支路上分别设有出液阀门。
进一步地，所述系统还包括碱液贮存再生装置、碱液输入管路、碱液循环回用管路和切换控制装置；
所述碱液贮存再生装置，用于将碱液输送至所述过滤装置中，并对所述过滤器进行反洗以溶解脱除析出在所述二级滤芯上的堵塞物，以保证所述系统的连续运行，带有杂质的碱液再经由所述碱液循环回用管路循环回到所述碱液贮存再生装置，经过所述碱液再生单元(201)过滤后，将固体杂质留在所述碱液再生单元中，从所述碱液贮存再生单元输出的再生后的碱液继续回到所述过滤器，持续进行碱液反洗操作；
所述切换控制装置，用于控制所述过滤装置和所述碱液贮存装置的运行，以保证所述系统的连续运行。
进一步地，所述碱液贮存再生装置中设有碱液再生单元和碱液贮存单元，所述碱液再生单元为四周封闭、上方敞口的储槽，所述碱液再生单元中设有过滤网，反洗后的碱液经由所述碱液循环回用管路的管口导入至所述过滤网下方，经所述过滤网过滤后的杂质从所述碱液再生单元下方的杂质清除口向外排出，高于所述过滤网的碱液反向溢流至所述碱液贮存单元中形成所述再生后的碱液，继续用于碱液反洗操作。
进一步地，在所述碱液输入管路上进入各个所述过滤器的支路上分别设置反洗进口阀门，在所述碱液循环回用管路与各个所述过滤器连接的支路上还设有反洗出口阀门，通过所述切换控制装置控制所述反洗进口阀门和所述反洗出口阀门的自动切换，在保持继续进行剥离液过滤操作的同时，对堵塞状态的所述过滤器进行反洗，以保证系统的连续不停机运行。
进一步地，所述系统还包括：
纯水输入管路，设置在所述反洗进口阀门之前，与所述碱液输入管路连通形成并联管路，在所述纯水输入管路上设有用于控制纯水供应的纯水供料阀门，在所述碱液输入管路上设有用于控制碱液供应的碱液供料阀门，通过所述切换控制装置控制各自阀门实现所述纯水输入管路和所述碱液输入管路的切换；
废水排放管路，设置在所述反洗出口阀门之后，与所述碱液循环回用管路连通形成并联管路，在所述废水排放管路上设有用于控制废水排放的废水排放阀门，在所述碱液循环回用管路上设有用于控制反洗后的碱液循环的反洗液回流阀门，通过所述切换控制装置控制各自阀门实现所述废水排放管路和所述碱液循环回用管路的切换。
进一步地，所述系统还包括碱液补充管路，用于补充新鲜的碱液至所述碱液贮存再生装置；所述系统还包括碱液排放管路，用于排放部分碱液至所述系统外。
进一步地，所述过滤器的外部还设有保温单元，连接上述所有装置的管路还设有保温单元。
本发明还提供一种利用前述系统实施脱除光刻胶剥离液中非游离态树脂的方法，所述方法包括，在所述过滤装置中任意一个所述过滤器实施以下步骤：
S1：加热过滤工序，将所述废剥离液进料装置中待处理的所述废剥离液经由所述废剥离液输入管路从位于所述过滤装置下方供给至所述过滤装置中的任意一个过滤器，通过所述过滤器中的所述一级滤芯过滤大颗粒杂质，再通过所述二级滤芯的加热使所述非游离态树脂在所述二级滤芯的表面析出，经过滤后的液体从所述废剥离液输出管导出进入后续工序。
优选地，所述后续工序为精馏塔提纯工序。
进一步地，步骤S1中，所述废剥离液的初始进料中，基于所述废剥离液的初始料流的质量计，所述非游离态树脂和其他杂质的含量为0.2-3重量％，进料速度为0.5-5m3/h，所述二级滤芯的加热温度为60-140℃。
进一步地，所述方法还包括当所述过滤器堵塞时，通过所述切换控制装置关闭与被堵塞的所述过滤器对应的进液阀门和出液阀门，然后开启与所述被堵塞的过滤器对应的反洗进口阀门和反洗出口阀门，并实施如下步骤：
S2：碱液反洗工序，将由所述碱液贮存再生装置输出的碱液经由所述碱液输入管路从位于所述过滤装置上方供给至所述被堵塞的过滤器中，所述碱液以与步骤S1中所述废剥离液进料相反的方向对所述被堵塞的过滤器进行反洗，所述碱液的反洗过程包括物理清洗和化学反应清洗；随后，将反洗后的碱液从所述过滤装置下方经由所述碱液循环回用管路供给至所述碱液贮存再生装置中进行回收再生。
