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某电子企业酸性废气治理工程实例

时间:2020-12-09 14:35

  北极星大气网讯:摘要:某電子企业在生产过程中产生的酸性废气具有腐蚀性、有毒有害的特点。本文以某电子企业酸性废气治理工程为例,采用“两级碱喷淋塔”工艺,废气处理效率高于95 %。工程实例表明“两级碱喷淋塔”处理工艺可达到深度净化、经济可行、稳定性高的效果。

  电子元件的超声清洗、前清洗、腐蚀、蚀刻、淀积、去污、背面蒸发等生产工艺中,因原辅材料的使用容易产生酸性废气。某电子企业的主要产品为铝电解电容器和电源基板,由于硅片清洗、氧化膜腐蚀、沟槽刻蚀和化学镀镍等生产过程中需要使用大量盐酸,因此该企业产生了大量有组织酸性废气,主要成分为氯化氢,该酸性废气具有腐蚀、有毒有害特性,对周边环境和人身安全可能会产生严重影响[1],合理收集和有效净化处理酸性废气已成为该企业实现清洁生产的关键。

  目前国内外对酸性废气净化手段主要包括吸附法、化学法及湿式高压静电法等[2]。吸附法利用活性炭等吸附剂的未平衡和未饱和分子引力或者化学键力特性对气态分子进行捕捉[3],使气体污染物浓聚并吸附在活性炭表面,由此实现废气净化。该方法操作原理简单,吸附量大,热稳定性好,但净化效率不高,且活性炭消耗量大,具有饱和性,需要定期进行更换。化学法[2]是利用酸碱中和原理实现废气的净化,如碱喷淋塔处理工艺,该工艺利用高速运转的风机和喷嘴,使吸收液充分雾化,加大吸收液与酸性废气的接触面积,达到净化目的。碱喷淋塔净化效率高,经济可行,技术成熟稳定性好,但需要持续加入调配好的吸收液[4]。湿式高压静电法主要通过带电电极放射出电子,把废气电离成正负离子,酸性颗粒碰到电子而产生电荷,荷电后的酸性颗粒向电性相反的电极移动后,移向沉淀电极并将电荷传给沉淀极,失去电荷后的酸雾颗粒靠自重流向设备底部而得以去除;该方法对酸性废气去除率高,但耗电量大,投资成本较高。不同净化技术各有优缺点及其使用范围,电子企业产生的酸性废气腐蚀性强,但现有酸性废气处理装置不能满足去除率大于95%且废气稳定达标排放的要求,综合废气特性、净化效果、经济成本、稳定性等因素,该企业采用喷淋塔以达到酸性废气处理高效、经济的效果。

  该企业工艺废气中的氯化氢执行《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准,氯化氢最高允许排放浓度30mg/m3,最高允许排放速率0.43kg/h,排气筒高度20m。

  为保证企业生产过程中产生的含有氯化氢酸性废气的污染物去除效率达到95%的稳定达标排放目标,并考虑经济性,该企业采取“两级碱喷淋塔”处理工艺对酸性废气进行处理。

  含有氯化氢的酸性废气由风管引入喷淋塔,在风机的动力作用下,迅速充满进气段空间,在喷淋段中吸收液从均布的喷嘴高速喷出,酸性废气与吸收液进行气液两相充分接触吸收中和反应,废气经过净化后,再经除雾板脱水除雾,净化后的气体通过风机排向高空。吸收液吸收完酸性气体成分后落入塔底,沿塔底管道排出,进入污水处理系统。此外,可通过添加界面活性剂进一步提升酸性废气的去除效率。该处理工艺不断消耗吸收液,需持续地将调配好的吸收液注入系统中,用于补充吸收液的消耗。

  根据企业废气特点、工艺分析以及同类废气喷淋塔实际运行效果,采用两级碱液喷淋方式吸收处理酸性废气,酸性废气通过设备配套管道从塔体下方进气口沿切向进入喷淋塔,在风机的动力作用下,迅速充满进气段空间,在喷淋段中吸收液从均布的喷嘴高速喷出,形成无数细小雾滴与气体充分混合、接触,继而被水吸收。喷淋液采用人工配料,碱液保证pH值在10左右,通过控制空塔流速和滞贮时间保证废气吸收过程的稳定。碱喷淋塔运行风量为30000m3/h,空塔气速为1.35m/s,液气比为3L水/m3废气,喷淋密度为9.7m3/(m2﹒h),停留时间为4.8s。该工艺相对较为简单,管理、操作及维修相当方便简洁,不会对车间的生产造成任何影响,由于压降较低,操作弹性大,酸碱反应速度快、进行彻底,且具有很好的除雾性能。

  两级碱喷淋塔投入运行后,测定进、出气口酸性废气中氯化氢的产生浓度、产生速率、排放浓度和排放速率指标,检测结果见表1。由表1可知,进气口氯化氢的产生浓度为5.88mg/m3,产生速率为0.50kg/h;经“两级碱喷淋塔”处理后,氯化氢的排放浓度为0.29mg/m3,排放速率为0.03kg/h,可稳定达到《大气污染物综合排放标准》(GB16297-1996)二级标准,处理效率高达95.1%。结果表明,两级碱喷淋塔对含有氯化氢的酸性废气去除效果显著,可实现废气长期稳定达标排放。

  该工程酸性废气处理系统主要投资为设备的一次性投资、设备运行电费、耗材维护费用、药品费用。设备运行电费约为110万元,耗材维护费用为12万元,药品费用为1.6万元,则年总运行费用为123.6万元,在企业可以接受的范围内,该措施经济上可行。

  针对排放的腐蚀性强的氯化氢酸性废气,该电子企业采用“两级碱喷淋塔”处理系统对其进行处理。通过对比产生、排放浓度和速率可知,该处理系统对氯化氢酸性废气的去除效率可达95%以上。工程实例证明,对电子行业企业产生的腐蚀性强、有毒有害的氯化氢酸性废气,可采用“两级碱喷淋塔”净化工艺,以达到高效净化、经济可行、稳定性高的效果。

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