近年来,RTO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
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。
表1 常见的含硅有机物
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,但情况相对层较轻。SiO2堵塞RTO蓄热陶瓷实物见图1。
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。
(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。