CN201791482U - 硅切割液膜分离集成装置及其耦合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液-固分离装置，特别涉及硅切割液膜分离集成装置及其耦合装置。硅切割液膜分离集成装置包括微滤膜分离装置和与其相连接的超滤膜分离装置。硅切割液膜分离集成装置及其耦合装置，包括所述的硅切割液膜分离集成装置和化学清洗装置、超滤反洗装置。本实用新型的硅切割液膜分离集成装置及其耦合装置结构简单，操作简便，生产成本低，分离效果好，精度高。

Description

硅切割液膜分离集成装置及其耦合装置

技术领域

本实用新型涉及液-固分离装置，特别涉及硅切割液膜分离集成装置及其耦合装置。

背景技术

近年来随着太阳能电池工业以及电子信息产业的飞速发展，单、多晶硅的需求也相应地持续增长，作为硅晶加工过程中必不可少的原料之一的硅切割液市场需求也持续增长。

由于在应用上对硅晶片表面的平整度、洁净度、导电性等性能指标有着严格的要求，所以需要在硅晶加工的切割过程中需要使用硬度高、粒度小且粒径分布集中的碳化硅微粉作为主要切削介质，为使碳化硅微粉在切削过程中分散均匀，同时及时带走切削过程中产生的巨大的摩擦热，通常需先将碳化硅微粉按照一定比例加入到以聚乙二醇(PEG)基为主要原料合成的水溶性太阳能硅片切割液中并充分分散，配置成均匀稳定的切割砂浆后再用于硅晶片切割。

但由于加工过程中硅切割液会逐渐失效，这样就导致生产企业必须面对大量硅切割废液的处理问题。由于硅切割液以有机物及低分子量的聚合物为主要成分导致废液COD值非常高，采用常规的废水处理手段难以处理，并且由于其中含有大量的磨料颗粒会产生大量的废渣也加大了处理的难度。

针对硅切割废液的特点，以适当的方法回收其中的可利用组分，不仅可以降低废液对环境的压力同时还可以为生产企业带来可观的经济效益。

现有的离线或在线回收技术多需要添加助分离剂如水，固液分离后得到的聚乙二醇(PEG)液体需要除水工序，此过程能耗大，可能引起PEG分子结构的变化；并且分离体系中仍有20%左右的碳化硅颗粒表面和悬浮于聚乙二醇(PEG)的固体杂质及微小颗粒无法彻底清除。所以硅切割废液的回收是生产企业亟待解决的一大难题。

CN200910027683.9公开了一种回收硅片切割液的方法，依次包括初步分离固体份，精密过滤，膜分离，离子交换和蒸发浓缩脱水步骤。该方法在初步分离中使用离心过滤、板框过滤器或沉降器；在精密过滤中使用的设备是过滤精度在1-25μm的熔喷式过滤器，只能一次性使用，需要经常更换；膜分离步骤中的过滤膜分子量为50000-7000000MW，截留分子量范围较宽；后续工艺复杂，在膜分离后还需要离子交换和蒸发浓缩脱水装置，才能获得可回用的硅切割液。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种简化的硅切割液膜分离集成装置及其耦合装置，获得分离效果好、精度高的硅切割回收液。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种硅切割液膜分离集成装置，包括微滤膜分离装置和与其相连接的超滤膜分离装置。

本实用新型硅切割液膜分离集成装置，在改进不同工艺段装置的同时省略了离子交换和蒸发浓缩脱水装置，同样获得分离效果好、精度高的硅切割回收液。

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述微滤膜分离装置的膜元件材料为聚丙烯。

本实用新型选用聚丙烯作为微滤膜分离装置的膜元件材料，成本低，过滤效果好。

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述微滤膜分离装置的膜元件孔径为0.1-0.3μm。

作为本实用新型技术方案的进一步优选，所述微滤膜分离装置的膜元件过滤精度为0.22μm。

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述微滤膜分离装置的膜元件结构型式为折叠式，折叠式的膜元件可多次冲洗，反复使用。

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述超滤膜分离装置的膜元件材料是聚丙烯腈。

本实用新型选用聚丙烯腈作为超滤膜分离装置的膜元件材料，成本低，耐候性好，耐化学试剂性强，

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述超滤膜分离装置的膜元件孔径为0.02μm。

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述超滤膜分离装置的膜元件的切割分子量为50000MW。

该超滤膜分离装置的膜元件孔对分子量超过50000MW的杂质均有截留，过滤精度高，无需后续装置。

本实用新型还提供了一种耦合装置，包括所述的硅切割液膜分离集成装置以及化学清洗装置和超滤反洗装置。

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述耦合装置中的化学清洗装置包括与所述硅切割液膜分离集成装置的微滤膜分离装置和超滤膜分离装置依次相连的清洗泵和清洗水箱。

