一种酸性蚀刻液回收系统的氯气处理设备的制作方法

本实用新型涉及蚀刻生产线一领域，更具体地说，尤其涉及一种酸性蚀刻液回收系统的氯气处理设备。

背景技术：

随着酸性蚀刻液铜回收与循环再生行业的迅猛发展，越来越多的pcb企业安装蚀刻液铜回收与再生设备，设备在运行过程中，电解产生的氯气通过溶解吸收缸蚀刻液吸收后，由于蚀刻液吸收有限，仍然有部分氯气经过处理后再排放，几乎所有企业都是采用铁吸收设备加铁与氯气反应后再经过一套液碱吸收塔处理达标排放，而用铁吸收设备加铁吸收氯气会产生三氯化铁液体，虽然三氯化铁液体可以提供pcb企业废水处理站代替硫酸亚铁作为聚凝剂。但是废水处理站需求量有限不能完全消耗所产生的三氯化铁液体，这样对多余的三氯化铁处理有一定的困难，为此，有必要研发一种氯气吸收处理系统装置，能够既不产生其他产物又能够吸收氯气。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种酸性蚀刻液回收系统的氯气处理设备。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

酸性蚀刻液回收系统的氯气处理设备，包括：溶解吸收缸(1)、氯化亚铁吸收装置(2)、液碱洗涤塔(3)、氯气管道(6)、第一射流器(7)、第一气体管道(9)、第二气体管道(10)；

其中，所述溶解吸收缸(1)用于存放酸性蚀刻液，第一射流器(7)插入到溶解吸收缸(1)的内部，所述氯气管道(6)连接第一射流器的注气口；第一射流器(7)的注液口设置有液体管道，液体管道均设置有泵、且均与溶解吸收缸(1)底部的出液口连接；

所述溶解吸收缸(1)与氯化亚铁吸收装置(2)通过第一气体管道(9)连接；

其中，氯化亚铁吸收装置(2)包括：下部的第一回收槽(2-1)、以及上部的第一喷淋吸收槽(2-2)；所述上部的第一喷淋吸收槽(2-2)为至少1层；第一喷淋吸收槽(2-2)包括：第一喷淋吸收槽顶部的喷头(2-2-1)、第一喷淋吸收槽下部的散体填充物(2-2-2)；在氯化亚铁吸收装置的最顶层的第一喷淋吸收槽的顶部设置有出气口，其与第二气体管道(10)连接；氯化亚铁吸收装置(2)的内部各层槽体之间空气连通；

第二气体管道将氯化亚铁吸收装置(2)与液碱洗涤塔(3)连接；

其中，液碱洗涤塔(3)包括：下部的第二回收槽(3-1)、以及上部的第二喷淋吸收槽(3-2)；所述上部的第二喷淋吸收槽(3-2)为至少1层；第二喷淋吸收槽(3-2)包括：第二喷淋吸收槽顶部的喷头、第二喷淋吸收槽下部的散体填充物；在最顶层的第二喷淋吸收槽的顶部设置有出气口，用于排放废气。

进一步，在第一气体管道(9)、第二气体管道(10)中均设置有抽气装置。

进一步，还包括：氯化亚铁再生装置(4)、真空挥发装置(5)、第二射流器(14)；

其中，第二射流器(14)插入到溶解吸收缸(1)的内部，第二射流器(14)的注液口设置有液体管道，液体管道均设置有泵、且均与溶解吸收缸(1)底部的出液口连接；

其中，氯化亚铁再生装置(4)包括：氯化亚铁再生装置壳体(4-1)、阳离子膜(4-2)、阴极板(4-3)、阳极板(4-4)；阳离子膜(4-2)将氯化亚铁再生装置壳体(4-1)分为阴极室和阳极室；在阴极室设置有阴极板(4-3)，在阳极室设置有阳极板(4-4)，阴极板、阳极板与电源的负极、正极连接；所述阴极室用于盛放氯化铁和氯化亚铁混合溶液；所述阳极室用于盛放硫酸溶液；

其中，真空挥发装置(5)包括：下部的第三回收槽(5-1)、以及上部的第三喷淋吸收槽(5-2)；所述上部的第三喷淋吸收槽(5-2)为至少1层；第三喷淋吸收槽(5-2)包括：第三喷淋吸收槽顶部的喷头、第三喷淋吸收槽下部的散体填充物；喷头喷射下部第三回收槽(5-1)中的溶液；