进一步地，步骤S2中，所述碱液的进料速度为0.8-3m3/h，初始浓度为1-12％，所述碱液反洗工序的温度控制在20-45℃，其清洗化学反应原理为碱液中OH-离子与树脂中的醛羟基发生反应而溶解树脂，或者聚酯类树脂在强碱作用下水解被清洗；所述碱液包含1-12％的KOH、NaOH或者四甲基氢氧化铵(TMAH)，以及1-8％的乙醇，其余为纯水。
进一步地，所述方法在步骤S2之后实施如下步骤S3：
S3：纯水反洗工序，将所述纯水供给装置中的纯水经由所述纯水输入管路从位于所述过滤装置上方供给至所述过滤器中，所述纯水以与步骤S1中所述废剥离液进料相反的方向对所述过滤器进行反洗；随后，将反洗后的废水从位于所述过滤装置下方经由所述废水排放管路排放所述系统外。
进一步地，所述过滤装置中任意一个所述过滤器依次进行步骤S1、S2和S3，所述各个过滤器独立运行，可同时实施相同步骤或不同步骤，保证所述系统连续过滤和反洗的操作。
进一步地，经过步骤S1、S3和S3后得到脱除非游离态树脂的所述废剥离液中，非游离态树脂和其他杂质的含量小于0.1重量％，基于所述废剥离液的初始料流的质量计。
进一步地，所述方法还包括碱液补充和碱液排放工序，所述系统运行时，持续对部分再生后的碱液排放至所述系统外，排放比例为碱液循环量的1-5％；当有碱液外排时，对所述碱液贮存再生装置进行碱液补充，补充碱液浓度为初始碱液浓度的3-5倍。
本发明中，所述废剥离液主要为有机胺和有机溶剂的混合物，例如乙醇胺(MEA)与DMSO、或者MEA与二乙二醇单丁醚(BDG)以既定的比例混合的溶剂等。所述废剥离液中的非游离态树脂包括酚醛树脂、聚酯类树脂等，所述废剥离液中的固体杂质主要为光刻胶光敏材料碎片以及树脂碎片。
本发明中，术语“非游离态树脂”是指溶解在废剥离液中的树脂微粒或者小分子，通过常规的过滤手段无法去除，将携带非游离态树脂的废剥离液进行后续精馏程序时，由于这种树脂的热敏性，加热或冷却时会析出并粘附在换热器管壁上，长期沉积影响换热器效率，进而导致剥离液回收率下降。本发明通过过滤装置中的加热单元使非游离态树脂凝聚、焦化并析出在过滤器的滤网上，从而有效去除了非游离态树脂。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明的过滤装置中的过滤器通过内部设有两级滤芯和电加热单元，可对废剥离液进行热处理，使树脂在滤芯上更易粘附，提高脱除率，在前处理工艺中的这些操作保证了废剥离液的后续精制再生工序不会造成设备高温表面粘附结焦。
2.本发明的过滤装置包含至少两个过滤器，各个过滤器可独立运行，当任一过滤器中的滤芯堵塞或加热单元出现故障时，其他过滤器可替换工作，保证了过滤工序的连续进行。
3.本发明的系统还设置碱液贮存再生装置和纯水过滤装置，对过滤器进行在线反洗，通过溶解脱除析出在滤芯上的堵塞物进一步保证系统的连续生产。
4.本发明的系统通过设置切换控制装置对各个阀门的控制，可以实现加热过滤工序、碱液反洗工序、纯水反洗工序的全自动切换过程。
5.本发明的系统中无需使用刮板等运动部件，操作维护简单。
6.本发明的剥离液中不引入额外试剂，减少试剂对剥离液的污染。
7.本发明的系统在处理含有单乙醇胺MEA等溶剂的剥离液时，也可以除去因MEA和CO2反应生成的盐类，避免后续工艺设备管道堵塞。
附图说明
图1为本发明的脱除光刻胶剥离液中非游离态树脂的工艺流程图；
图2为本发明中过滤器101/102/103的结构示意图。
附图标记：
1——过滤装置
101——第一过滤器、102——第二过滤器、103——第三过滤器
1011——外壳
1012——一级滤芯
1013——二级滤芯
1014——电加热单元
1015——电加热单元引出电源接线
2——碱液贮存再生装置
201——碱液再生单元
202——碱液贮存单元
2011——过滤网
2012——杂质清除口
3——切换控制装置
4——废剥离液进料装置
5——纯水供给装置
