半导体行业在生产过程中会产生多种废气,包括挥发性有机化合物(VOCs)、酸性气体、碱性气体、有毒气体以及颗粒物等。这些废气若未经有效处理直接排放,会对环境和人体健康造成严重危害。以下是针对半导体废气处理的推荐工艺,结合了技术成熟度、处理效率、运行成本及环保要求等因素:
一、挥发性有机化合物(VOCs)处理工艺
沸石转轮吸附浓缩+RTO(蓄热式热氧化)
工艺原理:沸石转轮利用其多孔结构吸附VOCs,通过高温脱附将浓缩后的VOCs送入RTO进行高温氧化分解,生成CO?和H?O。
优势:处理效率高(可达99%以上),适用于大风量、低浓度的VOCs废气处理;沸石转轮可重复使用,运行成本低;RTO热回收效率高,节能效果显著。
适用场景:半导体制造过程中的光刻、蚀刻、清洗等环节产生的VOCs废气。
活性炭吸附+催化燃烧
工艺原理:活性炭吸附VOCs,当吸附饱和后,通过热空气脱附将VOCs送入催化燃烧装置,在催化剂作用下低温氧化分解。
优势:设备简单,投资成本低;适用于低浓度、小风量的VOCs废气处理。
局限:活性炭需定期更换,运行成本较高;催化燃烧需消耗辅助燃料,能耗较大。
二、酸性气体处理工艺
湿式洗涤塔
工艺原理:废气通过喷淋塔,与碱性洗涤液(如NaOH溶液)充分接触,发生中和反应,去除酸性气体。
优势:处理效率高,可同时处理多种酸性气体;设备简单,操作方便。
适用场景:半导体制造过程中的蚀刻、清洗等环节产生的HF、HCl等酸性气体。
干式吸附法
工艺原理:利用碱性吸附剂(如活性炭、分子筛等)吸附酸性气体,达到净化目的。
优势:无需喷淋系统,设备简单;适用于低浓度酸性气体的处理。
局限:吸附剂需定期更换,运行成本较高;处理效率受吸附剂性能影响。
三、碱性气体处理工艺
湿式洗涤塔
工艺原理:与酸性气体处理类似,废气通过喷淋塔,与酸性洗涤液(如稀硫酸溶液)充分接触,发生中和反应,去除碱性气体。
优势:处理效率高,可同时处理多种碱性气体;设备简单,操作方便。
适用场景:半导体制造过程中产生的NH?等碱性气体。
四、有毒气体处理工艺
化学吸收法
工艺原理:针对特定有毒气体(如SiH?、PH?、AsH?等),选择合适的吸收剂进行化学吸收,转化为无害或低毒物质。
优势:处理效率高,可针对性处理特定有毒气体;吸收剂可循环使用,降低运行成本。
局限:需根据有毒气体种类选择合适的吸收剂;吸收过程可能产生副产物,需进一步处理。
燃烧法
工艺原理:将有毒气体送入燃烧炉,在高温下与氧气反应,生成无害物质(如CO?、H?O等)。
优势:处理彻底,适用于高浓度有毒气体的处理;可回收燃烧产生的热量,降低能耗。
局限:需消耗辅助燃料,运行成本较高;燃烧过程可能产生二次污染,需严格控制燃烧条件。
五、颗粒物处理工艺
布袋除尘器
工艺原理:废气通过布袋除尘器,颗粒物被滤袋截留,净化后的气体排出。
优势:处理效率高,可去除微小颗粒物;滤袋可清洗或更换,运行成本较低。
适用场景:半导体制造过程中产生的粉尘、颗粒物等。
六、综合处理工艺推荐
针对半导体行业废气成分复杂、排放量大的特点,推荐采用组合工艺进行综合处理。例如:
VOCs+酸性气体+碱性气体综合处理:采用沸石转轮吸附浓缩+RTO处理VOCs,同时设置湿式洗涤塔处理酸性气体和碱性气体,实现多种废气的高效协同处理。
有毒气体+颗粒物综合处理:针对有毒气体采用化学吸收法或燃烧法进行处理,同时设置布袋除尘器或静电除尘器去除颗粒物,确保废气达标排放。
七、工艺选择注意事项
废气成分分析:在选择处理工艺前,需对废气成分进行详细分析,了解废气中各组分的浓度、性质及排放规律。
处理效率要求:根据环保法规及企业自身要求,确定废气处理效率目标,选择能够满足要求的处理工艺。
运行成本考虑:综合考虑设备投资、运行能耗、维护费用等因素,选择经济合理的处理工艺。
环保法规遵循:确保所选处理工艺符合国家和地方环保法规要求,避免因违规排放而面临处罚。
鑫蓝环保科技(昆山)有限公司多年来专注于半导体废气处理设计、制造和安装。我们产品有RTO蓄热焚烧、RCO蓄热催化燃烧、CO催化燃烧、TO直燃炉、有机废气处理设备、冷凝回收、防爆除尘器、酸碱废气处理、滤筒除尘器、防爆除尘器、单机除尘器、仓顶除尘器、旋风除尘器、洗涤塔、活性炭吸附箱、静电除油设备等。
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