本實(shí)用新型涉及一種由切割硅片產(chǎn)生的廢液的濾餅的處理裝置，屬于太陽(yáng)能光伏領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)光伏產(chǎn)業(yè)成為了世界上增長(zhǎng)最快的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在各類太陽(yáng)能電池中，晶體硅（單晶、多晶）太陽(yáng)能電池占有極其重要的地位，目前占據(jù)了光伏市場(chǎng)75%以上的份額。晶體硅太陽(yáng)能電池利用PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，從發(fā)展的觀點(diǎn)來(lái)看，晶體硅太陽(yáng)能電池在未來(lái)很長(zhǎng)的一段時(shí)間仍將占據(jù)主導(dǎo)地位。隨著光伏行業(yè)的高速發(fā)展，硅片朝著大尺寸、薄片化方向發(fā)展，對(duì)硅片的切割精度、切割質(zhì)量和生產(chǎn)成本的要求越來(lái)越高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在太陽(yáng)能級(jí)多晶硅片的制作過(guò)程中，硅片的加工成本占到總成本的35%左右，因此，硅晶體切割技術(shù)面臨新的挑戰(zhàn)，是光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要制約技術(shù)。
現(xiàn)有技術(shù)中，硅晶體切割技術(shù)主要有多線砂漿切割和金剛線切割2種。其中，多線砂漿切割是廣泛采用的技術(shù)，其加工原理是由切割線的運(yùn)動(dòng)將磨料帶到切割區(qū)域，在切割線的高速運(yùn)動(dòng)下，磨料在硅晶體表面滾動(dòng)、摩擦、嵌入到材料的加工表面，使之產(chǎn)生裂紋和破碎，最終實(shí)現(xiàn)材料去除的目的。該技術(shù)的關(guān)鍵在于磨料的切割能力以及切割過(guò)程中的熱力學(xué)行為，在實(shí)際應(yīng)用中，選用聚乙二醇和碳化硅配置成懸浮液，通過(guò)砂漿管把砂漿罐內(nèi)的砂漿噴撒到線網(wǎng)上，利用鋼線攜帶砂漿與硅棒相對(duì)磨削達(dá)到切割的目的，同時(shí)，切割中使用過(guò)的砂漿通過(guò)回流系統(tǒng)再次流回到砂漿罐中，砂漿循環(huán)使用直至切割完成。由于在切割過(guò)程中砂漿內(nèi)碳化硅粉的摩擦力及切割中產(chǎn)生的摩擦熱量的作用下，部分碳化硅顆粒會(huì)破碎成更小的顆粒，同時(shí)砂漿內(nèi)硅粉含量也會(huì)逐漸增加，導(dǎo)致砂漿的切割能力下降，影響到硅片表面的平整度及潔凈度等相關(guān)的性能指標(biāo)，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)因小顆粒團(tuán)聚的阻礙加大摩擦力，導(dǎo)致鋼線斷裂，進(jìn)而使正在切割的硅棒報(bào)廢，額外的增加了生產(chǎn)成本。因此，如何更優(yōu)化的匹配砂漿與切割工藝，使用成本較低的砂漿來(lái)完成高效的切割，是各家切片廠重點(diǎn)研發(fā)的工藝之一。
針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，目前硅片廠普遍采用砂漿在線回收的方式來(lái)解決以上問(wèn)題，切割后的廢砂漿經(jīng)過(guò)高速離心，分離成含有硅粉和小顆粒碳化硅的廢液和較大顆粒碳化硅的廢渣，其中較大顆粒的碳化硅仍有切割能力，該廢渣可重復(fù)使用降低成本，而廢液則經(jīng)過(guò)壓濾，形成濾餅和清液，清液繼續(xù)循環(huán)使用，濾餅報(bào)廢用于其他行業(yè)，不再參與循環(huán)。
而金剛線切割是將金剛石采用粘接和電鍍的方式固定在直鋼絲上進(jìn)行高速往返切割，其優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下方面：(1) 切割效率提升明顯，大大降低了設(shè)備折舊；(2) 鋸縫損失較少，硅料成本降低；(3) 硅片表面粗糙度及表面殘留金屬雜質(zhì)含量低，電池效率有約0.1-0.2%的提升；(4) 環(huán)保，使用水性切削液，避免了高COD聚乙二醇的引入。