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    房山淺談含矽有機物對RTO的影響及解決措施

    作者: 發布時間:2024-01-04 14:30:45點擊:3313

    信息摘要:

    近年來,RTO作為一種高淨化效率、高熱效率的有機廢氣治理技術被廣泛應用於化工和原料藥行業的有機廢氣治理項目中,而當RTO應用在半導體、液晶麵板等產生含矽廢氣的行業中卻顯得捉襟見肘,因為廢氣中的含矽有機物燃燒後的產物對RTO的蓄熱陶瓷體影響是非常嚴重的。如何應對含矽有機廢氣對RTO的影響以及如何治理含矽廢氣將成為企業必須要關注的問題

    近年來,RTO作為一種高淨化效率、高熱效率的有機廢氣治理技術被廣泛應用於化工和原料藥行業的有機廢氣治理項目中,而當RTO應用在半導體、液晶麵板等產生含矽廢氣的行業中卻顯得捉襟見肘,因為廢氣中的含矽有機物燃燒後的產物對RTO的蓄熱陶瓷體影響是非常嚴重的。如何應對含矽有機廢氣對RTO的影響以及如何治理含矽廢氣將成為企業必須要關注的問題

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    1.1含矽有機物及其氧化產物
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         一般的有機廢氣VOCs分子隻含C、H、O元素,若有機廢氣VOCs分子中還包含Si元素,則此類VOCs可被稱為含矽有機物。通過調研常見含矽有機物的MSDS(物質安全數據表)發現,含矽有機物的燃燒產物均包含SiO2。即含矽有機物經過RTO高溫氧化分解後,C、H、O等元素可以轉變為CO2和H2O,Si元素轉變為SiO2。有機廢氣治理行業中,常見的含矽有機物及RTO燃燒產物見表1。


    表1 常見的含矽有機物 

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    1.2 含矽有機物對RTO的影響
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         含矽有機物高溫燃燒氧化後產生的SiO2在蓄熱陶瓷填料表麵形成結晶,蓄熱陶瓷采用矽鋁係耐火材料,由於矽鋁酸鹽與SiO2結晶的相近性,導致SiO2與陶瓷表麵的矽鋁酸鹽以類似於化學鍵的形式牢固地結合在一起,宏觀上表現為SiO2結晶在蓄熱陶瓷表麵生長,占據蓄熱陶瓷的孔道。

         蓄熱陶瓷被SiO2堵塞初期,SiO2沉積會造成床層有效通徑減小,床層阻力壓降增加,蓄熱陶瓷體的孔道通風麵積變小,RTO係統壓力增大後,RTO係統的主風機的電耗增大,對應的電耗增加。隨著時間推移,蓄熱陶瓷體孔道中的SiO2逐漸增加,最終被 SiO2 全部占滿,導致車間的排風量減少,或RTO係統壓力降過大,觸發RTO係統緊急停車,影響車間的正常生產。根據工程經驗,一般蓄熱陶瓷體上層堵塞最為嚴重,第二層陶瓷同樣被SiO2堵塞,但情況相對層較輕。SiO2堵塞RTO蓄熱陶瓷實物見圖1。





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    2.1、源頭控製
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         在半導體、液晶麵板、塗布印刷等行業在生產過程中常含有含矽有機物,是不可避免的存在。為了更好的治理生產過程中產生的廢氣,企業可根據產品的生產周期、生產計劃、設備的共同使用等情況,對廢氣進行分開收集,含矽廢氣單獨設置管排路線,收集後集中治理。這種情況下,不影響其他有機物廢氣正常進入RTO治理設施,此外還需要從生產工藝的角度盡量控製含矽有機物的添加,以減少廢氣中的有機矽含量,從源頭上控製SiO2堵塞。



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    2.2、采取新型蓄熱陶瓷
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          正常情況下若企業選擇用RTO處理不含矽廢氣時,選擇普通的蜂窩蓄熱體即可,若RTO入口的有機廢氣中有含矽有機物,則 RTO 的蓄熱陶瓷需要采用抗氧化矽蓄熱陶瓷進行替換,比如板片式陶瓷蓄熱體,其抗矽的最主要的原理是它的獨特外形設計,形成不受孔道約束的、互通的麵妝氣流通道,使廢氣中形成的二氧化矽顆粒物能夠更順暢的通過蓄熱體,不容易將孔道堵塞。這樣就會減少堵塞引起的熱回收效率降低、陶瓷破裂、壓降激增等問題。




    2.3、合理設置裝填方式
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         根據我司工程經驗,一般蓄熱陶瓷體上層堵塞最為嚴重,第二層陶瓷同樣被SiO2堵塞,但情況相對層較輕,針對這一情況,可在蓄熱陶瓷上方鋪設一層散堆狀鞍環陶瓷填料,以保證蓄熱陶瓷體不會因為二氧化矽堵塞而影響通風,延長清洗或者更換陶瓷的周期。


    2.4、附屬裝置結合RTO使用
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          目前單純依靠RTO處理含矽廢氣時顯得有點捉襟見肘,所以我司根據以往工程經驗在設計治理含矽廢氣方案時,轉變思路,利用活性炭吸脫附作為RTO的前鋒來減少含矽廢氣進入RTO的濃度,再搭配板片式蓄熱陶瓷體,從而減少蓄熱陶瓷體被二氧化矽堵塞的情況。

    3.1清理方法



    (1)如果二氧化矽的生成量不大,並且沒有和其他產物生成玻璃層狀沉積物,可直接在床層內進行清理。

    (2)停爐維護的時候先要用工業吸塵器清理最上層蓄熱陶瓷表麵的矽粉,包括氧化室內壁,保溫棉上附著粉末和絮狀的SiO2,防止RTO啟動時粉塵落在蓄熱體頂部,然後再用高壓水槍衝洗。若直接用水清洗,高壓水槍會把上層粉末衝到下層,堵塞中上層蓄熱體。




    結論
           因此,在治理含矽廢氣時,要考慮從源頭控製,減少含矽廢氣進入RTO。若已采用RTO廢氣治理設備處理含矽有機物,可采用抗氧化矽蓄熱陶瓷替換普通型蓄熱陶瓷,同時對RTO蓄熱陶瓷區的裝填方式進行合理調整,以達到延長更換或清洗蓄熱陶瓷的周期的目的,有效降低企業的運行維護成本及停產損失。



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