酸霧廢氣處理設(shè)計專項方案1項目概況1.1污染源特征某電子級蝕刻車間全年運行7920h，采用38%鹽酸、49%氫氟酸及68%硝酸按4:1:0.3比例配制的混酸蝕刻液，槽溫45℃，槽面風速0.35m/s，總槽口面積128m2，理論揮發(fā)量5.8kg/h（以HCl計）。實測槽邊0.5m處酸霧濃度35~62mg/m3，峰值94mg/m3，粒徑分布0.3~3μm占比82%，呈強親水性。車間為丙類防火，屋面承重5kN/m2，可用占地12m×8m，電源380V/50Hz，循環(huán)水壓力0.25MPa，冬季極端最低溫-12℃。1.2設(shè)計邊界廢氣收集范圍：蝕刻區(qū)6條生產(chǎn)線48個槽體+2個混酸儲罐呼吸口+1個危廢暫存間；設(shè)計風量60000m3/h，年運行7920h，排放口高度35m（高出屋面5m），執(zhí)行《大氣污染物綜合排放標準》(GB16297-1996)表2二級：HCl≤30mg/m3、HF≤7mg/m3、NOx≤240mg/m3，基準氧含量11%，煙囪出口速率≥15m/s。2廢氣收集系統(tǒng)2.1槽體密閉采用“三壁一蓋”PPH擠出纏繞結(jié)構(gòu)，槽口設(shè)雙層內(nèi)掀式蓋板，蓋板與液面之間加60mm厚空心PP浮球覆蓋92%面積，剩余8%條形區(qū)設(shè)移動式側(cè)吸罩，罩口控制風速0.6m/s；蓋板邊緣嵌30mm厚發(fā)泡硅膠條，保證泄漏率＜1%。2.2集氣管道主管?1000mm，支管?315~450mm，材質(zhì)PPH/FRP復合管，內(nèi)壁光滑，摩阻系數(shù)0.012；支管與主管30°斜插，設(shè)插板閥+變頻蝶閥，閥體SS316L襯氟；每6m設(shè)快開檢修口，管道坡度3‰坡向洗滌塔，最低點加DN50排液閥。2.3風量平衡單槽設(shè)計風量Q=3600×槽口面積×控制風速×安全系數(shù)1.2，經(jīng)疊加修正后總風量58000m3/h，再取1.15漏風系數(shù)，終定60000m3/h；風機選型YFB-900C玻璃鋼離心風機，全壓3200Pa，效率82%，配110kW變頻電機，運行頻率25~50Hz，夜間低負荷自動降頻至35Hz，節(jié)電28%。3預(yù)處理單元3.1旋流除濕器塔徑?1800mm，空塔氣速3.5m/s，設(shè)4層旋流板，板間距600mm，葉片仰角25°，可去除≥5μm液滴85%，壓降400Pa；底部錐斗60°，設(shè)液位計+氣動排液閥，冷凝酸液排至廢酸中間罐。3.2冷卻冷凝采用氟塑料毛細管換熱器，換熱面積280m2，冷卻水7/12℃，可將45℃飽和濕廢氣降溫至18℃，回收78%水蒸氣，減少洗滌塔負荷；冷凝液pH1.5，含HCl12%，泵送至廠內(nèi)廢酸儲罐。4主體凈化工藝4.1三級逆流洗滌塔4.1.1一級堿洗（NaOH循環(huán)）塔徑?2800mm，填料層高度4.5m，選用?50mm海爾環(huán)，比表面積110m2/m3，噴淋密度25m3/(m2·h)，循環(huán)液NaOH濃度8%，pH9.5，ORP-450mV，空塔氣速2.2m/s，液氣比3.5L/m3，HCl去除率96%，HF去除率94%。4.1.2二級氧化（NaClO協(xié)同）塔徑?2600mm，設(shè)兩層噴淋，上層NaClO有效氯0.8%，下層NaOH4%，pH8.0，ORP+680mV，專門去除NOx中NO占比90%以上的難溶組分，NO氧化為NO?