儀征一體化雙氧水廢水處理設備全自動控制 返回列表頁

儀征一體化雙氧水廢水處理設備全自動控制

電子工業高速發展，半導體行業發展劇增，相關化學品的需求也逐年增多，電子級磷酸的需求增長顯著。

電子工業廢水處理工藝是什么？隨著我國電子工業的高度發展，電子工業廢水處理難度逐漸增加，康景輝小編和大家一起聊聊電子工業廢水處理工藝。

一、電子工業廢水含磷酸廢液來源

電子級磷酸又被稱為超高純磷酸，是磷酸工業上的明珠，主要用于芯片的清洗、蝕刻，其潔凈度和純度對電子元器件的性能、可靠性及良品率影響很大，例如，在晶圓的加工過程中，若其被雜質污染，將導致集成電路(IC）的產率下降約50%。

因此，為了保證產品的可靠性，獲得高產率的大規模集成電路，電子工業必須使用高純電子級磷酸進行清洗，并不斷將新電子級磷酸補充到生產過程。隨著集成電路規模逐年增大，含磷酸廢液產生量不斷上升。

面板行業和集成電路行業是電子工業的典型代表，電子級磷酸在其中應用廣泛，其實際的使用工藝有所差別，產生的含磷酸廢液有很多不同特性。

對于低有機物含磷酸廢液，其中僅含有無機酸和有價金屬陽離子。向該廢液中添加雙氧水氧化后,采用無機碳化硅陶瓷膜超濾去除懸浮物，再用多效負壓蒸發將廢磷酸中的揮發性醋酸、硝酸脫除并濃縮至大于75%，濃縮后的磷酸經沉降再次去除懸浮物，即可滿足《工業磷酸》(GB/T 2091——2008）的標準，市場價值居于中位。通常只能選擇石墨作為蒸發設備的材料來應對設備腐蝕，因此設備故障率較高。目前，磷酸凈化+蒸發提濃的工藝要求較高，多數停留在實驗室階段或由大型磷酸企業實施，僅有少部分危險廢物處理企業進行了應用。

環化工序進料DCH溶液中DCH組分有兩種同分異構體，其中αα’-DCH占比33%，αβ-DCH占比67%。αα’-DCH在30℃左右反應轉化率已達50%，αβ-DCH則在50℃左右的轉化率才20%左右，當反應溫度達到100℃時，αβ-DCH的反應速度接近αα’-DCH的反應速度。實驗證明，當預熱溫度控制在70℃時，預混合器中的DCH反應率可達50%，副產甘油含量最少，環化塔餾出液中αα’-DCH含量，這表明在此溫度下αα’-DCH幾乎全部在預混合器進行了環化反應。再提高預熱溫度，αβ-DCH轉化率升高，進塔前的混合液中ECH濃度過高從而副反應增多，環化廢水COD值升高。結合該公司ECH裝置設計預熱溫度控制范圍，通過生產實踐摸索，環化工序進料預熱溫度控制在70～75℃時，副反應相對最少，環化下水COD值較低。

　　2.環化堿倍率

　　環化堿倍率是環化工序進料中n[Ca(OH)2]:{n[DCH]+n[HCl]}。由于環化工序進料DCH溶液為DCH和HCl混合水溶液，中和反應優先于環化反應，要使DCH轉化必須保持堿過量。堿倍率不宜過高，根據反應(3)可知堿濃度過高會促進水解反應進行，堿倍率也不能過低，試驗證明，如果堿倍率小于1.1，環化塔頂ECH和DCH的餾出物急劇降低，考慮到石灰乳質量的差異，堿倍率一般控制在1.1～1.2之間。實際生產中堿倍率僅作為一個參考值，主要通過調節塔釜PH值來控制殘余堿的濃度。結合該公司ECH裝置的工藝設計和所用石灰乳質量狀況，通過生產實踐摸索，塔釜PH值控制在10.5～11.2，環化廢水COD值較低。

儀征一體化雙氧水廢水處理設備全自動控制

　3.環化溫度

　　環化反應混合液從塔頂進入環化塔后，在塔內由上而下隨著反應進行溫度逐步升高，αβ-DCH逐步轉化。由于在溫度較高的情況下，ECH在水中的溶解度增大，副反應更易進行，所以必須選擇適當的反應溫度。本裝置精餾工序具備二氯丙醇回收系統，而副反應會造成收率的降低和環化廢水COD的升高，所以優先考慮如何減少副反應，即適當降低環化塔溫度。生產實踐中，降低塔釜溫度主要通過調整汽提蒸汽量來實現，而減少蒸汽用量會降低ECH汽提速度造成副反應增加。經過指標調控和實踐摸索，該公司ECH裝置環化塔釜溫控制在94～97℃時，環化廢水COD較低。

　　4.蒸汽倍率

　　環化蒸汽倍率是加入環化塔的蒸汽量與進入預混合器DCH溶液加環化堿液量之比。因ECH與水混合可形成沸點為88℃的共沸物，采用蒸汽汽提法將環化塔內的ECH迅速蒸餾出，可減少副反應發生。工序負荷穩定時，ECH汽提出的速度主要取決于通入環化塔的蒸汽量，蒸汽倍率低，即加入環化塔的蒸汽量少，反應生成的ECH不能及時蒸出，副反應增多，環化廢水COD值高。反之，當通入的蒸汽量過大又會由于αβ-DCH的餾出量增加，降低粗ECH的濃度，增加了回收DCH和精餾ECH的能耗，同時提高了外排廢水量和溫度，所以生產實踐中必須選擇適當的蒸汽倍率。實驗證明，在滿負荷情況下，蒸汽倍率控制在0.115左右ECH達到收率，在低負荷情況下應適當提高蒸汽倍率，縮短ECH在塔內的停留時間，減少副反應發生，提高反應收率，降低環化廢水COD值。結合該公司ECH裝置設計蒸汽用量、蒸汽質量和塔釜溫度調優，蒸汽倍率控制在0.115～0.12較合適。

　　四、工藝優化效果

　　采用優化后的工藝指標操作，二氯丙醇預熱溫度控制在70～75℃，塔釜環化下水PH值控制在10.5～11.2，環化塔釜溫控制在94～97℃，蒸汽倍率控制在0.115～0.12，減少了副反應，環化反應廢水COD均值降低300mg/L。裝置滿負荷生產，環化廢水排放按150～170m3/h計算，每小時可減少COD排放量0.3*(150～170)=45～51kg，一年按8000h生產時間計，一年可減少COD排放量(45～51)*8000/1000=360～408t。通過優化環化工藝控制和結合生產實踐，降低了環化下水COD值，減少排污量同時提高其可生化性，創造了良好環境效益。