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半导体废气处理设备沸石转轮VOCs残留处理方法

发布日期:2021-04-22    人气:379    栏目:新闻中心

  当前,国家环保对VOCs处理的要求和力度不断加强,高精尖产业芯片制造发展迅猛,而半导体废气处理VOCs吸附浓缩设备,以沸石材料为载体的吸附浓缩沸石转轮,在芯片制造企业得到了广泛的应用。特别是对于低浓度、大风量的废气处理,沸石转轮吸附浓缩法已成为了众多企业的优选废气处理方案。

  

沸石转轮示意图


  半导体废气处理企业,在使用沸石转轮废气处理设备的过程中,随着使用时间,转轮内部VOCs残留物会不断增多,导致沸石转轮废气处理效率降低,出现整体性能劣化。

  面对此种情况,怎样避免、应对和降低沸石转轮废气处理设备内部VOCs残留物?

  用咨询江苏骁龙能源装备有限公司维保技术人员的话说,我们应从改善VOCs废气的进气质量到加强脱附效率两个方面进行把控。下面,介绍沸石转轮废气处理设备清理VOCs残留的4种方法。

  1、废气预处理法

  废气预处理方法,主要有除尘、除湿、除雾、除高沸物等项。根据企业VOCs废气的实际情况,选择的废气预处理方法。半导体制造过程对生产场所的颗粒物有严格的要求,生产场地通常为封闭洁净车间。因此,有机废气中的颗粒物含量极少,通常无需进行除尘预处理。

  芯片制造过程中,使用的有机原料通常具有低沸点、易挥发的特点,但仍不能排除少量高沸点物质。比如:剥离液的主要成分二甘醇胺(沸程218~224℃)等。可在高沸点物质的处理工序中增设冷凝、活性炭吸附装置等,以避免VOCs废气中不易脱附的高沸点物质进入沸石转轮。高沸点VOCs进入废气管道后容易凝结,从而使废气湿度增大。当进入沸石转轮系统的有机废气湿度大于80%时,将对疏水性沸石分子筛产生较为严重的影响。因此,建议对高湿度废气增设干燥除湿预处理装置,使得进入废水转轮系统的废气湿度保持在稳定、可控的范围内。

  2、水洗再生法

  芯片制造业常用的有机物质,如异丙醇、丙二醇单甲醚乙酸酯等,通常具有较好的水溶性,可采用水洗再生的方式去除沸石转轮内部聚集的高沸点物质。

  水洗再生法,可有效提高沸石转轮系统的废气处理效率,当水洗再生次数达到4~6次/年时,沸石转轮系统的治理效率可达95%~99%。因此,适当增加定期水洗再生频次,可有效防止高沸点物质在沸石转轮内部的聚集,保持废气处理高效率。

  沸石转轮因采用无机粘合剂将分子筛涂覆在陶瓷纤维纸表面,所以水洗时不仅转轮不会发生龟裂形变,也不会发生分子筛脱落而导致的性能劣化、使用寿命缩短等问题。但是,水洗时需要注意水质状况,若其中大量含有钙、镁等离子,将可能在沸石内部形成碳酸盐,阻塞沸石转轮的蜂窝状孔道;还有水中所含微量重金属物质、氯等也会毒化沸石。值得注意的是,并非所有沸石转轮材质均耐水洗,企业应在水洗再生之前,向提供沸石转轮设备的废气环保公司做好相关的维保咨询工作。

  

沸石转轮高温再生流程图


  3、高温再生法

  通过对国内芯片企业的调研可知,芯片制造业常用的有机物质有异丙醇(沸点为82.45℃)、丙二醇单甲醚乙酸酯(沸点为146℃);同时还含有少量的高沸点物质,如二甘醇胺(沸程218~224℃)。

  通常芯片制造业沸石转轮的再生温度为180-200℃,在此再生温度下,高沸点的二甘醇胺等物质将无法从沸石转轮上有效脱附,从而逐渐积聚在转轮内部。

  经过对沸石转轮内部高沸点物质聚集情况的研究得知,当沸石转轮运行1个月后,转轮内部确实有大量的有机物积聚,其有机物积聚量达6wt%,进行有效的高温脱附之后,其内部的有机物积聚量可降低约40%~60%。因此,高温脱附可较为有效地去除沸石转轮内部积聚的高沸点有机物质。

  芯片制造企业应根据废气产生的实际情况,分析废气组成分布、高沸点物质占比情况,以及废气产生的总量等项,从而确定高温再生频次。较为适宜的高温再生频次为2至3个月清理一次。

  再言高温再生的温度,它也会影响到高温脱附的效果。如果高温脱附温度选取过低,则高沸点物质仍无法有效脱除;如果高温脱附温度选取过高,将对沸石分子筛的骨架结构产生一定的影响,从而降低其使用寿命。高温脱附温度宜选取300℃左右,与其相应的沸石转轮内部配件,可采用可耐300℃高温的密封配件。

  

沸石转轮高压吹扫示意图


  4、高压空气吹扫法

  企业在停机检查维修期间,可采用高压空气对沸石转轮进行吹扫。高压空气吹扫通常只能清除沸石转轮表面附着的灰尘,而对VOCs有机物质吸附在分子筛孔道内部,如果无法得到有效的脱除,需要与上述其它VOCs处理方法配合选用。

  以上介绍的是半导体废气处理设备沸石转轮VOCs残留处理的常用方法。了解更多环保知识,请咨询江苏骁龙能源装备有限公司,联系电话:13328790188。


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