效率92%，總NOx去除率78%。4.1.3三級精洗（Na?S?O?還原+新鮮堿）塔徑?2400mm，上層Na?S?O?0.3%還原殘余氯，下層NaOH2%最終中和，末端設(shè)1.2m厚除霧填料，出口酸霧≤5mg/m3。4.2吸收液自控每塔配pH、ORP、電導、液位四合一在線傳感器，信號接入DCS；加堿采用20%NaOH計量泵，pH低于8.5啟動，9.5停止；氧化塔ORP低于+600mV啟動NaClO加藥；循環(huán)液電導率＞80mS/cm自動排放15%，補水閥聯(lián)鎖開啟。4.3塔體材料殼體為FRP纏繞，內(nèi)襯乙烯基酯樹脂，厚度12mm，拉伸強度280MPa，巴氏硬度45；填料支承梁為2205雙相鋼，外包3mmFRP防腐；噴嘴為SiC渦流噴頭，防堵孔徑8mm，霧化角120°，單只覆蓋率150%。5除霧與升溫5.1絲網(wǎng)除霧器位于三級塔頂，絲網(wǎng)層厚150mm，材質(zhì)PTFE纖維，比表面積350m2/m3，設(shè)計氣速3.8m/s，可去除≥3μm液滴99%，出口液滴含量≤20mg/m3。5.2蒸汽換熱器采用0.3MPa飽和蒸汽，將18℃飽和濕廢氣升溫至35℃，防止煙囪雨；換熱管304波紋管，換熱面積120m2，蒸汽耗量260kg/h，冷凝水回收至鍋爐。6煙囪與在線監(jiān)測煙囪?1200mm，高35m，壁厚10mm，材質(zhì)FRP+UV抗老化涂層，出口設(shè)4倍直徑直管段；安裝HCl、HF、NOx、濕度、溫度、流速、氧含量七參數(shù)CEMS，量程HCl0-50mg/m3，檢出限0.5mg/m3，數(shù)據(jù)上傳市平臺；采樣管180℃伴熱，反吹周期2h，校準周期7d。7廢水處理洗滌塔間歇排放廢液1.2m3/h，含NaCl12%、NaF6%、NaNO?8%，pH8.5；采用“中和-混凝-沉淀-三效蒸發(fā)”工藝：先投加Ca(OH)?除氟，CaF?沉淀后上清液加PAC、PAM絮凝，沉淀池表面負荷0.8m3/(m2·h)，出水氟化物≤9mg/L；清液進三效強制循環(huán)蒸發(fā)器，蒸發(fā)量1t/h，冷凝水回用至循環(huán)水池，結(jié)晶鹽離心脫水后含水率5%，噸鹽蒸汽耗量0.35t，系統(tǒng)總鹽回收率94%。8自動控制系統(tǒng)8.1DCS架構(gòu)CPU冗余西門子S7-1500R，I/O點1024，模擬量384，開關(guān)量640；通信采用PROFINET環(huán)網(wǎng)，觸摸屏15"四線電阻，分辨率1024×768；設(shè)工程師站、操作員站、就地觸摸屏三層，權(quán)限分管理員、工藝員、操作員三級。8.2控制策略風機頻率與總管壓差PID調(diào)節(jié)，設(shè)定值2200Pa；洗滌塔液位與補水閥聯(lián)鎖，高低液位報警；氧化塔ORP與NaClO計量泵串級調(diào)節(jié)；pH與加堿泵分程控制，死區(qū)0.2；冬季冷凝器出口溫度低于15℃自動開啟蒸汽升溫閥；CEMS超標30min觸發(fā)聲光報警并短信通知負責人。8.3安全聯(lián)鎖風機故障停機→洗滌塔循環(huán)泵延時30s?！铀幈昧⒓赐！鸁焽钁?yīng)急噴淋開啟；儲堿罐液位低于0.3m禁止啟動加堿泵；廢酸罐液位高于3.5m停止排液閥并報警；停電時UPS維持DCS與CEMS30min數(shù)據(jù)保存。