其中，氯化亚铁吸收装置(2)的下部第一回收槽(2-1)与氯化亚铁再生装置(4)的阴极室之间设置有管道连接，以将氯化亚铁吸收装置(2)的溶液运送到氯化亚铁再生装置(4)的阴极室中；

其中，所述氯化亚铁再生装置(4)的阴极室通过管道与真空挥发装置(5)的下部的第三回收槽连接；

其中，在真空挥发装置(5)的最顶层的第三喷淋吸收槽设置有出气口、且出气口连接有管道，然后与第二射流器的进气口连接；

真空挥发装置(5)下部的第三回收槽(5-1)还设置有管道以及泵，将下部的第三回收槽(5-1)的溶液送到氯化亚铁吸收装置(2)的下部的第一回收槽(2-1)中。

进一步，所述真空挥发装置(5)的上部的第三喷淋吸收槽(5-2)的喷头与下部的第三回收槽(5-1)之间通过泵、管道连通。

进一步，在溶解吸收缸(1)的底部设置有出液口以及出液管道，出液管道将酸性蚀刻液返回到蚀刻生产线。

进一步，阴极板(4-3)采用钛合金板，阳极板(4-4)采用稀有金属涂层钛板。

进一步，还包括：控制器(17)、氯气浓度传感器(18)、氯化亚铁再生装置电源模块(19)、氯化亚铁吸收装置喷头调速模块(20)、真空挥发装置喷头调速模块(21)；

氯气浓度传感器(18)的输出端与控制器(17)的输入端连接；

控制器(17)的输出端与氯化亚铁再生装置电源模块(19)、氯化亚铁吸收装置喷头调速模块(20)、真空挥发装置喷头调速模块(21)的输出端连接。

即氯气浓度传感器(18)用于检测氯气浓度的大小；

氯化亚铁再生装置电源模块(19)用于控制氯化亚铁再生装置阴极板与阳极板电流的大小；

所述氯化亚铁吸收装置喷头调速模块(20)用于控制氯化亚铁吸收装置的第一喷淋吸收槽的喷头的喷速大小；

所述真空挥发装置喷头调速模块(21)用于控制真空挥发装置的第三喷淋吸收槽的喷头的喷速大小。

酸性蚀刻液回收系统的氯气处理设备的工作方法，其包括以下步骤：

电解槽中产生的氯气通过氯气管道进入溶解吸收缸(1)，在第一射流器产生真空作用下发生气液混合，氯气与溶解吸收缸中含有氯化亚铜的酸性蚀刻液反应生成氯化铜，反应后蚀刻液然后返回蚀刻线生产使用；

经过溶解吸收缸的蚀刻液吸收后，未被完全吸收的氯气再经氯化亚铁吸收装置中的氯化亚铁溶液吸收，在溶液喷淋情况下，液体与气体充分接触，二价铁与氯气发生反应生成三氯化铁溶液；

经过氯化亚铁吸收装置处理后尾气再进入液碱洗涤塔处理，在喷淋情况下，气体与液碱充分接触反应后，尾气达标排放。

本实用新型的优点在于：

(1)氯气先后经过：溶解吸收缸1、氯化亚铁吸收装置2、液碱洗涤塔3，达到处理氯气的目的；特别的，氯化亚铁吸收装置2、液碱洗涤塔3采用了多层喷淋回收槽的设计。

(2)本实用新型提出：氯化亚铁再生装置4、真空挥发装置5的设计，其保证了氯化亚铁吸收装置2溶液的再生，其可以使得“溶解吸收缸1、氯化亚铁吸收装置2、液碱洗涤塔3”生产线得以循环运行，减少生产成本。

(3)本实用新型还给出了控制系统以及控制方法，以使得“溶解吸收缸1、氯化亚铁吸收装置2、液碱洗涤塔3、氯化亚铁再生装置4、真空挥发装置5”生产线智能化运行。

附图说明

下面结合附图中的实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不构成对本实用新型的任何限制。

图1是实施例一的酸性蚀刻液回收系统的氯气处理设备的连接示意图。

图2是实施例一的酸性蚀刻液回收系统的氯气处理设备的设备构造图。

图3是实施例一的控制系统的设计示意图。

具体实施方式

实施例一，酸性蚀刻液回收系统的氯气处理设备，包括：溶解吸收缸1、氯化亚铁吸收装置2、液碱洗涤塔3、氯化亚铁再生装置4、真空挥发装置5、氯气管道6、第一射流器7、第二射流器14；

