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行业背景

挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,简称 VOCs),是指在常温下饱和蒸气压大于70Pa、常压下沸点在260℃以内的有机化合物总称。电子产品在生产中常常会有部分带有化学溶剂或油漆的零组件处于高温,在此加温状态下容易逸散出挥发性有机物质的异味,是灰霾天气多发的重要诱因。由于工业VOCs所涉及的污染物种类繁多,性质各异,决定了每个行业的治理技术均会千差万别。以印制电路板(PCB)行业为例,PCB 生产过程使用的原辅材料中会产生VOCs 的主要是油墨、稀释剂、洗网水、钢板清洗剂等。经过检测,其主要成分是醚类(二丙二醇单甲基醚、乙二醇丁醚、丙二醇甲醚等)、酯类(二乙二醇单乙醚醋酸酯)、醇类(甲醇、乙醇)等,涉及到的排放工序包括防焊印刷、预烤、烘烤、调油房、网板清洗、涂布等,大部分工序VOCs浓度小于100 mg/m3,属于低浓度的范畴。同时,除了VOCs污染的同时,这些废气均伴随这可聚合颗粒物的生成,对VOCs治理提出更大的挑战性。因此,结合电子行业废气的特点,开发出一套适合于电子行业的低浓度有机废气综合治理系统,对于电子行业的健康发展具有重要的意义。


方案概述

针对电子行业有机废气的特点,VOCs主要分为醚类、酯类、醇类、酮类以及部分芳香烃类,由此我司研发的“前置捕捉+静电吸附+微波深紫外催化氧化+吸收(化学/物理/生物法)技术”是采用“预处理+VOCs主治理技术+末端净化+物联网”有机废气一体化综合治理技术。采用“前置捕捉+静电吸附”可对有机废气中的可结晶和聚合的颗粒物进行净化、降温等处理,确保细小颗粒物能够得到有效净化,有利于VOCs的净化,并实现长期、稳定、高效净化效率的前提;从静电净化后的废气,基本上不含有颗粒物,这部分废气只含有VOCs,采用“微波深紫外催化氧化+吸收(化学/物理/生物法)”组合应用技术可确保VOCs净化效率大于85%,经过微波深紫外原子氧化后,活性较高的VOCs被迅速氧化分解成为H2O,CO2和无机小分子,部分活性剂较低和残留的VOCs会被末端吸收净化处理,从而确保大部分VOCs被净化或消除;采用在线监控和物联网技术可以实时监控设备的运行状态和治理效率。通过以上一些列工艺和技术的创新,克服传统单一治理技术的缺点,为电子行业低浓度有机废气探索出一条具有可行性的治理工艺,弥补低浓度工业VOCs治理单一,改善我国的低浓度有机废气的治理现状,具有广泛的应用价值和巨大的市场潜力,最终实现经济和环境效益双赢。

方案内容

天得一开发的“前置捕捉+静电吸附+微波深紫外催化氧化+吸收(化学/物理/生物法)技术”主要针对电子行业中产生低浓度VOCs的工序,其涉及的VOCs类型主要有醚类、酯类、醇类、酮类以及部分芳香烃类。通过对设备和技术路线的创新,为电子行业低浓度有机废气探索出一条具有可行性的治理工艺。通过综合治理后,VOCs基本上转化为CO2和水,颗粒物全部被捕捉后进入污水处理厂后续处理。 



前置捕捉技术
对于电子行业,前置捕捉塔可有效去除颗粒物85%以上,以印刷电路板在烘烤或防焊为例,由于温度较高,导致部分高沸点物质随着气流挥发出来,遇冷时会结晶,如果得不到有效净化,不仅导致风管上黏附、结块,甚至系统堵塞,同时会导致VOCs治理设备效率下降,甚至失效,为此经过预处理捕捉塔可以净化粒径大于10 μm颗粒物,可以适当降低气体温度,同时采用的预处理捕捉塔可以防止系统堵塞,有利于下一级净化环节;捕捉塔还能捕获水溶性VOCs(部分包裹在颗粒物中,部分溶解在水中),包括电子行业生产车间有机废气中的酯类、醚类、醇类、酮类,能将这部分水溶性VOCs去除率达到20%~30%,甚至更高。


净化原理    预处理捕捉塔利用气体与液体间的接触,将气体中的污染物传送到液体中,然后再将清洁气体与被污染的液体分离,达到净化空气和降温的目的。与一般的填充式喷淋塔不同的是,我司采用气液逆向吸收方式处理,即液体自塔顶向下以雾状(或小液滴)喷撒而下,废气则由塔体(逆向流)达到气液接触之目的主要作用。立式捕捉吸收塔具有布水均匀、塔内构件少、运行阻力小、接触面积大、气液传质效果好等优点。塔体有固定的风车叶片,气流通过叶片时产生旋转和离心运动,吸收液通过中间盲板均匀分配到每个叶片,形成薄液层,与旋转向上的气流形成旋转和离心的效果,喷成细小液滴,甩向塔壁后,从而达到净化颗粒物的效果。

