廢氣是指人類在生產(chǎn)和生活過程中排出的有毒有害的氣體,嚴重污染環(huán)境和影響人體健康。
杭州某項目洗滌塔
在半導體或光電產(chǎn)業(yè)制造生產(chǎn)過程中,使用了大量的易燃溶劑、氣體及化學品,這些化學物質(zhì)大多對人體是有害的,甚至多種化學物質(zhì)發(fā)生化學反應之后,會產(chǎn)生令人不可預期的化學物質(zhì),而存在這些化學物質(zhì)的空氣便為有害的工藝廢氣。
其次,同樣于生產(chǎn)制程中,機臺本身并無上述化學品的使用,但仍可能產(chǎn)生高溫、水氣、粉塵等會影響制程潔凈環(huán)境的物質(zhì),這類則可稱為無害性工藝廢氣。
將上述的制程廢氣收集、處理、排放的過程,稱為工藝廢氣處理。
按照工藝廢氣處理氣體的類型一般可以將廢氣處理系統(tǒng)分為以下幾個類別:
1、一般排氣系統(tǒng)(GEX)
2、酸排氣(SEX)/堿排氣(AEX)系統(tǒng)
3、有機排氣系統(tǒng)(VEX)
4、粉塵排氣系統(tǒng)(CVD)
有些企業(yè)還會涉及到一些毒氣、易燃易爆、惡臭及氮氧化物的排氣系統(tǒng),有興趣的可以通過別的渠道了解學習,本次我們主要介紹一下酸堿廢氣處理過程中的核心設備--洗滌塔。
對于含有酸性/堿性物質(zhì)的廢氣,大都采用大型洗滌式中央廢氣處理系統(tǒng)進行處理。中央廢氣處理系統(tǒng)的核心設備是一種采用水洗式的洗滌塔,主要為酸堿中和反應:
NaOH+HCI=NaCI+H2O
2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O
NaOH+HNO3=NaNO3+H2O
1、洗滌塔的定義:
我們把使用循環(huán)水噴淋到填充料中來去除廢氣的設備稱之為洗滌塔,又叫凈化塔。
2、洗滌塔的處理原理:
洗滌塔是利用廢氣(如H2SO4HCLNH3等)能溶于水的性質(zhì),用水作為吸收介質(zhì)來將廢氣溶解在水中或化學中和(包括氧化還原等)而達到一定的去除效率的設備。也就是用水去阻擋、、加藥中和、、溶解稀釋廢氣,使經(jīng)過洗滌塔設備的廢氣濃度和排放量減少到一定程度,并達到環(huán)保排放標準。
3、洗滌塔的結(jié)構(gòu)說明(分類)
分為立式塔和臥式塔兩種。
立式洗滌塔如下所示:
立式洗滌塔
優(yōu)點:
1、占地面積小。
2、效率比臥式塔高
3、循環(huán)水量比臥式塔少。
4、除霧效率比臥式塔好。
缺點:
1、高度受限制區(qū)域不能放置。
2、高度比臥式高。
3、操作及檢修不如臥式塔方便。
應用:
1、常放置在地面或屋面高度不限制的地方。
2、吹脫塔等宜采用逆流操作的塔為立式。
臥式洗滌塔如下所示:
優(yōu)點:
1、操作及檢修方便。
2、接風管及配管方便
3、放置位置不受高度限制。
4、壓損比立式稍小。
缺點:
1、效率比立式塔稍低。
2、循環(huán)水量比立式稍大。
3、氣流易發(fā)生亂流而未經(jīng)填料。
4、除霧器擋水效果不及立式。
應用:
1、不受空間限制可放置在室內(nèi)和室外。
2、適用多塔并聯(lián)系統(tǒng)。
3、應用在電子工業(yè)較多。
A、洗滌塔本體,由FRP(耐酸堿)材料制作成型,立式為圓形,臥式為方形。
B、循環(huán)水系統(tǒng):由循環(huán)水泵/配套管路/噴嘴組成。循環(huán)水泵抽取塔底部水箱內(nèi)的水經(jīng)由外部PVC管道輸送進塔內(nèi)部噴灑層水管,通過噴嘴霧化噴灑到填料上。使整個填料濕潤,廢氣在填充層內(nèi)與水霧相撞,溶解,并與加入的藥液進行化學反應。
