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沸石轉輪中VOCs殘留的處理辦法
發(fā)布人員： 新聞來(lái)源：必高環(huán)保網(wǎng) 發(fā)布日期：2020-12-21 10:32:53
沸石轉輪中VOCs殘留的處理辦法
目前國內外對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（沸石轉輪）得到了較為廣泛的應用。全國對VOCs污染物防治的要求和力度逐漸加強，低濃度廢氣治理的沸石轉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，因為VOCs在轉輪內部的殘留，會(huì )導致沸石轉輪劣化，處理效率降低，要如何避免和應對這樣的情況呢？
降低沸石轉輪設備內部VOCs殘留主要從改善VOCs廢氣的進(jìn)氣質(zhì)量和加強脫附效率兩方面入手。
01. 廢氣預處理
廢氣預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(shí)際情況，需選取適當的廢氣預處理措施。比如，半導體生產(chǎn)制造過(guò)程對生產(chǎn)場(chǎng)所的顆粒物有嚴格的要求，生產(chǎn)場(chǎng)所通常為潔凈車(chē)間。因此，有機廢氣中的顆粒物含量極少，通常無(wú)需進(jìn)行除塵預處理。
比如，芯片制造業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中使用的主要有機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。可在高沸點(diǎn)物質(zhì)的處理工序中增設冷凝、前道活性炭吸附等預處理裝置，以避免VOCs廢氣中難脫附的高沸點(diǎn)物質(zhì)進(jìn)入沸石轉輪。
高沸點(diǎn)VOCs進(jìn)入廢氣管道后容易凝結，從而使廢氣濕度增大。當進(jìn)入沸石轉輪系統的有機廢氣濕度大于80%時(shí)，將對疏水性沸石分子篩產(chǎn)生較為嚴重的影響。因此，建議對高濕度廢氣增設干燥除濕預處理裝置，使得進(jìn)入廢水轉輪系統的廢氣濕度保持在穩定、可控的范圍內。
02. 高溫再生
根據對國內芯片企業(yè)開(kāi)展的調研可知，芯片制造業(yè)常用的有機物質(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)法從沸石轉輪上有效脫附，從而逐漸積聚在轉輪內部。
經(jīng)過(guò)對沸石轉輪系統的高沸點(diǎn)物質(zhì)聚集情況開(kāi)展的研究，可知當沸石轉輪系統運行1個(gè)月后，轉輪內部確實(shí)有較大量的有機物積聚，其有機物積聚量即達6wt%。進(jìn)行有效的高溫脫附之后，其內部的有機物積聚量可降低約40%～60%。因此，高溫脫附可較為有效地去除沸石轉輪內部積聚的高沸點(diǎn)有機物質(zhì)。
企業(yè)應根據廢氣的實(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，將對沸石分子篩的骨架結構產(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，相應的沸石轉輪內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輪內部聚集的高沸點(diǎn)物質(zhì)。
水洗再生可有效提高沸石轉輪系統的治理效率，對于工廠(chǎng)，當水洗再生次數達到4～6次/年時(shí)，沸石轉輪系統的治理效率可達95%～99%。因此，適當增加定期水洗再生頻次，可有效防止高沸點(diǎn)物質(zhì)在沸石轉輪內部的聚集，保持高治理效率。
由于沸石轉輪通常采用無(wú)機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，將可能在沸石內部形成碳酸鹽，阻塞沸石轉輪的蜂窩狀孔道；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，并非所有沸石轉輪材質(zhì)均耐水洗，企業(yè)應在水洗再生之前，向沸石轉輪設備的制造廠(chǎng)商做好相關(guān)的咨詢(xún)工作。
04. 高壓空氣吹掃
企業(yè)在停機檢維修期間，采用高壓空氣對沸石轉輪進(jìn)行吹掃。然而，高壓空氣吹掃通常只可清除沸石轉輪表面附著(zhù)的灰塵，而VOCs有機質(zhì)通常吸附在分子篩孔道內部，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。