1.本發(fā)明涉及環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置和方法。

背景技術(shù)：

2.目前，電子級氫氟酸主要運用在集成電路、太陽能光伏和液晶顯示屏等領(lǐng)域，其中第一大應(yīng)用市場是集成電路領(lǐng)域，約占電子級氫氟酸總消耗量的47.2％；其次是太陽能光伏領(lǐng)域，占比34.5％；再次是液晶顯示器領(lǐng)域，占18.3％。近年來，隨著中國微電子工業(yè)的高速發(fā)展，逐步成為全球較大的液晶顯示器(lcd)產(chǎn)業(yè)基地，用于集成電路(ic)、薄膜液晶顯示器(tft-lcd) 和半導(dǎo)體等清洗和蝕刻劑的電子化學(xué)品的需求越來越大，國內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)的競爭力正在不斷增強，長期成長空間巨大。

3.光伏、半導(dǎo)體行業(yè)中產(chǎn)生的氫氟酸廢水污染性強，對環(huán)境造成的破壞性較大，目前主流處理工藝為在氫氟酸廢水處理過程中，廢水依次經(jīng)過氫氟酸廢水收集池，廢水處理泵進入預(yù)處理水池，調(diào)整廢水ph至 2.4-2.6。自預(yù)處理水池排出的廢水經(jīng)過多介質(zhì)過濾器去除其中的懸浮物和有機物后進入一階、二階反滲透系統(tǒng)以除去廢水中的氟硅酸和氟離子，再對處理后的廢水進行處理，這種處理工藝僅針對廢水進行處理，對其中的有效物氟硅酸及氫氟酸無法進行回收再利用。另外，常用的化學(xué)沉淀法使用消石灰中和氫氟酸的方法進行沉淀和脫水過程和裝置需要占用較大空間，成本高，實施不方便，處理過程繁瑣，并且會產(chǎn)生大量污泥，最終即使在脫水后也存在大量廢棄物需要處理的問題，不符合綠色環(huán)保理念，無法對氟硅酸及氫氟酸進行有效回收利用。

4.發(fā)明專利cn201910591298.0“氟化氫廢水處理生產(chǎn)線”提出的含氟化氫廢水的處理方法，涉及到多級混合、酸堿洗、絮凝池等，屬于廢水處理路線，無法實現(xiàn)氟化氫資源化利用；發(fā)明專利cn202111460496.7?“boe廢液制備氟化氫的方法及裝置”屬于資源化利用的路線，其通過堿中和成鹽、汽提回收氨，電滲析、蒸餾濃縮等路線來實現(xiàn)氟化氫資源化，但是工藝路線過長，導(dǎo)致工業(yè)化應(yīng)用成本巨大，難以實現(xiàn)真正的資源化。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和不足，本發(fā)明提供了一種裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，操作簡便，實用性強，可實現(xiàn)氟化氫的有效回收利用，同時副產(chǎn)優(yōu)質(zhì)氟硅酸鹽產(chǎn)品，能夠減輕光伏生產(chǎn)行業(yè)后端廢水廢渣處理壓力，安全環(huán)保的光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置和方法。

6.為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)：本發(fā)明提供的光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括氟硅酸反應(yīng)裝置、氫氟酸精制裝置和熱蒸汽壓縮再生裝置；

7.氟硅酸反應(yīng)裝置通過鹽沉降廢水中的氟硅酸；具體的，氟硅酸反應(yīng)裝置底部設(shè)有第一采出口，其側(cè)面依次連接設(shè)有采出泵和離心機，采出泵吸入口和排出口通過管路分別

與第一采出口和離心機進口相連通，離心機上清液出口通過管路與氫氟酸精制裝置相連通，其底部濾渣出口通過管路與氟硅酸鹽精制裝置相連通；

8.氫氟酸精制裝置對廢水中的氫氟酸進行濃縮回收；具體的，氫氟酸精制裝置包括換熱器、精餾塔、回流罐、塔底物料循環(huán)泵和回流泵；換熱器進口、出口分別通過管路與離心機上清液出口和精餾塔下部進料口相連通；精餾塔塔底通過管路與塔底物料循環(huán)泵相連通，精餾塔塔頂氣相冷凝后液體通過回流罐和回流泵由精餾塔塔頂回流口回流到精餾塔中；

9.熱蒸汽壓縮再生裝置用于將蒸餾塔產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)熱蒸汽壓縮再生裝置回收利用。

10.優(yōu)選的，熱蒸汽壓縮再生裝置包括塔頂降膜蒸發(fā)器、塔頂氣液分離器、蒸汽壓縮機、塔底降膜蒸發(fā)器、塔底氣液分離器、塔頂熱水循環(huán)泵、過熱蒸汽降溫器和塔底熱水輸送泵；

