化学品集中供液系统在太阳能行业的应用

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1、1 化学品集中供液系统在太阳能 行业的应用介绍 化学品集中供液系统在太阳能 行业的应用介绍 张雷 Daniel . Zhang 太阳能行业背景和现状 传统能源面临枯竭，人类社会的能源需求 不断扩大，全球能源日益紧张。 地球环境恶化促使新能源技术不断发展。 太阳能光电技术在近年来得到各国政府的 大力支持和发展。 太阳能光电技术不断升级更新，市场需求 和生产规模不断扩大，发展前景广阔。 化学品在太阳能行业的应用化学品在太阳能行业的应用 化学品目前在太阳能光电行业内的太阳能电池片 生产阶段使用较多，随着行业技术的发展，化学 品的应用范围和种类会不断扩大和增加。 在太阳能电池片生产阶段使用化学品的工段

2、主要 有制绒（前清洗）和湿法刻蚀（后清洗） 太阳能行业使用的化学品种类太阳能行业使用的化学品种类 目前太阳能电池生产工艺应用较为广泛的主要分为多晶硅 和单晶硅，不同的工艺使用的化学品种类也不尽相同。 单晶硅工艺转换率高，但由于其生产成本高的原因在实际 规模生产中应用较少。在制绒阶段主要使用HF，NaOH， HCL，IPA（异丙醇）等；湿法刻蚀阶段主要使用 HNO3，HF，H2SO4等 多晶硅工艺转换率比单晶硅低，但由于成本相对低廉，因 此得到了规模生产和实际应用。在制绒阶段主要使用 HF，HCL、HNO3、KOH等；湿法刻蚀阶段主要使用HF、 H2SO4，HNO3，KOH等 随着工艺的不断改进

3、，一些新的化学品如甲磺酸、 H3PO4和各种成分复杂的混合化学品越来越多的被应用 的生产上。 什么是化学品集中供液系统？什么是化学品集中供液系统？ 化学品供液系统按照供给方式可分为就地 式供液系统和中央集中供液系统。 就地式供液系统：点对点供应。 中央集中供液系统：集中供液，多点使用。 以空调系统为例，就地供液相当于在每个 房间安装空调来调节室内温度，而中央集 中供液系统相当于中央空调系统控制每个 房间的温度。 为什么要使用中央集中供液系统？为什么要使用中央集中供液系统？ 就地式供液系统特点：系统设备简单，一次性投 入少，自动化程度较低，适用于用点少且用量小 的使用要求。 中央集中供液系统特点

4、：系统设备比较复杂，自 动化程度高，一次性投入较高，但在运营阶段短 可以极大的减少运营人员数量和降低运营成本， 便于系统管理和维护。 由于行业内常用化学品具有强腐蚀性、剧毒性、 易燃易爆等对人员和设施的高危性质，中央集中 供液系统可以采用大容量包装供应方式，降低化 学品的换桶频率和人员操作次数，安全程度较高。 GENTECH CONFIDENTIAL 2 太阳能行业常用化学品的性质太阳能行业常用化学品的性质 49%HF： 65%HNO3： 37%HCL： 98%H2SO4： 45%KOH： 30%NaOH： IPA： 化学品系统常用材料介绍化学品系统常用材料介绍 由于化学品的强腐蚀性，因此要求

5、化学品系统 的材料必须有较好的耐腐蚀性。金属材料由于抗 腐蚀性比较差，难以在化学品系统上大量应用， 而以工程塑料和橡胶为代表的高分子材料在此项 性能上通常表现优良，从而在系统上得到了大量 应用。化学品系统常用的工程塑料和橡胶有以下 几种： 1、PVC（聚氯乙烯）及其改性系列产品 PVC是由氯乙烯经聚合反应而成的聚合物，目前是仅次于聚乙烯 的第二大塑料品种，原料来源广泛，工艺成熟，价格低廉，品种众多。 正帆化学品系统的柜体和VMB视窗及管线外套管均采用C-PVC。 PVC是线性无定形高分子，密度在1.161.45之间，由于分子极性 较大，PVC主要有以下几个特点： A、硬度和刚度较高； B、化学

