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半导体废气处理设备的3种方法有哪些,半导体废气处理设备的3种方法有哪些优点

近年来，环境保护一直是一个热门话题。随着半导体工厂的快速发展，其废气污染越来越严重。那么，如何处理半导体工厂的废气处理设备呢？半导体厂废气采用水洗、氧化/燃烧、吸附、离解、冷凝等方法处理。根据废气的排放情况，可分为一般废气(GEX)、酸性废气(性)、碱性废气(AEX)和有机废气(VEX)。针对不同的污染物采取不同的处理方法。1.1总排气系统半导体工厂的总排气系统(GEX)系统在运行中也称为热排气系统。在生产过程中，设备的某些部分会产生大量的热量或产生含尘的无害气体，影响高洁净度的生产环境。为了满足半导体制造工艺对环境温湿度((221)、( 455)%)和洁净度的极高要求，可通过风道系统收集废气，再由风机抽出排放。通过对部分设备热废气的洁净度取样检测，发现虽然采用一般废气来抽取设备的粉尘排放，但一般排风系统抽取的气体直接来自洁净室，设备的粉尘排放浓度很低，所以在主风道处的检测结果仍然是洁净的。对设备排放点的温度测量表明，不同设备和排放点的热排气温度差异较大，在42~ 22之间，但总排放口的温度测量不超过26，仅略高于洁净室温度，仍属于室温范围。因此，GEX可以不经任何处理直接排放到大气环境中，是无害的。1.2酸碱废气处理系统采用半导体制造中产生的酸碱废气分别收集处理的方法，但处理设备和原理基本相同。对于含有酸性/碱性物质的废气，大多数半导体工厂都采用大型清洗中央废气处理系统进行处理。由于半导体制造的工作区域远离中央废气处理系统，一些酸性/碱性废气在输送到中央废气处理系统之前，往往会因气体特性而在管道中结晶或积聚粉尘，导致管道堵塞后发生气体泄漏，严重时甚至导致爆炸，危及现场工人的工作安全。因此，在工作区域，需要配备适合工艺气体特性的局部废气处理设备进行局部处理，然后排入中央处理系统。一些特殊废气，包括剧毒、自燃、易爆等废气，需要通过干式洗涤器等设备进行局部吸附或氧化/燃烧处理后，才能排入废气中央处理系统。中央废气处理系统的核心设备是洗涤塔。其主要作用是通过控制洗涤塔中水的pH值和电导率，使废气在洗涤塔中与水充分接触，吸收酸性或碱性物质。洗涤塔内装有填充床，增加废气与水的接触面积，延长接触时间。床下是循环水池，液体通过循环水泵不断循环。还有控制pH值的加药泵和pH计；液位计和电导仪用于排水和补水控制；压差开关和压力传感器用于监控系统的运行。通过调节排酸洗涤器中循环水的pH值，发现洗涤器中的物理吸收是不稳定的、可逆的，吸收了水中的酸，在浸出过程中容易解吸。当pH低于7.6时，即使将循环水的电导率调整到5 ms/cm以下，系统的处理效率仍不超过60%。当pH值高于8时，系统的处理效率通常高于90%。当pH值达到10时，系统的处理效率甚至超过99%。因此，控制pH值是保证系统处理效率的关键参数。虽然洗涤塔连续运行一定时间(一般为6个月)后，处理效率开始下降。即使pH值升高，效果也微乎其微。原因是洗涤塔循环水中的盐类容易在喷嘴处形成结晶，造成堵塞，降低循环水量。但是水量不足使得废气和水不能充分接触，从而影响系统的处理效率。因此，在运行中，洗涤塔循环水的电导率应严格控制在20ms/cm以下，以减少盐类对喷嘴的堵塞，定期清洗喷嘴，维护循环水泵和冲洗塔，并将循环水的压力控制在1.5l05 Pa以下，以保证足够的循环水。