多晶硅酸洗廢氣凈化方案

1、多晶硅酸洗高濃度廢氣凈化方案北京漢昌綠源環(huán)保科技有限公司2009-07多晶硅料酸洗高濃度廢氣凈化方案一、廢氣污染源工況硅料酸洗車間需用硝酸和氫氟酸對多晶硅進(jìn)行清洗，共分為4部分，分別為手動生產(chǎn)線、自動生產(chǎn)線、半自動生產(chǎn)線和半成品處理線，前三條生產(chǎn)線用硝酸和氫氟酸的混合溶液對多晶硅進(jìn)行酸洗，去除表面雜質(zhì)。化學(xué)反應(yīng)式為：2HNO3+Si=SiO2+NO2+NO+H2O SiO2+4HF=SiF4+2H2O由以上反應(yīng)式得出，多晶硅酸洗廢氣主要為NOX和SiF4，由于反應(yīng)非常劇烈，氣體中還含有大量硝酸霧和氫氟酸霧。廢氣揮發(fā)呈爆發(fā)性，尤其是NOX，濃度非常高，平均濃度為10002000mg/m3，瞬時濃

2、度可達(dá)50006000mg/m3，氣體呈棕紅色。前三條生產(chǎn)線每天試劑總的用量：硝酸（HNO3）：濃度65%-68% 平均每天用量7525kg；氫氟酸（HF）：濃度48%-50% 平均每天用量941kg；由于用酸量非常大，產(chǎn)生的廢氣總量也非常大，以上氣體如不經(jīng)凈化或凈化不達(dá)標(biāo)將嚴(yán)重污染環(huán)境。半成品生產(chǎn)線主要產(chǎn)生硫酸霧、HF和堿性廢氣，濃度較低。二、凈化要求凈化后廢氣排放應(yīng)滿足大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB16297-1996）二級標(biāo)準(zhǔn)要求，即：平均濃度：氟化物9.0mg/m3，NOX240mg/m3；排放總量（20米）：氟化物0.17kg/h, NOX1.3kg/h。三、凈化工藝現(xiàn)有氮氧化物和氟化

3、物的凈化工藝主要有：液體中和吸收法、還原法和固體吸附法。液體中和吸收法主要是利用酸堿中和原理對氮氧化物和氟化物進(jìn)行凈化，由于NO不溶于水，所以也有廠家在堿液中加入雙氧水來氧化NO。常用的凈化設(shè)備有填料塔、鼓泡塔或篩板塔。該方法的優(yōu)點(diǎn)為設(shè)備較為簡單，投資省；缺點(diǎn)是凈化效率不夠，設(shè)備運(yùn)行不穩(wěn)定。雖然有的廠家采用提高單塔吸收塔效率和多塔串聯(lián)（上海一家工廠采用7個塔串聯(lián)）來提高整體效率，但由于氮氧化物的平衡度問題，凈化效率很難達(dá)到85%以上。由于多晶硅酸洗廢氣呈爆發(fā)性，瞬時濃度很高，所以液體中和法很難達(dá)到環(huán)保要求。另外多塔串聯(lián)設(shè)備操作難度大，水泵故障率高。吸收飽和后的廢水需再處理。還原法是采用在吸收液

4、中添加還原劑的方法，常用的還原劑為硫代硫酸鈉、硫化鈉或尿素，將NOX還原為N2和H2O。設(shè)備與中和法基本相同，由于還原法的反應(yīng)產(chǎn)物較為干凈，所以對水泵的損害較小，凈化塔也不易堵塞。合理控制反應(yīng)條件，利用硫化鈉法凈化氮氧化物的效率最高可達(dá)70%以上，但由于在溶液中硫化鈉過量時有硫化氫產(chǎn)生，易造成二次污染，而且反應(yīng)不完的硫化鈉進(jìn)入酸性廢水易發(fā)生中毒事故。因此常用硫代硫酸鈉或尿素來還原氮氧化物。固體吸附法是采用吸附的原理對氮氧化物和氟化物進(jìn)行吸附吸收，吸附劑為SDG吸附劑， SDG吸附劑是一種比表面積較大的固體顆粒狀無機(jī)物，當(dāng)被凈化氣體中的酸氣擴(kuò)散運(yùn)動到達(dá)SDG吸附劑表面吸附力場時，便被固定在其表面

5、上，然后與其中活性成分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成一種新的中性鹽物質(zhì)而存儲于SDG吸附劑結(jié)構(gòu)中。SDG吸附劑對酸氣的凈化是一個多功能的綜合作用，除了一般的物理吸附外，還有化學(xué)吸附，粒子吸附，催化氧化，化學(xué)反應(yīng)等。SDG吸附劑對氮氧化物的凈化效率高，就是因?yàn)槲絼┪⒂^結(jié)構(gòu)表面具有催化氧化NO的作用。氟離子進(jìn)入吸附劑后便被固定在吸附劑表面，形成穩(wěn)定的氟化鈣，而不會對環(huán)境造成危害。SDG吸附劑曾兩次被國家環(huán)?？偩衷u為國家最佳實(shí)用技術(shù)。設(shè)備為SDG吸附箱。采用干法凈化氮氧化物和氟化物的優(yōu)點(diǎn)為凈化效率高，操作簡單，無二次污染。缺點(diǎn)是當(dāng)用酸量較大時，吸附劑的消耗量較大。吸附劑性能表吸附劑型號SDG-SDG-吸附酸種

