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TWI788026B - 自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統及其方法 - Google Patents

自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統及其方法 Download PDF

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TWI788026B
TWI788026B TW110135725A TW110135725A TWI788026B TW I788026 B TWI788026 B TW I788026B TW 110135725 A TW110135725 A TW 110135725A TW 110135725 A TW110135725 A TW 110135725A TW I788026 B TWI788026 B TW I788026B
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tank
multiple acid
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TW110135725A
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Inventor
盧宗隆
賴政佑
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鋒霈環境科技股份有限公司
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Abstract

本發明提供自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統及其方法，該系統透過將多重酸溶液與反應藥劑輸入第一產品生成段生成晶體狀的第一產品，並對與該第一產品固液分離後的濾液進行乾燥程序生成沉澱物狀的第二產品，達到對含氫氟酸的多重酸溶液進行有效處理並資源化之目的；本發明系統透過在固液分離段、第一產品處理段與第二產品生成段之間設置能源回收段，以回收乾燥第二產品後形成的高溫蒸汽冷凝形成高溫蒸餾水以回收預熱該濾液，再將降溫的蒸餾水回收做為第一產品晶體的清洗水，有效回收熱能及水資源，達到環保節能之目的。

Description

自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統及其方法
本發明有關於結晶製程，特別是指自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統及其方法。
高濃度氫氟酸（含HF達49%）或氫氟酸混酸，是半導體、液晶顯示面板、太陽能電池等科技產業大量應用於蝕刻技術中，因而產出濃度高達49%或低至0.5%的各種濃度且體積龐大的含氫氟酸廢酸溶液，需要進行廢液處理。
目前氫氟酸廢液處理方法，以加入如CaO、Ca(OH) 2、CaCl 2等含鈣化合物與廢液中氟離子反應生成氟化鈣（CaF 2）污泥餅，或者，如台灣發明專利第I233428號，使氫氟酸廢液中的氟離子與特定藥劑進行化學混凝作用，藉以去除廢液中氟離子。惟前述兩種方法，前者處理方法有操作困難度及成本較高的問題，且氟化鈣污泥餅不僅體積大，其中純度達回收標準的氟化鈣量更相當有限，未能產生經濟效益；後者專利雖可形成氟鋁酸鈉晶體（Na 3AlF 6，俗稱冰晶石）供回收使用，然而，在化學混凝過程中須使用含氯化合物PAC（Polyalumi-num Chloride；多元聚氯化鋁）作為助凝劑，進而影響冰晶石的結晶純度，尤其該專利前案的冰晶石未以適合結晶程度及環境制得，純度更難以達到回收使用的標準。
