铜蚀刻废液中过氧化氢的分解装置和废液的处理系统的制作方法

本实用新型涉及废液处理领域，特别是涉及一种铜蚀刻废液中过氧化氢的分解装置和铜蚀刻废液的处理系统。

背景技术：

光电行业液晶制造工序中的铜蚀刻过程需要使用大量的铜蚀刻液，该铜蚀刻液中含有较高浓度的过氧化氢(15％～25％，质量分数)，当蚀刻液的过氧化氢浓度降低至蚀刻效率达不到要求后就成为铜蚀刻废液，该废液中过氧化氢浓度仍然很高，其含量约为5％～20％(质量分数)，同时含有3g/l～5g/l的铜离子。

该种铜蚀刻废液产量巨大，但是处理起来却存在很多问题，主要表现在：该废液含大量的过氧化氢(5％～20％，质量分数)及一定量的铜离子(3g/l～5g/l)，铜离子会加速过氧化氢的分解，若不及时处理或处理不当，过氧化氢会发生剧烈分解，出现冒罐甚至爆炸的现象，存在巨大的安全隐患。

传统的铜蚀刻废液的处理技术及装置无法解决废液中因过氧化氢浓度过高导致不可控剧烈分解，从而出现冒罐或爆炸安全隐患的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种使铜蚀刻废液中的过氧化氢安全分解的分解装置。

此外，还提供一种铜蚀刻废液的处理系统。

一种铜蚀刻废液中过氧化氢的分解装置，包括：

壳体，所述壳体具有容置腔，所述壳体的壳壁上设有进料口和出料口，所述进料口和所述出料口均与所述容置腔连通；

多个挡板，多个所述挡板均收容于所述容置腔内，且多个所述挡板间隔设置，多个所述挡板将所述容置腔分隔成多个格子，每个所述挡板的一端均开设有连通孔以供铜蚀刻废液流过，每相邻两个所述挡板的所述连通孔错位设置，靠近所述进料口的所述挡板的所述连通孔设置在所述挡板远离所述进料口的一端，靠近所述出料口的所述挡板的所述连通孔设置在所述挡板远离所述出料口的一端，以使进入所述壳体内的铜蚀刻废液依次经每个所述格子后流出所述壳体；及

催化剂填料层，所述催化剂填料层设置在每个所述格子中，且所述催化剂填料层能够对铜蚀刻废液中的过氧化氢进行分解。

上述铜蚀刻废液中过氧化氢的分解装置中，催化剂填料层能够对铜蚀刻废液中的过氧化氢进行分解，并有效控制过氧化氢的分解速度。另外，通过在壳体中设置多个挡板，多个挡板将壳体的容置腔分隔为多个格子，相邻两个挡板的连通孔错位设置，且催化剂填料层设置在每个格子中，使得进入分解装置中的铜蚀刻废液依次经过每个格子中的催化剂填料层进行催化，提高催化效率，且避免铜蚀刻废液从进料口进入后直接从出料口排出而未进行有效分解。因此，上述分解装置能够使铜蚀刻废液中的过氧化氢进行安全稳定分解，避免不及时处理或处理不当，过氧化氢会发生剧烈分解。

在其中一个实施例中，还包括盖体，所述盖体能够盖设在所述壳体的顶端并遮蔽所述壳体的顶端，且所述盖体与所述壳体可拆卸连接。

在其中一个实施例中，所述盖体设有排气口和排气阀，所述排气口与所述壳体的所述容置腔连通，所述排气阀设在所述排气口处。

在其中一个实施例中，所述进料口和所述出料口均设置在所述壳体的侧壁上，且靠近所述壳体的顶端，所述挡板有五个，从靠近所述进料口到靠近所述出料口的方向，五个所述挡板依次命名为第一挡板、第二挡板、第三挡板、第四挡板及第五挡板，所述第一挡板和所述第五挡板远离所述连通孔的一端与所述盖体间隔，且所述第一挡板和所述第五挡板远离所述连通孔的一端较所述进料口和所述出料口更靠近所述壳体的顶端，所述第三挡板远离所述连通孔的一端与所述盖体抵接，所述第二挡板和所述第四挡板远离所述连通孔的一端与所述壳体的底壁抵接。

