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沸石轉(zhuǎn)輪中VOCs殘留的處理辦法
發(fā)布人員： 新聞來源：必高環(huán)保網(wǎng) 發(fā)布日期：2020-12-21 10:32:53
沸石轉(zhuǎn)輪中VOCs殘留的處理辦法
目前國內(nèi)外對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。全國對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。
在使用的過程中，因為VOCs在轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的殘留，會導(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。針對要處理的VOCs廢氣實際情況，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)制造過程對生產(chǎn)場所的顆粒物有嚴(yán)格的要求，生產(chǎn)場所通常為潔凈車間。因此，有機(jī)廢氣中的顆粒物含量極少，通常無需進(jìn)行除塵預(yù)處理。
比如，芯片制造業(yè)生產(chǎn)過程中使用的主要有機(jī)原料通常具有低沸點、易揮發(fā)的特點，但仍不排除少量高沸點物質(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物質(zhì)進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪。
高沸點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，將對疏水性沸石分子篩產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。因此，建議對高濕度廢氣增設(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
根據(jù)對國內(nèi)芯片企業(yè)開展的調(diào)研可知，芯片制造業(yè)常用的有機(jī)物質(zhì)有異丙醇（沸點為82.45℃）、丙二醇單甲醚乙酸酯（沸點為146℃）；同時還含有少量的高沸點物質(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，高沸點的二甘醇胺等物質(zhì)將無法從沸石轉(zhuǎn)輪上有效脫附，從而逐漸積聚在轉(zhuǎn)輪內(nèi)部。
經(jīng)過對沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的高沸點物質(zhì)聚集情況開展的研究，可知當(dāng)沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)運行1個月后，轉(zhuǎn)輪內(nèi)部確實有較大量的有機(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)部積聚的高沸點有機(jī)物質(zhì)。
企業(yè)應(yīng)根據(jù)廢氣的實際產(chǎn)生情況，分析廢氣組成分布，分析高沸點物質(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個月一次。
高溫再生的溫度也會影響高溫脫附效果。若高溫脫附溫度選取過低，則高沸點物質(zhì)仍無法有效脫除；若高溫脫附溫度選取過高，將對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，對于工廠，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，故水洗時不僅轉(zhuǎn)輪不會發(fā)生龜裂形變，也不會發(fā)生由于分子篩脫落所導(dǎo)致的性能劣化、使用壽命縮短等問題。
但是，水洗時需要注意水質(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，無法得到有效的脫除，還需與上述其他處理方式配合選用。