材料,将硅片装在石墨舟上,通过化学反应产生氮化硅。典型化学反应为:3SiH4+4NH3→Si3N4+12H2↑。该工序产生含CF4、SiF4、SiH4、NH3及H2的碱性废气。
(18)丝网印刷干烧结。通过丝网印刷机将银浆、铝浆及松油醇调配成导电材料印刷在硅片上,作为太阳电池导电的主要通道;烘干后再经过高温(电加热)烧结成合金。该工序产生有机废气。
(19)分类检测。成品入库前使用检测系统对产品进行检测,将产品分等级包装入库待售。
2.2 大气污染物来源及排放特征
(1)电池片生产线酸性废气。电池片生产线酸性废气为含HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾的混合酸性废气,主要包括制绒工序产生的含HF、氮氧化物废气、扩散前酸洗过程产生的含HCl废气、磷扩散过程产生的含Cl2废气、去PSG过程产生的含HF、硫酸雾废气,废气初始浓度HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾分别为2.1mg/m3、72mg/m3、0.25mg/m3、14.7mg/m3、6mg/m3。
(2)电池片生产线碱性废气。电池片生产线硅片PECVD过程产生含NH3、CF4、SiF4的混合废气,设计采用经PECVD设备附带的废气燃烧器焚烧,燃料为天然气, 燃烧后的废气主要含 烟尘、NH3、SO2、氮氧化物、氟化物,燃烧废气初始浓度烟尘、NH3、氮氧化物、SO2、氟化物分别为300mg/m3、7mg/m3、10mg/m3、12mg/m3、1.55mg/m3。
(3)电池片生产线有机废气。电池片生产有机废气为污染物为非甲烷总烃,主要包括丝网印刷、烘干烧结、单晶制绒过程中加松油醇、异丙醇而产生的有机废气,废气初始浓度非甲烷总烃为60mg/m3。
3 大气污染控制措施
(1)电池片生产线酸性废气净化。电池片生产线酸性废气为含HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾的混合酸性废气,主要包括制绒工序产生的含HF、氮氧化物废气、扩散前酸洗过程产生的含HCl废气、磷扩散过程产生的含Cl2废气、去PSG过程产生的含HF、硫酸雾废气,上述酸性废气经管道收集后设计采用酸雾碱液喷淋洗涤系统进行收集处理,HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾设计净化效率分别为80%、50%、90%、49%、85%,净化后的废气通过高排气筒排放,废气排放浓度HF(以氟化物计)、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾分别为0.42mg/m3、36mg/m3、0.025mg/m3、7.5mg/m3、0.9mg/m3,满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996 )二级标准要求。
电池片生产线酸性废气净化系统处理系统由碱液喷淋洗涤塔、排风机、喷淋装置、吸收液供给装置和排气筒组成,其工艺流程参见图3-1所示。
(2)电池片生产线碱性废气净化。电池片生产线硅片PECVD过程产生含NH3、CF4、SiF4的混合废气(G4),设计采用经PECVD设备附带的废气燃烧器焚烧,燃料为天然气, 燃烧后的废气主要含烟尘、NH3、SO2、氮氧化物、氟化物,燃烧后的废气通过碱性废气喷淋洗涤系统进行收集处理,设计喷淋液为稀盐酸,烟尘、NH3、氮氧化物、SO2、氟化物设计净化效率分别为90%、80%、50%、50%、80%,净化后的废气通过高排气筒排放,废气排放浓度烟尘、NH3、氮氧化物、SO2、氟化物分别为30mg/m3、1.4mg/m3、5mg/m3、6mg/m3、0.31mg/m3,满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996 )二级标准要求及《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)二级标准要求。
该废气净化系统由PECVD燃烧器、酸液洗涤塔、排风机、喷淋装置、吸收液供给装置和排风管等组成,其工艺流程参见图3-2所示。喷淋液为稀盐酸,与碱性废气发生反应生成水和盐,进而除去废气中的碱性气体。
(3)电池片生产线有机废气净化。电池片生产有机废气为污染物为非甲烷总烃,主要包括制绒、丝网印刷、烘干烧结过程中加入异丙醇、松油醇而产生的有机废气,该废气经管道收集后设计采用活性炭有机废气吸附塔进行收集处理,废气初始浓度非甲烷总烃为60mg/m3,净化效率80%,净化后的废气通过排气筒排放,废气排放浓度非甲烷总烃为12mg/m3,满足《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996 )二级标准要求。
该有机废气净化系统由活性碳纤维筒吸附装置、排风管和排风机、排气筒等组成,处理工艺流程参见下图3-3所示。
4 结语
太阳能晶硅电池片生产工序多、工艺复杂且涉及硝酸、氢氟酸、盐酸、硫酸、异丙醇、松油醇等多种化学品,生产过程产生氟化物、氮氧化物、HCl、Cl2、硫酸雾、NH3、非甲烷总烃等多种大气污染物,通过分析各类大气污染物的来源、成分、初始浓度等污染特征,按照技术成熟、经济合理、达标排放等大气污染物控制原则,对生产中产生的各类废气设计了相应的处理措施,净化后的外排废气可满足国家相关排放标准要求。
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