怎么对沸石转轮系统焖烧进行危险防控?
现在***内外对VOC的结尾处理办法有:冷凝、吸附、氧化、生物处理、吸收、等离子体净化等。以沸石材料为载体的吸附浓缩法处理VOC废气(沸石转轮)得到了较为广泛的运用。
1、研讨布景跟着新的《***气污染防治法》(主席令***31号)、《***气污染防治行动计划》(***发[2013]37号)、挥发性有机物(VOCs)污染防治技术方针(环保部布告2013年***31号)等方针、文件的相继出台,全***对VOCs污染物防治的要求和力度逐步加强,低浓度废气处理的沸石转轮吸附浓缩法成为了许多企业的***选处理计划。查询并总结沸石转轮系统运转进程中潜在的危险危险,寻觅防备、改进或处理途径,对沸石转轮系统在芯片制作业更安全、安稳、高效地运转具有非常重要的含义。
2、焖烧事端原因剖析
焖烧事端剖析:经过对业界某次沸石转轮焖烧事端展开的查询剖析发现,导致焖烧事端的原因***要有如下几个方面(1)产生焖燃的沸石转轮系统因为长时间运转,其转轮内部积累了较高浓度的高沸点物质。(2)企业沸石转轮的脱附风机运转频率设置偏低,使得脱附功率下降,更多VOCs残留在沸石转轮内部,未有用脱除,在长时间运转已有的VOCs残留根底上进一步积累。(3)该套沸石转轮虽内置水喷淋头,并设有自动控制系统,但在焖燃进程中失效,无法正常运转,导致燃烧延伸。
3、加强危险防控的研讨
经过对业界某次焖烧事端的剖析查询得悉,产生焖燃的***要原因是沸石转轮内部残留的VOCs积累。其次,自动控制系统监控缺乏,且未正常发动,导致事端得不到及时的处理。因而,为防备此类沸石转轮焖烧事情,应侧重从以下几个方面加强危险防控:(1)下降VOCs残留,强化脱附功率;(2)强化监控办法;(3)强化危险防备及设备保护保养。
3.1、下降VOCs残留下降沸石转轮内部VOCs残留可从改进VOCs废气的进气质量和加强脱附功率两方面下手。
(1)废气预处理。
废气预处理办法一般有除尘、除湿、除雾、除高沸物等。针对待处理的VOCs废气实践状况,选取恰当的废气预处理办法。比方,半导体出产制作进程对出产场所的颗粒物有严厉的要求,出产场所一般为洁净车间。因而,有机废气中的颗粒物含量很少,一般无需进行除尘预处理。比方,芯片制作业出产进程中运用的***要有机质料经过具有低沸点、易挥发的***色,但仍不扫除少数高沸点物质,如剥离液的***要成分二甘醇胺(沸程218~224℃)等。可在高沸点物质***要运用工序增设冷凝、前道活性炭吸附等预处理设备,以下降VOCs废气中难脱附高沸点物质进入沸石转轮。高沸点VOCs进入废气管道后简单产生凝聚,然后使废气湿度增***。当进入沸石转轮系统的有机废气湿度***于80%时,将对疏水性沸石分子筛产生较为严峻的影响。因而,主张企业对高湿度废气增设枯燥除湿预处理设备,使得进入废水转轮系统的废气湿度坚持在安稳、可控的范围内。
(2)高温再生。
比方,依据对***内芯片制作典型企业展开的调研可知,芯片制作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℃);一起还含有少数的高沸点物质,例如二甘醇胺(沸程218~224℃)。一般芯片制作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用脱附,然后逐步积累在转轮内部。某沸石转轮设备供货商对沸石转轮系统的高沸点物质集合状况展开了研讨,当沸石转轮系统运转1个月后,转轮内部的确有较很多的有机物积累,其有机物积累量即达6wt。