L1——废剥离液输入管路
L2——废剥离液输出管路
L3——碱液输入管路
L4——碱液循环回用管路
L5——纯水输入管路
L6——废水排放管路
L7——碱液补充管路
L8——碱液排放管路
A1-1——第一进液阀门；A1-2——第二进液阀门、A1-3——第三进液阀门；A2-1——第一出液阀门；A2-2——第二出液阀门；A2-3——第三出液阀门；
B1-1——第一反洗出口阀门；B1-2——第二反洗出口阀门；B1-3——第三反洗出口阀门；B2-1——第一反洗进口阀门；B2-2——第二反洗进口阀门；B2-3——第三反洗进口阀门；
C1——碱液供料阀门；C2——纯水供料阀门、D1——反洗液回流阀门；D2——废水排放阀门
具体实施方式
如图1所示，本发明的一种脱除光刻胶废剥离液中非游离态树脂的系统的废剥离液处理量为3万吨/年，操作时间为8000小时。本系统为废剥离液处理系统中的一部分，安装在废剥离液处理系统中一级精馏塔塔釜的出料管路上。本系统的废剥离液进料温度为121℃。
本系统待处理的废剥离液主要为有机胺和溶剂的混合物，组成为乙醇胺(MEA)、二乙二醇单丁醚(BDG)和水，以及杂质(包括废光刻胶)。其质量比例组成为：MEA：16.2％、BDG：63.5％、水：19.6％、杂质：0.7％。废剥离液中的杂质包括酚醛树脂、聚酯类树脂以及光刻胶光敏材料碎片和树脂碎片。
本系统包括过滤装置1、废剥离液进料装置4、废剥离液输入管路L1和废剥离液输出管路L2；
过滤装置1包括至少一个过滤器，用于过滤待处理的废剥离液中的非游离态树脂，过滤器中从上至下设置有一级滤芯1012和二级滤芯1013，二级滤芯1013中设有电加热单元1014，电加热单元1014为可通电发热的电阻丝，用于对流经二级滤芯1013的废剥离液进行加热，使废剥离液中的非游离态树脂析出在二级滤芯1013上；
废剥离液进料装置4，与过滤装置1相连通，将待处理的废剥离液经由废剥离液输入管路L1从过滤装置1的下方供给至过滤装置1中，经过滤器进行过滤以后的废剥离液从过滤装置1的上方经由废剥离液输出管路L2供给至后续工序。
在一个优选的实施方式中，后续工序为精馏塔提纯工序。
如图2所示，每个过滤器的外壳1011为圆筒形，直径为160mm，其中，一级滤芯1012由孔径为1000μm的过滤丝网折叠、堆积成厚度为19cm的滤芯，二级滤芯1013由孔径为400μm的过滤丝网折叠、堆积成厚度为20cm的滤芯；优选地，滤芯的丝网材质为316L不锈钢。
在另一个优选的实施方式中，过滤装置1包括两个并联设置的过滤器101和102，废剥离液输入管路L1包括与每个过滤器对应连接的输入支路，废剥离液输出管路L2包括与每个过滤器对应连接的输出支路，在各个输入支路上分别设有进液阀门，在各个输出支路上分别设有出液阀门。如图1中，对应第一过滤器101，与其相连接的是第一进液阀门A1-1、第一出液阀门A2-1；对应第二过滤器102，与其相连接的是第二进液阀门A1-2、第二出液阀门A2-2；任选地，还可以包括第三过滤器103，与其连接的是第三进液阀门A1-3、第三出液阀门A2-3。在进一步的优选实施方式中，在本系统的使用过程中，可以基于剥离液的处理量设置相应数量的、并联的过滤器，同时开启多个过滤器进行同时过滤，并且同时对存在堵塞现象的过滤器进行相应碱液反洗和/或纯水反洗。
在进一步的优选实施方式中，如图1所示，当第一过滤器101被堵塞时，通过切换控制装置3将与第二过滤器102连接的第二进液阀门A1-2、第二出液阀门A2-2打开，以实现通过第二过滤器102来继续进行剥离液的处理，再将与第一过滤器101连接的第一进液阀门A1-1、第一出液阀门A2-1关闭，然后再将与第一过滤器连接的第一反洗进口阀门B2-1、第一反洗出口阀门B1-1打开，使碱液从第一过滤器101的上方进入、下方流出，以此来使析出在过滤器的第一滤芯1012和第二滤芯1013上的堵塞物被溶解和/或冲洗脱落后被碱液带走，从第一反洗出口阀门B1-1流出的流体进入碱液循环回用管路L4后，被输送到碱液再生单元201中的滤网2011下部，随着流入碱液越来越多，滤网2011下部的液面会随着上升，直到超过滤网2011后从碱液再生单元201的边缘溢出后流入碱液贮存单元202继续进行反洗操作。