11.塔頂降膜蒸發(fā)器物料進口、物料出口和冷媒出口分別通過管路與精餾塔塔頂出氣口、回流罐進口和塔頂氣液分離器相連通；塔頂氣液分離器底部的飽和熱水通過塔頂熱水循環(huán)泵與塔頂降膜蒸發(fā)器冷媒進口通過管路相連通，其內(nèi)部蒸汽通過管路經(jīng)塔頂氣液分離器蒸汽出口依次經(jīng)由經(jīng)蒸汽壓縮機和過熱蒸汽降溫器處理后，進入塔底氣液分離器；

12.精餾塔塔底液料出口通過管路經(jīng)塔底物料循環(huán)泵與塔底降膜蒸發(fā)器連通，塔底降膜蒸發(fā)器物料出口通過管路與精餾塔下部氣相入口相連通；塔底降膜蒸發(fā)器蒸汽出口、進口分別通過管路與塔底氣液分離器蒸汽進口、出口循環(huán)連通；塔底氣液分離器內(nèi)的熱水通過管路經(jīng)熱水輸送泵輸送至塔頂氣液分離器。

13.優(yōu)選的，精餾塔內(nèi)、中下部還設(shè)有集液盤，其側(cè)面設(shè)有與集液盤相配合的精餾塔產(chǎn)品側(cè)線采出口；精餾塔塔底廢液通過塔底采出泵15排出。

14.優(yōu)選的，氟硅酸反應(yīng)裝置為密閉釜式結(jié)構(gòu)、罐式結(jié)構(gòu)或槽式結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)有進料口和加鹽口，其內(nèi)部還設(shè)有攪拌裝置。

15.優(yōu)選的，塔頂降膜蒸發(fā)器和塔底降膜蒸發(fā)器均為立式不透性石墨降膜蒸發(fā)器。

16.優(yōu)選的，還包括氟硅酸精制裝置，氟硅酸精制裝置用于對經(jīng)離心機過濾沉降后的氟硅酸鹽進行雜質(zhì)去除；具體的，氟硅酸精制裝置依次連接設(shè)有一級清洗器、二級清洗器和真空干燥器，一級清洗器進口通過管路與離心機的濾渣出口相連通，一級清洗器、二級清洗器和真空干燥器分別通過管路依次順序連接。

17.優(yōu)選的，一級清洗器、二級清洗器為萃取離心機、密閉澄清槽或帶攪拌裝置的攪拌釜中的一種。

18.一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用方法，使用上述的何一項的任一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，具體步驟包括如下：

19.(1)將需要處理的氟化氫廢水注入到所述氟硅酸反應(yīng)裝置中；

20.(2)在氟硅酸反應(yīng)裝置中加入沉降劑，沉降氟化氫廢水中的氟硅酸；

21.(3)由采出泵提供動力將步驟(2)氟硅酸反應(yīng)裝置完成氟硅酸沉降后液體氟化氫廢水泵進入離心機中進行離心分離；

22.(4)將步驟(3)分離得到的上清液按批次泵進入氫氟酸精制裝置中，進行氫氟酸精制回收；

23.(5)將步驟(3)分離得到的底部氟硅酸沉淀物送入氟硅酸精制裝置中進行清洗除雜。

24.優(yōu)選的，氟硅酸反應(yīng)裝置中加入的沉降劑為鈉鹽或鉀鹽，沉降時間為3h-4h。

25.優(yōu)選的，氫氟酸廢水的氫氟酸含量為8％-25％，氟硅酸含量為 0.1％-12％。

26.優(yōu)選的，步驟(4)氫氟酸精制裝置中，精餾塔參數(shù)配置為：氫氟酸精餾塔理論板數(shù)為18-52，產(chǎn)品側(cè)線采出位置為自下而上第5-30塊理論板，進料位置為自下而上第2-10塊理論板；回流比為3-5:1，操作壓力 60kpag-101kpag。

27.本發(fā)明具備以下有益效果：

28.(1)本發(fā)明的氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，通過氟硅酸反應(yīng)裝置沉降氟硅酸，離心沉淀后的氟硅酸鹽通過氟硅酸精制裝置進行清洗除雜再利用；廢水中上清液進入氫氟酸精制裝置進行氫氟酸精制回收利用，進而對氟化氫廢水中的有效成分進行回收利用，實現(xiàn)資源化回收，提高資源利用率。同時，經(jīng)過處理后的氟化氫廢水中有害成分大大降低，進而減少了后續(xù)氟化氫廢水的處理程序。通過本發(fā)明系統(tǒng)裝置同時實現(xiàn)了對氟化氫廢水中氟氫酸和氟硅酸的有效回收利用，降低廢水處理量和水處理劑使用量，減少能耗及水處理成本，提高工作效率。

