混酸回收装置的制作方法

本实用新型涉及多晶硅生产技术领域，尤其涉及一种混酸回收装置。

背景技术：

随着社会的快速发展，光伏领域得到越来越多的人的重视，而硅成为太阳能电池板的主要材料。在硅的加工过程中，硅表面会产生一层氧化物和金属离子，通常是用混合酸进行酸洗程序除去硅表面的氧化物和金属离子。目前国内外生产厂家多采用硝酸和氢氟酸混合酸酸洗除去氧化物。经过多次酸洗，酸洗液中金属离子和氟硅酸增加到一定浓度，含酸量下降到一定百分比，即失去酸洗能力而成废液，但次废液中的总酸度还是相当高的，并含有大量的金属离子。硝酸、氢氟酸是强腐蚀剂，此废液必须进行妥善处理。废酸的成分主要为硝酸、氢氟酸、氟硅酸及金属离子，这些废酸的排放或采用钙中和，不仅造成资源浪费，使产品成本增加，而且还导致严重的环境污染，影响企业的生存和发展。

现有的回收废酸的方式通常采用化学法、离子交换法和溶剂萃取法等，化学法可回收一些有用物质，但工艺庞杂，设备较多；离子交换法把固定床改为流动床是个进步，但还存在废酸浓度和洗酸处理问题；溶剂萃取法的优点是能量消耗少，设备、材料容易选择，但酸的回收率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种混酸回收装置，主要目的是提供一种能够降低生产成本，并且对废酸回收再利用的混酸回收装置。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种混酸回收装置，装置包括：

收集部；

蒸发部，所述蒸发部包括第一连接管、第二连接管、蒸发器和压力控制器，所述连接管的一端连接于废酸槽，另一端连接于所述蒸发器，用于将废酸通入所述蒸发器中，所述压力控制器连接于所述蒸发器，用于控制所述蒸发器内的压强，所述第二连接管的一端连接于所述蒸发器，另一端连接于所述收集部，用于收集所述蒸发器内排出的混合液；

冷凝部，所述冷凝部设置在所述第二连接管上，用于将所述蒸发器内排出的混合气体冷凝为混合液。

进一步的，所述蒸发部还包括温度控制器，所述温度控制器连接于所述蒸发器，用于控制所述蒸发器内的温度。

进一步的，所述蒸发部还包括排液管，所述排液管的一端连接于所述蒸发器，另一端连接于回收部，用于回收剩余的废液。

进一步的，所述蒸发部还包括清洗器，所述清洗器连接于所述蒸发器，用于清洗所述蒸发器。

进一步的，所述冷凝部包括进水管、出水管和冷凝器，所述冷凝器套装在所述第二连接管上，所述进水管连接于所述冷凝器，用于向所述冷凝器内通入冷水，所述出水管连接于所述冷凝器，用于排出所述冷凝器内的水。

进一步的，所述第二连接管包括进气管、出液管和多个连通管，所述进气管的一端穿过所述冷凝器的外壁，并与所述蒸发器相连接，所述出液管的一端穿过所述冷凝器的外壁，并连接于所述收集部，多个所述连通管的两端分别连通所述进气管和所述出液管。

