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浅谈含硅有机物对RTO的影响及解决措施

发布时间：2024-01-02 08:23:00 点击：

 RTO焚烧炉、RTO、RCO专业生成厂家无锡泽川环境2024年1月2日讯 近年来，RTO（Regenerative Thermal Oxidizer,蓄热氧化装置）作为一种高净化效率、高热效率的有机废气治理技术被广泛应用于化工和原料药行业的有机废气治理项目中，而当RTO应用在半导体、液晶面板等产生含硅废气的行业中却显得捉襟见肘，因为废气中的含硅有机物燃烧后的产物对RTO的蓄热陶瓷体影响是非常严重的。如何应对含硅有机废气对RTO的影响以及如何治理含硅废气将成为企业必须要关注的问题。


1、含硅有机物对RTO的影响

1.1含硅有机物及其氧化产物

     一般的有机废气VOCs分子只含C、H、O元素，若有机废气VOCs分子中还包含Si元素，则此类VOCs可被称为含硅有机物。通过调研常见含硅有机物的MSDS（物质安全数据表）发现，含硅有机物的燃烧产物均包含SiO2。即含硅有机物经过RTO高温氧化分解后，C、H、O等元素可以转变为CO2和H2O，Si元素转变为SiO2。有机废气治理行业中，常见的含硅有机物及RTO燃烧产物见表1。

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表1 常见的含硅有机物 


1.2 含硅有机物对RTO的影响



     含硅有机物高温燃烧氧化后产生的SiO2在蓄热陶瓷填料表面形成结晶，蓄热陶瓷采用硅铝系耐火材料，由于硅铝酸盐与SiO2结晶的相近性，导致SiO2与陶瓷表面的硅铝酸盐以类似于化学键的形式牢固地结合在一起，宏观上表现为SiO2结晶在蓄热陶瓷表面生长，占据蓄热陶瓷的孔道。

     蓄热陶瓷被SiO2堵塞初期，SiO2沉积会造成床层有效通径减小，床层阻力压降增加，蓄热陶瓷体的孔道通风面积变小，RTO系统压力增大后，RTO系统的主风机的电耗增大，对应的电耗增加。随着时间推移，蓄热陶瓷体孔道中的SiO2逐渐增加，最终被 SiO2 全部占满，导致车间的排风量减少，或RTO系统压力降过大，触发RTO系统紧急停车，影响车间的正常生产。根据工程经验，一般蓄热陶瓷体上层堵塞最为严重，第二层陶瓷同样被SiO2堵塞，但情况相对第一层较轻。SiO2堵塞RTO蓄热陶瓷实物见图1。

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图1蓄热陶瓷体上层堵塞



2、含硅废气的治理措施

2.1、源头控制



     在半导体、液晶面板、涂布印刷等行业在生产过程中常含有含硅有机物，是不可避免的存在。为了更好的治理生产过程中产生的废气，企业可根据产品的生产周期、生产计划、设备的共同使用等情况，对废气进行分开收集，含硅废气单独设置管排路线，收集后集中治理。这种情况下，不影响其他有机物废气正常进入RTO治理设施，此外还需要从生产工艺的角度尽量控制含硅有机物的添加，以减少废气中的有机硅含量，从源头上控制SiO2堵塞。




2.2、采取新型蓄热陶瓷



      正常情况下若企业选择用RTO处理不含硅废气时，选择普通的蜂窝蓄热体即可，若RTO入口的有机废气中有含硅有机物，则 RTO 的蓄热陶瓷需要采用抗氧化硅蓄热陶瓷进行替换，比如板片式陶瓷蓄热体，其抗硅的最主要的原理是它的独特外形设计，形成不受孔道约束的、互通的面妆气流通道，使废气中形成的二氧化硅颗粒物能够更顺畅的通过蓄热体，不容易将孔道堵塞。这样就会减少堵塞引起的热回收效率降低、陶瓷破裂、压降激增等问题。



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图2板片式陶瓷填料


2.3、合理设置装填方式


     根据我司工程经验，一般蓄热陶瓷体上层堵塞最为严重，第二层陶瓷同样被SiO2堵塞，但情况相对第一层较轻，针对这一情况，可在蓄热陶瓷上方铺设一层散堆状鞍环陶瓷填料，以保证蓄热陶瓷体不会因为二氧化硅堵塞而影响通风，延长清洗或者更换陶瓷的周期。

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图3蓄热陶瓷上部铺设鞍环填料


2.4、附属装置结合RTO使用


      目前单纯依靠RTO处理含硅废气时显得有点捉襟见肘，所以我司根据以往工程经验在设计治理含硅废气方案时，转变思路，利用活性炭吸脱附作为RTO的前锋来减少含硅废气进入RTO的浓度，再搭配板片式蓄热陶瓷体，从而减少蓄热陶瓷体被二氧化硅堵塞的情况。



3、蓄热体堵塞后的清理方法

3.1清理方法



（1）如果二氧化硅的生成量不大，并且没有和其他产物生成玻璃层状沉积物，可直接在床层内进行清理。

（2）停炉维护的时候先要用工业吸尘器清理最上层蓄热陶瓷表面的硅粉，包括氧化室内壁，保温棉上附着粉末和絮状的SiO2，防止RTO启动时粉尘落在蓄热体顶部，然后再用高压水枪冲洗。若直接用水清洗，高压水枪会把上层粉末冲到下层，堵塞中上层蓄热体。




结论
       因此，在治理含硅废气时，要考虑从源头控制，减少含硅废气进入RTO。若已采用RTO废气治理设备处理含硅有机物，可采用抗氧化硅蓄热陶瓷替换普通型蓄热陶瓷，同时对RTO蓄热陶瓷区的装填方式进行合理调整，以达到延长更换或清洗蓄热陶瓷的周期的目的，有效降低企业的运行维护成本及停产损失。

     综上所述就是小编对含硅废气对RTO的影响分析以及治理措施，其实在实际生产过程中，所产生的废气组分更会复杂，合肥义禾可以因地制宜，详细分析，针对不同组分采取不同的治理措施，可以使全厂废气高效、节能、安全、规范化治理。