江蘇某電子企業廢氣含有酸性,該為廢氣腐蝕性強,對人體容易造成危害。安峰以該企業廢氣處理為案例,采用“堿噴淋塔”工藝,解決酸性廢氣達標排放問題。該處理工藝深度凈化、經濟可行,整體上運行設備穩健。
電子元件的超聲清洗、前清洗、腐蝕、蝕刻、淀積、去污、背面蒸發等生產工藝中,因原輔材料的使用容易產生酸性廢氣。某電子企業的主要產品為鋁電解電容器和電源基板,由于硅片清洗、氧化膜腐蝕、溝槽刻蝕和化學鍍鎳等生產過程中需要使用大量鹽酸,因此該企業產生了大量有組織酸性廢氣,主要成分為氯化氫,該酸性廢氣具有腐蝕、有毒有害特性,對周邊環境和人身安全可能會產生嚴重影響,合理收集和有效凈化處理酸性廢氣,已成為該企業實現清潔生產的關鍵。
目前國內外對酸性廢氣凈化手段主要包括吸附法、化學法及濕式高壓靜電法等。吸附法利用活性炭等吸附劑的未平衡和未飽和分子引力或者化學鍵力特性對氣態分子進行捕捉,使氣體污染物濃聚并吸附在活性炭表面,由此實現廢氣凈化。該方法操作原理簡單,吸附量大,熱穩定性好,但凈化效率不高,且活性炭消耗量大,具有飽和性,需要定期進行更換。
化學法是利用酸堿中和原理實現廢氣的凈化,如堿噴淋塔處理工藝,該工藝利用高速運轉的風機和噴嘴,使吸收液充分霧化,加大吸收液與酸性廢氣的接觸面積,達到凈化目的。堿噴淋塔凈化效率高,經濟可行,技術成熟穩定性好,但需要持續加入調配好的吸收液。濕式高壓靜電法主要通過帶電電極放射出電子,把廢氣電離成正負離子,酸性顆粒碰到電子而產生電荷,荷電后的酸性顆粒向電性相反的電極移動后,移向沉淀電極并將電荷傳給沉淀極,失去電荷后的酸霧顆粒靠自重流向設備底部而得以去除;該方法對酸性廢氣去除率高,但耗電量大,投資成本較高。
不同凈化技術各有優缺點及其使用范圍,電子企業產生的酸性廢氣腐蝕性強,但現有酸性廢氣處理裝置不能滿足去除率大于95%且廢氣穩定達標排放的要求,綜合廢氣特性、凈化效果、經濟成本、穩定性等因素,該企業采用噴淋塔以達到酸性廢氣處理高效、經濟的效果。
1廢氣特性和處理要求
1.1廢氣處理要求
該企業工藝廢氣中的氯化氫執行《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)二級標準,氯化氫最高允許排放濃度30mg/m3,最高允許排放速率0.43kg/h,排氣筒高度20m。
1.2設計工藝流程
為保證企業生產過程中產生的含有氯化氫酸性廢氣的污染物去除效率達到95%的穩定達標排放目標,并考慮經濟性,該企業采取“兩級堿噴淋塔”處理工藝對酸性廢氣進行處理。
含有氯化氫的酸性廢氣由風管引入噴淋塔,在風機的動力作用下,迅速充滿進氣段空間,在噴淋段中吸收液從均布的噴嘴高速噴出,酸性廢氣與吸收液進行氣液兩相充分接觸吸收中和反應,廢氣經過凈化后,再經除霧板脫水除霧,凈化后的氣體通過風機排向高空。吸收液吸收完酸性氣體成分后落入塔底,沿塔底管道排出,進入污水處理系統。此外,可通過添加界面活性劑進一步提升酸性廢氣的去除效率。該處理工藝不斷消耗吸收液,需持續地將調配好的吸收液注入系統中,用于補充吸收液的消耗。
2設備參數及工藝特點
根據企業廢氣特點、工藝分析以及同類廢氣噴淋塔實際運行效果,采用兩級堿液噴淋方式吸收處理酸性廢氣,酸性廢氣通過設備配套管道從塔體下方進氣口沿切向進入噴淋塔,在風機的動力作用下,迅速充滿進氣段空間,在噴淋段中吸收液從均布的噴嘴高速噴出,形成無數細小霧滴與氣體充分混合、接觸,繼而被水吸收。噴淋液采用人工配料,堿液保證pH值在10左右,通過控制空塔流速和滯貯時間保證廢氣吸收過程的穩定。堿噴淋塔運行風量為30000m3/h,空塔氣速為1.35m/s,液氣比為3L水/m3廢氣,噴淋密度為9.7m3/(m2﹒h),停留時間為4.8s。該工藝相對較為簡單,管理、操作及維修相當方便簡潔,不會對車間的生產造成任何影響,由于壓降較低,操作彈性大,酸堿反應速度快、進行徹底,且具有很好的除霧性能。
3工程運行分析
3.1運行效果
兩級堿噴淋塔投入運行后,測定進、出氣口酸性廢氣中氯化氫的產生濃度、產生速率、排放濃度和排放速率指標,檢測結果見表1。由表1可知,進氣口氯化氫的產生濃度為5.88mg/m3,產生速率為0.50kg/h;經“兩級堿噴淋塔”處理后,氯化氫的排放濃度為0.29mg/m3,排放速率為0.03kg/h,可穩定達到《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)二級標準,處理效率高達95.1%。結果表明,兩級堿噴淋塔對含有氯化氫的酸性廢氣去除效果顯著,可實現廢氣長期穩定達標排放。
3.2經濟效益分析
該工程酸性廢氣處理系統主要投資為設備的一次性投資、設備運行電費、耗材維護費用、藥品費用。設備運行電費約為110萬元,耗材維護費用為12萬元,藥品費用為1.6萬元,則年總運行費用為123.6萬元,在企業可以接受的范圍內,該措施經濟上可行。
酸性廢氣目前最佳處理工藝“兩級堿噴淋塔”,該工藝設備對有毒有害處理率達到95%。目前。酸性廢氣處理工藝要選擇一些有過大型施工經驗的公司。廢氣處理要有部門監管,對廢氣排出口要做到定期檢測效果。安峰環保酸性廢氣處理案例,主要涉及到電子、化工等產業,歡迎廣大客戶前來咨詢: