CN220951199U - 一种光伏废酸回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种光伏废酸回收装置，包括预处理单元、反应单元、分离单元和浓缩单元；所述浓缩单元包括加热釜、硝酸浓缩塔和浓硫酸储罐；所述浓硫酸储罐位于硝酸浓缩塔上方并与硝酸浓缩塔内部连通，所述预处理单元、反应单元、分离单元、加热釜和硝酸浓缩塔依次连通；硝酸浓缩塔内填充有填料层，所述填料层上方设置液体分布器，所述浓硫酸储罐与液体分布器连通。本实用新型的光伏废酸回收装置，回收价值高、降低废酸处理成本，节能环保。
Description
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，涉及一种光伏废酸回收装置。
背景技术
光伏太阳能是利用太阳能电池半导体材料的光伏效应，将太阳光辐射转化为电能的一种新型应用技术。在太阳能电池片的生产制造过程会产生大量的含氟废酸，这些含氟废酸主要产生于多晶硅太阳能电池片的制绒、蚀刻及单晶硅太阳能电池的酸洗、蚀刻等工序。这些酸含有大量的氟，属于危险废物，需要有相应资质的危废处置单位处理。目前处理含氟废水或废酸的主要方法有化学沉淀法、混凝沉淀法、反渗透法、吸附法等，其中化学沉淀法、混凝沉淀法是最简单、最有效的方法，也是目前太阳能电池片制造行业常用方法。化学沉淀法以各种钙盐(氯化钙、氧化钙、氢氧化钙等)为沉淀剂，利用F-与Ca2+生成难溶的CaF2沉淀而除去氟离子；化学沉淀法产生大量的含氟污泥，该污泥成分复杂，品质低，无法进行回收利用，一般采用填埋的方法进行处理，存在二次污染问题；同时因光伏行业废酸酸度高，需加入大量的石灰或碱性物质将废酸液调成中性，氟化钙才可沉淀彻底，大量的石灰或碱性物质的加入造成该工艺处理成本一直居高不下，给企业带来巨大的负担。
中国专利CN202110776969.8利用二氧化硅将光伏行业含氟废酸中的氢氟酸转化为氟硅酸，在利用钠盐将氟硅酸转化成氟硅酸钠晶体，固液分离；滤渣经洗涤干燥得到高纯度氟硅酸钠，滤液中的硫酸则作为酸度调节剂、硝酸作为催化剂添加到硫酸亚铁溶液中经催化氧化得到聚合硫酸铁，通过以上方式实现光伏行业含氟废酸中氟、硫酸及硝酸的综合利用，但是使用辅料较多，产品都转化成盐类，纯度不高，回收价值低。
中国专利CN202111315308.1提供了一种光伏行业含氟废酸回收利用的方法，将含氟废酸中的氟提取为氟硅酸，进而与硝酸镁溶液混合，经提馏、精馏漂白、冷凝等工序后获得副产硝酸，釜底混盐经高温热解获得氟化镁粗产品，硝酸镁溶液回用；虽然可以有效的将光伏行业含氟废酸中的氟元素和氮元素分离出来，转化为对应的产品并实现系统内循环，但是该工艺使用工艺提馏、精馏、热解工艺，能耗用量过大，生产成本高。
实用新型内容
针对目前光伏行业含氟废酸回收价值低以及生产成本高的问题，本实用新型提供一种回收价值高、降低废酸处理成本，节能环保的光伏废酸回收装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种光伏废酸回收装置，其特征在于，包括预处理单元、反应单元、分离单元和浓缩单元；所述浓缩单元包括加热釜、硝酸浓缩塔和浓硫酸储罐；所述浓硫酸储罐位于硝酸浓缩塔上方并与硝酸浓缩塔内部连通，所述预处理单元、反应单元、分离单元和硝酸浓缩塔依次连通。
进一步限定，所述硝酸浓缩塔内填充有填料层，所述填料层上方设置液体分布器，所述浓硫酸储罐与液体分布器连通。
进一步限定，所述硝酸浓缩塔上分别设置浓缩进料口和硝酸出口，所述加热釜经浓缩进料口、硝酸浓缩塔与硝酸出口连通。
进一步限定，所述光伏废酸回收装置还包括与硝酸出口连通的收集罐。
进一步限定，所述分离单元包括压滤机和洗涤槽；所述压滤机上分别设置压滤进料口、卸渣口和滤液出口；所述反应单元经压滤进料口、滤液出口与加热釜连通，所述压滤进料口经卸渣口与洗涤槽连通。
