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行業背景

揮發性有機化合物(Volatile Organic Compounds,簡稱 VOCs),是指在常溫下飽和蒸氣壓大于70Pa、常壓下沸點在260℃以內的有機化合物總稱。電子產品在生產中常常會有部分帶有化學溶劑或油漆的零組件處于高溫,在此加溫狀態下容易逸散出揮發性有機物質的異味,是灰霾天氣多發的重要誘因。由于工業VOCs所涉及的污染物種類繁多,性質各異,決定了每個行業的治理技術均會千差萬別。以印制電路板(PCB)行業為例,PCB 生產過程使用的原輔材料中會產生VOCs 的主要是油墨、稀釋劑、洗網水、鋼板清洗劑等。經過檢測,其主要成分是醚類(二丙二醇單甲基醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚等)、酯類(二乙二醇單乙醚醋酸酯)、醇類(甲醇、乙醇)等,涉及到的排放工序包括防焊印刷、預烤、烘烤、調油房、網板清洗、涂布等,大部分工序VOCs濃度小于100 mg/m3,屬于低濃度的范疇。同時,除了VOCs污染的同時,這些廢氣均伴隨這可聚合顆粒物的生成,對VOCs治理提出更大的挑戰性。因此,結合電子行業廢氣的特點,開發出一套適合于電子行業的低濃度有機廢氣綜合治理系統,對于電子行業的健康發展具有重要的意義。


方案概述

針對電子行業有機廢氣的特點,VOCs主要分為醚類、酯類、醇類、酮類以及部分芳香烴類,由此我司研發的“前置捕捉+靜電吸附+微波深紫外催化氧化+吸收(化學/物理/生物法)技術”是采用“預處理+VOCs主治理技術+末端凈化+物聯網”有機廢氣一體化綜合治理技術。采用“前置捕捉+靜電吸附”可對有機廢氣中的可結晶和聚合的顆粒物進行凈化、降溫等處理,確保細小顆粒物能夠得到有效凈化,有利于VOCs的凈化,并實現長期、穩定、高效凈化效率的前提;從靜電凈化后的廢氣,基本上不含有顆粒物,這部分廢氣只含有VOCs,采用“微波深紫外催化氧化+吸收(化學/物理/生物法)”組合應用技術可確保VOCs凈化效率大于85%,經過微波深紫外原子氧化后,活性較高的VOCs被迅速氧化分解成為H2O,CO2和無機小分子,部分活性劑較低和殘留的VOCs會被末端吸收凈化處理,從而確保大部分VOCs被凈化或消除;采用在線監控和物聯網技術可以實時監控設備的運行狀態和治理效率。通過以上一些列工藝和技術的創新,克服傳統單一治理技術的缺點,為電子行業低濃度有機廢氣探索出一條具有可行性的治理工藝,彌補低濃度工業VOCs治理單一,改善我國的低濃度有機廢氣的治理現狀,具有廣泛的應用價值和巨大的市場潛力,最終實現經濟和環境效益雙贏。

方案內容

天得一開發的“前置捕捉+靜電吸附+微波深紫外催化氧化+吸收(化學/物理/生物法)技術”主要針對電子行業中產生低濃度VOCs的工序,其涉及的VOCs類型主要有醚類、酯類、醇類、酮類以及部分芳香烴類。通過對設備和技術路線的創新,為電子行業低濃度有機廢氣探索出一條具有可行性的治理工藝。通過綜合治理后,VOCs基本上轉化為CO2和水,顆粒物全部被捕捉后進入污水處理廠后續處理。 