6、稳定好，对酸碱抵抗性强； C、由于分子中含有大量的氯，因此具有较好的阻燃性； D、不溶于水、酒精、和汽油； E、良好的电绝缘性； F、对光和热的稳定性较差，使用温度范围较窄，约为065 ； 2、PP（聚丙烯）及其改性系列产品 聚丙烯一般是分子成线型结构，无色或乳白色，无毒，密度为0.900.91. 正帆化学品系统一般使用PP制作设备和VMB外壳，系统排风和废液排放管线。 PP也可以用来制作非高纯化学品的储槽，或者用于容器内衬。 PP具有以下特点： A、具有较好的力学性能，强度、刚度和表面硬度较大； B、由于不含极性基团，具有优良的电绝缘性；介电常数低，不吸 水，故击穿电压高； C、具有优良的化

7、学稳定性，在常温下几乎不溶于任何溶剂，浓硫 酸和浓硝酸除外，对其他酸碱盐都很稳定； D、耐热稳定性好，连续使用温度可达110120； E、光敏性强，易老化。 PTFE（F4，聚四氟乙烯）及其改性系列产品 聚四氟乙烯一般为乳白色蜡状，固体密度2.22.3.由于良好的化 学稳定性，广泛应用于高温、强腐蚀场合，抗冲击性能好，常用于制 作化学设备的各种配件和密封材料。PTFE主要特点有： A、几乎不吸水，热稳定性好，使用温度范围很宽，可在-200 290 内长期使用； B、化学稳定性好，具有很强的耐腐蚀性，不但耐酸碱，耐氧化 性也很好，超过了玻璃陶瓷和不锈钢甚至金和铂，俗称塑料 王； C、摩擦系数低；

8、 D、节电型和电绝缘性优异，不受温度、湿度和电频率等的影响。 PFA（全氟烷氧基树脂） PFA的化学性质和PTFE相当，但机加工性能相对优良，正帆高纯 化学品系统工艺管道均使用PFA管道。 GENTECH CONFIDENTIAL 3 SUS（不锈钢） 化学品系统使用的SUS产品主要有SUS304，SUS316L-EP两种。 SUS304，主要用于制作CDA管线，有机溶剂的设备和VMB外壳， 有机溶剂外套管线和废排管线； SUS316L-EP，主要用于制作PN2管线和有机溶剂管线。 SUS在化学品系统的使用主要意义在于防爆，由于有机溶剂通常易 燃易爆，采用SUS可以防止静电堆积。另外CDA压力

9、一般都较高 （8Bar），管线需要承压能力强的金属材料，相较于普通钢材，在酸 性环境下，SUS的耐腐蚀性比较好。 化学品常用容器介绍 化学品容器按照容积不同常用的种类主要有以下几种： 1、25L壶 容器材质为适宜的氟塑料，包装体积小，便于运输和存储，适用于日使用用量小于 50L，且不连续使用（按需添加）的现场。 2、200L圆桶 一般材质为PP内涂氟材料，外形尺寸约为550xH700，运输和存储相对方便，适用 于日使用量小于500L的现场，在工业使用上最为广泛。 3、1000L方桶 容器材质为适宜的氟塑料，外形尺寸约为L1100xW1000xH1000由于桶壁厚较薄，受 碰撞刮刺容易受损泄露，

10、运输较为不便，且需要较大的存储空间，适用于日使用量大于 500L-2000L的现场。化学品使用量较大场合通常用于运输和存储。 4、Tank 根据容积不同，容器可分为多种规格，5M3一下一般为立式罐体，10M3以上一般为 卧式罐体，容积一般大于1M3，常用5M3左右。容器主体材质主要为45钢外涂防腐材 料，内衬PTFE。主要用于化学品存储，随着化学品在工业使用上用量的不断增加，也逐 渐广泛用于运输。 正帆化学品集中供液系统介绍正帆化学品集中供液系统介绍 根据用量需求不同，正帆化学品集中供液系统主要有以下几种： 1、Chemisafe500L 工艺流程：原液桶泵VMB用点设备 化学品容器为200L

11、圆桶，原液桶双桶双泵供液，一备一用，保证系统供 液连续不间断，适用于日使均用量小于500L且用液需求平稳的现场。 2、Chemisafe1000L 工艺流程：原液桶泵VMB用点设备 化学品容器为1000L方桶，原液桶双桶双泵供液，一备一用，保证系统供 液连续不间断，适用于日均使用量小于500L2000L且用液需求平稳的现场。 3、Chemisafe1001L 工艺流程：原液桶泵供液桶泵VMB用点设备 化学品容器为1000L方桶，双桶按功能不同分为Chemical原液桶和供液 桶，适用于日均使用量小于500L2000L但用液需求波动较大，峰值大于 2000L的现场。 4、 Chemisafe10

