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廢氣處理方案
    發布時間: 2019-01-18 15:42    


太陽能電池線的生產過程中涉及制絨、擴散、鍍膜、印刷等工藝,在生產過程中會使用大量的化學試劑,如鹽酸、氫氟酸、硝酸、硫酸、氫氧化鉀(或氫氧化鈉)、硅烷、氨氣、醇類等,這些化學試劑在使用過程中會釋放出大量的有害廢氣,所排放的廢氣主要為氯化氫、氟化氫、氯氣、氮氧化物、氨氣、硅烷、醇類廢氣等,這些廢氣需要被有效的處理,完全達到國家和地方的排放標準后才能排入大氣中。

(一)廢氣分析
1、制絨工藝廢氣分析

在制絨工藝過程中,廢氣源主要為制絨及清洗設備,廢氣種類因工藝不同而有區別,主要廢氣為氮氧化物、氟化氫氣體(多晶工藝);堿蒸汽及醇類(單晶)。

2、擴散工藝廢氣分析

擴散工藝涉及廢氣排放的設備主要是:擴散爐、石英管清洗機、石墨舟清洗機等。擴散爐排出的廢氣是酸性廢氣及熱廢氣,本項目酸性廢氣主要為含氯廢氣,如氯氣等。石英管清洗機、石墨舟清洗機產生的廢氣主要為含氟化氫及氯化氫成分的酸性氣體。

3、鍍膜工藝廢氣分析

鍍膜工藝涉及的主要設備為去磷硅玻璃清洗機及PECVD等。去磷硅玻璃清洗機產生的廢氣主要成分為氟化氫及氯化氫等;PECVD尾氣主要包含硅烷、氨氣等。

4、印刷工藝廢氣分析

印刷工藝涉及的主要設備為印刷機和燒結爐,產生的廢氣主要是一些以脂類和醇類廢氣為主的有機廢氣。

(二)廢氣抽風量設計及設備選擇

根據上述廢氣分析,太陽能電池生產線產生的廢氣以處理方式來分可分為三類:酸堿廢氣、硅烷及氨氣等特氣、有機廢氣。

1、酸堿廢氣凈化系統

本項目涉及的酸堿廢氣來自制絨清洗機、擴散爐、去磷硅玻璃清洗機、石英管清洗機及石墨舟清洗機等,主要成分為HF/HCl/Cl2/堿蒸汽等,這些廢氣均可溶于水,可以采用酸堿中和的方式進行廢氣處理。一般采用堿液噴淋方式進行廢氣凈化。本項目廢氣處理分為二部分:擴散間及其他廢氣。擴散間的酸堿廢氣為15000 m3/h,選一套DGS-B-15型廢氣洗滌塔進行處理;其他的酸堿廢氣采用一套DGS-B-40型廢氣洗滌塔進行處理其處理風量為40000 m3/h。廢氣洗滌塔主要有以下幾部分組成:洗滌塔、自動加藥系統、玻璃鋼離心風機、玻璃鋼風管、排風煙囪及保護鋼架、電氣控制柜等組成。

設備工藝流程如下圖:

        從車間工藝段抽出的酸堿廢氣在離心風機的作用下進入洗滌塔。在洗滌塔內部,中和液經噴淋系統噴灑而下,與廢氣中的酸性氣體發生中和反應從而起到凈化效果。為了提高凈化塔的凈化效率廢氣洗滌塔填料采用特殊PP海膽型保爾環以增大氣液接觸面積。為了使中和液處于一個最佳的吸收濃度并減少人力操作,本系統采用自動加藥系統對洗滌塔進行氫氧化鈉補充,每套系統包括1個自動加藥箱,每個自動加藥箱包括1個PH計,1個計量泵,PH計根據凈化塔箱體內吸收液的PH值來控制計量泵的開關,從而實現自動加藥。經廢氣洗滌塔凈化后的廢氣通過排放煙囪達標排放,排放標準為GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》二級標準。

