博碩士論文 973306009 詳細資訊


姓名 宋國榮(Kuo-Jung Sung)  查詢紙本館藏   畢業系所 環境工程研究所
論文名稱 太陽電池產業晶柱切割製程廢切削液回收研究
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摘要(中) 太陽電池產業晶柱切割製程廢切削液目前無有效且經濟的處理方法,大都以焚化、熱處理方式處理,惟效果不彰且浪費資源,本研究藉由分離廢液中的不同成分,探討回收可行性,以有效減少資源耗竭、環境污染,達到廢棄物資源化回收再利用。
廢切削液成分分析,結果顯示其組成成分單純,主要為二乙二醇、碳化矽、矽粉末和其他少量雜質,約70%屬對有價資源物質。廢切削液可經沉澱、或加絮凝劑混凝、或板框壓濾機過濾等固、液分離程序,將分離後的液體再以操作溫度160 ℃與壓力選在100 mmHg為最佳操作參數,作減壓蒸餾,即可達到資源化成品。而固體部分經800 ℃燒結亦可成為資源化產品。回收的二乙二醇產品,平均含水率在1%以下、色度在APHA 30以下、濃度近99%、而價格只有新品價格的60〜70%,品質均為市場可接受範圍,是具競爭力產品。本研究回收廢切削液內含的二乙二醇與碳化矽,總計回收率為69.3%,初步估計其回收的經濟效益為:蒸餾1公斤成本 3.10元、利潤 5.77元;回收的環保效益,除廢棄物減量外,並每公斤可減少1.3㎏二氧化碳排放,由實驗與實廠操作的數據分析,驗證回收比焚化及熱處理更為有利。
摘要(英) In early years, there was no effective and economic handling solution for such waste in addition to incinerating, heat treatments mostly, such handling methods were ineffective and would waste more other resources. The present study explores the recycling possibility by means of extracting elements in the waste liquid, in order to reduce the consumption of energy, environmental pollution, thereby promoting the recycle of waste. The composition of waste liquid appears to be simple, mainly including ethylene glycol, silicon carbide, silicon powder and small amount of other impurities, around 70% of that belong to valuable substances. By means of static depositing, or adding polymer to mix, or using compress-filter to filter and solidify, separate,then,executing pressure-reducing distillation at 160℃ and 100 mmHg of pressure, such waste liquid can be regenerated to useful chemical resource. The solid part can also be recycled at 800℃ of ore-sintering. In this study, the overall recycling rate of ethylene glycol plus silicon carbide is 69.3% from the cuttin waste liquid, therefore a preliminary estimation of its economic effects concerning recycling are: cost NT$3.10 for 1.0 kg of distillation, profit NT$5.77; in addition to the advantages of environmental protection and waste reduction, 1.3 kg of CO2-exhausting reduction per kilogram can be achieved. The present method is verified to be more profitable than incineration and heat treatment through data analysis obtained from experiments and physical tests in factory.
關鍵字(中) ★ 晶柱切割
★ 太陽電池
★ 廢切削液
★ 二乙二醇
★ 碳化矽
★ 減壓蒸餾
★ 回收
關鍵字(英) ★ crystal-stick-cutting
★ solar-battery
★ cutting waste liquid
★ ethylene glycol
★ silicon carbide
★ pressure-reducing distillation
論文目次 第一章 研究緣起與目的 ............................................ 1
1.1 研究緣起 ............................................... 1
1.2 研究目的 ............................................... 3
第二章 文獻回顧 .................................................. 5
2.1 太陽能電池產業 ......................................... 5
2.1.1 產業鍊 .............................................. 6
2.1.2 台灣太陽光電產業發展 ................................ 8
2.1.3 未來太陽能產業發展趨勢分析 .......................... 9
2.3 晶柱切片 ............................................... 9
2.3.1 晶柱切片簡介 ........................................ 9
2.3.2 切割晶柱加工模式 .................................... 11
2.4 切削液 ................................................. 12
2.4.1 切削液目的及作用 .................................... 13
2.4.2 切削液各項指標 ...................................... 14
2.4.3 二乙二醇 ............................................ 15
2.4.4 碳化矽 .............................................. 15
2.4.5 界面活性劑 .......................................... 17
2.5 國內目前廢切削液處理現況 ............................... 19
2.5.1 相關法規 ............................................ 19
2.5.2 目前有關廢切削液處理方式簡介 ........................ 21
2.6 廢切削液可行回收處理方法 ............................... 24
2.6.1 物理處理方法 ........................................ 25
2.6.2 化學處理方法 ........................................ 26
2.6.3 蒸餾 ................................................ 28
第三章 研究方法 .................................................. 31
3.1 研究規畫與範圍 ......................................... 31
3.2 研究方法 ............................................... 33
3.3 實驗儀器 ............................................... 35
第四章 結果與討論 ................................................ 38
4.1 廢切削液分析 ........................................... 38
4.1.1 廢切削液組成分析 .................................... 38
4.1.2 廢切削液不適焚化說明 ................................ 42
4.2 沉澱靜置 ............................................... 43
4.3 混凝 ................................................... 46
4.4 過濾 ................................................... 50
4.5 蒸餾 ................................................... 52
4.5.1 操作溫度與壓力 ...................................... 52
4.5.2 蒸餾過程、產物分析探討 .............................. 56
4.6 實廠操作 ............................................... 59
4.6.1 蒸發裝置 ............................................ 60
4.6.2 批次蒸餾之步驟及操作時間 ...................... 61
4.6.3 所需能量 ............................................ 61
4.7 乾燥 ................................................... 63
4.8 回收率 ................................................. 64
4.9 回收產品市場接受度探討 ................................. 66
4.9.1 含水率 .............................................. 66
4.9.2 色度 ................................................ 67
4.9.3 濃度 ................................................ 67
4.9.4 價格 ................................................ 69
4.10 廢切削液回收效益 ....................................... 69
4.10.1 經濟效益 ............................................ 69
4.10.2 環境效益 ............................................ 73
第五章 結論與建議 ................................................ 76
5.1 結論 ................................................... 76
5.2. 建議 ................................................... 78
參考文獻 .......................................................... 79
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指導教授 張木彬(Moo-Been Chang) 審核日期 2011-1-28
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