技术优势  
高效去除粒径大于10微米以上的毛絮物、颗粒物,去效率可达到95%以上,VOCs净化效率达到20%~30%。设备风阻低,低于400Pa,系统能耗低。长期使用,设备不会堵塞,节约维护成本。

智能式静电吸附技术
由于部分颗粒物(固体/油性)粒径较小,直接进入后续净化设备后依然会对设备存在黏附、结块等危险,因此,含有这部分细小的颗粒物的废气进入静电吸附入口经均流后到达静电除尘单元高压电极板进行荷电并吸附在集尘极板上(捕集物达到一定的厚度,自动清洗系统通过高压水清洗电极板上的颗粒层并使其落入集尘区),对于粒径小于10 μm颗粒物,静电吸附可有效拦截效率可达95%。至此,大部分颗粒物(固体/油性)拦截净化完成。经高压静电吸附设备净化后的VOCs废气进入下一级工艺进行治理。自动清洗系统是静电设备的核心系统,可实现自动清洗(可自动定时、远程控制、人工操作三种方式)。


净化原理 利用静电力实现废气中的颗粒物与气流分离,其主要步骤为:第一步废气荷电:在放电极与集电极之间施加高电压,放电极发生电晕放电,使废气颗粒物电离,生成空间电荷,并使烟气中的颗粒物分子荷电;第二步废气沉降:荷电后的颗粒物分子在电场中受到库仑力的作用,驱使烟气中的颗粒物分子向集电极运动,经过一定时间后沉积在集电极表面;第三步自动清洗:集电极表面上的颗粒物沉积到一定的厚度后,采用高压水枪对集电极进行表面清洗,清洗后再吹干,集电板又可以重新工作。经过喷淋捕捉塔的废气还含有细小颗粒物,经过电场中电晕放电的大量电荷撞击,有机废气中的细小颗粒被高度电离,分解、炭化,并产生大量的离子,使悬浮于烟气中的粒子带电。荷电的粒子在电场力的驱动下向集尘极运动,到达极板失去电荷,最后沉积在极板上;净化后的进入微波深紫外原子净化设备净化VOCs等气体。

技术优势
高效去除10 μm以下的废气颗粒物,去效率可达到95%以上,确保VOCs末端治理设备的高效稳定运行;
长年使用,无耗材,改善工作环境,实现清洁生产;
设备运行费用低,能耗低,设备在净化处理运行时功耗小于5KW
设备运行操作简单,无需专业人员操作,送电即用
设备智能化运行,可自动维护、保养、清洗,对设备出现的故障自动排除,也可通过物联网对警情上传;
设备运行状况可通过物联网,手机、电脑查看,还可对设备进行操作;
保护员工的身心健康,减少职业病的的产生;
设备自带高温报警和灭火喷淋系统,保证系统的安全。

微波深紫外催化氧化技术
从静电净化后的有机废气,基本上不含有颗粒物,这部分废气只含有VOCs,因此,经过微波深紫外原子氧化后,电子行业特有的VOCs(如醇类、酮类、酯类和醚类等)被迅速催化氧化分解成为H2OCO2和无机小分子,部分会被氧化成有机酸,净化效率达到80%以上。

净化原理 
直接分解:采用的微波激发无极灯管产生深紫外采用的是不同于一般的UV光解的技术,微波场激发无极灯产生的紫外波长更短,其能量更大,达到7.2eV,远大于大部分的化合物的键能,因此,在微波场内增强紫外辐射能量的释放,直接裂解VOCs或恶臭气体。
间接分解:反应体系中存在氧分子、水蒸气等在高能光子和光催化剂的作用下产生O·、OH·等氧化自由基能加速氧化VOCs;微波协同作用:微波场的热效应不仅是VOCs的反应温度迅速升高,提高系统的氧化速度,而且它的非热效应在光解过程中作用更加突出,它能以亿倍的速度提高离子化的分子的运动速度,极大提升光子的撞击能量,达到雪崩式裂解污染物的作用,以高能量UV协同微波作用,使得VOCs的快速氧化分解(1s内即可反应完成)。因此,VOCs能在微波光解下发生裂解、氧化反应后最终变成CO2和H2O。

微波无极紫外灯技术
天得一使用的微波无极紫外灯填充的是汞、碘蒸气和惰性气体,惰性气体属于启动气体,而汞、碘蒸气属于工作气体。当微波的频率为2450MHz时,无极紫外灯的发光主过程如下:微波产生高频电磁波辐射至石英灯管中激发灯内的惰性气体如Ar等,处于激发态的惰性气体原子碰撞汞原子使其也跃迁到激发态,处于激发态的汞原子不稳定返回到基态,同时进行光辐射。

与传统的电极激发紫外灯相比,微波无极紫外灯有以下的优点:●由于灯管没有电极,不存在电极老化的问题,寿命可达60000小时,是普通紫外灯的10倍;●可瞬时启动和瞬时热再启动,热再启动不影响灯泡寿命;●灯泡制作过程简化,省去电极制备、玻璃一电极封接等复杂环节;●灯泡的形状和大小灵活多变,可制成异形和微型灯泡,满足特殊需要灯泡更换维修次数极少,适用于维修困难的场合。