另值得注意的是，氟化鈉（NaF）是一種離子化合物，其於室溫下為無色晶體或白色固體，無臭味；是一種重要的氟化物產品，廣泛用於木材防腐劑、釀酒殺菌劑、電解鋁調整劑、牙齒氟化劑等領域。目前，氫氟酸中和法是常用較成熟的氟化鈉生產工藝。氫氟酸中和法是用氫氧化鈉中和氫氟酸製得氟化鈉，其反應式如下：HF+NaOH→NaF+H 2O。習知氟化鈉的生產過程包括：向鉛製反應釜中加入濃度40wt%的氫氟酸，再慢慢加入氫氧化鈉中和，直到反應溶液呈中性為止；最後經結晶、離心脫水、烘乾，即得氟化鈉產品。該工藝具有流程簡單、產品質量穩定的優點，然而，該工藝存在設備腐蝕嚴重的問題，因此對設備材質的要求很高，且該中和法使用市售氫氟酸作為原料等因素，皆導致氟化鈉的生產成本較高，在現階段已缺乏市場競爭力，有待進一步改進。
有鑑於習知技術問題，本發明的第一目的在於提供一種自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統及其方法，利用含氫氟酸廢酸溶液通常為多重酸溶液，即含有氫氟酸與一至三種酸混合的溶液，配合添加一至二種反應藥劑，以生成晶體狀的第一產品，並對與該第一產品固液分離後的濾液進行乾燥程序，以生成沉澱物狀的第二產品，達到對含氫氟酸的多重酸溶液進行有效處理並資源化之目的。
本發明的第二目的在於，本發明系統依製程順序包括生成第一產品的第一產品生成段、固液分離段和第一產品處理段，以及與該固液分離段連接以輸入該濾液生成第二產品的第二產品生成段；本發明系統透過在該固液分離段、該第一產品處理段與該第二產品生成段之間設置能源回收段，以回收乾燥第二產品後形成的高溫蒸汽，令該蒸汽的熱能回收預熱該濾液，且令該蒸汽經冷凝及熱交換降溫形成低溫蒸餾水後作為第一產品的清洗水進行一次回收，再於清洗該第一產品後形成二次濾液回流至能源回收段進行二次回收使用；本發明系統透過前述技術方案達到在生成第一產品、第二產品的製程中，有效回收熱能及水資源，達到環保節能之目的。
緣是，為達上述目的，本發明所提供一種自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，其包括：控制處理器；第一產品生成段，受該控制處理器電性控制，以輸入多重酸溶液及反應藥劑至該第一產品生成段進行反應並生成第一產品及濾液；固液分離段，與該第一產品生成段連接並受該控制處理器電性控制，以接收並分離該第一產品及該濾液；第一產品處理段，與該固液分離段連接以接收並清洗該第一產品後輸出儲存；第二產品生成段，包括受該控制處理器電性控制的乾燥設備，令該濾液輸入該乾燥設備進行乾燥並生成第二產品及蒸汽；能源回收段，包括熱回收設備及蒸餾水收集槽，該熱回收設備分別與該固液分離段、該第一產品處理段及該乾燥設備連接；該熱回收設備受該控制處理器電性控制以將該濾液自該固液分離段輸送至該乾燥設備；該蒸餾水收集槽與該乾燥設備連接以接收並冷凝該蒸汽後形成高溫蒸餾水；藉此，該高溫蒸餾水回收輸出至該熱回收設備，該濾液與該高溫蒸餾水於該熱回收設備進行熱回收預熱，令該濾液升溫輸出至該乾燥設備，該高溫蒸餾水降溫冷卻形成低溫蒸餾水，該低溫蒸餾水回收輸出至該第一產品處理段清洗該第一產品。
本發明另提供一種自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收方法，其中，該方法的步驟包括：
第一產品生成步驟：將多重酸溶液及反應藥劑輸入第一產品生成段進行結晶反應以生成第一產品；
固液分離步驟：經固液分離獲得該第一產品及濾液；且該第一產品輸出至第一產品處理段；
第二產品生成步驟：令該濾液流經熱回收設備後輸出至乾燥設備，該濾液經該乾燥設備加熱除水而結晶獲得第二產品輸出儲存，且去除的水分形成蒸汽輸出；
熱能回收預熱步驟：令該蒸汽冷卻形成高溫蒸餾水，該高溫蒸餾水回收輸出至該熱回收設備，使該濾液與該高溫蒸餾水於該熱回收設備進行熱交換以回收熱能並預熱該濾液；該高溫蒸餾水降溫冷卻形成低溫蒸餾水；
第一產品清洗步驟：令該低溫蒸餾水回收作為清洗水輸出洗滌該第一產品，該第一產品清洗處理後輸出儲存。