1.3有机废气处理系统半导体制造过程中排放的含有有机成分的废气(voc)，通常采用直接焚烧、活性炭吸附、生物氧化等方法进行处理。而低浓度、大风量的有机废气直接焚烧会造成大量的燃料消耗和不必要的污染，仅推荐高浓度有机废气直接焚烧；活性炭的吸附法，由于其材料特性，存在着易燃烧、湿敏性高、解吸后残余负荷高等缺点。所以基本不再用于半导体制造。生物氧化作为一种较新的处理技术，在大风量的处理中仍需进一步研究和发展。半导体制造过程中有机废气的排放特点是浓度低，但排放量大。因此，有必要在焚烧前对有机废气进行浓缩。沸石浓缩流道系统和焚烧炉焚烧系统的结合可以很好地解决这个问题。沸石转轮加焚烧的系统处理原理是将大体积低浓度有机废气转化为小体积高浓度气流，然后对浓缩后的高浓度有机废气进行焚烧。其主要优点是系统处理效率高(95%)，操作简单，易于清洗和维护。选用的沸石是一种新型疏水沸石，避免了水对吸附材料的侵蚀，保证了良好的吸附效果。优质沸石必须满足硅铝比、纯度、结晶度和孔径常数的严格要求。转轮对低浓度VOC具有良好的吸附能力，吸附的洁净空气可自然排出。处理过程：含有VOC的废气通过系统的排气扇排到VOC处理系统，90%的废气被沸石轮吸收成为洁净空气排到大气中，10%的废气被加热后进入脱附区，用来脱附轮子已经吸附了VOC成分的部分。随着轮子不断旋转，吸附和解吸过程同时连续进行。解吸后的高浓度VOC废气由焚烧炉风机送至焚烧炉焚烧。主要控制和运行参数包括：转轮转速、解吸风量、解吸温度、转轮冷却温度、焚烧炉温度等。VOC处理系统的主要运行来自焚烧炉的燃料消耗，50 000m3/h处理风量的系统年天然气费用超过100万元。因此，如何在保证系统处理效率的前提下降低能耗，是系统管理者必须考虑的问题。在VOC处理系统的所有运行参数中，解吸风量和焚烧炉温度对处理效率和气体消耗的影响最大。因此，通过实验调节VOC处理系统的解吸空气量和焚烧炉温度，并测试效率。数据表明，解吸风量和焚烧炉的运行温度确实是影响系统处理效率和能耗的最重要因素。焚烧温度越高，解吸风量越大，处理效率越高，但能耗也越高。通过试验数据的对比，可以确定焚烧炉温度的合理控制范围为700~730。如果温度继续下降，在中的测量值结论废气处理是半导体生产企业不可缺少的环保环节。半导体制造企业作为代表先进制造技术的大型产业，必须重视废气排放对环境的污染及其对先进半导体制造工艺的影响，即AMC问题，积极做好废气排放的治理和控制工作。通过环境管理体系(ISOl40o1)和职业安全健康管理体系(OHSAS18001)国际认证是国内半导体企业进入国际市场的通行证。国家环保部门对半导体制造废气排放的管理也经历了一个从无到有，逐步完善的过程。目前，上海市已于2006年10月颁布了新的半导体行业地方标准，并于2007年2月开始实施，不再执行GB16297~1996 《大气污染物综合排放标准》，结束了没有半导体行业标准的历史。上海地方行业标准相比原来的《大气污染物综合排放标准》要严格很多，尤其是新的VOC废气处理系统控制标准，即VOC排放速率大于0.6 kg/h，处理设施最低处理效率为88%。现有的污染来自于2008年1月13日实施这一限行；新的污染来源于2007年2月1日，将执行这一限制。目前国家环保总局正在进行调查研究，相信很快就会出台一个国家半导体污染物排放行业标准。新标准将对半导体企业提出更高的环保要求，推动国内半导体废气处理技术的进步和发展。

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