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废气处理方案

太阳能电池线的生产过程中涉及制绒、扩散、镀膜、印刷等工艺，在生产过程中会使用大量的化学试剂，如盐酸、氢氟酸、硝酸、硫酸、氢氧化钾（或氢氧化钠）、硅烷、氨气、醇类等，这些化学试剂在使用过程中会释放出大量的有害废气，所排放的废气主要为氯化氢、氟化氢、氯气、氮氧化物、氨气、硅烷、醇类废气等，这些废气需要被有效的处理，完全达到国家和地方的排放标准后才能排入大气中。
（一）废气分析
1、制绒工艺废气分析
在制绒工艺过程中，废气源主要为制绒及清洗设备，废气种类因工艺不同而有区别，主要废气为氮氧化物、氟化氢气体（多晶工艺）；碱蒸汽及醇类（单晶）。
2、扩散工艺废气分析
扩散工艺涉及废气排放的设备主要是：扩散炉、石英管清洗机、石墨舟清洗机等。扩散炉排出的废气是酸性废气及热废气，本项目酸性废气主要为含氯废气，如氯气等。石英管清洗机、石墨舟清洗机产生的废气主要为含氟化氢及氯化氢成分的酸性气体。
3、镀膜工艺废气分析
镀膜工艺涉及的主要设备为去磷硅玻璃清洗机及PECVD等。去磷硅玻璃清洗机产生的废气主要成分为氟化氢及氯化氢等；PECVD尾气主要包含硅烷、氨气等。
4、印刷工艺废气分析
印刷工艺涉及的主要设备为印刷机和烧结炉，产生的废气主要是一些以脂类和醇类废气为主的有机废气。
（二）废气抽风量设计及设备选择
根据上述废气分析，太阳能电池生产线产生的废气以处理方式来分可分为三类：酸碱废气、硅烷及氨气等特气、有机废气。
1、酸碱废气净化系统
本项目涉及的酸碱废气来自制绒清洗机、扩散炉、去磷硅玻璃清洗机、石英管清洗机及石墨舟清洗机等，主要成分为HF/HCl/Cl2/碱蒸汽等，这些废气均可溶于水，可以采用酸碱中和的方式进行废气处理。一般采用碱液喷淋方式进行废气净化。本项目废气处理分为二部分：扩散间及其他废气。扩散间的酸碱废气为15000 m3/h，选一套DGS-B-15型废气洗涤塔进行处理；其他的酸碱废气采用一套DGS-B-40型废气洗涤塔进行处理其处理风量为40000 m3/h。废气洗涤塔主要有以下几部分组成：洗涤塔、自动加药系统、玻璃钢离心风机、玻璃钢风管、排风烟囱及保护钢架、电气控制柜等组成。
设备工艺流程如下图：

从车间工艺段抽出的酸碱废气在离心风机的作用下进入洗涤塔。在洗涤塔内部，中和液经喷淋系统喷洒而下，与废气中的酸性气体发生中和反应从而起到净化效果。为了提高净化塔的净化效率废气洗涤塔填料采用特殊PP海胆型保尔环以增大气液接触面积。为了使中和液处于一个最佳的吸收浓度并减少人力操作，本系统采用自动加药系统对洗涤塔进行氢氧化钠补充，每套系统包括1个自动加药箱，每个自动加药箱包括1个PH计，1个计量泵，PH计根据净化塔箱体内吸收液的PH值来控制计量泵的开关，从而实现自动加药。经废气洗涤塔净化后的废气通过排放烟囱达标排放，排放标准为GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级标准。
废气洗涤塔处理废气的主要化学反应为：
ＮaOH+HF→ ＮaF + H2O
ＮaOH+HCL→ ＮaCL+ H2O
Cl2 + H2O→ HClO + HCl
2HClO→ 2HCl + O2
2、有机废气净化系统
本项目有机废气以含脂类、醇类等挥发物为主，这些有机物微溶于水，不能用常规的洗涤法处理。根据这些特点，本项目有机废气采用我公司研制生产的活性炭纤维有机废气净化器进行吸附净化。根据贵公司提供的工艺设备废气排放量并结合我公司多年的实际经验，本项目选择一套SYWFL-4 NO.8型*2组合式活性炭纤维有机废气净化器，该组合式设备处理能力为32000m3/h。本设备主要有净化器、离心风机及排风烟囱组成。净化器中吸附装置的主要成分是活性炭纤维。活性炭纤维是超越活性炭（GAC）的高效吸附材料，它具有高度发达的微孔结构，吸、脱附速度快，净化效果好，在简单条件下，可以完全脱附等特点。他易于加工成毡、丝、布等形状，成型较好，不易粉化，在振动下不会产生装填松动和过分密实现象。 活性炭纤维吸附容量大，耐热、耐酸、碱：ACF对汽油、醛类、酚类、烯烃等有机蒸汽吸附比GAC大几倍，对无机气体有很好的吸附能力（如NO，NO2，SO2，H2S、HF、HCL等）吸附量比GAC高的多它对微生物、细菌也有优良的吸附能力。工作流程如下：

从车间工艺段抽出的工艺废气首先进入有机废气器，在净化器内部废气经过多层活性炭纤维过滤吸附，吸附净化后的废气在离心风机的作用下，经过排放烟囱达标排放，排放标准为GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》二级标准。
3、硅烷系统
从PECVD工艺设备出来的废气主要为硅烷及氨气。硅烷是一种可燃性气体，并且易自燃（接触空气后就会燃烧），而氨气是一种可溶性气体，处理这些混合废气分两步走：先燃烧后喷淋吸收。本项目选择一套HWR-6型不锈钢硅烷燃烧塔，PECVD的工艺废气设备具体处理过程如下：
含有硅烷及氨气等成分的混合废气通过管道进入不锈钢硅烷燃烧塔中，在燃烧塔内部的燃烧室内硅烷气体与通入的压缩空气接触燃烧，燃烧后产生的二氧化硅粉尘沉积从燃烧室底部的排渣口排出，而含有氨气的其他废气进入喷淋洗涤室。在喷淋洗涤室中，氨气与循环液发生反应而被处理掉，处理完的气体经脱液室脱液处理后由抽风机抽出，最后通过排放烟囱排入大气，排出气体达到GB14554-93《恶臭污染排放标准》标准。当PECVD发生故障而出现应急排放时会排出大量的纯硅烷，为了提高系统处理应急排放时的废气处理能力，本系统在燃烧塔前接二个不锈钢硅烷应急燃烧筒。
具体处理如下图：

为了提高设备安全性，在进气方面采用压缩空气加新风补气的双进风形式；在喷淋系统方面，采用循环水泵与自动补水相结合的方法；风机采用一用一备形式。这些工艺特点使得本产品在安全可靠性方面得到极大保证。内部燃烧室采用特殊的泄压装置，即使在内部压力突然增大的情况下仍能正常工作，同时配备了氮气吹扫保护系统，更加大了设备的安全性，其中每台硅烷燃烧塔的氮气用量为1.5m3/h。在粉尘收集方面采用静压沉积的方法，沉积下来的粉尘通过排渣口排出，这使粉尘收集处理变得更容易、更有效。

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