太陽電池產業晶柱切割製程廢切削液回收研究｜國立中央大學博碩士論文系統

簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表

研究生：	宋國榮 Kuo-Jung Sung
論文名稱：	太陽電池產業晶柱切割製程廢切削液回收研究
指導教授：	張木彬 Moo-Been Chang
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	工學院 - 環境工程研究所 Graduate Institute of Environmental Engineering
畢業學年度：	99
語文別：	中文
論文頁數：	100
中文關鍵詞：	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
外文關鍵詞：	crystal-stick-cutting, solar-battery, cutting waste liquid, ethylene glycol, silicon carbide, pressure-reducing distillation
相關次數：	點閱：15 下載：0
分享至:	分享至facebook 分享至twitter

查詢本校圖書館目錄查詢臺灣博碩士論文知識加值系統勘誤回報

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。

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.

第一章 研究緣起與目的 ............................................ 1
1 研究緣起 ............................................... 1
2 研究目的 ............................................... 3
第二章 文獻回顧 .................................................. 5
1 太陽能電池產業 ......................................... 5
1.1 產業鍊 .............................................. 6
1.2 台灣太陽光電產業發展 ................................ 8
1.3 未來太陽能產業發展趨勢分析 .......................... 9
3 晶柱切片 ............................................... 9
3.1 晶柱切片簡介 ........................................ 9
3.2 切割晶柱加工模式 .................................... 11
4 切削液 ................................................. 12
4.1 切削液目的及作用 .................................... 13
4.2 切削液各項指標 ...................................... 14
4.3 二乙二醇 ............................................ 15
4.4 碳化矽 .............................................. 15
4.5 界面活性劑 .......................................... 17
5 國內目前廢切削液處理現況 ............................... 19
5.1 相關法規 ............................................ 19
5.2 目前有關廢切削液處理方式簡介 ........................ 21
6 廢切削液可行回收處理方法 ............................... 24
6.1 物理處理方法 ........................................ 25
6.2 化學處理方法 ........................................ 26
6.3 蒸餾 ................................................ 28
第三章 研究方法 .................................................. 31
1 研究規畫與範圍 ......................................... 31
2 研究方法 ............................................... 33
3 實驗儀器 ............................................... 35
第四章 結果與討論 ................................................ 38
1 廢切削液分析 ........................................... 38
1.1 廢切削液組成分析 .................................... 38
1.2 廢切削液不適焚化說明 ................................ 42
2 沉澱靜置 ............................................... 43
3 混凝 ................................................... 46
4 過濾 ................................................... 50
5 蒸餾 ................................................... 52
5.1 操作溫度與壓力 ...................................... 52
5.2 蒸餾過程、產物分析探討 .............................. 56
6 實廠操作 ............................................... 59
6.1 蒸發裝置 ............................................ 60
6.2 批次蒸餾之步驟及操作時間 ...................... 61
6.3 所需能量 ............................................ 61
7 乾燥 ................................................... 63
8 回收率 ................................................. 64
9 回收產品市場接受度探討 ................................. 66
9.1 含水率 .............................................. 66
9.2 色度 ................................................ 67
9.3 濃度 ................................................ 67
9.4 價格 ................................................ 69
10 廢切削液回收效益 ....................................... 69
10.1 經濟效益 ............................................ 69
10.2 環境效益 ............................................ 73
第五章 結論與建議 ................................................ 76
1 結論 ................................................... 76
2. 建議 ................................................... 78
參考文獻 .......................................................... 79

                                

【1】薛仲男，「歐盟三大環保指令簡介」，產經資訊，2005。
【2】潘時正、曾迪華、李釗，「下水污泥灰渣特性及再利用於水泥材料之評估」；國立中央大學環境工程學刊第五期，1998。
【3】謝尚潔、楊涵茵、林楷倫、李豐穎，「從物理化學觀點看綠色能源；以多晶矽太陽能電池矽基板製造技術為例」，中華化學會，化學專題報導，第六十五卷，第四期（2007.12）。
【4】工研院，「臺灣矽晶太陽光電產業鏈分析」，2008。
【5】經濟部工業局，「工業廢棄物清理與資源化資訊網半導體資源化應用技術手冊」中華民國98年6月。
【6】王啟秀、孔祥科、左玉婷，「全球能源產業趨勢研究—以臺灣太陽能光電產業為例」，中華管理評論國際學報，第十一卷，第三期 (2008) 。
【7】沈岳文，「游離再生磨粒線切割加工對矽晶圓品質特性之影響」
國立雲林科技大學，機械工程，碩士論文， 2004。
【8】陳宇君，「碳化矽粒子於乙二醇中之行為研究探討」
國立中央大學材料科學與工程研究所碩士論文2009 。
【9】張鳳林、袁慧、周玉梅、王成甬，「珪片精密切割多線鋸研究進展，廣東工業大學」，機電工程學院，2006。
【10】王世榮、李祥高、劉東志，「表面活性劑化學」；化學工業出版，中國大陸。
【11】D.R.Rowe ，G.Tchobanoglous (譯述者毛廸)「空氣污染與固態廢物」，科技圖書股份有限公司。
【12】楊肇政、鄭阿全，「污染防治」，高立圖書有限公司，1984。
【13】章裕民，「焚化處理技術」，新文京開發出版股份有限公司，1993。
【14】林文崇、劉秋敏、李淑莉行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告芳香烴萃取溶劑之回收再利用研究。崑山大學，1993。
【15】株式會社IHI回轉機械「Wire Saw Slurry Recycle System」，日本，汎用機サービス事業部　分離SYSTEM部，
台灣，佳值貿易股份有限公司。
【16】鄧宗禹、黃志彬、邱顯盛，「化學機械研磨廢液之處理與回收」
國立交通大學環境工程研究所。毫微米通訊第九卷第一期。2002
【17】程能林，「溶劑手冊第3版」，化學工業出版，中國大陸，2002。
【18】經濟部工業局工業污染防治技術服務團，
「廢水處理常用化學藥劑手冊」， 1994。
【19】經濟部工業局工業污染防治技術服務團，「化學混凝處理單元設計與操作」，工業污染防治技術手冊之二十六，1980。
【20】黃正義、張添晉、陳孝行著；「資源廢棄物回收再利用管理」，1994。
【21】郭天裕，「大專校院實驗室廢液流佈與管理機制之探討」
國立中央大學環境工程研究所碩士論文2006。
【22】謝福環，「特殊有機廢溶劑純化再利用之研究」
國立中央大學環境工程研究所碩士論文2007。
【23】宜蘭縣政府環境保護局，「廢溶劑作為水泥窯輔助燃料之環境管理計畫暨固定污染源連續自動監測設施功能查核及維護計畫」，九十五年度。
【24】「有害事業廢棄物中間處理技術」，廢棄物清除處理專業技術員訓練教材。
【25】物質安全資料表，東聯化學股份有限公司高雄林園廠 2003 。
【26】資源回收再利用法，事業廢棄物再利用資訊網站(http://www.epa.gov.tw/H/waste/reuse/)
【27】晶圓切削液，達興材料股份有限公司 2008。
【28】張學義、張素民；「單元操作（下)」；文京圖書有限公司1996。
【29】太陽電池產業廢液回收再生，經濟部97年度科技研究發展專案，財團法人中國生產力中心計畫管理，小型企業創新研發計畫（SBIR，契約編號S09800030054-123)，勁錸科技股份有限公司2009。
【30】財團法人國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心，「我們的未來」。
【31】郭佳儱夏子翔「前固定磨粒線鋸開發與鋸切硬脆材料之特性研究」國立雲林科技大學機械工程研究所，2006。
【32】梁峻碩，「線鋸切割太陽能基板之研究」，國立台灣科技大學，
機械工程系，碩士論文，2008。
【33】金順志，工研院環安中心，廢棄物碳化資源回收處理技術員，「資源回收處理技術」，2002。
【34】謝軍，張小東，曾維強，袁斌「太陽能晶矽片切割刃料」廣發證券公司研究報告，2010。
【35】王釿鋊「國內風力、太陽能、生質能發展與展望」中技社，2010。
【36】經濟部網站資料(http://www.moea.gov.tw) 。
【37】yahoo；google網站資料

簡易檢索 / 詳目顯示

相關論文