一、半導體廢氣簡述
隨著信息化時代的到來,半導體行業也在迅速發展,半導體廠給社會帶來的經濟效益及就業率有目共睹的,但隨之而來的還有對大氣的污染。在半導體生產中使用的清洗劑、顯影劑、光刻膠、蝕刻液等溶劑中含有大量有機物成分,在制造工藝過程中,這些有機溶劑大部分通過揮發成為廢氣排放。其廢氣的主要成分是VOCs,同時廢氣中還混合了HCl、氨、HF等污染物,此類污染物排入大氣會造成環境污染,同時也會對工廠周圍居民身體健康造成影響。因此,必須對半導體廢氣進行凈化處理后達到排放要求。
二、半導體廢氣處理方法
半導體廢氣有酸性廢氣、VOCs有機廢氣。半導體酸廢氣處理通常采用堿液體噴淋法,又稱化學洗滌法。因液體自身具有的溶解特性,可以更好地捕捉沉降,溶解去除污染物,而達到大氣排放標準,故噴淋法是半導體行業酸堿廢氣治理普遍采用的主要處理方法。VOCs有機廢氣處理常見主要有活性炭吸附法、離子凈化法、UV光解凈化法、燃燒法等,下面中仁環保詳細介紹半導體廢氣處理方法。
(1)活性炭吸附法
活性炭吸附法主要原理就是利用多孔固體吸附劑(活性碳、硅膠、分子篩等)來處理有機廢氣,這樣就能夠通過化學鍵力或者是分子引力充分吸附有害成分,并且將其吸附在吸附劑的表面,從而達到凈化有機廢氣的目的。吸附法目前主要應用于大風量、低濃度(≤800mg/m3)、無顆粒物、無粘性物、常溫的低濃度有機廢氣凈化處理。
活性炭凈化率高(活性炭吸附可達到95%以上),實用遍及,操縱簡單,投資低。在吸附飽和以后需要更換新的活性炭,更換活性炭需要費用,替換下來的飽和以后的活性炭也是需要找專業人員進行危廢處理,運行費用高。
(2)離子凈化法
離子凈化法利用離子體內部產生富含極高化學活性的特點,使用高壓放電裝置在放電時產生高能電子和離子,將空氣中的氧分子進行分離,氧分子吸收能量后產生游離態的氧離子,有機廢氣污染物與游離氧基團發生反應,最終轉化為CO2和H2O等物質,從而達到凈化廢氣的目的。
此種方法具有適用范圍廣,凈化效率高,設備占地面積小特點,適用于其他方法較難處理的有機廢氣體;但由于采用高壓放電裝置,在含水、含塵、有機廢氣濃度較高的密閉空間易發生爆炸,存在安全隱患,現在很少采用此方法處理廢氣,因而限制了其使用。
(3)UV光解凈化法
UV光解凈化法利用高能UV紫外線光束分解空氣中的氧分子產生游離氧(即活性氧),因游離氧所攜帶正負電子不平衡所以需與氧分子結合,進而產生臭氧,臭氧具有很強的氧化性,通過臭氧對有機廢氣、惡臭氣體進行協同光解氧化作用,使有機廢氣、惡臭氣體物質降解轉化成低分子化合物、CO2和H2O。
UV光解法具有高效處理效率,可達到95%以上;適應性強,可適應中低濃度,大氣量,不同有機廢氣以及惡臭氣體物質的凈化處理;產品性能穩定,運行穩定可靠,每天可24小時連續工作;運行成本低,設備耗能低,無需專人管理與維護,只需作定期檢查。UV光解法因采用光解原理,模塊采取隔爆處理,消除了安全隱患,防火、防爆、防腐蝕性能高,設備性能安全穩定,特別適用于化工、制藥等防爆要求高的行業。
(4)燃燒法
燃燒法只在揮發性有機物在高溫及空氣充足的條件下進行完全燃燒,分解為CO2和H2O。燃燒法適用于各類有機廢氣,可以分為直接燃燒、熱力燃燒和催化燃燒。
排放濃度大于5000mg/m³ 的高濃度廢氣一般采用直接燃燒法,該方法將VOCs廢氣作為燃料進行燃燒,燃燒溫度一般控制在1100℃,處理效率高,可以達到95%一99%。
熱力燃燒法適合于處理濃度在1000—5000 mg/m³ 的廢氣,采用熱力燃燒法,廢氣中VOCs濃度較低,需要借助其他燃料或助燃氣體,熱力燃燒所需的溫度較直接燃燒低,大約為540—820℃。燃燒法處理VOCs廢氣處理效率高,但VOCs廢氣若含有S、N等元素,燃燒后產生的廢氣直接外排會導致二次污染。
通過熱力燃燒或者催化燃燒法處理有機廢氣,其凈化率是比較高的,但是其投資運營成本極高。因廢氣排放的點多且分散,很難實現集中收集。燃燒裝置需要多套且需要很大的占地面積。熱力燃燒比較適合24小時連續不斷運行且濃度較高而穩定的廢氣工況,不適合間斷性的生產產線工況。催化燃燒的投資和運營費用相對熱力燃燒較低,但凈化效率也相對較低一些;但貴金屬催化劑容易因為廢氣中的雜質(如硫化物)等造成中毒失效,而更換催化劑的費用很高;同時對廢氣進氣條件的控制非常嚴格,否則會造成催化燃燒室堵塞而引起安全事故。
來源:環保
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