有關於本發明為達成上述目的，所採用之技術、手段及其他功效，茲舉較佳可行實施例並配合圖式詳細說明如後。
為利於對本發明的瞭解，以下結合圖1、圖2及實施例進行說明。
如圖1所示，本發明提供的自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統用以處理含氫氟酸（HF）及1至3種混合酸的廢液，本發明系統透過外加藥劑與該廢液混合反應，從而達到去除氫氟酸之目的。於本發明實施例中，定該廢液為多重酸溶液A，該外加藥劑為反應藥劑B，其中，該多重酸溶液A包含氫氟酸（HF）以及選自以下一至三種酸之組合：硝酸（HNO 3）、磷酸（H 3PO 4）、鹽酸（HCl）及硫酸（H 2SO 4），該反應藥劑B選自以下一至二種化合物之組合：氯化鈣（CaCl 2）、氧化鈣（CaO）、氫氧化鈣（Ca(OH) 2）、碳酸鈣（CaCO 3）、硫酸鈣（CaSO 4）、鋁酸鈉（NaAlO 2）、矽酸鈉（Na 2SiO 3）及氫氧化鈉（NaOH）。
具體地，本發明系統包括控制處理器60及受其電性控制並依製程設置的第一產品生成段10、固液分離段20、第一產品處理段30、第二產品生成段40及能源回收段50，其中，該固液分離段20連接於該第一產品生成段10與該第一產品處理段30之間，用以濾出第一產品P1，該固液分離段20另透過該能源回收段50與該第二產品生成段40連接，且該能源回收段50與該第一產品處理段30連接，形成熱能及水資源回收路徑。藉此，令多重酸溶液A、反應藥劑B透過控制處理器60控制輸入第一產品生成段10進行反應以生成第一產品P1及剩餘反應溶液，該第一產品P1及該剩餘反應溶液經該固液分離段20分離形成晶體化的第一產品P1以及濾液FL並分別輸送至該第一產品處理段30及該第二產品生成段40；該第一產品P1於該第一產品處理段30利用該能源回收段50回收的低溫蒸餾水LDW清洗；該濾液FL先流經該能源回收段50以被回收的高溫蒸餾水HDW預熱，再輸入該第二產品生成段40進行乾燥以生成第二產品P2，從而實現有效處理並資源化含氫氟酸的多重酸溶液A的功效，同時在廢液處理過程中有效回收熱能及水資源，達到環保節能的效果。
於本發明的系統實施例中，該第一產品生成段10用以輸入多重酸溶液A及反應藥劑B至該第一產品生成段10；該固液分離段20用以接收並分離該第一產品P1及該濾液FL；該第一產品處理段30用以接收並清洗該第一產品P1後輸出儲存；該第二產品生成段40包括受該控制處理器60電性控制的乾燥設備41，以令該濾液FL輸入該乾燥設備41進行乾燥並生成第二產品P2及蒸汽VP；該能源回收段50包括熱回收設備51及蒸餾水收集槽52，該熱回收設備51分別與該固液分離段20、該第一產品處理段30及該乾燥設備41連接；該熱回收設備51受該控制處理器60電性控制以將該濾液FL自該固液分離段20輸送至該乾燥設備41；該蒸餾水收集槽52與該乾燥設備41連接以接收並冷凝該蒸汽VP後形成高溫蒸餾水HDW；藉此，該高溫蒸餾水HDW回收輸出至該熱回收設備51，該濾液FL與該高溫蒸餾水HDW於該熱回收設備51進行熱交換，從而使該濾液FL被該高溫蒸餾水HDW的預熱升溫後輸出至該乾燥設備41，該高溫蒸餾水HDW則降溫冷卻形成低溫蒸餾水LDW，該低溫蒸餾水LDW回收輸出至該第一產品處理段30清洗該第一產品P1。
於本發明實施例中，該熱回收設備51為熱交換器，於構造上可選擇雙套管式、殼管式、盤管式或板式熱交換器。
於本發明實施例中，該乾燥設備41與該蒸餾水收集槽52之間還設有冷凝器（圖未示），以將乾燥設備41加熱後產生的高溫蒸汽VP冷凝形成高溫蒸餾水HDW。
具體地，如圖1，該第一產品生成段10設有多重酸收集槽11及加藥反應槽12，該多重酸溶液A輸入至該多重酸收集槽11集中後輸出至該加藥反應槽12，該反應藥劑B輸入該加藥反應槽12中與該多重酸溶液A反應生成該第一產品P1。
具體地，如圖1，該第一產品生成段10還設有緩衝水槽13，該緩衝水槽13連接於該加藥反應槽12及該固液分離段20之間，令該多重酸溶液A與該反應藥劑B輸送至該緩衝水槽13中充份混合以反應生成第一產品P1。