29.(2)本發(fā)明的氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，蒸餾塔產(chǎn)生的蒸汽通過熱蒸汽壓縮再生裝置，利用熱蒸汽換熱將熱能送回至氫氟酸精制裝置重復(fù)利用，大大降低了生產(chǎn)能耗，降低成本，符合綠色環(huán)保理念。

30.(3)本發(fā)明的光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用方法，方法簡單，實施方便，操作成本低，采用沉降劑沉降氟化氫廢水中的氟硅酸，使氟硅酸和氫氟酸得到有效回收利用，降低氟化氫廢水的有害成分，避免了石灰等水處理劑使用產(chǎn)生的大量污泥和廢棄物及其后續(xù)處理步驟，簡化廢水處理流程的同時實現(xiàn)資源再生回收利用，有效提高氟化氫生產(chǎn)過程及廢水處理的經(jīng)濟效益。

附圖說明

31.圖1為本發(fā)明氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置的設(shè)備連接示意圖；

32.圖2為圖1中氫氟酸精制裝置和熱蒸汽壓縮再生裝置的設(shè)備連接示意圖。

33.圖中：1、氟硅酸反應(yīng)裝置；101、第一采出口；102、進料口；103、加鹽口；104、攪拌裝置；2、為采出泵；3、離心機；301、離心機清洗進口；4、換熱器；5、為精餾塔；501、精餾塔產(chǎn)品側(cè)線采出口；502、精餾塔塔頂回流口；6、為回流罐；7、塔頂降膜蒸發(fā)器；701、塔頂降膜蒸發(fā)器物料進口；702、塔頂降膜蒸發(fā)器冷媒進口；8、塔頂氣液分離器； 801、塔頂氣液分離器蒸汽出口；9、蒸汽壓縮機；901、壓縮機出口；10、塔底降膜蒸發(fā)器；1001、塔底降膜蒸發(fā)器物料進口；11、塔底氣液分離器；1101、塔底氣液分離器蒸汽出口；12、塔頂熱水循環(huán)泵；13、過熱蒸汽降溫器；1301、過熱蒸汽降溫器冷水進口；14、塔底物料循環(huán)泵； 15、塔底采出泵；16、回流泵；17、塔底熱水輸送泵；18、一級清洗器； 1801、一級清洗器清洗水進口；19、二級清洗器；1901、二級清洗器清洗水進口；20、真空干燥器；2001、真空干燥器熱媒進口。

具體實施方式

34.下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。

35.在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

36.實施例1

37.請參閱圖1-2，本發(fā)明提供一種技術(shù)方案：

38.本發(fā)明的光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，包括氟硅酸反應(yīng)裝置、氫氟酸精制裝置、氟硅酸鹽精制裝置和熱蒸汽壓縮再生裝置，通過氟硅酸反應(yīng)裝置沉降氟硅酸，沉淀后的氟硅酸通過氟硅酸鹽精制裝置進行清洗除雜再利用；廢水中上清液進入氫氟酸精制裝置進行氫氟酸精制回收，蒸餾塔產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)熱蒸汽壓縮再生裝置回收利用。通過本發(fā)明系統(tǒng)裝置同時實現(xiàn)了氟氫酸和氟硅酸的有效回收利用，降低廢水處理量和水處理劑使用量，減少能耗及廢水處理成本，提高工作效率。

39.氟硅酸反應(yīng)裝置1為密閉釜式結(jié)構(gòu)，頂部設(shè)有進料口102和加鹽口 103，內(nèi)部設(shè)有用于攪拌混合的攪拌裝置104，底部設(shè)有第一采出口101，其側(cè)面依次設(shè)有采出泵2和離心機3，采出泵2吸入口和排出口通過管路分別與第一采出口101和離心機3進口相連通，離心機3上清液出口通過管路與氫氟酸精制裝置相連通，其濾渣出口通過管路與氟硅酸鹽精制裝置相連通，離心機3上還設(shè)有離心機清洗進口301，進入離心機3的清洗水為精餾塔5塔頂采出的水。

40.使用時，氟化氫廢水從進料口102進入到氟硅酸反應(yīng)裝置1中，沉降劑鈉鹽從加鹽口103加入，攪拌裝置104將沉降劑和廢水充分攪拌混合反應(yīng)，使廢水中的氟硅酸沉降為氟硅酸鹽沉淀物，廢水經(jīng)離心機3離心后，其上清液進入到氫氟酸精制裝置，通過離心機清洗進口301進水對氟硅酸鹽沉淀物進行清洗，而后氟硅酸沉淀物進入到氟硅酸鹽精制裝置。通過使用鈉鹽沉降氟硅酸，能夠有效回收利用氟硅酸，同時，減少了石灰等水處理劑使用產(chǎn)生的大量污泥和廢棄物，降低了水處理及固廢處理的成本。

41.氫氟酸精制裝置包括換熱器4、精餾塔5、回流罐6、塔底物料循環(huán)泵14、塔底采出泵15和回流泵16；回流罐6、循環(huán)泵14、塔底采出泵 15和回流泵16位于精餾塔5一側(cè)，并與其通過管路相連通。

42.換熱器4進口通過管路與離心機3上清液出口相連通，其出口通過管路與精餾塔5下部進料口相連通，精餾塔5塔底通過管路與塔底物料循環(huán)泵14相連通；精餾塔5塔頂氣相冷凝后液體通過回流罐6和回流泵 16由精餾塔塔頂回流口502回流到精餾塔5中。

43.精餾塔5內(nèi)、中下部還設(shè)有集液盤，其側(cè)面設(shè)有與集液盤相配合的精餾塔產(chǎn)品側(cè)線采出口501；精餾塔5塔底廢液通過塔底采出泵15排出界外。

44.經(jīng)離心機3離心分離的氟化氫廢水上清液經(jīng)過換熱器4加熱后進入到精餾塔5中，進行濃縮分離出其中的氫氟酸收集到集液盤中，經(jīng)精餾塔產(chǎn)品側(cè)線采出口501采出，實現(xiàn)了廢水中氫氟酸資源的有效回收利用，降低剩余廢水處理程序和成本。

45.氟硅酸鹽精制裝置依次連接設(shè)有一級清洗器18、二級清洗器19和真空干燥器20，一級清洗器18進口與離心機3的濾渣出口相連通，一級清洗器18、二級清洗器19和真空干燥器20分別通過管路按順序連接。

46.其中，一級清洗器18和二級清洗器19為萃取離心機，其上分別設(shè)有一級清洗器清洗水進口1801和二級清洗器清洗水進口1901，真空干燥器20上設(shè)有真空干燥器熱媒進口2001。離心機3分離得到的氟硅酸鹽沉淀物依次經(jīng)過一級清洗器18和二級清洗器19的清洗去除水溶性雜質(zhì)，進入到真空干燥器20中干燥后采出。

47.熱蒸汽再生裝置包括塔頂降膜蒸發(fā)器7、塔頂氣液分離器8、蒸汽壓縮機9、塔底降膜蒸發(fā)器10、塔底氣液分離器11、塔頂熱水循環(huán)泵12、過熱蒸汽降溫器13和塔底熱水輸送泵17。

48.其中，塔頂降膜蒸發(fā)器7和塔底降膜蒸發(fā)器10為使用壽命長、傳熱效果強的立式不透性石墨降膜蒸發(fā)器。

49.塔頂降膜蒸發(fā)器7物料進口通過管路與精餾塔5塔頂出氣口相連通，其物料出口通過管路與回流罐6進口相連通，其冷媒出口通過管路與塔頂氣液分離器8相連通；塔頂氣液分離器8底部的飽和熱水通過塔頂熱水循環(huán)泵12與塔頂降膜蒸發(fā)器7冷媒進口702通過管路相連通，其內(nèi)部蒸汽通過管路經(jīng)塔頂氣液分離器蒸汽出口801依次經(jīng)由經(jīng)蒸汽壓縮機9 提溫提壓和過熱蒸汽降溫器13減溫至飽和蒸汽處理后，進入塔底氣液分離器11。

50.所述精餾塔5塔底液料出口通過管路經(jīng)塔底物料循環(huán)泵14與塔底降膜蒸發(fā)器10連通，塔底降膜蒸發(fā)器10物料出口通過管路與精餾塔5下部氣相入口相連；塔底降膜蒸發(fā)器10蒸汽出口、進口分別通過管路與塔底氣液分離器11蒸汽進口和蒸汽出口1101相連通；塔底氣液分離器11 內(nèi)的熱水通過管路經(jīng)熱水輸送泵17輸送至塔頂氣液分離器8。

51.熱蒸汽再生裝置利用塔頂氣液分離器8中低壓飽和熱水，通過塔頂降膜蒸發(fā)器7與精餾塔5塔頂蒸發(fā)的水蒸氣進行換熱，塔頂氣液分離器8 中產(chǎn)生的低壓飽和水蒸氣，進入蒸汽壓縮機9壓縮提溫提壓后，由壓縮機出口901進入過熱蒸汽降溫器13進行降溫后，經(jīng)塔底氣液分離器11 進入塔底降膜蒸發(fā)器10中與精餾塔5塔底液料進行換熱，經(jīng)換熱處理后的液料回到精餾塔5重新利用，大大降低了能耗，實現(xiàn)能源循環(huán)利用，綠色環(huán)保。