进一步限定，所述滤液出口与加热釜之间还设置第二进料泵。
进一步限定，所述反应单元包括反应釜以及与反应釜连通的配料罐，所述预处理单元经反应釜与压滤进料口连通。
进一步限定，所述预处理单元包括依次连通的预处理罐和过滤器，所述过滤器与反应釜连通。
进一步限定，所述光伏废酸回收装置还包括置于过滤器和反应釜之间的第一进料泵。
进一步限定，所述光伏废酸回收装置还包括置于硝酸出口和收集罐之间的换热器。
本实用新型有益效果是：
1、本实用新型通过预处理、反应、分离和加热浓缩，实现了含氟废酸中氟和氮的资源化回收，得到氟化钙和硝酸，与现有回收的得到盐类产品相比，本实用新型的氟化钙可达到商用酸级氟化钙标准，回收硝酸含量可达95％以上，回收价值得到极大的提升，且处理成本低。
2、本实用新型仅通过常规的反应、分离和浓缩，整个处理工艺流程简单，以废治废，变废为宝，实现了危险废物资源化，节能环保。
3、本实用新型，通过加热浓缩回收得到氟化钙和硝酸，无需采用现有提馏、精馏、热解等工艺，能耗用量少，生产成本低，具有应用前景。
附图说明
图1为本实用新型提供的光伏行业含氟废酸回收装置流程图；
其中：
1-预处理罐；2-过滤器；3-第一进料泵；4-反应釜；5-配料罐；6-压滤机；7-洗涤槽；8-第二进料泵；9-加热釜；10-硝酸浓缩塔；11-浓硫酸储罐；12-换热器；13-收集罐。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本实用新型的保护范围。
参见图1，一种光伏废酸回收装置，包括预处理单元、反应单元、分离单元和浓缩单元。
浓缩单元包括加热釜9、硝酸浓缩塔10和浓硫酸储罐11；浓硫酸储罐11位于硝酸浓缩塔10上方并与硝酸浓缩塔10内部连通，预处理单元、反应单元、分离单元、加热釜9和硝酸浓缩塔10依次连通。
实施时，硝酸浓缩塔10位于加热釜9上方，加热釜9的顶部和硝酸浓缩塔10的底部连通成一体化结构。
具体的，硝酸浓缩塔10的上部设置的浓硫酸进料口伸入硝酸浓缩塔10的内部，且末端有液体分布器，采用高硅铸铁或聚四氟乙烯材质；浓硫酸储罐11与液体分布器连通；硝酸浓缩塔10的下部设置浓缩进料口且与加热釜9的上端相连通；硝酸浓缩塔10的顶部有硝酸出口(硝酸蒸汽出口)与换热器12相连，硝酸浓缩塔10的底部还设置浓缩进料口，分离单元送来的物料经加热釜9、浓缩进料口、硝酸浓缩塔10，从硝酸出口排出。加热釜9的底部还设置有硫酸出口(稀硫酸排出口)。
本实用新型在实施时，硝酸浓缩塔10内的中部还充满填料，为了保证能对光伏废酸进行很好的处理，填料采用耐酸陶瓷材质。具体的，耐酸陶瓷材质为黏土、石英、长石等高温烧制而成，主要化学成分为三氧化二铝(Al2O3)和二氧化硅(SiO2)；塔径1.2m，塔总高度10-15m；填料直径距离小于塔内直径0.2m，填料高度7-8m，填料距离上端液体分布器的高度大于1m以上，填料为多段规整填料；填料量为70％有效塔体积。
浓缩单元还包括第二进料泵8、换热器12和收集罐13，第二进料泵8与加热釜9相连通，加热釜9的上端与硝酸浓缩塔10底部相连通，硝酸浓缩塔10顶部经换热器12和收集罐13连通。
反应单元包括反应釜4和顶部连有的配料罐5，反应釜底部排料口与压滤机进料口相连。
光伏废酸回收装置还包括与硝酸出口连通的收集罐13。
光伏废酸回收装置还包括置于硝酸出口和收集罐13之间的换热器12。
分离单元包括压滤机6和洗涤槽7；压滤机6上分别设置压滤进料口、卸渣口和滤液出口；反应单元经压滤进料口、滤液出口与浓缩进料口连通，压滤进料口经卸渣口与洗涤槽7连通。
滤液出口与浓缩进料口之间还设置第二进料泵8。
反应单元包括反应釜4以及与反应釜4连通的配料罐5，预处理单元经反应釜4与压滤进料口连通。