具體地，如圖1，該固液分離段20設有第一脫水設備21及濾液收集槽22；該多重酸溶液A與該反應藥劑B反應生成該第一產品P1及初次濾液FL1；該第一脫水設備21與該第一產品生成段10連接以接收並分離輸送該第一產品P1至該第一產品處理段30，以及分離輸送該初次濾液FL1至該濾液收集槽22。
於本發明實施例中，該第一產品生成段10還設有緩衝水槽13，該緩衝水槽13連接於該加藥反應槽12及該第一脫水設備21之間，令該多重酸溶液A與該反應藥劑B輸送至該緩衝水槽13中充份混合以反應生成第一產品P1。
具體地，如圖1，該第一產品處理段30包括第一產品收集槽31、第一產品清洗槽32及第一產品儲槽33；該第一產品收集槽31與該第一脫水設備21連接以集中該第一產品P1後輸出至該第一產品清洗槽32；該第一產品清洗槽32與該熱回收設備51連接，該熱回收設備51產生的該低溫蒸餾水LDW回收輸出至該第一產品清洗槽32作為清洗水洗滌該第一產品P1；該第一產品P1於該第一產品清洗槽32清洗處理後輸出至該第一產品儲槽33儲存；藉此，本發明系統形成該低溫蒸餾水LDW作為清洗水的一次回收使用路徑：熱回收設備51→低溫蒸餾水LDW→第一產品清洗槽32。
具體地，如圖1，該第一產品清洗槽32與該濾液收集槽22連接，該低溫蒸餾水LDW於該第一產品清洗槽32清洗該第一產品P1後形成二次濾液FL2回收輸出至該濾液收集槽22，該二次濾液FL2與該初次濾液FL1混合形成該濾液FL後輸出至該熱回收設備51。藉此，本發明系統形成該低溫蒸餾水LDW形成二次濾液FL2後的二次回收使用路徑：第一產品清洗槽32→二次濾液FL2→濾液收集槽22。
具體地，如圖1，該能源回收段50還包括放流水槽53與該蒸餾水收集槽52連接，供集中排放該高溫蒸餾水HDW。
具體地，如圖1，該第二產品生成段40還包括第二產品儲槽42與該乾燥設備41連接，以集中儲存該第二產品P2。
此外，如圖2所示，顯示本發明自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統的另一製程架構實施態樣示意圖。圖2的系統製程架構與圖1的差別主要在於第一產品清洗槽32與第一產品儲槽33及濾液收集槽22之間增設有第二脫水設備321，具體地，該第一產品處理段30還包括第二脫水設備321連接設於該第一產品收集槽32與該濾液收集槽22及第一產品儲槽33之間，令該第一產品清洗槽32輸出該二次濾液FL2及清洗後的該第一產品P1至該第二脫水設備321，該第二脫水設備321分離輸送清洗後的該第一產品P1至第一產品儲槽33，以及分離輸送該二次濾液FL2至該濾液收集槽22，藉此，達到確實固液分離該第一產品P1及該二次濾液FL2。
以上說明本發明自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統的具體實施方式，以下請配合圖1、圖2，說明本發明自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收方法。
本發明自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收方法的步驟包括：
第一產品生成步驟：將多重酸溶液A及反應藥劑B輸入第一產品生成段10進行結晶反應以生成第一產品P1；
固液分離步驟：經固液分離獲得該第一產品P1及濾液FL；且該第一產品P1輸出至第一產品處理段30；
第二產品生成步驟：令該濾液FL流經熱回收設備51後輸出至乾燥設備41，該濾液FL經該乾燥設備41加熱除水而結晶獲得第二產品P2輸出儲存，且去除的水分形成蒸汽VP輸出；
熱能回收預熱步驟：令該蒸汽VP冷卻形成高溫蒸餾水HDW，該高溫蒸餾水HDW回收輸出至該熱回收設備51，使該濾液FL與該高溫蒸餾水HDW於該熱回收設備51進行熱交換以回收熱能並預熱該濾液FL；該高溫蒸餾水HDW降溫冷卻形成低溫蒸餾水LDW；
第一產品清洗步驟：令該低溫蒸餾水LDW回收作為清洗水輸出洗滌該第一產品P1，該第一產品P1清洗處理後輸出儲存。