52.本實施例的工作原理：

53.使用時，將氟化氫廢水從進料口102注入到氟硅酸反應(yīng)裝置1中，將沉降劑鈉鹽從加鹽口103加入，啟動攪拌裝置104將沉降劑和廢水充分攪拌混合反應(yīng)，使廢水中的氟硅酸沉降為氟硅酸鹽沉淀物，將反應(yīng)完成后的廢水經(jīng)離心機3進行離心，其上清液進入到氫氟酸精制裝置。再通過離心機清洗進口301注入精餾塔5塔頂采出的水對離心得到的氟硅酸鹽沉淀物進行清洗，而后將氟硅酸鹽沉淀物進入到氟硅酸鹽精制裝置。

54.經(jīng)離心機3離心分離的氟化氫廢水上清液經(jīng)過換熱器4加熱后進入到精餾塔5中，通過設(shè)置精餾塔5參數(shù)，進行精餾提取出其中的氫氟酸并收集到集液盤中，經(jīng)精餾塔產(chǎn)品側(cè)線采出口501采出。

55.一級清洗器18和二級清洗器19分別通過一級清洗器清洗水進口 1801和二級清洗器清洗水進口1901注入精華水，離心機3分離得到的氟硅酸鹽沉淀物依次經(jīng)過一級清洗器18和二級清洗器19的清洗后，進入到真空干燥器20中干燥后采出。

56.熱蒸汽再生裝置利用塔頂氣液分離器8中低壓飽和熱水，通過塔頂降膜蒸發(fā)器7與精餾塔5塔頂蒸發(fā)的水蒸氣進行換熱，塔頂氣液分離器8 中產(chǎn)生的低壓飽和水蒸氣，進入蒸汽壓縮機9壓縮提溫提壓后，經(jīng)壓縮機出口901進入過熱蒸汽降溫器13減溫至飽和蒸汽后，經(jīng)塔底氣液分離器11進入塔底降膜蒸發(fā)器10中與精餾塔5塔底液料進行換熱，經(jīng)換熱處理

后的液料回到精餾塔5重新利用。

57.實施例2

58.根據(jù)實施例1的氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置對氟化氫廢水進行處理，其中，氫氟酸廢水的氫氟酸含量為25％，氟硅酸含量為12.1％。

59.(1)將需要處理的氟化氫廢水注入到氟硅酸反應(yīng)裝置1中。

60.(2)在氟硅酸反應(yīng)裝置1中加入沉降劑氯化鈉，沉降氟化氫廢水中的氟硅酸，生成氟硅酸鈉。其中，氯化鈉加量為氟硅酸含量的2.5倍(摩爾比)，沉降時間為3h。

61.(3)步驟(2)氟硅酸反應(yīng)裝置1完成氟硅酸沉降后，由采出泵2 提供動力使氟化氫廢水進入離心機3進行離心分離。

62.(4)將步驟(3)分離得到的上清液按批次進入氫氟酸精制裝置中，進行氫氟酸精制回收，氫氟酸精餾塔理論板數(shù)為52，產(chǎn)品側(cè)線采出位置為自下而上第30塊理論板，進料位置為自下而上第5塊理論板，回流比為4:1，操作壓力101kpag，塔頂溫度為105℃，塔釜溫度為117℃，回流溫度93℃。

63.(5)將步驟(3)分離得到的氟硅酸沉淀物進入氟硅酸鹽精制裝置中進行清洗除雜。

64.回收的氫氟酸純度為31.6wt％，其中含氯化氫0.24％，回收率為 93.3％；回收的氟硅酸鈉純度為99.2wt％，氟硅酸回收率為95.8％。

65.實施例3

66.根據(jù)實施例1的氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置對氟化氫廢水進行處理，其中，氫氟酸廢水的氫氟酸含量為12.7％，氟硅酸含量為5.2％。

67.(1)將需要處理的氟化氫廢水注入到氟硅酸反應(yīng)裝置1中。

68.(2)在氟硅酸反應(yīng)裝置1中加入沉降劑硫酸鈉沉降氟化氫廢水中的氟硅酸，生成氟硅酸鈉。其中，硫酸鈉加量為氟硅酸含量的1.2倍(摩爾比)，沉降時間為4h。

