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沸石轉(zhuǎn)輪中VOCs殘留的處理辦法

目前國內(nèi)外對(duì)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(zhuǎn)輪）得到了較為廣泛的應(yīng)用。全國對(duì)VOCs污染物防治的要求和力度逐漸加強(qiáng)，低濃度廢氣治理的沸石轉(zhuǎn)輪吸附濃縮法成為了很多企業(yè)的優(yōu)選治理方案。

在使用的過程中，因?yàn)閂OCs在轉(zhuǎn)輪內(nèi)部的殘留，會(huì)導(dǎo)致沸石轉(zhuǎn)輪劣化，處理效率降低，要如何避免和應(yīng)對(duì)這樣的情況呢？

降低沸石轉(zhuǎn)輪設(shè)備內(nèi)部VOCs殘留主要從改善VOCs廢氣的進(jìn)氣質(zhì)量和加強(qiáng)脫附效率兩方面入手。

01. 廢氣預(yù)處理

廢氣預(yù)處理措施通常有除塵、除濕、除霧、除高沸物等。針對(duì)要處理的VOCs廢氣實(shí)際情況，需選取適當(dāng)?shù)膹U氣預(yù)處理措施。比如，半導(dǎo)體生產(chǎn)制造過程對(duì)生產(chǎn)場(chǎng)所的顆粒物有嚴(yán)格的要求，生產(chǎn)場(chǎng)所通常為潔凈車間。因此，有機(jī)廢氣中的顆粒物含量極少，通常無需進(jìn)行除塵預(yù)處理。

比如，芯片制造業(yè)生產(chǎn)過程中使用的主要有機(jī)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(shè)冷凝、前道活性炭吸附等預(yù)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(zhuǎn)輪。

高沸點(diǎn)VOCs進(jìn)入廢氣管道后容易凝結(jié)，從而使廢氣濕度增大。當(dāng)進(jìn)入沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的有機(jī)廢氣濕度大于80%時(shí)，將對(duì)疏水性沸石分子篩產(chǎn)生較為嚴(yán)重的影響。因此，建議對(duì)高濕度廢氣增設(shè)干燥除濕預(yù)處理裝置，使得進(jìn)入廢水轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的廢氣濕度保持在穩(wěn)定、可控的范圍內(nèi)。

02. 高溫再生

根據(jù)對(duì)國內(nèi)芯片企業(yè)開展的調(diào)研可知，芯片制造業(yè)常用的有機(jī)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(zhuǎn)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)將無法從沸石轉(zhuǎn)輪上有效脫附，從而逐漸積聚在轉(zhuǎn)輪內(nèi)部。

經(jīng)過對(duì)沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)的高沸點(diǎn)物質(zhì)聚集情況開展的研究，可知當(dāng)沸石轉(zhuǎn)輪系統(tǒng)運(yùn)行1個(gè)月后，轉(zhuǎn)輪內(nèi)部確實(shí)有較大量的有機(jī)物積聚，其有機(jī)物積聚量即達(dá)6wt%。進(jìn)行有效的高溫脫附之后，其內(nèi)部的有機(jī)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(zhuǎn)輪內(nèi)部積聚的高沸點(diǎn)有機(jī)物質(zhì)。

企業(yè)應(yīng)根據(jù)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(nèi)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低，則高沸點(diǎn)物質(zhì)仍無法有效脫除；若高溫脫附溫度選取過高，將對(duì)沸石分子篩的骨架結(jié)構(gòu)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(yīng)的沸石轉(zhuǎn)輪內(nèi)部配件均需采用可耐300℃高溫的密封配件。

3、高壓空氣吹掃

企業(yè)在停機(jī)檢維修期間，采用高壓空氣對(duì)沸石轉(zhuǎn)輪進(jìn)行吹掃。然而，高壓空氣吹掃通常只可清除沸石轉(zhuǎn)輪表面附著的灰塵，而VOCs有機(jī)質(zhì)通常吸附在分子篩孔道內(nèi)部，無法得到有效的脫除，還需與上述其他處理方式配合選用。