降低沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備中VOCs殘留的方法

 

目前***內(nèi)外對VOC的末端處理方法有冷凝、吸附、氧化、生物處理、吸收、等離子體凈化等。以沸石為載體的吸附濃縮法處理VOCs廢氣(沸石轉(zhuǎn)輪)已得到廣泛應(yīng)用。我***防治VOCs的要求和力度逐步加強(qiáng)，沸石輪吸附濃縮法處理低濃度廢氣成為許多企業(yè)***的處理方案。

為了減少沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備中VOCs的殘留，可以改善VOCs廢氣的入口質(zhì)量，提高脫附效率。

(1)廢氣預(yù)處理

廢氣預(yù)處理措施通常包括除塵、除濕、除霧、高沸點(diǎn)去除等。根據(jù)待處理VOCs廢氣的實際情況，選擇合適的廢氣預(yù)處理措施。比如半導(dǎo)體的制造工藝對生產(chǎn)現(xiàn)場的顆粒物有嚴(yán)格的要求，一般都是清潔車間。因此，有機(jī)廢氣中顆粒物的含量很小，通常不需要除塵預(yù)處理。

比如芯片制造生產(chǎn)過程中使用的主要有機(jī)原料具有低沸點(diǎn)和揮發(fā)性的***點(diǎn)，但仍不排除少量高沸點(diǎn)物質(zhì)，如汽提液的主要成分二甘醇胺(沸程218 ~ 224℃)。在高沸點(diǎn)物質(zhì)的主要工序中可以增加冷凝、前期活性炭吸附等預(yù)處理裝置，減少VOCs廢氣中的高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪。

高沸點(diǎn)的VOCs進(jìn)入廢氣管道后容易冷凝，從而增加廢氣的濕度。當(dāng)進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的有機(jī)廢氣濕度超過80%時，會對疏水性沸石分子篩產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，建議企業(yè)對高濕度廢氣增加干燥除濕預(yù)處理裝置，使進(jìn)入廢水轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的廢氣濕度保持在穩(wěn)定可控的范圍內(nèi)。

(2)高溫再生

據(jù)***內(nèi)芯片企業(yè)調(diào)查，芯片制造行業(yè)常用的有機(jī)物有異丙醇(沸點(diǎn)82.45℃)、丙二醇單甲醚醋酸酯(沸點(diǎn)146℃)；還含有少量高沸點(diǎn)物質(zhì)，如二甘醇胺(沸點(diǎn)范圍218 ~ 224℃)。

芯片制造業(yè)中沸石轉(zhuǎn)輪的再生溫度一般為180-200℃。在此再生溫度下，二甘醇胺等高沸點(diǎn)物質(zhì)不能有效地從沸石轉(zhuǎn)輪中脫附出來，逐漸在轉(zhuǎn)輪中積累。

研究了高沸點(diǎn)物質(zhì)在沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)中的積累。沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)運(yùn)行一個月后，轉(zhuǎn)輪中積累了***量的有機(jī)物，積累的有機(jī)物量達(dá)到6wt。經(jīng)過有效的高溫脫附，有機(jī)物在其中的積累可減少40% ~ 60%左右。因此，高溫脫附可以有效去除沸石轉(zhuǎn)輪中積累的高沸點(diǎn)有機(jī)物。

企業(yè)應(yīng)根據(jù)廢氣的實際產(chǎn)生量，分析廢氣的組成和分布、高沸點(diǎn)物質(zhì)的比例和廢氣總量，從而確定高溫再生的頻率。適宜的高溫再生頻率為2 ~ 3個月一次。

高溫再生的溫度也會影響高溫脫附效果。如果高溫脫附溫度過低，高沸點(diǎn)物質(zhì)無法有效去除；如果脫附溫度過高，會在一定程度上影響沸石分子篩的骨架結(jié)構(gòu)，從而降低其使用壽命。高溫下的脫附溫度應(yīng)在300℃左右，沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部配件應(yīng)使用能承受300℃高溫的密封配件。

(3)水洗和再生

芯片制造行業(yè)常用的有機(jī)物(如異丙醇、丙二醇單甲醚乙酸酯等。)通常具有******的水溶性，沸石轉(zhuǎn)輪中積累的高沸點(diǎn)物質(zhì)可以通過水洗和再生去除。

水洗再生可以有效提高沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的處理效率。對于工廠來說，當(dāng)水洗再生次數(shù)達(dá)到4 ~ 6次/年時，沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的處理效率可達(dá)95% ~ 99%。因此，適當(dāng)增加定期水洗和再生的頻率，可以有效防止高沸點(diǎn)物質(zhì)在沸石轉(zhuǎn)輪中的積累，保持高效的處理效率。

沸石轉(zhuǎn)輪通常是在陶瓷纖維紙表面涂覆無機(jī)粘結(jié)劑制成的分子篩。因此，用水清洗時，不僅轉(zhuǎn)輪不會開裂變形，也不會出現(xiàn)因分子篩脫落而導(dǎo)致性能下降、使用壽命縮短等問題。

不過洗的時候要注意水質(zhì)。如果其中有***量的鈣鎂等離子體，則沸石內(nèi)部可能形成碳酸鹽，堵塞沸石轉(zhuǎn)輪的蜂窩通道；水中含有的微量重金屬和氯也會使沸石中毒。值得注意的是，并非所有的沸石轉(zhuǎn)輪材料都可以水洗。企業(yè)在水基再生前，應(yīng)咨詢沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備制造商。

(4)用高壓空氣吹掃

在停機(jī)、檢查和維護(hù)期間，用高壓空氣吹掃沸石轉(zhuǎn)輪。但高壓空氣吹掃只能清除附著在沸石轉(zhuǎn)輪表面的灰塵，而VOCs有機(jī)物通常吸附在分子篩孔隙內(nèi)，無法有效去除，需要配合上述其他處理方法進(jìn)行選擇。