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    集成电路制造行业挥发性有机物(VOCs)减排措施研究

    来源:admin(传梦环保整理发布)   时间:2020-01-22

    集成电路制造行业挥发性有机物(VOCs)减排措施研究

    摘要:研究集成电路制造行业首要的挥发性有机物VOCs排放源及VOCs首要成份,并针对VOCs泉源、进程节制与结尾治理,提出切实有用的减排办法建议,为集成电路出产企业VOCs治理研究供给参考。

    挥发性有机物(V o la tile O rganic C om pounds),指20时蒸汽压不小于10Pa 或101. 325K Pa尺度年夜气压下,沸点不高260度的有机化合物或现实出产前提下具有以上响应挥发性的有机化合物(甲烷除外)的统称。年夜大都VOCs具有年夜气化学反映活性,其作为构成臭氧和PM2.5的关头前体物,也是灰霾和光化学烟雾污染的复要来历。

    2016年12月20日,国务院发布《“十三五”节能减排综合工作方案》,提出VOC s减排方针:全国挥发性有机物排放总量比2015年降落10%以上。环保部将VOC纳进首要污染物总量节制范畴,今朝已出台VOC的系列尺度、监测手艺规范、阐发方式等。

    集成电路芯片出产进程中利用年夜量的有机溶剂似清洗剂、光刻胶、剥离液、稀释液等,从而发生必然量的VOC废气,不但造成年夜气污染,还可能会致使厂区情况异味,是以进行VOC 排放节制十分需要。

    1 集成电路制造行业VOC首要排放源及成份研究

    1.1 集成电路制造行业VOCs首要排放源

    VOC 排放源首要集中在挥发性有机溶剂的利用、载运、贮存及废气治理进程。

    载运进程包罗有机溶剂的原料载进及废有机溶剂的载出进程,溶剂储罐与槽车之间的接口等处有机溶剂挥发。有机溶剂的贮存首要包罗储罐贮存,化学品桶装贮存及瓶装贮存。有机溶剂储罐的排气、贮存进程中的不密封或不测泄漏也是VOCs的来历。

    集成电路行业的制程排气凡是有四种类型:普通排气(GEX) ,酸性排气(SEX) ,碱性排气(AEX)及有机排气(VEX) 。无尘室利用有机溶剂后,经由过程有机排气管路(VEX ) ,汇总至有机废气处置系统处置后排放至外界年夜气。有机排气是集成电路行业VOC 的首要排放源。

    1 . 2集成电路行业VOCs首要成份

    徐婕及裴蓓等人的研究显示,集成电路行业有机废气VOC 的首要成份为异丙醇和丙酮,此两项物资占比达VOCs首要成份80% -100 %,此中异丙醇占比55%以上,丙酮占比5% -34% 。

    我们对国4家年夜型集成电路制造企业的有机排气VOCs成份进行调研,发觉这4家企业的VOCs亦以异丙醇和丙酮为主。

    4 家集成电路制造企业VOC的首要成份占比表

    图1 4家集成电路制造企业VOC的首要成份占比图

    同时,企业A 对其厂区内的情况空气VOC进行监测的成果显示,异丙醇浓度居首位(占34% ) ,丙酮浓度居第二位(占18% ) 。

    是以有针对性的削减异丙醇和丙酮的排放,对集成电路出产企业削减VOC s能起来最直接的效验。

    2 芯片制造行业VOCs减排节制办法

    2 .1 原辅材料节制办法

    原辅材料节制方面,首要遵守替换或削减用量的原则,斟酌利用不含VOC的替换产物或低VOCs含量的产物来替换,或经由过程制程方面改良,成心识削减VOC原辅料的利用,尤宜针对VOCs气体首要成份异丙醇及丙酮拟定泉源减量办法。

    集成电路制造行业异丙醇和丙酮首要用处是芯片及零部件的清洗,异丙醇及丙酮化学特征极易挥发,这亦是其作为VOC s气体首要成份的缘由。异丙醇泉源减量办法似:尽可能削减利用量,在制程前提答应的状况下,能用纯水替换清洗的步调或操纵,利用纯水替换,不克不及替换的,研究削减用量的方案。丙酮泉源减量办法似:利用N M P ,O K 7 3 等挥发性较小的有机溶剂替换丙酮清洗,或利用干冰替换丙酮清洗等。

    2.2 出产进程节制办法

    进程节制首要包罗利用进程节制、贮存进程节制及运输进程节制。

    2.2.1利用进程节制办法

    含VOC的原辅料利用进程中,应摘取废气搜集办法,进步废气搜集效力,削减废气的无组织排放与逸散,并对搜集后的废气进行处置后达标排放。发生VOCs的工艺,该当在密闭空间或装备中进行,经废气经搜集系统和处置举措措施后排放。似不克不及密闭,则应摘取局部气体搜集处置办法或其他有用污染节制办法。

    集成电路制造业无尘室含VOC的原辅料首要用于机台及平常的预防性调养(PM) 。

    利用有机溶剂的机台,应接进有机排气系统(VEX ) ,系统结尾设置VOC 废气处置系统,经处置后达标排放。为避免有机排气管路接错至其它类型废气系统的状况涌现,可对全厂酸性、碱性、普通等其它类型排气筒进VOB监测摸底排查,对VOB监测成果较高的排气筒,从结尾往前排查至机大驾,查找出接错的管路及机台,予以更正。