前置捕捉技術
對于電子行業,前置捕捉塔可有效去除顆粒物85%以上,以印刷電路板在烘烤或防焊為例,由于溫度較高,導致部分高沸點物質隨著氣流揮發出來,遇冷時會結晶,如果得不到有效凈化,不僅導致風管上黏附、結塊,甚至系統堵塞,同時會導致VOCs治理設備效率下降,甚至失效,為此經過預處理捕捉塔可以凈化粒徑大于10 μm顆粒物,可以適當降低氣體溫度,同時采用的預處理捕捉塔可以防止系統堵塞,有利于下一級凈化環節;捕捉塔還能捕獲水溶性VOCs(部分包裹在顆粒物中,部分溶解在水中),包括電子行業生產車間有機廢氣中的酯類、醚類、醇類、酮類,能將這部分水溶性VOCs去除率達到20%~30%,甚至更高。


凈化原理    預處理捕捉塔利用氣體與液體間的接觸,將氣體中的污染物傳送到液體中,然后再將清潔氣體與被污染的液體分離,達到凈化空氣和降溫的目的。與一般的填充式噴淋塔不同的是,我司采用氣液逆向吸收方式處理,即液體自塔頂向下以霧狀(或小液滴)噴撒而下,廢氣則由塔體(逆向流)達到氣液接觸之目的主要作用。立式捕捉吸收塔具有布水均勻、塔內構件少、運行阻力小、接觸面積大、氣液傳質效果好等優點。塔體有固定的風車葉片,氣流通過葉片時產生旋轉和離心運動,吸收液通過中間盲板均勻分配到每個葉片,形成薄液層,與旋轉向上的氣流形成旋轉和離心的效果,噴成細小液滴,甩向塔壁后,從而達到凈化顆粒物的效果。

技術優勢  
高效去除粒徑大于10微米以上的毛絮物、顆粒物,去效率可達到95%以上,VOCs凈化效率達到20%~30%。設備風阻低,低于400Pa,系統能耗低。長期使用,設備不會堵塞,節約維護成本。

智能式靜電吸附技術
由于部分顆粒物(固體/油性)粒徑較小,直接進入后續凈化設備后依然會對設備存在黏附、結塊等危險,因此,含有這部分細小的顆粒物的廢氣進入靜電吸附入口經均流后到達靜電除塵單元高壓電極板進行荷電并吸附在集塵極板上(捕集物達到一定的厚度,自動清洗系統通過高壓水清洗電極板上的顆粒層并使其落入集塵區),對于粒徑小于10 μm顆粒物,靜電吸附可有效攔截效率可達95%。至此,大部分顆粒物(固體/油性)攔截凈化完成。經高壓靜電吸附設備凈化后的VOCs廢氣進入下一級工藝進行治理。自動清洗系統是靜電設備的核心系統,可實現自動清洗(可自動定時、遠程控制、人工操作三種方式)。


凈化原理 利用靜電力實現廢氣中的顆粒物與氣流分離,其主要步驟為:第一步廢氣荷電:在放電極與集電極之間施加高電壓,放電極發生電暈放電,使廢氣顆粒物電離,生成空間電荷,并使煙氣中的顆粒物分子荷電;第二步廢氣沉降:荷電后的顆粒物分子在電場中受到庫侖力的作用,驅使煙氣中的顆粒物分子向集電極運動,經過一定時間后沉積在集電極表面;第三步自動清洗:集電極表面上的顆粒物沉積到一定的厚度后,采用高壓水槍對集電極進行表面清洗,清洗后再吹干,集電板又可以重新工作。經過噴淋捕捉塔的廢氣還含有細小顆粒物,經過電場中電暈放電的大量電荷撞擊,有機廢氣中的細小顆粒被高度電離,分解、炭化,并產生大量的離子,使懸浮于煙氣中的粒子帶電。荷電的粒子在電場力的驅動下向集塵極運動,到達極板失去電荷,最后沉積在極板上;凈化后的進入微波深紫外原子凈化設備凈化VOCs等氣體。

技術優勢
高效去除10 μm以下的廢氣顆粒物,去效率可達到95%以上,確保VOCs末端治理設備的高效穩定運行;
長年使用,無耗材,改善工作環境,實現清潔生產;
設備運行費用低,能耗低,設備在凈化處理運行時功耗小于5KW;
設備運行操作簡單,無需專業人員操作,送電即用
設備智能化運行,可自動維護、保養、清洗,對設備出現的故障自動排除,也可通過物聯網對警情上傳;
設備運行狀況可通過物聯網,手機、電腦查看,還可對設備進行操作;
保護員工的身心健康,減少職業病的的產生;
設備自帶高溫報警和滅火噴淋系統,保證系統的安全。

