沸石轉(zhuǎn)輪中VOCs殘留的處理方法

 

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。

 

在使用過程中，VOCs殘留在轉(zhuǎn)輪中，會導(dǎo)致沸石轉(zhuǎn)輪降解，降低處理效率。如何避免和處理這樣的情況？

 

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

 

01.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(shí)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少，通常不需要除塵預(yù)處理。

 

例如，芯片制造生產(chǎn)過程中使用的主要有機(jī)原料通常具有低沸點(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)的處理過程中，可以增加冷凝、前期活性炭吸附等預(yù)處理裝置，避免VOCs廢氣中難以脫附的高沸點(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(shí)，會對疏水性沸石分子篩產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此，建議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)。

 

02.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。

 

研究了沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)中高沸點(diǎn)物質(zhì)的積累情況，可以看出，沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)運(yùn)行一個(gè)月后，轉(zhuǎn)輪中確實(shí)積累了***量的有機(jī)物，積累的有機(jī)物量為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(shí)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(gè)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。

 

03.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(shí)，沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的處理效率可達(dá)95% ~ 99%。因此，增加定期水洗的再生頻率，可以有效防止沸石轉(zhuǎn)輪中高沸點(diǎn)物質(zhì)的積累，保持較高的處理效率。

 

由于沸石轉(zhuǎn)輪通常是通過在陶瓷纖維紙表面涂覆無機(jī)粘結(jié)劑來制備分子篩，不僅轉(zhuǎn)輪不會開裂變形，而且洗滌時(shí)也不會出現(xiàn)分子篩脫落導(dǎo)致的性能下降、使用壽命縮短等問題。

 

不過洗的時(shí)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，并不是所有的沸石轉(zhuǎn)輪材料都是可以水洗的，企業(yè)在水洗和再生之前應(yīng)該咨詢沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備的廠家。

 

04.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去除附著在沸石轉(zhuǎn)輪表面的灰塵，而VOCs有機(jī)物通常吸附在分子篩孔隙中，無法有效去除，需要配合上述其他處理方法進(jìn)行選擇。