进一步的，相邻的两个所述连通管为第一连通管和第二连通管，所述第一连通管平行于所述第二连通管。

进一步的，所述第一连通管和所述第二连通管之间设置多个直管，用于连通所述第一连通管和所述第二连通管。

与现有技术相比，本实用新型具有如下技术效果：

本实用新型实施例提供的技术方案中，收集部的作用是收集处理后的硝酸和氢氟酸的混合液；蒸发部的作用是对废酸混合溶液进行蒸发处理，蒸发部包括第一连接管、第二连接管、蒸发器和压力控制器，连接管的一端连接于废酸槽，另一端连接于蒸发器，用于将废酸通入蒸发器中，压力控制器连接于蒸发器，用于控制蒸发器内的压强，第二连接管的一端连接于蒸发器，另一端连接于收集部，用于收集蒸发器内排出的混合液；冷凝部的作用是将蒸发部蒸发的硝酸和氢氟酸的混合气体进行冷却降温，冷凝部设置在第二连接管上，用于将蒸发器内排出的混合气体冷凝为混合液，需要处理废酸混合溶液时，将废酸槽中的废酸混合溶液通过第一连接管通入蒸发器中，硝酸沸点为122度，氢氟酸的沸点为19度，而硫酸的沸点为320度，因此，在废酸中加入硫酸，并通过压力控制器控制蒸发器内的压强，在负压的条件下，硫酸会与废液中的硝酸盐和氟化钠发生复分解反应，使废液中的硝酸盐和氟化钠转化成相应的硫酸盐，而H⁺与NO3F^-相结合，生成的HNO3和HF随水一起被蒸出，再通过冷凝部进行冷却生成硝酸和氢氟酸的混合溶液，相对于现有技术，采用化学法、离子交换法和溶剂萃取法等，化学法可回收一些有用物质，但工艺庞杂，设备较多；离子交换法把固定床改为流动床是个进步，但还存在废酸浓度和洗酸处理问题；溶剂萃取法的优点是能量消耗少，设备、材料容易选择，但酸的回收率低，本实用新型实施例中，通过将废酸槽中的废酸混合溶液通过第一连接管通入蒸发器中，然后在废酸中加入硫酸，并通过压力控制器控制蒸发器内的压强，在负压的条件下，废液的沸点降低，硫酸会与废液中的硝酸盐和氟化钠发生复分解反应，使废液中的硝酸盐和氟化钠转化成相应的硫酸盐，而H⁺与NO3F^-相结合，生成的硝酸和氢氟酸，并随着水一起被蒸出，再通过冷凝部进行冷却生成硝酸和氢氟酸的混合溶液，不仅给硫酸的化学反应提供了有利条件，同时还提高了废酸的利用效率，降低了废酸处理的成本，并且，还提高了设备的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种混酸回收装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种混酸回收装置，装置包括：

收集部1；

蒸发部2，所述蒸发部2包括第一连接管21、第二连接管23、蒸发器22和压力控制器25，所述连接管的一端连接于废酸槽9，另一端连接于所述蒸发器22，用于将废酸通入所述蒸发器22中，所述压力控制器25连接于所述蒸发器22，用于控制所述蒸发器22内的压强，所述第二连接管23的一端连接于所述蒸发器22，另一端连接于所述收集部1，用于收集所述蒸发器22内排出的混合液；