进行有用的高温脱附之后,其内部的有机物积累量可下降约40%~60%。因而,高温脱附可较为有用地去除沸石转轮内部积累的高沸点有机物质。企业应依据废气的实践产生状况,剖析废气组成散布,剖析高沸点物质占比状况,以及废气的产生总量等内容,然后确认高温再生频次。较为适合的高温再生频次为2~3个月一次。高温再生的温度也会影响高温脱附作用。若高温脱附温度选取过低,则高沸点物质仍无法有用脱除;若高温脱附温度选取过高,将对沸石分子筛的骨架结构产生必定的影响,然后下降其运用寿命。高温脱附温度宜选取300℃左右,而且,相应的沸石转轮内部配件均需选用可耐300℃高温的密封配件。
(3)水洗再生。
比方,芯片制作业常用的有机物质(如异丙醇、丙二醇单甲醚乙酸酯等)一般具有较***的水溶性,可选用水洗再生的办法去除沸石转轮内部集合的高沸点物质。郑石治等人对在沸石转轮系统中加装水洗设备的企业进行的调研,并剖析了水洗再生后的设备运转功率状况,成果见表2。
水洗再生可有用进步沸石转轮系统的处理功率,关于工厂1,当水洗再生次数到达4~6次/年时,沸石转轮系统的处理功率可达95%~99%。因而,恰当添加定时水洗再生频次,可有用避免高沸点物质在沸石转轮内部的集合,坚持高效的处理功率。因为沸石转轮一般选用无机粘合剂将分子筛涂覆在陶瓷纤维纸外表制作而成。故水洗时不只转轮不会产生龟裂形变,也不会产生因为分子筛掉落所导致的功能劣化、运用寿命缩短等问题。可是,水洗时需求留意水质状况,若其间很多含有钙、镁等离子,将或许在沸石内部构成碳酸盐,堵塞沸石转轮的蜂窝状孔道;水中所含微量重金属物质、氯等也会毒化沸石。值得留意的是,并非一切沸石转轮原料均可耐水洗,企业应在水性再生之前,向沸石转轮设备的制作厂商做***相关的咨询作业。
(4)高压空气吹扫。企业在停机检修理期间,选用高压空气对沸石转轮进行吹扫。但是,高压空气吹扫一般只可清楚沸石转轮外表附着的尘埃,而VOCs有机质一般吸附在分子筛孔道内部,无法得到有用的脱除,还需与上述其他处理办法合作选用。
3.2、强化监控手法危险事端产生往往并非一蹴即至,而是经过长时间的累积,从量变到骤变的进程。因而,经过加强监控,可在必定程度上及时发现问题,及时处理问题,及时处理问题,然后避免危险事端的产生。系统监控能够从以下几个方面展开。
(1)加强废气浓度的监测:在废气系统规划前,要对各废气吸入点的可燃物浓度进行检测剖析,控制各废气吸入点的易燃物质的浓度低于爆破下限,并要进行正常作业状况或非正常作业状况下的可燃气体浓度检测。
(2)加强设备管路湿度监控,获取管道内物质凝聚状况、获取管路湿度状况,及时发现高湿度废气,做***防备预警办法。
(3)加强设备压降监控,及时发现设备超压、管路堵塞等反常状况。
(4)加强再生区温度监控,并将监控信号接入中控系统或报警系统,及时发现温度反常状况。经过定时监测或在线监控等手法,对以上内容展开监控。若以上监控因子呈现骤变或反常状况,则或许存在结尾处理设备反常或处理功率下降等事端,经过及时对监控状况进行剖析并展开问题排查,可有用下降危险事端产生的概率。
3.3、强化危险防备及设备保护保养
(1)氮气保护。
产生焖燃事端的另一个重要原因是因为沸石转轮系统中含有氧气。当系统在200℃下脱附时,若系统反常中止无气流流转、且无外加氧气供给,废气中的VOCs成分及在转轮上聚合的高沸点物质,将借由转轮中沸石与原残留于转轮孔道及沸石孔隙中的氧气产生触媒反响,然后构成放热产生闷燃。因而,主张企业以纯气(如氮气)作为系统反常停机时的保护气,置换转轮系统中残留的氧气,以下降事端概率。除此之外,氮气保护系统还可经过自动控制系统与水喷淋系统串联。当系统反常时,通入氮气保护,充氮30s后若系统反常仍未消除,则当即敞开水喷淋系统,进一步下降事端概率。