微波深紫外催化氧化技術
從靜電凈化后的有機廢氣,基本上不含有顆粒物,這部分廢氣只含有VOCs,因此,經過微波深紫外原子氧化后,電子行業特有的VOCs(如醇類、酮類、酯類和醚類等)被迅速催化氧化分解成為H2O,CO2和無機小分子,部分會被氧化成有機酸,凈化效率達到80%以上。

凈化原理 
直接分解:采用的微波激發無極燈管產生深紫外采用的是不同于一般的UV光解的技術,微波場激發無極燈產生的紫外波長更短,其能量更大,達到7.2eV,遠大于大部分的化合物的鍵能,因此,在微波場內增強紫外輻射能量的釋放,直接裂解VOCs或惡臭氣體。
間接分解:反應體系中存在氧分子、水蒸氣等在高能光子和光催化劑的作用下產生O·、OH·等氧化自由基能加速氧化VOCs;微波協同作用:微波場的熱效應不僅是VOCs的反應溫度迅速升高,提高系統的氧化速度,而且它的非熱效應在光解過程中作用更加突出,它能以億倍的速度提高離子化的分子的運動速度,極大提升光子的撞擊能量,達到雪崩式裂解污染物的作用,以高能量UV協同微波作用,使得VOCs的快速氧化分解(1s內即可反應完成)。因此,VOCs能在微波光解下發生裂解、氧化反應后最終變成CO2和H2O。

微波無極紫外燈技術
天得一使用的微波無極紫外燈填充的是汞、碘蒸氣和惰性氣體,惰性氣體屬于啟動氣體,而汞、碘蒸氣屬于工作氣體。當微波的頻率為2450MHz時,無極紫外燈的發光主過程如下:微波產生高頻電磁波輻射至石英燈管中激發燈內的惰性氣體如Ar等,處于激發態的惰性氣體原子碰撞汞原子使其也躍遷到激發態,處于激發態的汞原子不穩定返回到基態,同時進行光輻射。

與傳統的電極激發紫外燈相比,微波無極紫外燈有以下的優點:●由于燈管沒有電極,不存在電極老化的問題,壽命可達60000小時,是普通紫外燈的10倍;●可瞬時啟動和瞬時熱再啟動,熱再啟動不影響燈泡壽命;●燈泡制作過程簡化,省去電極制備、玻璃一電極封接等復雜環節;●燈泡的形狀和大小靈活多變,可制成異形和微型燈泡,滿足特殊需要燈泡更換維修次數極少,適用于維修困難的場合。

微波深紫外原子氧化優勢
●凈化效率高:深紫外原子氧化技術對惡臭物質處理能力強,凈化效率可達到85%以上;
●適應性范圍:能處理為酯類、醚類、酮類及烷烴類等大多數成分復雜的有機惡臭廢氣,可每天24小時連續工作,運行穩定可靠;
●穩定好:無極紫外燈管使用壽命長可達60000小時以上,如果接觸一些帶腐蝕性的氣體,經過長時間運行也會通過玻璃表面滲透到燈管里面,這時會影響燈管的效率,在這種惡劣工況下,建議一般工作20000小時后進行更換燈管以保證效率的穩定;
●安全性高:常溫常壓運行,電氣部分不與污染廢氣直接接觸,不存在安全隱患,適合高濕條件。
●維護簡單:本設備無任何機械動作,無噪音,無需專人管理和日常維護,只需作定期檢查。