一种铜蚀刻废液的处理系统，包括上述分解装置。

在其中一个实施例中，所述铜蚀刻废液的处理系统还包括：

缓冲罐，所述缓冲罐能够承装铜蚀刻废液，且所述缓冲罐中的铜蚀刻废液能够进入所述分解装置中；

ph调节池，所述ph调节池能够对所述分解装置处理后的铜蚀刻废液的ph进行调节；

单蒸釜，所述单蒸釜能够对所述ph调节池处理后的铜蚀刻废液进行蒸馏；

冷凝装置，所述冷凝装置与所述单蒸釜连通，铜蚀刻废液经所述单蒸釜蒸馏后的蒸汽能够进入所述冷凝装置中；

浓缩液槽，铜蚀刻废液经所述单蒸釜蒸馏后的液体能够进入所述浓缩液槽中；

等离子体尾气处理设备，所述等离子体尾气处理设备能够对所述分解装置、所述ph调节池、所述冷凝装置及所述浓缩液槽中产生的尾气进行处理；

喷淋吸收塔，所述喷淋吸收塔与所述等离子体尾气处理设备连通，所述喷淋吸收塔能够对所述等离子体尾气处理设备处理后的气体进行吸收。

在其中一个实施例中，还包括尾气管道，所述尾气管道的一端与所述分解装置、所述ph调节池、所述冷凝装置及所述浓缩液槽均连通，所述尾气管道的另一端与所述等离子体尾气处理设备连通，以将所述分解装置、所述ph调节池、所述冷凝装置及所述浓缩液槽中产生的尾气输送至所述等离子体尾气处理设备中。

在其中一个实施例中，所述冷凝装置包括连通的换热器和冷凝水池，所述换热器与所述单蒸釜连通，铜蚀刻废液经所述单蒸釜蒸馏后的蒸汽能够进入所述换热器中进行冷凝，然后进入所述冷凝水池中储存。

在其中一个实施例中，还包括动力装置，所述动力装置包括计量泵、两个稠浆泵和引风机，所述计量泵能够将所述缓冲罐中的铜蚀刻废液泵入所述分解装置中，所述稠浆泵中的一个能够将所述ph调节池处理后的铜蚀刻废液泵入所述单蒸釜中，另一个能够将所述单蒸釜中蒸馏后的铜蚀刻废液泵入所述浓缩液槽中，所述引风机与所述喷淋吸收塔连通，所述引风机能够将所述等离子体尾气处理设备处理后的尾气引入所述喷淋吸收塔中。

在其中一个实施例中，所述喷淋吸收塔有多个，多个所述喷淋吸收塔依次串联。

附图说明

图1为一实施方式的铜蚀刻废液中过氧化氢的分解装置的示意图；

图2为一实施方式的铜蚀刻废液的处理系统的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一实施方式的铜蚀刻废液中过氧化氢的分解装置100，包括：壳体110、多个挡板120及催化剂填料层130。

其中，壳体110具有容置腔112，壳体110的壳壁上设有进料口114和出料口116，进料口114和出料口116均与容置腔112连通。

多个挡板120均收容于容置腔112内，且多个挡板120间隔设置，多个挡板120将容置腔112分隔成多个格子，每个挡板120的一端均开设有连通孔1201，以供铜蚀刻废液流过，每相邻两个挡板120的连通孔1201错位设置，靠近进料口114的挡板120的连通孔1201设置在挡板120远离进料口114的一端，靠近出料口116的挡板120的连通孔1201设置在挡板120远离出料口116的一端，以使进入壳体110内的铜蚀刻废液依次经每个格子后流出壳体110。

催化剂填料层130设置在每个格子中，且催化剂填料层130能够对铜蚀刻废液中的过氧化氢进行分解。

进一步地，上述分解装置100还包括盖体140，盖体140能够盖设在壳体110的顶端并遮蔽壳体110的顶端，且盖体140与壳体110可拆卸连接。具体地，盖体140通过法兰连接在壳体110上。通过将盖体140与壳体110可拆卸连接便于向壳体110中放入催化剂填料。

在图1所示中，进料口114和出料口116均设置在壳体110的侧壁上，且靠近壳体110的顶端，挡板120有五个，从靠近进料口114到靠近出料口116的方向，五个挡板120依次命名为第一挡板121、第二挡板122、第三挡板123、第四挡板124及第五挡板125，第一挡板121和第五挡板125远离连通孔1201的一端与盖体140间隔，且第一挡板121和第五挡板125远离连通孔1201的一端较进料口114和出料口116更靠近壳体110的顶端，第三挡板123远离连通孔1201的一端与盖体140抵接，第二挡板122和第四挡板124远离连通孔1201的一端与壳体110的底壁抵接。