9設(shè)備布置與管道布置洗滌塔、風機、旋流器呈“L”形布置，塔中心距4m，設(shè)3m寬檢修通道；屋面設(shè)5t懸臂吊，起吊高度6m；管道采用低支架+橋架，主管底標高4.5m，坡度3‰，每隔12m設(shè)不銹鋼滑動支架，熱補償采用FRP波紋膨脹節(jié)，軸向補償量40mm；閥門集中設(shè)操作平臺，平臺寬0.8m，護欄1.2m。10材料統(tǒng)計與能耗10.1主要設(shè)備玻璃鋼離心風機1臺，110kW；旋流除濕器1套，?1800mm；三級洗滌塔3套，?2800/2600/2400mm；氟塑料冷凝器1套，280m2；絲網(wǎng)除霧器1套；蒸汽換熱器1套；NaOH儲罐20m31臺；NaClO儲罐5m31臺；三效蒸發(fā)器1t/h1套；CEMS1套；DCS1套。10.2能耗裝機功率142kW，運行功率96kW，年耗電76×10?kWh；蒸汽年耗2050t；循環(huán)水120m3/h，補水8m3/h；20%NaOH年耗210t；10%NaClO年耗38t；電耗成本0.65元/kWh，蒸汽180元/t，年運行費用118萬元。11運行效果預(yù)測采用HSCChemistry7.0模擬，25℃、1atm下，入口HCl60mg/m3、HF15mg/m3、NOx300mg/m3，經(jīng)三級洗滌后出口HCl1.8mg/m3、HF0.7mg/m3、NOx62mg/m3，均低于排放限值94%、95%、79%；酸霧濃度≤5mg/m3，林格曼黑度<1級；年減排HCl28.3t、HF6.9t、NOx18.7t；環(huán)境貢獻值（CO?當量）削減820t/a。12投資估算設(shè)備費486萬元（含塔體、風機、換熱器、CEMS、DCS）；安裝費97萬元；管道及支架62萬元；保溫防腐28萬元；土建基礎(chǔ)45萬元；設(shè)計調(diào)試38萬元；合計756萬元；噸廢氣投資126元/(m3·h)，處于行業(yè)中等偏下水平。13運行維護13.1巡檢每班2h記錄風機電流、塔壓差、循環(huán)泵壓力、液位、pH、ORP；每周檢查噴嘴堵塞，拆洗數(shù)量10%；每月測試CEMS零漂、量程漂，誤差＜2.5%；每半年更換絲網(wǎng)除霧器，每年更換填料20%。13.2故障案例案例1：氧化塔ORP持續(xù)走低，NOx超標，原因為NaClO儲罐呼吸閥失效導致有效氯衰減，更換呼吸閥后恢復；案例2：冬季煙囪冒白煙，冷凝器出口溫度9℃，蒸汽升溫閥未開啟，檢查溫控儀參數(shù)后修正；案例3：風機振動6.5mm/s，發(fā)現(xiàn)葉輪結(jié)垢4mm，停機高壓水沖洗后振動降至2.1mm/s。14安全與職業(yè)衛(wèi)生14.1防爆風機、電機防爆等級ExdIIBT4，控制柜正壓通風，電纜穿管密封；洗滌塔頂設(shè)φ500mm爆破片，爆破壓力5kPa；儲罐圍堰1.2m，容積110%罐容。14.2防毒槽邊設(shè)PP吸風罩+槽體蓋板雙隔離，車間設(shè)8臺軸流風機強制換氣12次/h；配備3套正壓式呼吸器，酸霧報警器0.5ppm聯(lián)動事故風機；職業(yè)危害檢測HCl時間加權(quán)濃度0.8mg/m3，低于職業(yè)接觸限值7.5mg/m3。15應(yīng)急預(yù)案15.1吸收液大量泄漏立即啟動圍堰泵，將廢液轉(zhuǎn)至應(yīng)急罐，30min內(nèi)切斷所有電源，用10%Ca(OH)?中和至pH7，再泵入事故池；15.2風機突發(fā)停機DCS自動打開煙囪應(yīng)急噴淋，崗位人員5min