(2)沸石转轮保护保养。
沸石转轮即便定时进行高温再生,其内部积累的高沸点物质仍无法做到彻底脱除。因而,沸石转轮系统经过常年的吸附浓缩,其内部仍会残留必定量的高沸点物质,且高沸点物质含量越来越多,然后影响沸石转轮的功能。
除此之外,重复吸附、脱附,屡次高温再生或水洗再生,均会对沸石分子筛形成必定的损害。因而,沸石转轮虽在理论上可重复地吸附脱附,但实践运用中,却往往存在必定的运用寿命。①替换沸石。定时替换沸石是坚持沸石转轮系统有用、安全的运转的***有用的办法。但是,替换整个沸石转轮的本钱较高。一般状况下,一个沸石转轮的价格约100万元左右;而沸石分子筛的价格则廉价不少,且转轮上的吸附剂填料往往是可替换式的。②加强设备保养。企业可定时托付设备供货商进厂进行检查、保护,检查设备运转进程中是否存在安全危险,设备各部件是否存在老化、松动、设备走漏等状况。经过专业性、专攻性的检查,可及时发现问题,并供给问题的处理计划。企业还应要点重视设备的密封功能以及密封程度。选用可耐脱附高温、可耐老化的***质的密封材料,并留意密封材料的定时检查和定时替换。
3.4、加强处理准则的建造树立杰出的ESH处理系统是危险防备的根底(ESH的全称为“环保安全卫生”),ESH处理系统是安全、环境***有机结合体,是一种事前进行危险剖析,避免安全事端、突发环境事端的产生。在企业中推广ESH处理系统,可健全企业的处理机制,标准处理,可进步人员的安全常识水平、将过去安全处理的“过后查询”变为“事前防备”,将危险降到***。为进一步加强危险防备,企业可从以下方面树立准则,并监督准则的有用实施。
(1)的确展开并执行环境影响评价“三一起”准则,进步设备检验环节的有用性。
(2)加强设备操作人员以及设备处理人员的专业培训。
(3)定时进行管路的走漏检测和修正作业,拟定LDAR处理台账。
(4)加强动火控制,在沸水转轮系统周围禁止运用明火,引发可燃、易燃气体燃爆。
(5)树立设备定时检查准则,派遣专人定时(每日、每周、每月)对沸石转轮系统进行检查,并做***台账记载。
(6)树立沸石转轮定时脱附准则,依据企业本身的VOCs废气***色,以及沸石转轮设备的***色,选用适宜的废气预处理设备;选用高温脱附、定时水洗、高压吹扫等办法,下降沸石转轮内部的VOCs残留。
(7)树立例行监测准则,定时监测废气进、出口浓度,监控沸石转轮系统的实践处理功率。
(8)树立定时检修理准则,托付设备出产厂商定时对沸石转轮系统及其配套部件、检测设备、自动控制设备等展开修理、保养,并做***台账处理作业。
4、定论与主张
4.1、定论依据此次沸石转轮焖烧事情,总结概括出事端的***要原因为沸石转轮内部存在高沸点VOCs物质残留,高沸点物质积累,不光添加设备运转的危险,还下降设备的处理功率。产生燃烧的三要素为“可燃物质、着火点、助燃物质”,企业可经过下降VOCs残留,强化脱附功率等办法,削减可燃物质,并下降其浓度;经过强化监控办法,对着火点进行监测预警;经过强化危险防备,惰性气体N2保护,下降氧含量;加强设备保护保养,并终究树立相关的处理准则,以加强沸石转轮系统运转进程中的危险防备。
4.2、主张企业应秉承“事前防备”的危险防控准则,树立完善的危险防控制度和处理系统。主张企业展开以上危险防备办法。