在进一步的优选实施方式中，如图1所示，本系统还包括纯水供给装置5：用于对过滤装置1、碱液输入管路L3和碱液循环回用管路L4中的碱液进行洗涤；纯水供给装置5通过纯水输入管路L5与碱液输入管路L3连接，纯水输入管路L5上设置纯水供料阀门C2，碱液输入管路L3上设置碱液供料阀门C1，碱液供料阀门C1和纯水供料阀门C2与切换控制装置3电连接，当需要进行纯水清洗操作时，切换控制器3控制碱液输入管路L3上的碱液供料阀门C1和反洗液回流阀门D1关闭，控制纯水输入管路L3上的纯水供料阀门C2和废水排放管路上的废水排放阀门D2打开，纯水经过管道从被清洗的第一过滤器101的上方流入，去除残留的碱液和/或各种杂质，再从下方经过第一反洗出口阀门B1-1流出，排出的废水通过废水排放管路L6实现排放。
必要的，切换控制装置3可以基于剥离液处理、碱液反洗、纯水反洗的需要对相应的阀门进行控制切换，以实现整体操作工序的连续进行，并且由于本发明的设计方式，使得过滤器的维护保养更加容易、降低成本，同时，由于大量非游离态的树脂在本发明的处理方法中被除去，能够保证进入后续精馏工艺的物料中不再存在大量沉积到管道和反应器中的杂质，大大提高后续生产的安全性，降低后续工艺中设备维修和保养的成本。
本发明进一步提供一种使用前述系统进行脱除光刻胶废剥离液中非游离态树脂的处理方法，方法包括，在过滤装置1中任意一个过滤器实施以下步骤：
S1：加热过滤工序，将废剥离液进料装置4中待处理的废剥离液经由废剥离液输入管路L1从位于过滤装置1下方供给至过滤装置1中的任意一个过滤器，通过第一过滤器101过滤中的一级滤芯1012过滤大颗粒杂质，再通过二级滤芯1013的加热使非废游离态树脂在二级滤芯1013的表面析出，经过滤后的液体从废剥离液输出管L2导出进入后续工序。优选地，后续工序为精馏塔提纯工序。
在一个优选的实施方式中，在步骤S1中，废剥离液的初始进料中，基于废剥离液的初始料流的质量计，非游离态树脂和其他杂质的含量为0.7重量％，进料速度为3.9m3/h，二级滤芯的加热温度为125℃。
在一个优选的实施方式中，当第一过滤器101被堵塞时，实施如下步骤S2：通过切换控制装置3将与第二过滤器102连接的第二进液阀门A1-2、第二出液阀门A2-2打开，以实现通过第二过滤器102来继续进行剥离液的处理，再将与第一过滤器101连接的第一进液阀门A1-1、第一出液阀门A2-1关闭，然后再将与第一过滤器连接的第一反洗进口阀门B2-1、第一反洗出口阀门B1-1打开，使碱液从第一过滤器101的上方进入、下方流出，以此来使析出在过滤器的第一滤芯1012和第二滤芯1013上的堵塞物被溶解和/或冲洗脱落后被碱液带走，从第一反洗出口阀门B1-1流出的流体进入碱液循环回用管路L4后，被输送到碱液再生单元201中的滤网2011下部，随着流入碱液越来越多，滤网2011下部的液面会随着上升，直到超过滤网2011后从碱液再生单元201的边缘溢出后流入碱液贮存单元202继续进行反洗操作。
在另一个优选的实施方式中，碱液的进料速度为4.2m3/h，初始浓度为10％(所有非水溶质浓度之和)，碱液反洗工序的温度控制在25℃，其清洗化学反应原理为碱液中OH-离子与树脂中的醛羟基发生反应而溶解树脂，或者聚酯类树脂在强碱作用下水解被清洗；碱液包含7％的NaOH，以及3％的乙醇，其余为纯水；
在进一步的实施方式中，反洗操作结束后，实施如下步骤S3：切换控制器3控制碱液输入管路L3上的碱液供料阀门C1和反洗液回流阀门D1关闭，控制纯水输入管路L3上的纯水供料阀门C2和废水排放管路上的废水排放阀门D2打开，纯水经过管道从被清洗的第一过滤器101的上方流入，去除残留的碱液和/或各种杂质，再从下方经过第一反洗出口阀门B1-1流出，排出的废水通过废水排放管路L6实现排放。