反应釜4顶部安装有变频电机，下连接有机械搅拌；反应釜4的内衬搪瓷，机械搅拌为聚四氟乙烯材质。配料罐5内有机械搅拌，与反应釜4连接处有流量控制阀。
预处理单元包括依次连通的预处理罐1和过滤器2，过滤器2与反应釜4连通。过滤器2内部有滤袋，材质为聚四氟乙烯。
光伏废酸回收装置还包括置于过滤器2和反应釜4之间的第一进料泵3。
本实用新型回收的原料为光伏行业领域的高含氟废酸，属于危险废物，高含氟废酸的主要成分为HF、HNO3、少量H2SiF6和盐类；采用的硫酸为电子行业废硫酸。
本实施例提供的回收装置运行原理是：将光伏废酸加入预处理罐1，加入硝酸钠，搅拌反应。反应后料液经过滤器2除去氟硅酸钠固体杂质；滤液用第一进料泵3送入反应釜4；顶部配置罐5物料为饱和硝酸钙溶液，通过流量阀控制与反应釜4中物料滴定反应完全，送入压滤机6；滤渣排入洗涤槽7洗涤后干燥处置即为氟化钙成品；滤液用第二进料泵8送入加热釜9中加热，硝酸变为蒸汽再进入硝酸浓缩塔10内，废浓硫酸通过顶部浓硫酸储罐11进入硝酸浓缩塔10内，再经液体分布器喷出，与底部蒸发的硝酸蒸汽接触，硝酸蒸汽脱水，废浓硫酸吸水，脱水后硝酸蒸汽在硝酸浓缩塔10内向上流动经换热器12冷却后进入收集罐13，即得到≥95％硝酸成品；吸水后废浓硫酸在硝酸浓缩塔10内向下流动，最后从加热釜9底部的硫酸出口排出回收，硫酸出口的外接管路上设置阀门。
Claims (10)
1.一种光伏废酸回收装置，其特征在于，包括预处理单元、反应单元、分离单元和浓缩单元；所述浓缩单元包括加热釜(9)、硝酸浓缩塔(10)和浓硫酸储罐(11)；所述浓硫酸储罐(11)位于硝酸浓缩塔(10)上方并与硝酸浓缩塔(10)内部连通，所述预处理单元、反应单元、分离单元、加热釜(9)和硝酸浓缩塔(10)依次连通。
2.根据权利要求1所述的光伏废酸回收装置，其特征在于，所述硝酸浓缩塔(10)内填充有填料层，所述填料层上方设置液体分布器，所述浓硫酸储罐(11)与液体分布器连通。
3.根据权利要求2所述的光伏废酸回收装置，其特征在于，所述硝酸浓缩塔(10)上分别设置浓缩进料口和硝酸出口，所述加热釜(9)经浓缩进料口、硝酸浓缩塔(10)与硝酸出口连通。
4.根据权利要求3所述的光伏废酸回收装置，其特征在于，所述光伏废酸回收装置还包括与硝酸出口连通的收集罐(13)。
5.根据权利要求4所述的光伏废酸回收装置，其特征在于，所述分离单元包括压滤机(6)和洗涤槽(7)；所述压滤机(6)上分别设置压滤进料口、卸渣口和滤液出口；所述反应单元经压滤进料口、滤液出口与加热釜(9)连通，所述压滤进料口经卸渣口与洗涤槽(7)连通。
6.根据权利要求5所述的光伏废酸回收装置，其特征在于，所述滤液出口与加热釜(9)之间还设置第二进料泵(8)。
7.根据权利要求6所述的光伏废酸回收装置，其特征在于，所述反应单元包括反应釜(4)以及与反应釜(4)连通的配料罐(5)，所述预处理单元经反应釜(4)与压滤进料口连通。
8.根据权利要求7所述的光伏废酸回收装置，其特征在于，所述预处理单元包括依次连通的预处理罐(1)和过滤器(2)，所述过滤器(2)与反应釜(4)连通。
9.根据权利要求8所述的光伏废酸回收装置，其特征在于，所述光伏废酸回收装置还包括置于过滤器(2)和反应釜(4)之间的第一进料泵(3)。
10.根据权利要求4-9任一项所述的光伏废酸回收装置，其特征在于，所述光伏废酸回收装置还包括置于硝酸出口和收集罐(13)之间的换热器(12)。
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| CN202322656236.8U CN220951199U (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种光伏废酸回收装置 |
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