冷凝部3，所述冷凝部3设置在所述第二连接管23上，用于将所述蒸发器22内排出的混合气体冷凝为混合液。

本实用新型实施例提供的技术方案中，收集部1的作用是收集处理后的硝酸和氢氟酸的混合液；蒸发部2的作用是对废酸混合溶液进行蒸发处理，蒸发部2包括第一连接管21、第二连接管23、蒸发器22和压力控制器25，连接管的一端连接于废酸槽9，另一端连接于蒸发器22，用于将废酸通入蒸发器22中，压力控制器25连接于蒸发器22，用于控制蒸发器22内的压强，第二连接管23的一端连接于蒸发器22，另一端连接于收集部1，用于收集蒸发器22内排出的混合液；冷凝部3的作用是将蒸发部2蒸发的硝酸和氢氟酸的混合气体进行冷却降温，冷凝部3设置在第二连接管23上，用于将蒸发器22内排出的混合气体冷凝为混合液，需要处理废酸混合溶液时，将废酸槽9中的废酸混合溶液通过第一连接管21通入蒸发器22中，硝酸沸点为122度，氢氟酸的沸点为19度，而硫酸的沸点为320度，因此，在废酸中加入硫酸，并通过压力控制器25控制蒸发器22内的压强，在负压的条件下，硫酸会与废液中的硝酸盐和氟化钠发生复分解反应，使废液中的硝酸盐和氟化钠转化成相应的硫酸盐，而H⁺与NO3F^-相结合，生成的HNO3和HF随水一起被蒸出，再通过冷凝部3进行冷却生成硝酸和氢氟酸的混合溶液，相对于现有技术，采用化学法、离子交换法和溶剂萃取法等，化学法可回收一些有用物质，但工艺庞杂，设备较多；离子交换法把固定床改为流动床是个进步，但还存在废酸浓度和洗酸处理问题；溶剂萃取法的优点是能量消耗少，设备、材料容易选择，但酸的回收率低，本实用新型实施例中，通过将废酸槽9中的废酸混合溶液通过第一连接管21通入蒸发器22中，然后在废酸中加入硫酸，并通过压力控制器25控制蒸发器22内的压强，在负压的条件下，废液的沸点降低，硫酸会与废液中的硝酸盐和氟化钠发生复分解反应，使废液中的硝酸盐和氟化钠转化成相应的硫酸盐，而H⁺与NO3F^-相结合，生成的硝酸和氢氟酸，并随着水一起被蒸出，再通过冷凝部3进行冷却生成硝酸和氢氟酸的混合溶液，不仅给硫酸的化学反应提供了有利条件，同时还提高了废酸的利用效率，降低了废酸处理的成本，并且，还提高了设备的使用寿命。

上述收集部1的作用是收集处理后的硝酸和氢氟酸的混合溶液；蒸发部2的作用是对废酸进行蒸发处理，蒸发部2包括第一连接管21、第二连接管23、蒸发器22和压力控制器25，连接管的一端连接于废酸槽9，另一端连接于蒸发器22，用于将废酸通入蒸发器22中，压力控制器25连接于蒸发器22，用于控制蒸发器22内的压强，第二连接管23的一端连接于蒸发器22，另一端连接于收集部1，用于收集蒸发器22内排出的混合液；冷凝部3的作用是对硝酸和氢氟酸进行冷凝，冷凝部3设置在第二连接管23上，用于将蒸发器22内排出的混合气体冷凝为混合液，废酸槽9中会存储酸洗后的废酸，然后将废酸通入蒸发器22中，同时，在蒸发器22中通入硫酸溶液，并通过压力控制器25控制蒸发器22内的压强，在负压的条件下，硫酸会与废液中的硝酸盐和氟化钠发生复分解反应，使废液中的硝酸盐和氟化钠转化成相应的硫酸盐，而H⁺与NO3F^-相结合，生成的HNO3和HF随水一起被蒸出，再通过冷凝部3进行冷却生成硝酸和氢氟酸的混合溶液，最后将冷却后的硝酸和氢氟酸的混合溶液通入收集部1中，本实施例中，通过降低废酸的沸点，使硫酸会与废液中的硝酸盐和氟化钠发生复分解反应，废液中的硝酸盐和氟化钠转化成相应的硫酸盐，而H⁺与NO3F^-相结合，生成的HNO3和HF随水一起被蒸出蒸发器22，再通过冷凝部3冷凝，从而达到获得硝酸和氢氟酸的混合溶液的有益效果，最后再通过人工加入新的混合溶液，调整硝酸和氢氟酸的比例，最后将新的硝酸和氢氟酸的混合溶液通入酸洗车间，达到再次利用的目的；蒸发器22通常采用传统的蒸发器22，冷凝部3通常采用传统的冷凝器，需要说明的是，蒸发器22内需要较高的气密性，从而达到控制蒸发器22内的压强的作用；减压蒸发的过程中，通常通过控制蒸发器22内的真空度来调节蒸发器22内的温度，提高压强后，废酸的沸点会下降，但是真空度过高，会对蒸发器22的设备的密封性能要求更为严格，而真空度过低，废酸的沸点过高，对设备和管道的耐温性能要求更高，因此，蒸发器22内的真空度通常控制在0.9-0.92KPa，蒸发温度55-65℃左右，而压力控制器25控制蒸发器22内的压强通常在0.1-0.15MPa；蒸发器22通常采用钢材料，并且在钢材料上垫衬四氟材料，提高蒸发器22的耐腐蚀性。