6、類NOXH2SO4、HCL、HF等外觀色澤黑色灰色外形尺寸（mm）3×5103×510堆積比重0.650.750.730.83處理酸氣濃度任意任意初始吸附效率（）NOXH2SO4HCLHF95959898吸附容量（）吸附效率（）25-359570509570509880409885床層壓降（Pa/mm）1.01.21.01.2耐溫性能300350使用溫度5050耐濕性能80水蒸氣80水蒸氣四、我們的凈化方案針對多晶硅酸洗廢氣特點(diǎn)，結(jié)合我們在多家多、單晶硅企業(yè)的廢氣處理工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和客戶運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，摸索出一套針對多晶硅酸洗廢氣的排風(fēng)凈化工藝和設(shè)備。酸洗廢氣采用多級串聯(lián)吸收方式，

7、半成品線采用干式吸附凈化。1、凈化工藝流程圖（見附圖1）2、凈化工藝簡介凈化流程采用濕法和干法相結(jié)合多極凈化方式。由通風(fēng)櫥排出的廢氣首先進(jìn)入第一級填料塔，吸收溶液為3%氫氧化鈉+5%硫代硫酸鈉溶液，對含氟廢氣和氮氧化物進(jìn)行初步吸收，合理控制氣液接觸時間，可吸收95%含氟廢氣和60%氮氧化物廢氣。經(jīng)初步吸收后的廢氣進(jìn)入第二級填料塔，吸收溶液為3%氫氧化鈉+5%硫代硫酸鈉溶液，對氮氧化物的凈化效率平均為60%，在第二級填料塔中安裝高效除濕裝置，祛除水汽。脫水后的氮氧化物廢氣進(jìn)入干式吸收塔，吸收塔內(nèi)為SDG酸氣吸附劑，吸收效率可達(dá)95%。第一、二級填料塔中的廢水經(jīng)管道排入污水處理站，干式吸收塔的吸附

8、劑飽和后更換，廢吸附劑作為無害垃圾可用于填坑或修路等，無二次污染。該凈化工藝結(jié)合了干濕法凈化氮氧化物的優(yōu)點(diǎn)，先由濕法處理掉大部分氮氧化物和氟化物，濕法處理不了的爆發(fā)性高濃度氮氧化物交由干式吸附劑來處理，該凈化工藝可以達(dá)到高凈化效率、高運(yùn)行穩(wěn)定性和低運(yùn)行費(fèi)用的完美結(jié)合。有干式吸附箱把關(guān)，廢氣排放即使在某個噴淋塔出現(xiàn)效率下降時也可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，而不會出現(xiàn)因排放不達(dá)標(biāo)而影響生產(chǎn)的情況。五、設(shè)備參數(shù)（見附表）六、設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行保證措施為保證凈化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，使廢氣達(dá)標(biāo)排放，采取以下措施：1、增大噴淋塔直徑、增加噴淋塔高度，從而增加氣液接觸面積，增加吸收效率，降低干式吸收塔負(fù)荷；2、第二級噴淋塔中的收水裝置為

9、從韓國引進(jìn)的帶槽的收水片增加收水效率，同時防止堵塞；3、水泵采用無壓燒結(jié)碳化硅機(jī)械密封，增加抗磨損能力，水泵一用一備，閥門采用蝶閥；4、風(fēng)機(jī)一用一備；5、增加自動加藥設(shè)備，保證加藥的連續(xù)性；6、風(fēng)機(jī)采用變頻控制；北京漢昌綠源環(huán)保科技有限公司2009年7月部分太陽能行業(yè)工程案例：保定天威英利30000風(fēng)量多晶硅酸洗廢氣凈化裝置天威英利是國內(nèi)最大的多晶硅電池生產(chǎn)商，硅料處理車間承擔(dān)了全公司硅料（多晶硅料和廢電池片）的酸洗工作。硅料酸洗廢氣中含有大量的NOx和HF廢氣，廢氣揮發(fā)呈爆發(fā)性，采用干濕法結(jié)合的廢氣處理方式，廢氣排放遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。英利新能源225MW多晶硅電池生產(chǎn)線工藝廢氣凈化裝置光為100MW多晶硅電池生產(chǎn)線工藝廢氣凈化裝置多晶硅電池生產(chǎn)線的清洗、刻蝕、擴(kuò)散、印刷等工序產(chǎn)生含NOx、HCL、HF、NH3和有機(jī)廢氣，尤其是多晶硅電池片清洗工序，NOx和HF的濃度非常高，排放