C、填充料有兩層。一是填充層,二是除霧層。填料是具有巨大比表面積和大的空隙率的介質(zhì),灑下來的大水滴撞擊到多孔狀的填充材成小水珠,小水珠再撞擊成更小珠而形成水霧,這些水霧分布在填充料的表面及間隙里,形成一道水霧屏障增大了接觸吸收廢氣的機率除霧層填料或絲網(wǎng)墊用來阻擋氣流中的大液滴。
D、噴嘴:將有噴淋液霧化均勻噴灑到填料上。(每個塔內(nèi)分布若干個噴嘴)
E、水箱,同本體材質(zhì)(FRP),其容量提供循環(huán)水泵3分鐘之抽取量。內(nèi)部設2道過濾網(wǎng)過濾水中雜質(zhì),防止雜質(zhì)進入水泵,需要定期清洗。
F、檢視及維修孔:供人員進出維修及填料的卸出或填入。
G、進排水法蘭及流量控制裝置。洗滌塔設定一定的排污率,定時定期排污水,并補充水和化學藥品使循環(huán)吸收持續(xù)進行。
H、進出風口對接風管及風機形成抽風通道。使廢氣源源不斷進入塔內(nèi)處理后排放。
洗滌塔廢氣處理過程
洗滌塔對廢氣的凈化是通過調(diào)整排氣洗滌塔循環(huán)水的pH值來實現(xiàn)的,淋洗塔內(nèi)物理吸收廢氣中的污染物是一個不穩(wěn)定的可逆過程,在淋洗過程中很容易再被脫附出來,因此需要使用酸堿中和反應來對廢氣中存在的污染物進行處理。在酸性廢氣處理過程中發(fā)現(xiàn),當pH低于7.6時,即使將循環(huán)水的電導度調(diào)至低于5 ms/cm,系統(tǒng)的處理效率仍然不超過60%;而當pH值高于8時,系統(tǒng)處理效率通常高于90%;當pH值達到10時,系統(tǒng)處理效率甚至超過99%。因此控制pH值是保證系統(tǒng)處理效率的關鍵參數(shù)。雖然酸性排氣洗滌塔,pH值越高處理效率越好,但實際運行中pH過高會增加運行成本,并會產(chǎn)生結(jié)晶等問題,危及生產(chǎn)安全,因此pH值通??刂圃?~I0同樣,對于堿性排氣洗滌塔 ,pH值通??刂圃?3~6。
在系統(tǒng)實際操作運行中發(fā)現(xiàn),影響系統(tǒng)處理效率的另一個主要因素是循環(huán)水量的問題。洗滌塔在連續(xù)運轉(zhuǎn)一定時期后(一般為 6個月)開始出現(xiàn)處理效率下降,即使調(diào)高 pH值也收效甚微,原因在于洗滌塔循環(huán)水中的鹽類很容易在噴嘴處形成結(jié)晶,造成堵塞,使循環(huán)水量下降,而水量不足使得廢氣和水不能充分接觸,因而影響系統(tǒng)的處理效率。因此運行 中要把洗滌塔循環(huán)水的電導度嚴格控制在20 ms/cm 以下,減少鹽類堵塞噴嘴的情況,定期對噴嘴進行清理,對循環(huán)水泵和淋洗塔進行保養(yǎng),將循環(huán)水壓力控制在1.5X105 Pa以下,保證充足的循環(huán)水量。
洗滌塔的使用范圍
洗滌塔適用范圍:
1、各種有害氣體如苯、甲苯、二甲苯、H2S、SOX、NOX、NH3、氯化氫、氯氣等氣體之處理;
2、污水處理場、垃圾中轉(zhuǎn)站、污泥處理場和餐廚垃圾處理場之除臭裝置;
3、半導體光電業(yè)之制程排氣處理;
4、垃圾填埋場之滲出水貯留池廢氣處理:
5、焚化爐及工業(yè)爐等排放之廢氣處理;
6、電鍍工廠(電鍍、酸洗、浸鍍作業(yè))廢氣處理;
7、噴漆房、印刷電路板工廠廢氣處理;
8、機械加工廠油霧廢氣處理。