於本發明的方法實施例中，該第一產品清洗步驟還包括，該低溫蒸餾水LDW清洗該第一產品P1後形成二次濾液FL2，該二次濾液FL2回收與該固液分離步驟產生的濾液FL混合，以輸出至該熱回收設備51再利用。
以下請配合參閱表1，說明本發明系統輸入含有氫氟酸與一至三種酸混合的溶液（多重酸溶液A），配合添加一至二種反應藥劑B進行反應的實施例1至實施例6。
應被理解的是，本發明實施例1至6所列多重酸溶液A的組成中，以氫氟酸（HF）為主要處理目標，其他混合酸（例如：HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4）為少量混合在多重酸溶液A的酸，且具體應用於本發明系統及方法時，多重酸溶液A可為兩種酸的混合溶液（氫氟酸（HF）與另一種酸混合），或者三至四種酸的混合溶液（氫氟酸（HF）與另二至三種酸混合）。
表1：
實施例 多重酸溶液A 反應藥劑B 第一產品P1 第二產品P2
1 HF CaCl 2NaOH CaF 2 Ca(NO 3) 2CaSO 4Ca 2(PO 4) 2NaCl
HNO 3
H 2SO 4
H 3PO 4
2 HF Ca(OH) 2 CaF 2 Ca(NO 3) 2CaSO 4Ca 2(PO 4) 2
HNO 3
H 2SO 4
H 3PO 4
3 HF CaCO 3NaOH CaF 2 Ca(NO 3) 2CaSO 4Ca 2(PO 4) 2Na 2CO 3
HNO 3
H 2SO 4
H 3PO 4
4 HF NaAlO 2NaOH Na 3AlF 6 NaNO 3Na 2SO 4Na 3PO 4
HNO 3
H 2SO 4
H 3PO 4
5 HF Na 2SiO 3NaOH Na 2SiF 6 NaNO 3Na 2SO 4Na 3PO 4
HNO 3
H 2SO 4
H 3PO 4
6 HF NaOH NaF NaNO 3Na 2SO 4Na 3PO 4
HNO 3
H 2SO 4
H 3PO 4
實施例1：
於實施例1中，多重酸溶液A包含HF、HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4；反應藥劑B包含CaCl 2、NaOH。多重酸溶液A與反應藥劑B的化學反應式如下： CaCl 2+ 2HF → CaF 2+ 2HCl              ；HCl + NaOH → NaCl + H 2O； CaCl 2+ 2HNO 3→ Ca(NO 3) 2+ 2HCl          ；HCl + NaOH → NaCl + H 2O； CaCl 2+ H 2SO 4→ CaSO 4+ 2HCl         ；HCl + NaOH → NaCl + H 2O； 3CaCl 2+ 2H 3PO 4→ Ca 2(PO 4) 2+ 6HCl ；HCl + NaOH → NaCl + H 2O   。
於本實施例中，該多重酸溶液A的組成酸（HF與其他混合酸）分別與反應藥劑B中的CaCl 2反應形成含鈣鹽類及HCl，HCl再與反應藥劑B中的NaOH反應形成NaCl及水，最終獲得第一產品P1：CaF 2晶體，與第二產品P2：包括Ca(NO 3) 2、CaSO 4、Ca 2(PO 4) 2、NaCl的沉澱物。
實施例2：
於實施例2中，多重酸溶液A包含HF、HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4；反應藥劑B包含Ca(OH) 2。多重酸溶液A與反應藥劑B的化學反應式如下： Ca(OH) 2+ HF → CaF 2+ 2H 2O     ； Ca(OH) 2+ HNO 3→ Ca(NO 3) 2+ 2H 2O ； Ca(OH) 2+ H 2SO 4→ CaSO 4+ 2H 2O     ； 3Ca(OH) 2+ 2H 3PO 4→ Ca 2(PO 4) 2+ 6H 2O    。