69.(3)步驟(2)氟硅酸反應(yīng)裝置1完成氟硅酸沉降后，由采出泵2 提供動力使氟化氫廢水進入離心機3進行離心分離。

70.(4)將步驟(3)分離得到的上清液按批次進入氫氟酸精制裝置中，進行氫氟酸精制回收，氫氟酸精餾塔理論板數(shù)為40，產(chǎn)品側(cè)線采出位置為自下而上第25塊理論板，進料位置為自下而上第5塊理論板，回流比為2:1，操作壓力101kpag，塔頂溫度為104℃，塔釜溫度為119℃，回流溫度95℃。

71.(5)將步驟(3)分離得到的氟硅酸沉淀物進入氟硅酸鹽精制裝置中進行清洗除雜。

72.回收的氫氟酸純度為22.6wt％，其中含硫酸含量0.07％，回收率為 95.3％；回收的氟硅酸鈉純度為98.6％，回收率為86.2％。

73.實施例4

74.根據(jù)實施例1的氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置對氟化氫廢水進行處理，其中，氫氟酸廢水的氫氟酸含量為8％，氟硅酸含量為0.1％。

75.(1)將需要處理的氟化氫廢水注入到氟硅酸反應(yīng)裝置1中。

76.(2)在氟硅酸反應(yīng)裝置1中加入沉降劑氯化鉀，沉降氟化氫廢水中的氟硅酸，生成氟硅酸鉀沉淀。其中，氯化鉀加量為氟硅酸含量的2.1倍(摩爾比)，沉降時間為3h。

77.(3)步驟(2)氟硅酸反應(yīng)裝置1完成氟硅酸沉降后，由采出泵2 提供動力使氟化氫廢水進入離心機3進行離心分離。

78.(4)將步驟(3)分離得到的上清液按批次進入氫氟酸精制裝置中，進行氫氟酸精制回收，氫氟酸精餾塔理論板數(shù)為30，產(chǎn)品側(cè)線采出位置為自下而上第22塊理論板，進料位置為自下而上第5塊理論板，回流比為3:1，操作壓力101kpag，塔頂溫度為102℃，塔釜溫度為115℃，回流溫度88℃。

79.(5)將步驟(3)分離得到的氟硅酸沉淀物進入氟硅酸鹽精制裝置中進行清洗除雜。

80.回收的氫氟酸純度為18.6wt％，其中含氯化氫0.05wt％，回收率為 91.5％；回收的氟硅酸鉀純度為98.4wt％，回收率為85.4％。

81.實施例5

82.根據(jù)實施例1的氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置對氟化氫廢水進行處理，其中，氫氟酸廢水的氫氟酸含量為21％，氟硅酸含量為6.3％。

83.(1)將需要處理的氟化氫廢水注入到氟硅酸反應(yīng)裝置1中。

84.(2)在氟硅酸反應(yīng)裝置1中加入沉降劑氟化鉀，沉降氟化氫廢水中的氟硅酸，生成氟硅酸鉀。其中，氟化鉀加量為氟硅酸含量的2.3倍(摩爾比)，沉降時間為4h。

85.(3)步驟(2)氟硅酸反應(yīng)裝置1完成氟硅酸沉降后，由采出泵2 提供動力使氟化氫廢水進入離心機3進行離心分離。

86.(4)將步驟(3)分離得到的上清液按批次進入氫氟酸精制裝置中，進行氫氟酸精制回收，氫氟酸精餾塔理論板數(shù)18，產(chǎn)品側(cè)線采出位置為自下而上第13塊理論板，進料位置為自下而上第3塊理論板，回流比為 5:1，操作壓力60kpag，塔頂溫度為81.3℃，塔釜溫度為90.8℃，回流溫度71.6℃。

87.(5)將步驟(3)分離得到的氟硅酸沉淀物進入氟硅酸鹽精制裝置中進行清洗除雜。

88.回收的氫氟酸純度為27.6wt％(未檢測到其他酸)，回收率為96.3％；回收的氟硅酸鉀純度為99.1wt％，回收率為96.3％。

89.實施例6

90.根據(jù)實施例1的氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置對氟化氫廢水進行處理，其中，氫氟酸廢水的氫氟酸含量為25％，氟硅酸含量為12.1％。

91.(1)將需要處理的氟化氫廢水注入到氟硅酸反應(yīng)裝置1中。

92.(2)在氟硅酸反應(yīng)裝置1中加入沉降劑氯化鈉，沉降氟化氫廢水中的氟硅酸，氟硅酸鈉。其中，氯化鈉加量為氟硅酸含量的2.5倍(摩爾比)，沉降時間為4h。

