多晶硅酸洗废气净化的方案.docVIP

多晶硅酸洗高浓度废气 净化方案 北京汉昌绿源环保科技有限公司 2009-07 多晶硅料酸洗高浓度废气净化方案 一、废气污染源工况 硅料酸洗车间需用硝酸和氢氟酸对多晶硅进行清洗，共分为4部分，分别为手动生产线、自动生产线、半自动生产线和半成品处理线，前三条生产线用硝酸和氢氟酸的混合溶液对多晶硅进行酸洗，去除表面杂质。化学反应式为： 2HNO3+Si=SiO2+NO2↑+NO↑+H2O SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O 由以上反应式得出，多晶硅酸洗废气主要为NOX和SiF4，由于反应非常剧烈，气体中还含有大量硝酸雾和氢氟酸雾。废气挥发呈爆发性，尤其是NOX，浓度非常高，平均浓度为1000~2000mg/m3，瞬时浓度可达5000~6000mg/m3，气体呈棕红色。 前三条生产线每天试剂总的用量： 硝酸（HNO3）：浓度65%--68% 平均每天用量7525kg； 氢氟酸（HF）：浓度48%--50% 平均每天用量941kg； 由于用酸量非常大，产生的废气总量也非常大，以上气体如不经净化或净化不达标将严重污染环境。 半成品生产线主要产生硫酸雾、HF和碱性废气，浓度较低。 二、净化要求 净化后废气排放应满足《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级标准要求，即： 平均浓度：氟化物≤9.0mg/m3，NOX≤240mg/m3； 排放总量（20米）：氟化物≤0.17kg/h, NOX≤1.3kg/h。 三、净化工艺 现有氮氧化物和氟化物的净化工艺主要有：液体中和吸收法、还原法和固体吸附法。 液体中和吸收法主要是利用酸碱中和原理对氮氧化物和氟化物进行净化，由于NO不溶于水，所以也有厂家在碱液中加入双氧水来氧化NO。常用的净化设备有填料塔、鼓泡塔或筛板塔。该方法的优点为设备较为简单，投资省；缺点是净化效率不够，设备运行不稳定。虽然有的厂家采用提高单塔吸收塔效率和多塔串联（上海一家工厂采用7个塔串联）来提高整体效率，但由于氮氧化物的平衡度问题，净化效率很难达到85%以上。由于多晶硅酸洗废气呈爆发性，瞬时浓度很高，所以液体中和法很难达到环保要求。另外多塔串联设备操作难度大，水泵故障率高。吸收饱和后的废水需再处理。 还原法是采用在吸收液中添加还原剂的方法，常用的还原剂为硫代硫酸钠、硫化钠或尿素，将NOX还原为N2和H2O。设备与中和法基本相同，由于还原法的反应产物较为干净，所以对水泵的损害较小，净化塔也不易堵塞。合理控制反应条件，利用硫化钠法净化氮氧化物的效率最高可达70%以上，但由于在溶液中硫化钠过量时有硫化氢产生，易造成二次污染，而且反应不完的硫化钠进入酸性废水易发生中毒事故。因此常用硫代硫酸钠或尿素来还原氮氧化物。 固体吸附法是采用吸附的原理对氮氧化物和氟化物进行吸附吸收，吸附剂为SDG吸附剂， SDG吸附剂是一种比表面积较大的固体颗粒状无机物，当被净化气体中的酸气扩散运动到达SDG吸附剂表面吸附力场时，便被固定在其表面上，然后与其中活性成分发生化学反应，生成一种新的中性盐物质而存储于SDG吸附剂结构中。SDG吸附剂对酸气的净化是一个多功能的综合作用，除了一般的物理吸附外，还有化学吸附，粒子吸附，催化氧化，化学反应等。SDG吸附剂对氮氧化物的净化效率高，就是因为吸附剂微观结构表面具有催化氧化NO的作用。氟离子进入吸附剂后便被固定在吸附剂表面，形成稳定的氟化钙，而不会对环境造成危害。 SDG吸附剂曾两次被国家环保总局评为国家最佳实用技术。设备为SDG吸附箱。采用干法净化氮氧化物和氟化物的优点为净化效率高，操作简单，无二次污染。缺点是当用酸量较大时，吸附剂的消耗量较大。 吸附剂性能表 吸附剂型号 SDG-Ⅰ SDG-Ⅱ 吸附酸种类 NOX H2SO4、HCL、HF等 外观色泽 黑色 灰色 外形尺寸（mm） φ3×5～10 φ3×5～10 堆积比重 0.65～0.75 0.73～0.83 处理酸气浓度 任意 任意 初始吸附效率 （％） NOX H2SO4 HCL HF ＞95 ＞95 ＞98 ＞98 吸附容量（％） 吸附效率（％） 25-35 95～70 50 95～70 50 98～80 40 98～85 床层压降（Pa/mm） 1.0～1.2 1.0～1.2 耐温性能 ＞300℃ ＞350℃ 使用温度 ≤50℃ ≤50℃ 耐湿性能 ＜80℃水蒸气 ＜80℃水蒸气 四、我们的净化方案 针对多晶硅酸洗废气特点，结合我们在多家多、单晶硅企业的废气处理工程实践经验和客户运行经验，摸索出一套针对多晶硅酸洗废气的排风净化工艺和设备。酸洗废气采用多级串联吸收方式，半成品线采用干式吸附净化。 1、净化工艺流程图（见附图1） 2、净化工艺简介 净化流程采用湿法和干法相结合多极净化方式。由通风