本系统中，任一过滤器用于过滤的时间为2h，碱液反洗时间为20-30min，纯水反洗时间为20-30min，其余时间为等待时间。
在进一步的优选实施方式中，方法还包括碱液补充和碱液排放工序，系统运行时，持续对部分再生后的碱液排放至系统外，排放比例为碱液循环量的4.3％，碱液外排量为180L/h；当有碱液外排时，对碱液贮存再生装置进行碱液补充，补充碱液量为190L/h，浓度为36％NaOH，以及3％的乙醇，其余为水。
最终，经过步骤S1、S3和S3后得到脱除非游离态树脂的废剥离液中非游离态树脂和其他杂质的含量小于0.1重量％，基于废剥离液的初始料流的质量计。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种脱除光刻胶废剥离液中非游离态树脂的系统，其特征在于，所述系统包括过滤装置(1)、废剥离液进料装置(4)、废剥离液输入管路(L1)和废剥离液输出管路(L2)；
所述过滤装置(1)包括至少一个过滤器，用于过滤待处理的废剥离液中的非游离态树脂，所述过滤器中从上至下设置有一级滤芯(1012)和二级滤芯(1013)，所述二级滤芯(1013)中设有电加热单元(1014)，所述电加热单元(1014)为可通电发热的电阻丝，用于对流经所述二级滤芯(1013)的所述废剥离液进行加热，使所述废剥离液中的非游离态树脂析出在所述二级滤芯(1013)上；
所述废剥离液进料装置(4)，与所述过滤装置(1)相连通，将待处理的所述废剥离液经由所述废剥离液输入管路(L1)从所述过滤装置(1)的下方供给至所述过滤装置(1)中，经所述过滤器进行过滤以后的所述废剥离液从所述过滤装置(1)的上方经由所述废剥离液输出管路(L2)供给至后续工序。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述过滤器中，所述一级滤芯(1012)孔径由1000-1500μm的过滤丝网折叠、堆积成厚度为19至20cm的滤芯，所述二级滤芯(1013)由孔径为400至600μm的过滤丝网折叠、堆积成厚度为20至25cm的滤芯。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述过滤装置(1)包括至少两个并联设置的所述过滤器，所述废剥离液输入管路(L1)包括与每个过滤器对应连接的输入支路，所述废剥离液输出管路(L2)包括与每个过滤器对应连接的输出支路，在各个所述输入支路上分别设有进液阀门，在各个所述输出支路上分别设有出液阀门。
4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括碱液贮存再生装置(2)、碱液输入管路(L3)、碱液循环回用管路(L4)和切换控制装置(3)；
所述碱液贮存再生装置(2)，用于将碱液输送至所述过滤装置(1)中，并对所述过滤器进行反洗以溶解脱除析出在所述二级滤芯(1013)上的堵塞物，以保证所述系统的连续运行，带有杂质的碱液再经由所述碱液循环回用管路(L4)循环回到所述碱液贮存再生装置(2)，经过所述碱液再生单元(201)过滤后，将固体杂质留在所述碱液再生单元(201)中，从所述碱液贮存再生单元(201)输出的再生后的碱液继续回到所述过滤器，持续进行碱液反洗操作；
所述切换控制装置(3)，用于控制所述过滤装置(1)和所述碱液贮存装置(2)的运行，以保证所述系统的连续运行。