所述溶解吸收缸1用于存放酸性蚀刻液，第一射流器7、第二射流器14插入到溶解吸收缸1的内部，所述氯气管道6连接第一射流器的注气口；

第一射流器7、第二射流器14的注液口各自设置有液体管道，液体管道设置有泵、且均与溶解吸收缸1底部的出液口连接；

在溶解吸收缸1的底部设置有出液口以及出液管道，出液管道将酸性蚀刻液返回到蚀刻生产线；

所述溶解吸收缸1与氯化亚铁吸收装置2通过第一气体管道9连接；

氯化亚铁吸收装置2包括：下部的第一回收槽2-1、以及上部的第一喷淋吸收槽2-2；所述上部的第一喷淋吸收槽2-2为至少1层，如图2所示，采用的双层；

第一喷淋吸收槽2-2包括：第一喷淋吸收槽顶部的喷头2-2-1、第一喷淋吸收槽下部的散体填充物2-2-2(例如球体)；散体填充物之间存在有大量的空隙，使得气体能够上升；喷头喷射氯化亚铁溶液，使得氯气与氯化亚铁溶液有更加充分的接触，充分吸收氯气。

上一层的第一喷淋吸收槽的底部支撑板设置有多个通孔，以便于氯气上升。

在最顶层的第一喷淋吸收槽的顶部设置有出气口，其与第二气体管道10连接；

在第一气体管道9、第二气体管道10中均设置有抽气装置。

第二气体管道将氯化亚铁吸收装置2与液碱洗涤塔3连接；

液碱洗涤塔3包括：下部的第二回收槽3-1、以及上部的第二喷淋吸收槽3-2；所述上部的第二喷淋吸收槽3-2为至少1层，如图2所示，采用的三层；

第二喷淋吸收槽3-2包括：第二喷淋吸收槽顶部的喷头、第二喷淋吸收槽下部的散体填充物(例如球体)；散体填充物之间存在有大量的空隙，使得气体能够上升；喷头喷射氢氧化钠溶液，使得氯气与氢氧化钠溶液有更加充分的接触，充分吸收氯气。

在最顶层的第二喷淋吸收槽的顶部设置有出气口，用于排放废气。

氯化亚铁再生装置4包括：氯化亚铁再生装置壳体4-1、阳离子膜4-2、阴极板4-3、阳极板4-4；

阳离子膜4-2将氯化亚铁再生装置壳体4-1分为阴极室和阳极室；

在阴极室设置有阴极板4-3，在阳极室设置有阳极板4-4，阴极板、阳极板与电源的负极、正极连接；

进一步，阴极板4-3采用钛合金板，阳极板4-4采用稀有金属涂层钛板；

所述阴极室用于盛放氯化铁和氯化亚铁混合溶液，以钛合金作为电极；阳极室用于盛放硫酸溶液，以稀有金属涂层钛板为电极。

氯化亚铁吸收装置2的下部第一回收槽2-1与氯化亚铁再生装置4的阴极室之间设置有管道连接，以将氯化亚铁吸收装置2的溶液运送到氯化亚铁再生装置4的阴极室中。

所述氯化亚铁再生装置4的阴极室通过管道与真空挥发装置5的下部的第三回收槽连接；

真空挥发装置5包括：下部的第三回收槽5-1、以及上部的第三喷淋吸收槽5-2；所述上部的第三喷淋吸收槽5-2为至少1层，如图2所示，采用的2层；

第三喷淋吸收槽5-2包括：第三喷淋吸收槽顶部的喷头、第三喷淋吸收槽下部的散体填充物(例如球体)；散体填充物之间存在有大量的空隙，使得气体能够上升；喷头喷射下部第三回收槽5-1中的溶液(喷头与下部的第三回收槽5-1之间通过泵、管道连通)。

在最顶层的第三喷淋吸收槽设置有出气口、且出气口连接有管道，然后与第二射流器的进气口连接。

下部的第三回收槽5-1还设置有管道以及泵，将下部的第三回收槽5-1的溶液送到氯化亚铁吸收装置2的下部的第一回收槽2-1中。

本实用新型的工作原理如下：

电解槽中产生的氯气通过氯气管道进入溶解吸收缸1，在第一射流器产生真空作用下发生气液混合，氯气与溶解吸收缸中含有氯化亚铜(一价铜)的酸性蚀刻液反应生成氯化铜(二阶铜)，反应后蚀刻液然后返回蚀刻线生产使用，使用后产生氯化亚铜流至溶解吸收缸继续循环吸收。