93.(3)步驟(2)氟硅酸反應(yīng)裝置1完成氟硅酸沉降后，由采出泵2 提供動力使氟化氫廢水進入離心機3進行離心分離。

94.(4)將步驟(3)分離得到的上清液按批次進入氫氟酸精制裝置中，進行氫氟酸精制回收，氫氟酸精餾塔理論板數(shù)為44，產(chǎn)品側(cè)線采出位置為自下而上第30塊理論板，進料位置為自下而上第10塊理論板，回流比為4:1，操作壓力80kpag，塔頂溫度為93.7℃，塔釜溫度為103.6℃，回流溫度87.3℃。

95.(5)將步驟(3)分離得到的氟硅酸沉淀物進入氟硅酸鹽精制裝置中進行清洗除雜。

96.回收的氫氟酸純度為31.3wt％，其中含氯化氫0.11％，回收率為 95.3％；回收的氟硅酸鈉純度為99.3％，回收率為91.8％。

97.綜上，本發(fā)明的光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置和方法，通過氟硅酸反應(yīng)裝置沉降氟硅酸，沉淀后的氟硅酸通過氟硅酸鹽精制裝置進行清洗除雜再利用；廢水中

上清液進入氫氟酸精制裝置進行氫氟酸精制回收，蒸餾塔產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)熱蒸汽壓縮再生裝置回收利用。通過本發(fā)明系統(tǒng)裝置同時實現(xiàn)了氟氫酸和氟硅酸的有效回收利用，降低廢水處理量和水處理劑使用量，減少能耗及水處理成本，提高工作效率，適用范圍廣。

98.以上僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，如實施例中使用的清洗器和降膜蒸發(fā)器的種類，實際應(yīng)用中，可根據(jù)不同情況進行優(yōu)化設(shè)置。本發(fā)明沉降劑的選擇包括但不限于氯化鈉、硫酸鈉，氟化鈉、氯化鉀、硫酸鉀和氟化鉀，若產(chǎn)品指標對再生氫氟酸氯離子、硫酸根有嚴格要求，優(yōu)選氟化鈉、氟化鉀作為沉降劑。

99.以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，其特征在于，包括氟硅酸反應(yīng)裝置、氫氟酸精制裝置和熱蒸汽壓縮再生裝置；所述氟硅酸反應(yīng)裝置通過鹽沉降廢水中的氟硅酸；具體的，所述氟硅酸反應(yīng)裝置(1)底部設(shè)有第一采出口(101)，其側(cè)面依次連接設(shè)有采出泵(2)和離心機(3)，所述采出泵(2)吸入口和排出口通過管路分別與所述第一采出口(101)和離心機(3)進口相連通，所述離心機(3)上清液出口通過管路與所述氫氟酸精制裝置相連通，其底部濾渣出口通過管路與所述氟硅酸鹽精制裝置相連通；所述氫氟酸精制裝置對廢水中的氫氟酸進行濃縮回收；具體的，所述氫氟酸精制裝置包括換熱器(4)、精餾塔(5)、回流罐(6)、塔底物料循環(huán)泵(14)和回流泵(16)；所述換熱器(4)進口、出口分別通過管路與所述離心機(3)上清液出口和所述精餾塔(5)下部進料口相連通；所述精餾塔(5)塔底通過管路與所述塔底物料循環(huán)泵(14)相連通，精餾塔(5)塔頂氣相冷凝后液體通過回流罐(6)和回流泵(16)由精餾塔塔頂回流口(502)回流到精餾塔(5)中；所述熱蒸汽壓縮再生裝置用于將所述蒸餾塔(5)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)熱蒸汽壓縮再生裝置回收利用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述熱蒸汽壓縮再生裝置包括塔頂降膜蒸發(fā)器(7)、塔頂氣液分離器(8)、蒸汽壓縮機(9)、塔底降膜蒸發(fā)器(10)、塔底氣液分離器(11)、塔頂熱水循環(huán)泵(12)、過熱蒸汽降溫器(13)和塔底熱水輸送泵(17)；所述塔頂降膜蒸發(fā)器(7)物料進口、物料出口和冷媒出口分別通過管路與所述精餾塔(5)塔頂出氣口、回流罐(6)進口和塔頂氣液分離器(8)相連通；所述塔頂氣液分離器(8)底部的飽和熱水通過所述塔頂熱水循環(huán)泵(12)與塔頂降膜蒸發(fā)器冷媒進口(702)通過管路相連通，其內(nèi)部蒸汽通過管路經(jīng)塔頂氣液分離器蒸汽出口(801)依次經(jīng)由經(jīng)蒸汽壓縮機(9)和過熱蒸汽降溫器(13)處理后，進入所述塔底氣液分離器(11)；所述精餾塔(5)塔底液料出口通過管路經(jīng)所述塔底物料循環(huán)泵(14)與所述塔底降膜蒸發(fā)器(10)連通，所述塔底降膜蒸發(fā)器(10)物料出口通過管路與所述精餾塔(5)下部氣相入口相連通；所述塔底降膜蒸發(fā)器(10)蒸汽出口、進口分別通過管路與所述塔底氣液分離器(11)蒸汽進口、出口循環(huán)連通；所述塔底氣液分離器(11)內(nèi)的熱水通過管路經(jīng)熱水輸送泵(17)輸送至塔頂氣液分離器(8)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述精餾塔(5)內(nèi)、中下部還設(shè)有集液盤，其側(cè)面設(shè)有與所述集液盤相配合的精餾塔產(chǎn)品側(cè)線采出口(501)；所述精餾塔(5)塔底廢液通過塔底采出泵(15)排出。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述氟硅酸反應(yīng)裝置(1)為密閉釜式結(jié)構(gòu)、罐式結(jié)構(gòu)或槽式結(jié)構(gòu)，其頂部設(shè)有進料口(102)和加鹽口(103)，其內(nèi)部還設(shè)有攪拌裝置(104)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述塔頂降膜蒸發(fā)器(7)和塔底降膜蒸發(fā)器(10)均為立式不透性石墨降膜蒸發(fā)器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，其特征在于，其還包括氟硅酸精制裝置，所述氟硅酸精制裝置用于對經(jīng)所述離心機(3)過濾沉降后的氟