於本實施例中，該多重酸溶液A的組成酸（HF與其他混合酸）分別與反應藥劑B中的Ca(OH) 2反應形成含鈣鹽類及水，最終獲得第一產品P1：CaF 2晶體，與第二產品P2：包括Ca(NO 3) 2、CaSO 4、Ca 2(PO 4) 2的沉澱物。
實施例3：
於實施例3中，多重酸溶液A包含HF、HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4；反應藥劑B包含CaCO 3、NaOH。多重酸溶液A與反應藥劑B的化學反應式如下： CaCO 3+ 2HF → CaF 2+ H 2CO 3；H 2CO 3+ 2NaOH → Na 2CO 3+ 2H 2O； CaCO 3+ 2HNO 3→ Ca(NO 3) 2+ H 2CO 3；H 2CO 3+ 2NaOH → Na 2CO 3+ 2H 2O； CaCO 3+ H 2SO 4→ CaSO 4+ HCO 3；H 2CO 3+ 2NaOH → Na 2CO 3+ 2H 2O； 3CaCO 3+ 2H 3PO 4→ Ca 2(PO 4) 2+ 3HCO 3；H 2CO 3+ 2NaOH → Na 2CO 3+ 2H 2O 。
於本實施例中，該多重酸溶液A的組成酸（HF與其他混合酸）分別與反應藥劑B中的CaCO 3反應形成含鈣鹽類及HCO 3，HCO 3再與反應藥劑B中的NaOH反應形成Na 2CO 3及水，最終獲得第一產品P1：CaF 2晶體，與第二產品P2：包括Ca(NO 3) 2、CaSO 4、Ca 2(PO 4) 2、Na 2CO 3的沉澱物。
實施例4：
於實施例4中，多重酸溶液A包含HF、HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4；反應藥劑B包含NaAlO 2、NaOH。多重酸溶液A與反應藥劑B的化學反應式如下： n Na 2O‧Al 2O 3+ 2(n+3)HF → 2(n NaF‧AlF 3) + (n+3)H 2O ； NaOH + HNO 3→ NaNO 3+ H 2O ； 2NaOH + H 2SO 4→ Na 2SO 4+ 2H 2O     ； 3NaOH + 2H 3PO 4→ Na 3PO 4+ 3H 2O  。
本實施例中，該多重酸溶液A的HF與反應藥劑B中的NaAlO 2反應形成Na 3AlF 6及水，該多重酸溶液A的HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4與反應藥劑B中的NaOH反應形成含鈉鹽類及水，最終獲得第一產品P1：Na 3AlF 6（冰晶石）晶體，與第二產品P2：包括NaNO 3、Na 2SO 4、Na 3PO 4的沉澱物。
實施例5：
於實施例5中，多重酸溶液A包含HF、HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4；反應藥劑B包含Na 2SiO 3、NaOH。多重酸溶液A與反應藥劑B的化學反應式如下： Na 2SiO 3+ HF → Na 2SiF 6+ H 2SiF 6+ H 2O；H 2SiF 6+ 2NaOH → Na 2SiF 6+ 2H 2O； NaOH + HNO 3→ NaNO 3+ H 2O； 2NaOH + H 2SO 4→ Na 2SO 4+ 2H 2O     ； 3NaOH + 2H 3PO 4→ Na 3PO 4+ 3H 2O  。
本實施例中，該多重酸溶液A的HF與反應藥劑B中的Na 2SiO 3反應形成Na 2SiF 6及水，該多重酸溶液A的HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4與反應藥劑B中的NaOH反應形成含鈉鹽類及水，最終獲得第一產品P1：Na 2SiF 6晶體，與第二產品P2：包括NaNO 3、Na 2SO 4、Na 3PO 4的沉澱物。
實施例6：