5.根据权利要去4所述的系统，其特征在于，所述碱液贮存再生装置(2)中设有碱液再生单元(201)和碱液贮存单元(202)，所述碱液再生单元(201)为四周封闭、上方敞口的储槽，所述碱液再生单元(201)中设有过滤网(2011)，反洗后的碱液经由所述碱液循环回用管路(L4)的管口导入至所述过滤网(2011)下方，经所述过滤网(2011)过滤后的杂质从所述碱液再生单元(201)下方的杂质清除口(2012)向外排出，高于所述过滤网(2011)的碱液反向溢流至所述碱液贮存单元(202)中形成所述再生后的碱液，继续用于碱液反洗操作。
6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述碱液输入管路(L3)上进入各个所述过滤器的支路上分别设置反洗进口阀门，在所述碱液循环回用管路(L4)与各个所述过滤器连接的支路上还设有反洗出口阀门，通过所述切换控制装置(3)控制所述反洗进口阀门和所述反洗出口阀门的自动切换，在保持继续进行剥离液过滤操作的同时，对堵塞状态的所述过滤器进行反洗，以保证系统的连续不停机运行。
7.一种利用权利要求1-6任一项所述的系统实施脱除光刻胶剥离液中非游离态树脂的方法，其特征在于，所述方法包括，在所述过滤装置(1)中任意一个所述过滤器实施以下步骤：
S1：加热过滤工序，将所述废剥离液进料装置(4)中待处理的所述废剥离液经由所述废剥离液输入管路(L1)从位于所述过滤装置(1)下方供给至所述过滤装置(1)中的任意一个过滤器，通过所述过滤器中的所述一级滤芯(1012)过滤大颗粒杂质，再通过所述二级滤芯(1013)的加热使所述非游离态树脂在所述二级滤芯(1013)的表面析出，经过滤后的液体从所述废剥离液输出管(L2)导出进入后续工序。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述废剥离液的初始进料中，基于所述废剥离液的初始料流的质量计，所述非游离态树脂和其他杂质的含量为0.2-3重量％，进料速度为0.5-5m3/h，所述二级滤芯的加热温度为60-140℃。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括当所述过滤器堵塞时，通过所述切换控制装置(3)关闭与被堵塞的所述过滤器对应的进液阀门和出液阀门，然后开启与所述被堵塞的过滤器对应的反洗进口阀门和反洗出口阀门，并实施如下步骤：
S2：碱液反洗工序，将由所述碱液贮存再生装置(2)输出的碱液经由所述碱液输入管路(L3)从位于所述过滤装置(1)上方供给至所述被堵塞的过滤器中，所述碱液以与步骤S1中所述废剥离液进料相反的方向对所述被堵塞的过滤器进行反洗，所述碱液的反洗过程包括物理清洗和化学反应清洗；随后，将反洗后的碱液从所述过滤装置(1)下方经由所述碱液循环回用管路(L4)供给至所述碱液贮存再生装置(2)中进行回收再生。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤S2中，所述碱液的进料速度为0.8-3m3/h，初始浓度为1-12％，所述碱液反洗工序的温度控制在20-45℃，其清洗化学反应原理为碱液中OH-离子与树脂中的醛羟基发生反应而溶解树脂，或者聚酯类树脂在强碱作用下水解被清洗；所述碱液包含1-12％的KOH、NaOH或者四甲基氢氧化铵(TMAH)，以及1-8％的乙醇，其余为纯水。
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|---|---|---|---|---|
| CN114149612A (zh) * | 2021-12-14 | 2022-03-08 | 石泰山 | 一种彩色光阻剂剥离废液中树脂/颜料的分离方法 |
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- 2020-12-10 CN CN202011436906.XA patent/CN112642211A/zh active Pending
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