将第一挡板121和第五挡板125远离连通孔1201的一端与盖体140间隔，是因为过氧化氢发生分解时会产生大量气泡，将第一挡板121和第三挡板123与盖体140间隔，留一个缝隙使得产生大量的气泡可以逸到相邻格子中，避免装置内的压力过大。而第三挡板123与盖体140之间抵接，形成密封，是为了避免出现异常情况时(如进料速度过快、填料层阻塞等)导致铜蚀刻废液直接从盖体140与挡板120之间的缝隙流过装置并从出料口116流出，未进行有效处理。

可以理解，在其他实施例中，挡板120的数量并不限于五个，还可以为其他数量，如七个、九个等。

具体地，盖体140设有排气口142和排气阀144，排气口142与壳体110的容置腔112连通，排气阀144设在排气口142处。在图1中，排气口142和排气阀144均有两个。可以理解，在其他实施例中，排气口142和排气阀144的数量不限于两个，还可以为一个、三个、四个等。通过设置排气口142和排气阀144，使得在实际处理中设备压力异常时(如进料速率过快、废液中的过氧化氢浓度过高等)能够通过打开排气阀144泄压，为分解装置100提供一个安全保障。

进一步地，盖体140还设有压力表146，压力表146能够指示壳体110内的压力。在图示中，压力表有两个。可以理解，在其他实施例中，压力表不限于为两个，还可以为一个、三个、四个等。

上述铜蚀刻废液中过氧化氢的分解装置100中，催化剂填料层130能够对铜蚀刻废液中的过氧化氢进行分解，并有效控制过氧化氢的分解速度。另外，通过在壳体110中设置多个挡板120，多个挡板120将壳体110的容置腔112分隔为多个格子，相邻两个挡板120的连通孔1201错位设置，且催化剂填料层130设置在每个格子中，使得进入分解装置100中的铜蚀刻废液依次经过每个格子中的催化剂填料层130进行催化，提高催化效率，且避免铜蚀刻废液从进料口114进入后直接从出料口116排出而未进行有效分解。因此，上述分解装置100能够使铜蚀刻废液中的过氧化氢进行安全稳定分解，避免不及时处理或处理不当，造成过氧化氢发生剧烈分解。

请参阅图2，一实施方式的铜蚀刻废液的处理系统10，包括：缓冲罐200、分解装置100、ph调节池300、单蒸釜400、冷凝装置500、浓缩液槽600、等离子体尾气处理设备700及喷淋吸收塔800。

其中，缓冲罐200能够承装铜蚀刻废液。在实际生产中，将收运得来的铜蚀刻废液从槽车中泵入缓冲罐200。

分解装置100为上述实施方式中的分解装置100，在此不再赘述。缓冲罐200中的铜蚀刻废液能够进入分解装置100中进行分解。在其中一个实施例中，分解装置100与缓冲罐200连通。具体地，缓冲罐200的底部出口与分解装置100的进料口114连通。

ph调节池300能够对分解装置100处理后的铜蚀刻废液的ph进行调节。具体地，ph调节池300与分解装置100连通，分解装置100处理后的铜蚀刻废液能够进入ph调节池300。在其中一个实施例中，分解装置100处理后的铜蚀刻废液经出料口116由管道进入ph调节池300中。进一步地，ph调节池300能够将铜蚀刻废液的ph调至碱性。经ph调节池300处理后的铜蚀刻废液中的铜离子等金属离子沉淀。在其中一个实施例中，ph调节池300中还设有搅拌装置和ph计。搅拌装置能够对ph调节池300中的铜蚀刻废液进行搅拌。ph计能够检测ph调节池300中的铜蚀刻废液的ph值。

单蒸釜400能够对ph调节池300处理后的铜蚀刻废液进行蒸馏。

铜蚀刻废液经单蒸釜400蒸馏后的蒸汽能够进入冷凝装置500。具体地，冷凝装置500与单蒸釜400连通，铜蚀刻废液经单蒸釜400蒸馏后的蒸汽进入冷凝装置500中进行冷凝。具体地，冷凝装置500包括连通的换热器和冷凝水池，换热器还与单蒸釜400连通，铜蚀刻废液经单蒸釜400蒸馏后的蒸汽先进入换热器中进行冷凝，然后进入冷凝水池中储存。