於實施例5中，多重酸溶液A包含HF、HNO 3、H 2SO 4、H 3PO 4；反應藥劑B包含NaOH。多重酸溶液A與反應藥劑B的化學反應式如下： NaOH + HF → NaF + H 2O ； NaOH + HNO 3→ NaNO 3+ H 2O ； 2NaOH + H 2SO 4→ Na 2SO 4+ 2H 2O ； 3NaOH + 2H 3PO 4→ Na 3PO 4+ 3H 2O 。
本實施例中，該多重酸溶液A的組成酸（HF與其他混合酸）與反應藥劑B中的NaOH反應形成含鈉鹽類及水，最終獲得第一產品P1：NaF晶體，與第二產品P2：包括NaNO 3、Na 2SO 4、Na 3PO 4的沉澱物。
A:多重酸溶液 B:反應藥劑 10:第一產品生成段 11:多重酸收集槽 12:加藥反應槽 13:緩衝水槽 FL:濾液 FL1:初次濾液 P1:第一產品 20:固液分離段 21:第一脫水設備 22:濾液收集槽 30:第一產品處理段 31:第一產品收集槽 32:第一產品清洗槽 321:第二脫水設備 33:第一產品儲槽 40:第二產品生成段 41:乾燥設備 42:第二產品儲槽 VP:蒸汽 P2:第二產品 50:能源回收段 51:熱回收設備 52:蒸餾水收集槽 53:放流水槽 DW:蒸餾水DW HDW:高溫蒸餾水 LDW:低溫蒸餾水 FL2:二次濾液 60:控制處理器
圖1是本發明自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統的製程架構示意圖； 圖2是本發明系統的製程架構另一實施態樣示意圖。
A:多重酸溶液
B:反應藥劑
10:第一產品生成段
11:多重酸收集槽
12:加藥反應槽
13:緩衝水槽
FL:濾液
FL1:初次濾液
P1:第一產品
20:固液分離段
21:第一脫水設備
22:濾液收集槽
30:第一產品處理段
31:第一產品收集槽
32:第一產品清洗槽
33:第一產品儲槽
40:第二產品生成段
41:乾燥設備
42:第二產品儲槽
VP:蒸汽
P2:第二產品
50:能源回收段
51:熱回收設備
52:蒸餾水收集槽
53:放流水槽
DW:蒸餾水DW
HDW:高溫蒸餾水
LDW:低溫蒸餾水
FL2:二次濾液
60:控制處理器

Claims (11)

  1. 一種自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，包括：控制處理器；第一產品生成段，受該控制處理器電性控制，以輸入多重酸溶液及反應藥劑至該第一產品生成段進行反應並生成第一產品及濾液；其中，該多重酸溶液包含氫氟酸以及選自以下一至三種酸之組合：硝酸、磷酸、鹽酸及硫酸；其中，該反應藥劑選自以下一至二種化合物之組合：氯化鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、硫酸鈣、鋁酸鈉、矽酸鈉及氫氧化鈉；固液分離段，與該第一產品生成段連接並受該控制處理器電性控制，以接收並分離該第一產品及該濾液；第一產品處理段，與該固液分離段連接以接收並清洗該第一產品後輸出儲存；第二產品生成段，包括受該控制處理器電性控制的乾燥設備，令該濾液輸入該乾燥設備進行乾燥並生成第二產品及蒸汽；能源回收段，包括熱回收設備及蒸餾水收集槽，該熱回收設備分別與該固液分離段、該第一產品處理段及該乾燥設備連接；該熱回收設備受該控制處理器電性控制以將該濾液自該固液分離段輸送至該乾燥設備；該蒸餾水收集槽與該乾燥設備連接以接收並冷凝該蒸汽後形成高溫蒸餾水；藉此，該高溫蒸餾水回收輸出至該熱回收設備，該濾液與該高溫蒸餾水於該熱回收設備進行熱回收預熱，令該濾液升溫輸出至該乾燥設備，該高溫蒸餾水降溫冷卻形成低溫蒸餾水，該低溫蒸餾水回收輸出至該第一產品處理段清洗該第一產品。
  2. 如請求項1所述之自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，其中，該第一產品生成段設有多重酸收集槽及加藥反應槽，該多重酸溶液輸入至該多重酸收集槽集中後輸出至該加藥反應槽，該反應藥劑輸出入該加藥反應槽中與該多重酸溶液反應生成該第一產品。