    本行业某些类型的机台,同时利用几种分歧类型的化学品,机台的排气类型未便于直接鉴定的,可零丁对此机大驾的排气进行成份检测,以肯定其排气类型。下图例中某机台,SCI槽利用氨水,接碱性排气% A E X ) ,R D 2 槽利用有机溶剂,接有机排气% V E X ) ,这2 个槽的排气类型可以明白肯定。F R 槽利用水清洗沾有氨水的芯片,按常规应接A E X ,斟酌来右侧R D 2槽的有机溶剂挥发气体可能会有部门泄露至F R 槽,故对FR槽的排气成份实行监测后发觉,VOC 浓度弘远于氨气,故FR槽排气应接至V E X。

    除机台利用VOC 溶剂,本行业利用溶剂的另外一个路子为机台预防性调养(P M ) ,在调养进程中利用异丙醇擦拭机台及其零部件,此进程中会有异丙醇挥发。为削减P M 进程的异丙醇排放,除上文阐述的泉源减量办法,必需利用异丙醇进行P M 的场所,在前提答应的状况下,可设置功课小情况,用罩子将PM区域隔离,罩内零丁设置抽排风系统,并接至VEX管路,经由过程VOC 废气处置系统处置后排放。

    对废水处置系统发生的VOC,若废水系统敞开液面上方的VOC 检测浓度年夜于律例尺度,应密闭废水液面,并排气至VOC废气搜集系统。

    尝试室利用含VOC的化学品进行尝试,应在透风柜(橱)中进行,废气应排至VOC废气搜集系统。

    2.2.2贮存进程的节制办法

    本行业有机溶剂的贮存容器首要有储罐、桶装及瓶装。有机溶剂储罐灌顶应安装密闭排气系统至VOC 废气处置装配,储罐底部地面设置泄露报警装配。贮存桶装及瓶装有机溶剂的的房间,应安装密闭排气系统至VOC 废气处置装配,用完的有机溶剂废空桶及空瓶应连结盖子盖慎密封。别的,沾有有机溶剂的废抹布等有机溶剂废料,利用塑料袋装好并扎紧袋口。

    2.2.3运输进程的节制办法

    利用槽车运输的有机溶剂,槽车和储罐之间有机溶剂转移进程中应设置废气搜集系统至VOC 废气处置装配。转移进程中,槽车管路里的残液可安装回液管回流至储罐。储罐贮存的有机溶剂需经由过程密闭管路输送至出产机台。瓶装的有机溶剂从仓库运往无尘室的途中,需要防泄露的特制运输小车,小车内有固定瓶子的装配,避免瓶子之间相互碰撞。无尘室暂时寄存有机溶剂瓶的化学品柜,应安装排气系统至VOC 废气处置装配,柜中寄存的化学品用量不年夜于2 4 小时的用量。

    2.3 结尾治理减排办法

    因为集成电路制造行业VOC废气年夜风量、低浓度的特点,以沸石材料为载体的吸附浓缩法处置VOC 废气(沸石转轮)在业界获得了较多的利用。鉴于沸石转轮法处置VOC 废气的手艺已很是成熟且有年夜量的文献阐述,故本文不再对沸石转轮系统进行具体先容,仅针对似安在沸石转轮系统平常运行进程中有用的进步处置效力,削减VOC的排放提出几点建议。

    对运行的沸石转轮系统,应当按期对泵、风机、阀门、管路接甲等易产生泄露的装备与管线组件,拟定泄露检测与修复(L D A R )打算,按期检测、实时修复,避免或削减系统VOC 废气泄露现象。

    沸石转轮系统燃烧炉的温度对处置效力有较年夜影响,温度设置太低,处置效力不睬想;温度设置太高,增添用能及系统火警等风险。按照陈玉峰等人的研究,焚化炉温度的节制范畴为700〜730度较为抱负,在包管处置效力的同时,可实现能耗节制。

    沸石转轮系统每一年均需进行几回例行调养,调养进程中系统处于停机状况,不克不及处置VOC废气。为包管在沸石转轮系统停机调养或故障停机时代,VOC 废气能被有用处置,该当设置备用途理系统。备用途理系统可选用另外一套沸石转轮系统,也可选用活性炭吸附备用系统。活性炭吸附系统与沸石转轮系统比力,长处是安装运行本钱低,错误谬误是会发生固体废料废活性炭,且活性炭利用周期短。主系统与备用系统之间切换时,应出格注重节制压力波动,避免影响机台。

    3 结语

    集成电路制造行业VOC污染防治应遵守泉源和进程节制与结尾治理相连系的综合防治原则。在出产进程中摘用洁净出产手艺,严酷节制含VOC 原辅料在出产和储运进程中的VOC 排放,积极利用不含VOC的替换产物或低VOC含量的产物。经由过程展开VOC摸底查询拜访,制定VOC治理轨制等文件,增强VOC监测和治理等办法,实现VOC在集成电路出产中的全进程减排。

    原题目:集成电路制造行业挥发性有机物% VOCs)减排办法研究

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