在其中一个实施例中，换热器为钛板换热器。

铜蚀刻废液经单蒸釜400蒸馏后的液体能够进入浓缩液槽600中。

等离子体尾气处理设备700能够对分解装置100、ph调节池300、冷凝装置500及浓缩液槽600中产生的尾气进行处理。尾气在等离子体尾气处理设备700时，电场放电产生高能电子，与尾气中的污染物形成活性基团，经过一系列反应以达到降解污染物的目的，使铜蚀刻废液处理过程中不产生臭气。采用等离子体尾气处理设备具有净化效率高、不产生二次污染等优点。在其中一个实施例中，等离子体尾气处理设备700为低温等离子体尾气处理设备700。

喷淋吸收塔800与等离子体尾气处理设备700连通，等离子体尾气处理设备700处理后的气体能够进入喷淋吸收塔800中。

进一步地，铜蚀刻废液的处理系统10还包括尾气管道900，尾气管道900的一端与分解装置100、ph调节池300、冷凝装置500及浓缩液槽600均连通，尾气管道900的另一端与等离子体尾气处理设备700连通，以将分解装置100、ph调节池300、冷凝装置500及浓缩液槽600中产生的尾气输送至等离子体尾气处理设备700中。

进一步地，铜蚀刻废液的处理系统10还包括动力装置(图未示)。具体地，动力装置包括计量泵、两个稠浆泵及引风机。其中，计量泵能够将缓冲罐200中的铜蚀刻废液泵入分解装置100中。稠浆泵中的一个能够将ph调节池300处理后的铜蚀刻废液泵入单蒸釜400中，另一个能够将单蒸釜400中蒸馏后的铜蚀刻废液泵入浓缩液槽600中。引风机与喷淋吸收塔800连通，引风机能够将等离子体尾气处理设备700处理后的尾气引入喷淋吸收塔800中。

在其中一个实施例中，喷淋吸收塔800有一个。在另一个实施例中，喷淋吸收塔800有多个，多个喷淋吸收塔800依次串联，其中一个喷淋吸收塔800与等离子体尾气处理设备700连通，另一个喷淋吸收塔800与引风机连通。

上述铜蚀刻废液的处理系统10的工作过程如下：

将收运得来的铜蚀刻废液从槽车中泵入缓冲罐200中，利用计量泵将缓冲罐200中的铜蚀刻废液及时泵入分解装置100中进行催化分解，催化分解过程中产生的尾气进入尾气管道900中。铜蚀刻废液经分解装置100分解后通过管道自流进入ph调节池300中，向ph调节池300中投加一定量固体碱(氢氧化钠或氢氧化钙等)，搅拌至溶液ph为8～9，再通过稠浆泵将ph调节池300处理后的铜蚀刻废液泵入单蒸釜400中，调节ph过程中产生的尾气进入尾气通道中。在一定的温度和真空度下将单蒸釜400中的铜蚀刻废液蒸至基本无馏出液为止，单蒸釜400中产生的蒸汽从顶部出气口排出，经换热器和水冷得到的冷凝水自流进入冷凝水池中，未冷凝下来的气体进入尾气管道900中，单蒸釜400中剩下的铜蚀刻废液通过稠浆泵由底部出口泵入浓缩液槽600中。分解装置100、ph调节池300、冷凝水池、浓缩液槽600的顶部排气口142均通过尾气管道900与低温等离子体尾气处理设备700的进气口相连，经低温等离子体处理后的尾气进入喷淋吸收塔800进一步处理，气体流动的动力由装置末端的引风机提供。

为保证蚀刻速率的可控，传统技术通常会在铜蚀刻液配方中添加一定量的有机胺类缓蚀剂(亚氨基二乙酸、五氨基四氮唑等)，导致产生的铜蚀刻废液中含一定量的有机胺，cod含量较高(50000mg/l～100000mg/l)，在氧化降解cod的过程中，由于有机胺类物质的分解会产生极难闻的臭气，导致操作环境非常恶劣，传统的铜蚀刻废液的处理系统10无法解决处理过程中产生的极难闻臭气的问题。

而上述铜蚀刻废液的处理系统10至少具有以下优点：

(1)铜蚀刻废液中的过氧化氢的分解安全可控，不会存在冒罐或爆炸的安全隐患，且过氧化氢氧化分解过程中会产生一定量的羟基自由基，羟基自由基能够与铜蚀刻废液中的有机物发生氧化反应，达到降低废液中cod的目的。

(2)采用上述铜蚀刻废液的处理系统10对铜蚀刻废液进行处理使得生产过程中，车间的臭气处理彻底，生产工况得以改善。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。