微波深紫外原子氧化优势
●净化效率高:深紫外原子氧化技术对恶臭物质处理能力强,净化效率可达到85%以上;
●适应性范围:能处理为酯类、醚类、酮类及烷烃类等大多数成分复杂的有机恶臭废气,可每天24小时连续工作,运行稳定可靠;
●稳定好:无极紫外灯管使用寿命长可达60000小时以上,如果接触一些带腐蚀性的气体,经过长时间运行也会通过玻璃表面渗透到灯管里面,这时会影响灯管的效率,在这种恶劣工况下,建议一般工作20000小时后进行更换灯管以保证效率的稳定;
●安全性高:常温常压运行,电气部分不与污染废气直接接触,不存在安全隐患,适合高湿条件。
●维护简单:本设备无任何机械动作,无噪音,无需专人管理和日常维护,只需作定期检查。

后置吸收/吸附装置
经过微波深紫外催化氧化设备后,除了部分氧化物种外,还有部分残留的VOCs和有机中间体,通过后置吸收或吸附装置,一方面可以吸收或吸附分解的小部分有机酸(如乙醇被氧化成少量的乙酸等)和少量残留的VOCs,另一方面从微波深紫外氧化出来的氧化物种能对吸收液中残留VOCs进一步氧化矿化,从而确保提高系统的VOCs净化效率达到90%以上。

净化原理
 深度吸收塔:针对电子行业的醛、醚、酯类VOCs,容易被氧化分解成为有机酸或极性较高的物质,可采用我司特质的环保吸收液吸收,微乳体系对VOCs的吸收主要依靠自身热力学稳定体系的这一原理,使吸收液在自发形成微乳液的过程中吸收废气中的VOCs,并通过微波深紫外催化氧化产生的氧化物物种对吸收后的有机酸进行深度氧化,最终氧化成无机小分子和水。

                       

气相吸附氧化塔:部分电子行业还含有少量的芳香烃和卤代烃等疏水性物质,经过微波深紫外催化氧化设备后,净化效率较低,因此通过我司的开发出末端气相吸附臭氧催化氧化技术,使得残留的VOCs在微波深紫外净化设备产生的氧化物种下能够在低温下实现深度氧化降解,并且能增长VOCs的反应分解时间,使得VOCs能最终氧化降解。气相催化臭氧氧化的催化剂载体主要有氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、沸石和分子筛SBA-16等,负载的活性组分主要集中在铜、钴、锰和镍等金属氧化物。结合真空紫外光氧化和臭氧氧化,使臭氧在催化剂作用下产生更多的具有强氧化能力的中间产物,达到提高臭氧氧化能力的目的,促进臭氧的氧化分解VOCs反应,同时实现自身分解,整个过程能够使其低温催化氧化,提高不同类型VOCs的净化效率到90%以上。

技术优势
●采用我司自主研发的吸收液和吸附材料,成本低,无二次污染;
●吸收和吸附效率高,长期稳定性好;
●设备常温常压,无安全风险。

方案优势
  • 安全自动

    安全自动

    1、采用静电吸附可捕捉高沸点或粒径较小颗粒物,可保证治理系统的长期稳定性
    2、采用自动喷淋系统,实现自动定时定量清洗,保证了净化设备长效、稳定的运行,同时,消除火灾隐患;
    3、采用纳米涂层技术,有利于冲洗时污染物自然脱落,保证自动清洗的效果,解决了油雾净化系统必须依靠人工清洁的问题,实现了设备随时最佳工作状态。

  • 净化率高

    净化率高

    1、采用微波深紫外催化氧化技术可有效提高VOCs的降解能力。相比于传统UV光催化技术,我司的微波深紫外氧化技术结合了UV光解、光催化和微波系统作用,大大拓宽应用范围,提高设备对VOCs的净化效率;
    2、采用无极灯管,一方面可提高灯管寿命,另一方面可以避免设备在高温高湿下短路,保证系统的安全性。

  • 绿色节能

    绿色节能

    1、采用前置捕捉技术可高效拦截电子行业中的颗粒物,并且可以调节废气的酸碱性,防止颗粒物和酸性废气对末端治理设备的腐蚀,保证系统治理效率;
    2、且具有零耗材、运行成本低等特点。相比传统治理技术,治理系统能耗低、无耗材、无二次污染,适合电子行业低浓度有机废气的治理。

  • 智能高效

    智能高效

    1、采用在线监控和智能传感技术,可实时监控设备的运行和治理情况,实现净化与监测的全过程24小时、360度全方位实时监测与管理,解决传统人工维护设备的繁琐。
    2、
    采用末端吸收/吸附装置可确保提高系统的系统净化效率。末端采用的吸附和吸收材料均我司自主研发,属于低成本、环保型材料。

应用领域

电话:400-8090-299 157-6797-8703
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