淺談含硅有機物對RTO的影響及解決措施
近年來，RTO作為一種高凈化效率、高熱效率的有機廢氣治理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于化工和原料藥行業(yè)的有機廢氣治理項目中，而當RTO應(yīng)用在半導體、液晶面板等產(chǎn)生含硅廢氣的行業(yè)中卻顯得捉襟見肘，因為廢氣中的含硅有機物燃燒后的產(chǎn)物對RTO的蓄熱陶瓷體影響是非常嚴重的。如何應(yīng)對含硅有機廢氣對RTO的影響以及如何治理含硅廢氣將成為企業(yè)必須要關(guān)注的問題。
1、含硅有機物對RTO的影響
1.1含硅有機物及其氧化產(chǎn)物
一般的有機廢氣VOCs分子只含C、H、O元素，若有機廢氣VOCs分子中還包含Si元素，則此類VOCs可被稱為含硅有機物。通過調(diào)研常見含硅有機物的MSDS（物質(zhì)安全數(shù)據(jù)表）發(fā)現(xiàn)，含硅有機物的燃燒產(chǎn)物均包含SiO2。即含硅有機物經(jīng)過RTO高溫氧化分解后，C、H、O等元素可以轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2和H2O，Si元素轉(zhuǎn)變?yōu)镾iO2。有機廢氣治理行業(yè)中，常見的含硅有機物及RTO燃燒產(chǎn)物見表。
1.2?含硅有機物對RTO的影響
含硅有機物高溫燃燒氧化后產(chǎn)生的SiO2在蓄熱陶瓷填料表面形成結(jié)晶，蓄熱陶瓷采用硅鋁系耐火材料，由于硅鋁酸鹽與SiO2結(jié)晶的相近性，導致SiO2與陶瓷表面的硅鋁酸鹽以類似于化學鍵的形式牢固地結(jié)合在一起，宏觀上表現(xiàn)為SiO2結(jié)晶在蓄熱陶瓷表面生長，占據(jù)蓄熱陶瓷的孔道。
蓄熱陶瓷被SiO2堵塞初期，SiO2沉積會造成床層有效通徑減小，床層阻力壓降增加，蓄熱陶瓷體的孔道通風面積變小，RTO系統(tǒng)壓力增大后，RTO系統(tǒng)的主風機的電耗增大，對應(yīng)的電耗增加。隨著時間推移，蓄熱陶瓷體孔道中的SiO2逐漸增加，最終被 SiO2 全部占滿，導致車間的排風量減少，或RTO系統(tǒng)壓力降過大，觸發(fā)RTO系統(tǒng)緊急停車，影響車間的正常生產(chǎn)。根據(jù)工程經(jīng)驗，一般蓄熱陶瓷體上層堵塞最為嚴重，第二層陶瓷同樣被SiO2堵塞，但情況相對第一層較輕。SiO2堵塞RTO蓄熱陶瓷實物見圖。
圖1蓄熱陶瓷體上層堵塞
2、含硅廢氣的治理措施
2.1、源頭控制
在半導體、液晶面板、涂布印刷等行業(yè)在生產(chǎn)過程中常含有含硅有機物，是不可避免的存在。為了更好的治理生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣，企業(yè)可根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)周期、生產(chǎn)計劃、設(shè)備的共同使用等情況，對廢氣進行分開收集，含硅廢氣單獨設(shè)置管排路線，收集后集中治理。這種情況下，不影響其他有機物廢氣正常進入RTO治理設(shè)施，此外還需要從生產(chǎn)工藝的角度盡量控制含硅有機物的添加，以減少廢氣中的有機硅含量，從源頭上控制SiO2堵塞。
2.2、采取新型蓄熱陶瓷
正常情況下若企業(yè)選擇用RTO處理不含硅廢氣時，選擇普通的蜂窩蓄熱體即可，若RTO入口的有機廢氣中有含硅有機物，則 RTO 的蓄熱陶瓷需要采用抗氧化硅蓄熱陶瓷進行替換，比如板片式陶瓷蓄熱體，其抗硅的最主要的原理是它的獨特外形設(shè)計，形成不受孔道約束的、互通的面妝氣流通道，使廢氣中形成的二氧化硅顆粒物能夠更順暢的通過蓄熱體，不容易將孔道堵塞。這樣就會減少堵塞引起的熱回收效率降低、陶瓷破裂、壓降激增等問題。
圖2板片式陶瓷填料
2.3、合理設(shè)置裝填方式
根據(jù)我司工程經(jīng)驗，一般蓄熱陶瓷體上層堵塞最為嚴重，第二層陶瓷同樣被SiO2堵塞，但情況相對第一層較輕，針對這一情況，可在蓄熱陶瓷上方鋪設(shè)一層散堆狀鞍環(huán)陶瓷填料，以保證蓄熱陶瓷體不會因為二氧化硅堵塞而影響通風，延長清洗或者更換陶瓷的周期。
圖3蓄熱陶瓷上部鋪設(shè)鞍環(huán)填料
2.4、附屬裝置結(jié)合RTO使用
目前單純依靠RTO處理含硅廢氣時顯得有點捉襟見肘，所以我司根據(jù)以往工程經(jīng)驗在設(shè)計治理含硅廢氣方案時，轉(zhuǎn)變思路，利用活性炭吸脫附作為RTO的前鋒來減少含硅廢氣進入RTO的濃度，再搭配板片式蓄熱陶瓷體，從而減少蓄熱陶瓷體被二氧化硅堵塞的情況。
3、蓄熱體堵塞后的清理方法
3.1清理方法
（1）如果二氧化硅的生成量不大，并且沒有和其他產(chǎn)物生成玻璃層狀沉積物，可直接在床層內(nèi)進行清理。
（2）停爐維護的時候先要用工業(yè)吸塵器清理最上層蓄熱陶瓷表面的硅粉，包括氧化室內(nèi)壁，保溫棉上附著粉末和絮狀的SiO2，防止RTO啟動時粉塵落在蓄熱體頂部，然后再用高壓水槍沖洗。若直接用水清洗，高壓水槍會把上層粉末沖到下層，堵塞中上層蓄熱體。
結(jié)論
因此，在治理含硅廢氣時，要考慮從源頭控制，減少含硅廢氣進入RTO。若已采用RTO廢氣治理設(shè)備處理含硅有機物，可采用抗氧化硅蓄熱陶瓷替換普通型蓄熱陶瓷，同時對RTO蓄熱陶瓷區(qū)的裝填方式進行合理調(diào)整，以達到延長更換或清洗蓄熱陶瓷的周期的目的，有效降低企業(yè)的運行維護成本及停產(chǎn)損失。