进一步的，蒸发部2还包括温度控制器25，温度控制器25连接于蒸发器22，用于控制蒸发器22内的温度。本实施例中，增加了温度控制器25，温度控制器25的作用是控制蒸发器22内的温度，通常情况下，蒸发器22内的温度能够通过蒸发器22内的压强进行控制，温度控制器25的作用是对蒸发器22内的温度进行微调，不仅能够使蒸发器22的蒸发速度更快，还能够增加蒸发器22的使用寿命。

进一步的，如图1所示，蒸发部2还包括排液管26，排液管26的一端连接于蒸发器22，另一端连接于回收部27，用于回收剩余的废液。本实施例中，增加了排液管26，排液管26的作用是将蒸发器22内剩余的废渣和废液排出蒸发器22，再通过回收部27对废渣和废液进行回收处理，从而达到保护环境的技术效果。

进一步的，蒸发部2还包括清洗器，清洗器连接于蒸发器22，用于清洗蒸发器22。本实施例中，增加了清洗器，清洗器的作用是在完成对混合溶液的再次利用后，对蒸发器22内进行清洗，由于废酸中含有大量的腐蚀液体，因此，需要在蒸发器22使用完毕后，对蒸发部2进行清水清洗，防止废酸的残留在蒸发部2内，从而达到保护蒸发部2的技术效果。

进一步的，如图1所示，冷凝部3包括进水管31、出水管33和冷凝器33，冷凝器33套装在第二连接管23上，进水管31连接于冷凝器33，用于向冷凝器33内通入冷水，出水管33连接于冷凝器33，用于排出冷凝器33内的水。本实施例中，进一步限定了冷凝部3，冷凝部3的作用是对第二连接管23内的硝酸和氢氟酸的混合气体进行冷却，常用的方式是将冷却水通入进水管31中，进水管31将冷却水通入冷凝器33中，冷凝器33使进水管31内的冷却水与硝酸和氢氟酸的混合气体进行热交换，再通过出水管33将冷却水排出，从而达到降低硝酸和氢氟酸的混合气体的温度的技术效果；冷凝部3通常也采用四氟材料，提高冷凝部3的耐腐蚀性。

进一步的，如图1所示，第二连接管23包括进气管231、出液管232和多个连通管233，进气管231的一端穿过冷凝器33的外壁，并与蒸发器22相连接，出液管232的一端穿过冷凝器33的外壁，并连接于收集部1，多个连接管的两端分别连通进气管231和出液管232。本实施例中，进一步限定了第二连接管23，由于冷凝部3需要对第二连接管23内的硝酸和氢氟酸的混合气体进行冷却，因此，为了提高对第二连接管23的冷却效率，将进气管231的一端穿过冷凝器33的外壁，并与蒸发器22相连接，出液管232的一端穿过冷凝器33的外壁，并连接于收集部1，多个连通管233的两端分别连通进气管231和出液管232，从而达到提高第二连接管23与冷凝部3的接触面积的技术效果。

进一步的，相邻的两个连通管为第一连通管和第二连通管，第一连通管平行于第二连通管。本实施例中，进一步限定了连通管，相邻的两个连通管为第一连通管和第二连通管，第一连通管平行于第二连通管，目的是方便冷凝器33对第二连接管23内的硝酸和氢氟酸的混合气体进行降温处理，不仅进一步增加了冷却水与第二连接管23的接触面积，还能够方便冷却水在冷凝器33中的流动，从而达到进一步提高冷却硝酸和氢氟酸的混合气体的速度的技术效果；可选的，还可以在第一连通管和第二连通管之间设置多个直管，用于连通第一连通管和第二连通管，进一步增加了冷却水与第二连接管23的接触面积，从而达到进一步提高冷却硝酸和氢氟酸的混合气体的速度的技术效果。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。