12、00L-Tank 工艺流程：原液桶泵Tank泵VMB用点设备 化学品原液桶未1000L方桶，存储和供液容器为Tank，适用于日 均使用量小于500L2000L但用液需求波动较大，峰值大于2000L的 现场。 5、ChemisafeISO-Tank 工艺流程：ISO槽车氮压Tank泵VMB用点设备 槽车氮压充装，Tank供液，适用于日使用量大于2000L的现场。 6、氮压系统 工艺流程：ISO槽车氮压Tank氮压VMB用点设备 槽车氮压充装，Tank氮压供液，适用于因化学品输送设备如泵、 阀件、管件等条件制约而无法满足供液需求的现场。系统对容器和设 备管件等压力要求较高。 化学品集中供液系统辅助

13、设施化学品集中供液系统辅助设施 化学品系统的运行除了工艺系统外，还有其他的许多配套辅助系统，按照功能分类如下： 1、Power电源 电是系统动力源，系统配电要求为220V交流电UPS供电。 2、CDA压缩空气 化学品系统的泵和气动阀动力源均为压缩空气，系统要求压缩空气压力在57bar。 3、UPW纯水 太阳能行业化学品工艺管道为高纯管道，对杂质含量要求比较高，因此管路水压测试 和冲洗必须使用超纯水，太阳能行业要求高纯水电阻率为18M，水压要求为3-4bar。 4、PN2吹扫氮气 由于工艺对化学品纯度要求高，且有的化学品会与水反应，因此化学品管道水保和冲 洗后，需要用高纯氮气吹扫管路中的水。PN

14、2压力要求为5-7bar 5、废液收集系统 由于化学品会对环境的污染，因此不能随便排放，需要成立单独的收集系统将废液收 集并输送到废液处理系统处理达标后方可向环境排放。废液收集管路材质一般采用 3/4“和1”PPR材质，非也输送泵采用yamada/NP15隔膜泵。收集系统设计原则为酸碱独 立收集，氧化性和还原性化学品、独立收集。 6、设备抽风系统 由于化学品通常具有强挥发性，因此设备需要配备抽风系统，系统抽风要求为风压为150pa- 3000pa，风量设计以单柜操作面全开时面风速0.5m/s为依据，工作系数为0.6. 7、化学品房通排风系统 由于化学品的强腐蚀性和强腐蚀性，化学品房应配备环境通

15、排风系统，以防至房间内呈酸性环境腐 蚀房间内的电气和金属设备。 8、PPE（个人安全防护用品） 由于化学品的的危害性，人员在操作时必须穿戴PPE，常用PPE包括呼吸器，面挡，防化围裙， 防化手套和防化靴，有机溶剂类化学品应穿戴防静电服，化学品房内必须安装喷淋洗眼器，在人员 操作完毕后需要清洗身体和PPE。 9、CO2灭火系统 CO2灭火系统常针对针对有机溶剂设计，主要分为以下几个部分： CO2钢瓶，CO2隔绝有机溶剂和氧气，起灭火作用。 N2钢瓶，N2驱动CO2钢瓶上的气动阀 烟感温感，检测系统是否有火灾发生，均为常开串联信号， 控制盘，负责信息收集分析和指令发生 塔灯，蜂鸣器。 防火阀，常开

16、，动作时关闭，隔绝设备内部空间月外界环境。 GENTECH CONFIDENTIAL 4 正帆化学品供液系统关键设备及配件介绍 正帆化学品系统关键设备及配件可按工艺和电气以及动力进行设备分类： 1、工艺设备、工艺设备 A、酸桶接头 酸桶接头是将原液桶和系统连接起来的重要配件，按作用区分包括出液接 头、补气接头和回流接头三种；由于原液桶一般预留孔比较少（200L两个， 1000L一个）因此，通常出液和补气合二为一，合称出液接头，回流接头则独 立为一个接头。 出液接头结构上出液部分和补气部分是独立的，出液部一端与系统出液软 管连接，一端与出液管(俗称插底管）连接，原理上与桶内液相接通，不与桶 内空气接触；补气部分则不带管道，一端与不系统补气软管连接，一端原理上 与桶内气相连接。 回流接头一端与系统回流软管连接，一端原理上与桶连接，一般与桶连接 部分不配管道。 酸桶接头的主体材质一般为PF