硅酸鹽進行雜質(zhì)去除；具體的，所述氟硅酸精制裝置依次連接設(shè)有一級清洗器(18)、二級清洗器(19)和真空干燥器(20)，所述一級清洗器(18)進口通過管路與所述離心機(3)的濾渣出口相連通，所述一級清洗器(18)、二級清洗器(19)和真空干燥器(20)分別通過管路依次順序連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述一級清洗器(18)、二級清洗器(19)為萃取離心機、密閉澄清槽或帶攪拌裝置的攪拌釜中的一種。8.一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用方法，其特征在于：使用權(quán)利要求1-7任何一項所述的一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，具體步驟包括如下：(1)將需要處理的氟化氫廢水注入到所述氟硅酸反應(yīng)裝置(1)中；(2)在所述氟硅酸反應(yīng)裝置(1)中加入沉降劑，沉降氟化氫廢水中的氟硅酸；(3)由所述采出泵(2)提供動力將步驟(2)所述氟硅酸反應(yīng)裝置(1)完成氟硅酸沉降后的液體氟化氫廢水泵進入所述離心機(3)中進行離心分離；(4)將步驟(3)分離得到的上清液按批次泵進入所述氫氟酸精制裝置中，進行氫氟酸精制回收；(5)將步驟(3)分離得到的底部氟硅酸沉淀物送入所述氟硅酸精制裝置中進行清洗除雜。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用方法，其特征在于，所述氟硅酸反應(yīng)裝置(1)中加入的沉降劑為鈉鹽或鉀鹽，沉降時間為3h-4h。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用方法，其特征在于，所述氫氟酸廢水的氫氟酸含量為8％-25％，氟硅酸含量為0.1％-12％；步驟(4)所述氫氟酸精制裝置中，精餾塔(5)參數(shù)配置為：氫氟酸精餾塔理論板數(shù)為18-52，產(chǎn)品側(cè)線采出位置為自下而上第5-30塊理論板，進料位置為自下而上第2-10塊理論板；回流比為3-5∶1，操作壓力60kpag-101kpag。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開了一種光伏行業(yè)氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置和方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中光伏行業(yè)氟化氫廢水處理效率低，成本高，無法進行資源有效回收利用的技術(shù)問題。本發(fā)明的氟化氫廢水資源化利用系統(tǒng)裝置，包括氟硅酸反應(yīng)裝置、氫氟酸精制裝置和熱蒸汽壓縮再生裝置。通過氟硅酸反應(yīng)裝置沉降氟硅酸，離心后廢水中上清液進入氫氟酸精制裝置進行氫氟酸精制回收，蒸餾塔產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)熱蒸汽壓縮再生裝置回收利用，沉淀后的氟硅酸鹽通過清洗除雜再利用。通過本發(fā)明系統(tǒng)裝置同時實現(xiàn)了氟氫酸和氟硅酸的有效回收利用，降低廢水處理量和水處理劑使用量，減少能耗及水處理成本，提高工作效率?？蓮V泛應(yīng)用于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域?？蓮V泛應(yīng)用于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。可廣泛應(yīng)用于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)研發(fā)人員：顏企明 劉順江 馮加亮 劉萊琛 馮文秀

受保護的技術(shù)使用者：深圳市超純環(huán)保股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2022.11.29

技術(shù)公布日：2023/3/30