廢氣洗滌塔處理廢氣的主要化學反應為:

aOH+HF aF + H2O

aOH+HCL aCL+ H2O

 Cl2 + H2O HClO + HCl

2HClO 2HCl + O2

2、有機廢氣凈化系統

本項目有機廢氣以含脂類、醇類等揮發物為主,這些有機物微溶于水,不能用常規的洗滌法處理。根據這些特點,本項目有機廢氣采用我公司研制生產的活性炭纖維有機廢氣凈化器進行吸附凈化。根據貴公司提供的工藝設備廢氣排放量并結合我公司多年的實際經驗,本項目選擇一套SYWFL-4 NO.8*2組合式活性炭纖維有機廢氣凈化器,該組合式設備處理能力為32000m3/h。本設備主要有凈化器、離心風機及排風煙囪組成。凈化器中吸附裝置的主要成分是活性炭纖維。活性炭纖維是超越活性炭(GAC)的高效吸附材料,它具有高度發達的微孔結構,吸、脫附速度快,凈化效果好,在簡單條件下,可以完全脫附等特點。他易于加工成氈、絲、布等形狀,成型較好,不易粉化,在振動下不會產生裝填松動和過分密實現象。 活性炭纖維吸附容量大,耐熱、耐酸、堿:ACF對汽油、醛類、酚類、烯烴等有機蒸汽吸附比GAC大幾倍,對無機氣體有很好的吸附能力(如NONO2SO2H2SHFHCL等)吸附量比GAC高的多它對微生物、細菌也有優良的吸附能力。工作流程如下:

從車間工藝段抽出的工藝廢氣首先進入有機廢氣器,在凈化器內部廢氣經過多層活性炭纖維過濾吸附,吸附凈化后的廢氣在離心風機的作用下,經過排放煙囪達標排放,排放標準為GB16297-1996《大氣污染物綜合排放標準》二級標準。

3、硅烷系統

    PECVD工藝設備出來的廢氣主要為硅烷及氨氣。硅烷是一種可燃性氣體,并且易自燃(接觸空氣后就會燃燒),而氨氣是一種可溶性氣體,處理這些混合廢氣分兩步走:先燃燒后噴淋吸收。本項目選擇一套HWR-6型不銹鋼硅烷燃燒塔,PECVD的工藝廢氣設備具體處理過程如下:

    含有硅烷及氨氣等成分的混合廢氣通過管道進入不銹鋼硅烷燃燒塔中,在燃燒塔內部的燃燒室內硅烷氣體與通入的壓縮空氣接觸燃燒,燃燒后產生的二氧化硅粉塵沉積從燃燒室底部的排渣口排出,而含有氨氣的其他廢氣進入噴淋洗滌室。在噴淋洗滌室中,氨氣與循環液發生反應而被處理掉,處理完的氣體經脫液室脫液處理后由抽風機抽出,最后通過排放煙囪排入大氣,排出氣體達到GB14554-93《惡臭污染排放標準》標準。當PECVD發生故障而出現應急排放時會排出大量的純硅烷,為了提高系統處理應急排放時的廢氣處理能力,本系統在燃燒塔前接二個不銹鋼硅烷應急燃燒筒。


具體處理如下圖:


 

為了提高設備安全性,在進氣方面采用壓縮空氣加新風補氣的雙進風形式;在噴淋系統方面,采用循環水泵與自動補水相結合的方法;風機采用一用一備形式。這些工藝特點使得本產品在安全可靠性方面得到極大保證。內部燃燒室采用特殊的泄壓裝置,即使在內部壓力突然增大的情況下仍能正常工作,同時配備了氮氣吹掃保護系統,更加大了設備的安全性,其中每臺硅烷燃燒塔的氮氣用量為1.5m3/h。在粉塵收集方面采用靜壓沉積的方法,沉積下來的粉塵通過排渣口排出,這使粉塵收集處理變得更容易、更有效。

         凈化設備有限公司

  
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