反应式如下：2cucl+cl2＝2cucl2；cucl2+cu＝2cucl。

经过溶解吸收缸的蚀刻液吸收后，未被完全吸收的氯气再经氯化亚铁吸收装置中的氯化亚铁溶液(二阶铁)吸收，在溶液喷淋情况下，液体与气体充分接触，二价铁与氯气发生反应生成三氯化铁(三价铁)溶液。

反应式如下：2fecl2+cl2＝2fecl3；

经过氯化亚铁吸收装置处理后尾气再进入液碱洗涤塔处理，在喷淋情况下，气体与液碱充分接触反应后(cl2+2naoh＝nacl+naclo+h2o)，尾气达标排放。

需要说明的是：要使氯气持续被吸收，需要有氯化亚铁再生装置将三氯化铁溶液变成氯化亚铁(既三价铁还原成二价铁)。

该工艺采用离子膜电解工艺，利用阳离子膜将电解槽分为阴极室和阳极室，阴极室为氯化铁和氯化亚铁混合溶液，以钛合金作为电极；阳极室为硫酸溶液，以稀有金属涂层钛板为电极；在直流电的作用下，阴极室中三氯化铁(三价铁)得电子变为氯化亚铁(二价铁)；阳极室中得oh-失去电子变成氧气。由于阳极室水发生了反应，水逐渐减少，硫酸浓度增高，需要补充自来水。电极反应如下：

阳极室发生反应：2h2o-4e＝o2(气体)+4h⁺；

阴极室发生反应：fecl3+e＝fecl2+cl^-；

由于电流的作用，阳极室里硫酸溶液中h⁺透过离子膜进入到阴极室，此时阴极室溶液中hcl浓度逐渐提高，当浓度达到一定程度时发生副反应(2h⁺+2e＝h2)逐渐加强,所以需要将再生后的氯化亚铁溶液中送至真空挥发装置进行hcl吸收。

真空挥发装置是一个密闭装置，其通过密闭管道与安装在溶解吸收缸上面的第一射流器气体入口连接，在射流泵的高速喷射下，真空挥发装置产生真空度，促进再生氯化亚铁中的hcl挥发进入管道和第一射流器与酸性蚀刻液混合吸收，hcl溶解进蚀刻液返回蚀刻线生产使用；hcl降低后的再生氯化亚铁送回氯化亚铁吸收装置循环使用。

实施例一的控制系统：

实施例一的设备用于回收氯气，然而，在工作时，氯气并不是恒定的，因此，必要采用自动化控制。

控制系统包括：控制器17、氯气浓度传感器18、氯化亚铁再生装置电源模块19、氯化亚铁吸收装置喷头调速模块20、真空挥发装置喷头调速模块21；

氯气浓度传感器18的输出端与控制器17的输入端连接；

控制器17的输出端与氯化亚铁再生装置电源模块19、氯化亚铁吸收装置喷头调速模块20、真空挥发装置喷头调速模块21的输出端连接。

即氯气浓度传感器18用于检测氯气浓度的大小；氯化亚铁再生装置电源模块19用于控制氯化亚铁再生装置阴极板与阳极板电流(电压)的大小；

所述氯化亚铁吸收装置喷头调速模块20用于控制氯化亚铁吸收装置的第一喷淋吸收槽的喷头的喷速大小；

所述真空挥发装置喷头调速模块21用于控制真空挥发装置的第三喷淋吸收槽的喷头的喷速大小。

上述控制系统，根据氯气浓度的大小，来调节氯化亚铁再生装置阴极板与阳极板电流(电压)的大小、氯化亚铁吸收装置的第一喷淋吸收槽的喷头的喷速大小、真空挥发装置的第三喷淋吸收槽的喷头的喷速大小，来实现氯气回收强度。

特别的，在氯气浓度较大时，氯化亚铁再生装置电流也随时加大，加快氯化铁还原成氯化亚铁的速度；氯化亚铁吸收装置喷头的流速增大，促进氯气在此段工序吸收，以便控制氯气进入碱洗涤塔，以便节约液碱吸收液消耗成本。

以上所举实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用来方便说明本实用新型，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何所属技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本实用新型所提技术特征的范围内，利用本实用新型所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本实用新型的技术特征内容，均仍属于本实用新型技术特征的范围内。