作为本实用新型技术方案的一种优选，所述耦合装置中的超滤反洗装置包括与所述硅切割液膜分离集成装置的超滤膜分离装置依次相连的反洗泵和回用水箱。

综上所述，本实用新型的硅切割液膜分离集成装置具有以下有益效果：

1、结构简单，操作简便

2、生产成本低

3、分离效果好，精度高。

附图说明

图1是本实用新型硅切割液膜分离集成装置示意图。

图2是本实用新型硅切割液分离集成装置及化学清洗装置、超滤反洗装置耦合示意图。

图中，1-原料箱，2-增压泵，3-微滤膜分离装置，4-超滤膜分离装置;5-反洗泵；6-成品箱；7-化学清洗箱；8-清洗泵；

A-原料液；B-成品液；C-超滤浓缩液排放；D-超滤反洗液排放；E-微滤反洗液排放；F-超滤清洗液排放；v1-总进液阀；v2-增压泵进液阀；v3-微滤膜分离装置进液阀；v4-超滤膜分离装置进液阀；v5-超滤膜分离装置出液阀；v6-超滤膜分离装置浓排阀；v7-超滤膜分离装置反洗泵进液阀；v8-超滤膜分离装置反洗泵出液阀；v9-超滤膜分离装置反洗液排放阀；v10-微滤膜分离装置反洗进液阀；v11-微滤膜分离装置反洗排放阀；v12-超滤膜分离装置化学清洗进液阀；v13-超滤膜分离装置化学清洗排放阀；v14-化学清洗泵进液阀；v15-化学清洗泵出液阀。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型硅切割液膜分离集成装置包括原料箱1、增压泵2、微滤膜分离装置3、超滤膜分离装置4、成品箱6；增压泵2与原料箱1相连接，微滤膜分离装置3进液口与增压泵相连接，微滤膜分离装置3出液口与超滤膜分离装置4进液口相连接，成品箱6与超滤膜分离装置4出液口相连接。

原料箱1中存有含有碳化硅和聚乙二醇的硅切割液，调节增压泵2的压力为1.5MPa，打开过滤精度为0.22μm的聚丙烯折叠式微滤膜分离装置3的进液阀门，经微滤后的硅切割液进入孔径为0.02μm的聚丙烯腈超滤膜分离装置4进一步过滤，获得脱除了碳化硅颗粒的聚乙二醇溶液，用于硅切割生产回用或其他用途。

如图2所示，本实用新型的耦合装置包括硅切割液膜分离集成装置以及化学清洗装置和超滤反洗装置，所述的化学清洗装置与所述硅切割液膜分离集成装置中的微滤膜分离装置3和超滤膜分离装置4连接，所述超滤反洗装置与所述硅切割液膜分离集成装置中的超滤膜分离装置4连接。所述硅切割液膜分离集成装置中的微滤膜装置3连接有反洗排放阀及管件。所述硅切割液膜分离集成装置中的超滤膜装置4连接有浓排阀及管件。

所述化学清洗装置包括与微滤膜分离装置3和超滤膜分离装置4依次连接的化学清洗箱7、清洗泵进液阀v14和清洗泵8；所述超滤反洗装置包括与超滤膜分离装置4连接的成品箱6，成品箱6依次与反洗泵进液阀v7、反洗泵5、反洗泵出液排放阀v8连接。硅切割液膜分离集成装置运行一段时间后，对微滤膜分离装置和超滤膜分离装置进行化学清洗或反洗，以清除沉积在微滤膜和超滤膜表面的污染物，延长微滤膜分离装置和超滤膜分离装置的使用寿命，使过滤效果更好。

本具体实例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种硅切割液膜分离集成装置，其特征在于：包括微滤膜分离装置和与其相连接的超滤膜分离装置。

2.根据权利要求1所述的硅切割液膜分离集成装置，其特征在于所述微滤膜元件的结构型式是折叠式。

3.根据权利要求1或2所述的硅切割液膜分离集成装置，其特征在于所述微滤膜元件的孔径为0.1-0.3μm。

4.根据权利要求3所述的硅切割液膜分离集成装置，其特征在于所述微滤膜元件的过滤精度为0.22μm。

5.根据权利要求1所述的硅切割液膜分离集成装置，其特征在于所述超滤膜元件的结构型式是中空纤维。

6.根据权利要求5所述的硅切割液膜分离集成装置，其特征在于所述超滤膜元件的孔径为0.02μm。

7.根据权利要求6所述的硅切割液膜分离集成装置，其特征在于所述超滤膜元件的切割分子量为50000MW。

8.一种耦合装置，包括权利要求1-7任一权利要求所述的硅切割液膜分离集成装置以及化学清洗装置和超滤反洗装置。

9.根据权利要求8所述的耦合装置，所述的化学清洗装置包括与所述硅切割液膜分离集成装置的微滤膜分离装置和超滤膜分离装置依次相连的清洗泵和清洗箱。

10.根据权利要求9所述的耦合装置，所述的超滤反洗装置包括与所述硅切割液膜分离集成装置的超滤膜分离装置依次相连的反洗泵和回用水箱。

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