在金剛線切割過(guò)程中，使用較為環(huán)保的水基切削液，起到分散硅粉、潤(rùn)滑、冷卻等作用，隨著切割深度的增加，硅粉濃度逐漸從0上升至3%左右，同時(shí)切削液的分散效果也逐漸下降，切割進(jìn)行至后期時(shí)，硅粉易團(tuán)聚，影響鋼線切割能力，造成收刀線網(wǎng)抖動(dòng)，進(jìn)而產(chǎn)生粘膠面崩邊等異常；另外隨著切割刀數(shù)的增加，硅粉沉積在線切機(jī)熱交換器、切割室內(nèi)，增加了設(shè)備清洗難度和維保工時(shí)，因此，有必要控制線切機(jī)內(nèi)硅粉的含量，獲得一個(gè)穩(wěn)定的切割質(zhì)量以及更高的切割效率。對(duì)此，參照砂漿切割中的砂漿在線回收工藝，可以引入在線回收系統(tǒng)，其大致思路如下：金剛線切割的廢液通過(guò)地溝收集排放至廢液罐內(nèi)，通過(guò)膜過(guò)濾將清液濾出，形成濃縮液和清液；過(guò)濾后的濃縮液由泵組輸送至板式壓濾機(jī)，經(jīng)過(guò)壓濾形成濾餅。
然而，據(jù)調(diào)查，許多硅片廠在儲(chǔ)運(yùn)該濾餅時(shí)，尤其是夏季高溫，均發(fā)生過(guò)不同程度的濾餅燃燒事故。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，濾餅內(nèi)硅粉的粒徑較小，化學(xué)反應(yīng)活性強(qiáng)，現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)上述濾餅不做特殊處理，只是自然風(fēng)干。但是，由于濾餅內(nèi)含有水分，硅粉與水發(fā)生反應(yīng)生成氫氣，此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，當(dāng)氫氣含量達(dá)到一定程度時(shí)，發(fā)生氫氣爆燃。
因此，開發(fā)一種由切割硅片產(chǎn)生的濾餅的處理裝置，以避免濾餅燃燒事故的發(fā)生，顯然具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提供一種由切割硅片產(chǎn)生的廢液的濾餅的處理裝置。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種由切割硅片產(chǎn)生的廢液的濾餅的處理裝置，包括加料機(jī)構(gòu)和熱風(fēng)干燥機(jī)；
所述加料機(jī)構(gòu)的輸出端與熱風(fēng)干燥機(jī)連接。
上文中，對(duì)于砂漿切割技術(shù)，由切割硅片產(chǎn)生的廢砂漿先經(jīng)過(guò)高速離心，分離成含有硅粉和小顆粒碳化硅的廢液和較大顆粒碳化硅的廢渣，其中，廢液經(jīng)過(guò)壓濾形成濾餅和清液；所述的濾餅就是由此得到的；對(duì)于金剛線切割技術(shù)，切割產(chǎn)生的廢液通過(guò)膜過(guò)濾將清液濾出，形成濃縮液和清液；過(guò)濾后的濃縮液由泵組輸送至板式壓濾機(jī)，經(jīng)過(guò)壓濾形成濾餅，這套工藝屬于現(xiàn)有技術(shù)。
濾餅通過(guò)加料機(jī)構(gòu)進(jìn)入熱風(fēng)干燥機(jī)，通過(guò)熱風(fēng)循環(huán)，對(duì)硅粉進(jìn)行快速干燥處理，避免濾餅在夏季高溫天氣發(fā)生的燃燒事故，實(shí)現(xiàn)濾餅的安全環(huán)保處理。
本實(shí)用新型選擇熱風(fēng)干燥機(jī)，結(jié)合干燥機(jī)后續(xù)的微粉收集裝置和排風(fēng)裝置迅速將硅粉和氣體排出，以防在干燥的過(guò)程中濾餅中的硅粉和水反應(yīng)發(fā)生爆炸。
優(yōu)選的，所述加料機(jī)構(gòu)為螺旋加料器。
螺旋加料器可以在傳輸?shù)耐瑫r(shí)將物料攪拌、混合、加熱或冷卻。從結(jié)構(gòu)來(lái)看，螺旋加料器可大致分為傳動(dòng)裝置、軸承、殼體和螺旋軸；其中，螺旋軸是加料器的主要構(gòu)件。螺旋加料器在轉(zhuǎn)運(yùn)濾餅的同時(shí)，能將大塊濾餅壓碎，便于后續(xù)干燥處理。加料器包括輸入端和輸出端，輸入端通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)將濾餅傳輸至加料器口部，輸出端連接閃蒸干燥機(jī)。
優(yōu)選的，所述螺旋加料器包括輸入端和輸出端，輸入端通過(guò)傳送機(jī)構(gòu)將濾餅傳輸至加料器口部，輸出端與熱風(fēng)干燥機(jī)連接。
優(yōu)選的，所述熱風(fēng)干燥機(jī)為閃蒸干燥機(jī)。
閃蒸干燥機(jī)是由熱空氣切線進(jìn)入干燥器底部，在攪拌器帶動(dòng)下形成強(qiáng)有力的旋轉(zhuǎn)風(fēng)場(chǎng)；物料由螺旋加料器進(jìn)入干燥器內(nèi)，在高速旋轉(zhuǎn)攪拌槳的強(qiáng)烈作用下，物料受撞擊、磨擦及剪切力的作用下得到分散，塊狀物料迅速粉碎，與熱空氣充分接觸、受熱、干燥；干燥好的物料被氣流攜帶進(jìn)入收塵系統(tǒng)進(jìn)行收集處理，符合環(huán)保要求含塵量的尾氣則由引風(fēng)機(jī)排空，完成整個(gè)干燥過(guò)程。