后置吸收/吸附裝置
經過微波深紫外催化氧化設備后,除了部分氧化物種外,還有部分殘留的VOCs和有機中間體,通過后置吸收或吸附裝置,一方面可以吸收或吸附分解的小部分有機酸(如乙醇被氧化成少量的乙酸等)和少量殘留的VOCs,另一方面從微波深紫外氧化出來的氧化物種能對吸收液中殘留VOCs進一步氧化礦化,從而確保提高系統的VOCs凈化效率達到90%以上。

凈化原理
 深度吸收塔:針對電子行業的醛、醚、酯類VOCs,容易被氧化分解成為有機酸或極性較高的物質,可采用我司特質的環保吸收液吸收,微乳體系對VOCs的吸收主要依靠自身熱力學穩定體系的這一原理,使吸收液在自發形成微乳液的過程中吸收廢氣中的VOCs,并通過微波深紫外催化氧化產生的氧化物物種對吸收后的有機酸進行深度氧化,最終氧化成無機小分子和水。

                       

氣相吸附氧化塔:部分電子行業還含有少量的芳香烴和鹵代烴等疏水性物質,經過微波深紫外催化氧化設備后,凈化效率較低,因此通過我司的開發出末端氣相吸附臭氧催化氧化技術,使得殘留的VOCs在微波深紫外凈化設備產生的氧化物種下能夠在低溫下實現深度氧化降解,并且能增長VOCs的反應分解時間,使得VOCs能最終氧化降解。氣相催化臭氧氧化的催化劑載體主要有氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、沸石和分子篩SBA-16等,負載的活性組分主要集中在銅、鈷、錳和鎳等金屬氧化物。結合真空紫外光氧化和臭氧氧化,使臭氧在催化劑作用下產生更多的具有強氧化能力的中間產物,達到提高臭氧氧化能力的目的,促進臭氧的氧化分解VOCs反應,同時實現自身分解,整個過程能夠使其低溫催化氧化,提高不同類型VOCs的凈化效率到90%以上。

技術優勢
●采用我司自主研發的吸收液和吸附材料,成本低,無二次污染;
●吸收和吸附效率高,長期穩定性好;
●設備常溫常壓,無安全風險。

方案優勢
  • 安全自動

    安全自動

    1、采用靜電吸附可捕捉高沸點或粒徑較小顆粒物,可保證治理系統的長期穩定性
    2、采用自動噴淋系統,實現自動定時定量清洗,保證了凈化設備長效、穩定的運行,同時,消除火災隱患;
    3、采用納米涂層技術,有利于沖洗時污染物自然脫落,保證自動清洗的效果,解決了油霧凈化系統必須依靠人工清潔的問題,實現了設備隨時最佳工作狀態。

  • 凈化率高

    凈化率高

    1、采用微波深紫外催化氧化技術可有效提高VOCs的降解能力。相比于傳統UV光催化技術,我司的微波深紫外氧化技術結合了UV光解、光催化和微波系統作用,大大拓寬應用范圍,提高設備對VOCs的凈化效率;
    2、采用無極燈管,一方面可提高燈管壽命,另一方面可以避免設備在高溫高濕下短路,保證系統的安全性。

  • 綠色節能

    綠色節能

    1、采用前置捕捉技術可高效攔截電子行業中的顆粒物,并且可以調節廢氣的酸堿性,防止顆粒物和酸性廢氣對末端治理設備的腐蝕,保證系統治理效率;
    2、且具有零耗材、運行成本低等特點。相比傳統治理技術,治理系統能耗低、無耗材、無二次污染,適合電子行業低濃度有機廢氣的治理。

  • 智能高效

    智能高效

    1、采用在線監控和智能傳感技術,可實時監控設備的運行和治理情況,實現凈化與監測的全過程24小時、360度全方位實時監測與管理,解決傳統人工維護設備的繁瑣。
    2、
    采用末端吸收/吸附裝置可確保提高系統的系統凈化效率。末端采用的吸附和吸收材料均我司自主研發,屬于低成本、環保型材料。

應用領域

典型案例

電話:400-8090-299
QQ: 3462645791
tuiguang@tiandeyi.com

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