沸石轉(zhuǎn)輪中VOCs殘留的處理辦法目前國(guó)內(nèi)外對(duì)VOC的末端治理方法有:冷凝、吸附、氧化、生物處理、吸收、等離子體凈化等。以沸石材料為載體的吸附濃縮法處理VOC廢氣(沸石轉(zhuǎn)輪)得到了較為廣泛的應(yīng)用。
全國(guó)對(duì)VOCs污染物防治的要求和力度逐漸加強(qiáng),低濃度廢氣治理的沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮法成為了很多企業(yè)的優(yōu)選治理方案。在使用的過(guò)程中,因?yàn)閂OCs在轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的殘留,會(huì)導(dǎo)致沸石轉(zhuǎn)輪劣化,處理效率降低,要如何避免和應(yīng)對(duì)這樣的情況呢?降低沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備內(nèi)部VOCs殘留主要從改善VOCs廢氣的進(jìn)氣質(zhì)量和加強(qiáng)脫附效率兩方面入手。
01廢氣預(yù)處理
廢氣預(yù)處理措施通常有除塵、除濕、除霧、除高沸物等。針對(duì)要處理的VOCs廢氣實(shí)際情況,需選取適當(dāng)?shù)膹U氣預(yù)處理措施。比如,半導(dǎo)體生產(chǎn)制造過(guò)程對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所的顆粒物有嚴(yán)格的要求,生產(chǎn)場(chǎng)所通常為潔凈車間。因此,有機(jī)廢氣中的顆粒物含量極少,通常無(wú)需進(jìn)行除塵預(yù)處理。
比如,芯片制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的主要有機(jī)原料通常具有低沸點(diǎn)、易揮發(fā)的特點(diǎn),但仍不排除少量高沸點(diǎn)物質(zhì),如剝離液的主要成分二甘醇胺(沸程218~224℃)等??稍诟叻悬c(diǎn)物質(zhì)的處理工序中增設(shè)冷凝、前道活性炭吸附等預(yù)處理裝置,以避免VOCs廢氣中難脫附的高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪。高沸點(diǎn)VOCs進(jìn)入廢氣管道后容易凝結(jié),從而使廢氣濕度增大。
當(dāng)進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的有機(jī)廢氣濕度大于80%時(shí),將對(duì)疏水性沸石分子篩產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。因此,建議對(duì)高濕度廢氣增設(shè)干燥除濕預(yù)處理裝置,使得進(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)。
02高溫再生
據(jù)對(duì)國(guó)內(nèi)芯片企業(yè)開(kāi)展的調(diào)研可知,芯片制造業(yè)常用的有機(jī)物質(zhì)有異丙醇(沸點(diǎn)為82.45℃)、丙二醇單甲醚乙酸酯(沸點(diǎn)為146℃);同時(shí)還含有少量的高沸點(diǎn)物質(zhì),例如二甘醇胺(沸程218~224℃)。通常芯片制造業(yè)沸石轉(zhuǎn)輪的再生溫度為180-200℃,在此再生溫度下,高沸點(diǎn)的二甘醇胺等物質(zhì)將無(wú)法從沸石轉(zhuǎn)輪上有效脫附,從而逐漸積聚在轉(zhuǎn)輪內(nèi)部。
經(jīng)過(guò)對(duì)沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的高沸點(diǎn)物質(zhì)聚集情況開(kāi)展的研究,可知當(dāng)沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)運(yùn)行1個(gè)月后,轉(zhuǎn)輪內(nèi)部確實(shí)有較大量的有機(jī)物積聚,其有機(jī)物積聚量即達(dá)6wt%。進(jìn)行有效的高溫脫附之后,其內(nèi)部的有機(jī)物積聚量可降低約40%~60%。因此,高溫脫附可較為有效地去除沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部積聚的高沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)。
企業(yè)應(yīng)根據(jù)廢氣的實(shí)際產(chǎn)生情況,分析廢氣組成分布,分析高沸點(diǎn)物質(zhì)占比情況,以及廢氣的產(chǎn)生總量等內(nèi)容,從而確定高溫再生頻次。較為適宜的高溫再生頻次為2~3個(gè)月一次。
高溫再生的溫度也會(huì)影響高溫脫附效果。若高溫脫附溫度選取過(guò)低,則高沸點(diǎn)物質(zhì)仍無(wú)法有效脫除;若高溫脫附溫度選取過(guò)高,將對(duì)沸石分子篩的骨架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響,從而降低其使用壽命。高溫脫附溫度宜選取300℃左右,并且,相應(yīng)的沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部配件均需采用可耐300℃高溫的密封配件。
03水洗再生
芯片制造業(yè)常用的有機(jī)物質(zhì)(如異丙醇、丙二醇單甲醚乙酸酯等)通常具有較好的水溶性,可采用水洗再生的方式去除沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部聚集的高沸點(diǎn)物質(zhì)。
水洗再生可有效提高沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的治理效率,對(duì)于工廠,當(dāng)水洗再生次數(shù)達(dá)到4~6次/年時(shí),沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的治理效率可達(dá)95%~99%。因此,適當(dāng)增加定期水洗再生頻次,可有效防止高沸點(diǎn)物質(zhì)在沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的聚集,保持高治理效率。
由于沸石轉(zhuǎn)輪通常采用無(wú)機(jī)粘合劑將分子篩涂覆在陶瓷纖維紙表面制造而成,故水洗時(shí)不僅轉(zhuǎn)輪不會(huì)發(fā)生龜裂形變,也不會(huì)發(fā)生由于分子篩脫落所導(dǎo)致的性能劣化、使用壽命縮短等問(wèn)題。
但是,水洗時(shí)需要注意水質(zhì)狀況,若其中大量含有鈣、鎂等離子,將可能在沸石內(nèi)部形成碳酸鹽,阻塞沸石轉(zhuǎn)輪的蜂窩狀孔道;水中所含微量重金屬物質(zhì)、氯等也會(huì)毒化沸石。
值得注意的是,并非所有沸石轉(zhuǎn)輪材質(zhì)均耐水洗,企業(yè)應(yīng)在水洗再生之前,向沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備的制造廠商做好相關(guān)的咨詢工作。
04高壓空氣吹掃
企業(yè)在停機(jī)檢維修期間,采用高壓空氣對(duì)沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)行吹掃。然而,高壓空氣吹掃通常只可清除沸石轉(zhuǎn)輪表面附著的灰塵,而VOCs有機(jī)質(zhì)通常吸附在分子篩孔道內(nèi)部,無(wú)法得到有效的脫除,還需與上述其他處理方式配合選用。
來(lái)源:環(huán)保