上述技術(shù)方案中，所述閃蒸干燥機(jī)包括收塵系統(tǒng)和除塵裝置。
干燥好的物料被氣流攜帶進(jìn)入收塵系統(tǒng)進(jìn)行收集處理，尾氣則經(jīng)除塵裝置處理后由引風(fēng)機(jī)排空，此時(shí)的尾氣符合環(huán)保要求含塵量。
優(yōu)選的，還包括空氣凈化器，所述熱風(fēng)干燥機(jī)的尾氣由空氣凈化器處理后排入大氣。所述空氣凈化器的作用是進(jìn)一步凈化尾氣，使尾氣符合環(huán)保要求含塵量。
上述技術(shù)方案中，所述處理裝置中加料機(jī)構(gòu)的輸入端與用于金剛線切割的廢液回收模塊連接；
所述用于金剛線切割的廢液回收模塊包括過(guò)濾模塊和壓濾模塊，所述過(guò)濾模塊的清液輸出端設(shè)置在線監(jiān)測(cè)裝置和補(bǔ)液裝置，監(jiān)測(cè)清液內(nèi)冷卻液的含量，實(shí)時(shí)補(bǔ)充新的冷卻液。
在線監(jiān)測(cè)裝置和補(bǔ)液裝置可以在線監(jiān)測(cè)清液COD（chemical oxygen demand化學(xué)需氧量），根據(jù)COD測(cè)算出清液內(nèi)冷卻液的含量，監(jiān)測(cè)清液內(nèi)冷卻液的含量，實(shí)時(shí)補(bǔ)充新的冷卻液，保持清液內(nèi)冷卻液濃度的穩(wěn)定。
上文中，所述過(guò)濾模塊為過(guò)濾膜，比如選擇4~5組無(wú)機(jī)陶瓷膜進(jìn)行過(guò)濾。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型具有下列優(yōu)點(diǎn)：
1、本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種新的由切割硅片產(chǎn)生的廢液的濾餅的處理裝置，可以直接將濾餅通過(guò)加料機(jī)構(gòu)進(jìn)入熱風(fēng)干燥機(jī)，通過(guò)熱風(fēng)循環(huán)，對(duì)硅粉進(jìn)行快速干燥處理，避免濾餅在夏季高溫天氣發(fā)生的燃燒事故，實(shí)現(xiàn)濾餅的安全環(huán)保處理；實(shí)際應(yīng)用證明，采用本實(shí)用新型的裝置處理之后的濾餅基本上不會(huì)產(chǎn)生燃燒事故，取得了顯著的效果；
2、本實(shí)用新型可以直接和現(xiàn)有工藝中的板式壓濾機(jī)連接使用，不需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，推廣性高，成本低，通過(guò)少量的投入，可實(shí)現(xiàn)砂漿濾餅的安全環(huán)保處理，消除了砂漿濾餅在夏季高溫天氣發(fā)生的燃燒事故的隱患；因而適于推廣應(yīng)用；
3、本實(shí)用新型的加料機(jī)構(gòu)和熱風(fēng)干燥機(jī)均可以采用現(xiàn)有設(shè)備，因而易于實(shí)現(xiàn)。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述：
實(shí)施例一
參見附圖1所示，一種由切割硅片產(chǎn)生的廢液的濾餅的處理裝置，包括加料機(jī)構(gòu)和熱風(fēng)干燥機(jī)；
所述加料機(jī)構(gòu)為螺旋加料器。
螺旋加料器可以在傳輸?shù)耐瑫r(shí)將物料攪拌、混合、加熱或冷卻。從結(jié)構(gòu)來(lái)看，螺旋加料器可大致分為傳動(dòng)裝置、軸承、殼體和螺旋軸；其中，螺旋軸是加料器的主要構(gòu)件。螺旋加料器在轉(zhuǎn)運(yùn)濾餅的同時(shí)，能將大塊濾餅壓碎，便于后續(xù)干燥處理。加料器包括輸入端和輸出端，輸入端通過(guò)傳送帶將濾餅傳輸至加料器口部，輸出端連接閃蒸干燥機(jī)。
所述熱風(fēng)干燥機(jī)為閃蒸干燥機(jī)。
閃蒸干燥機(jī)是由熱空氣切線進(jìn)入干燥器底部，在攪拌器帶動(dòng)下形成強(qiáng)有力的旋轉(zhuǎn)風(fēng)場(chǎng)；物料由螺旋加料器進(jìn)入干燥器內(nèi)，在高速旋轉(zhuǎn)攪拌槳的強(qiáng)烈作用下，物料受撞擊、磨擦及剪切力的作用下得到分散，塊狀物料迅速粉碎，與熱空氣充分接觸、受熱、干燥；干燥好的物料被氣流攜帶進(jìn)入收塵系統(tǒng)進(jìn)行收集處理，符合環(huán)保要求含塵量的尾氣則由引風(fēng)機(jī)排空，完成整個(gè)干燥過(guò)程。