  3. 如請求項2所述之自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，其中，該第一產品生成段還設有緩衝水槽，該緩衝水槽連接於該加藥反應槽及該固液分離段之間，令該多重酸溶液與該反應藥劑輸送至該緩衝水槽中充份混合以反應生成第一產品。
  4. 如請求項1所述之自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，其中，該固液分離段設有第一脫水設備及濾液收集槽；該多重酸溶液與該反應藥劑反應生成該第一產品及初次濾液；該第一脫水設備與該第一產品生成段連接以接收並分離輸送該第一產品至該第一產品處理段，以及分離輸送該初次濾液至該濾液收集槽。
  5. 如請求項4所述之自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，其中，該第一產品處理段包括第一產品收集槽、第一產品清洗槽及第一產品儲槽；該第一產品收集槽與該脫水設備連接以集中該第一產品後輸出至該第一產品清洗槽；該第一產品清洗槽與該熱回收設備連接，該熱回收設備產生的該低溫蒸餾水回收輸出至該第一產品清洗槽作為清洗水洗滌該第一產品；該第一產品於該第一產品清洗槽清洗處理後輸出至該第一產品儲槽儲存。
  6. 如請求項5所述之自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，其中，該第一產品清洗槽與該濾液收集槽連接，該低溫蒸餾水於該第一產 品清洗槽清洗該第一產品後形成二次濾液回收輸出至該濾液收集槽，該二次濾液與該初次濾液混合形成該濾液後輸出至該熱回收設備。
  7. 如請求項6所述之自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，其中，該第一產品處理段還包括第二脫水設備連接設於該第一產品收集槽與該濾液收集槽及第一產品儲槽之間，令該第一產品清洗槽輸出該二次濾液及清洗後的該第一產品至該第二脫水設備，該第二脫水設備分離輸送清洗後的該第一產品至第一產品儲槽，以及分離輸送該二次濾液至該濾液收集槽。
  8. 如請求項1所述之自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，其中，該能源回收段還包括放流水槽與該蒸餾水收集槽連接，供集中排放該高溫蒸餾水。
  9. 如請求項1所述之自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收系統，其中，該第二產品生成段還包括第二產品儲槽與該乾燥設備連接，以集中儲存該第二產品。
  10. 一種自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收方法，該方法的步驟包括：第一產品生成步驟：將多重酸溶液及反應藥劑輸入第一產品生成段進行結晶反應以生成第一產品；其中，該多重酸溶液包含氫氟酸以及選自以下一至三種酸之組合：硝酸、磷酸、鹽酸及硫酸；其中，該反應藥劑選自以下一至二種化合物之組合：氯化鈣、氧化鈣、氫氧化鈣、碳酸鈣、硫酸鈣、鋁酸鈉、矽酸鈉及氫氧化鈉；固液分離步驟：經固液分離獲得該第一產品及濾液；且該第一產品輸出至第一產品處理段； 第二產品生成步驟：令該濾液流經熱回收設備後輸出至乾燥設備，該濾液經該乾燥設備加熱除水而結晶獲得第二產品輸出儲存，且去除的水分形成蒸汽輸出；熱能回收預熱步驟：令該蒸汽冷卻形成高溫蒸餾水，該高溫蒸餾水回收輸出至該熱回收設備，使該濾液與該高溫蒸餾水於該熱回收設備進行熱交換以回收熱能並預熱該濾液；該高溫蒸餾水降溫冷卻形成低溫蒸餾水；第一產品清洗步驟：令該低溫蒸餾水回收作為清洗水輸出洗滌該第一產品，該第一產品清洗處理後輸出儲存。
  11. 如請求項10所述之自多重酸溶液生成晶體之環保節能回收方法，其中，該第一產品清洗步驟中，該低溫蒸餾水清洗該第一產品後形成二次濾液，該二次濾液回收與該固液分離步驟產生的濾液混合，以輸出至該熱回收設備再利用。
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