[深圳高浓度废气治理设备]半导体废气处理设备的三种方法

近年来，环境保护一直是一个热门话题。随着半导体工厂的快速发展，其废气污染越来越严重。那么，如何处理半导体工厂的废气处理设备呢？

半导体工厂的废气经过水洗、氧化/燃烧、吸附、分解和冷凝处理。根据废气排放，可分为一般废气(GEX)、酸性废气(SEX)、碱性废气(AEX)和有机废气(VEX)。不同的污染物采用不同的处理方法。

1.1通用排气系统

半导体工厂的通用排气系统(GEX)也称为运行中的热排气系统。在生产卐过程中，一些设备会在局部产生大量热量或产生含尘无害气体，影响高洁净度生产环境。为了满足半导体制造过程中极高的环境温度和湿度(221)、455)%和清洁度【的要求，废气可通过风道系统收集，然后通过风机抽出排放。通过对部分设备热废气洁净度的抽样检测，发现虽然一般废气用于提取设备的粉尘排放，但一般排气系统提取的气体直接来自洁净室，设备的粉尘排放浓度很低，所以主风道的◆检测结果仍然是洁净的。设备排放点温度测量表明，不同设备和排放点的热废气温度差异较大，最◎高温度超过42，最低温度达到22，但总排放口温度测量值不超过26，仅略高于洁净室温度，仍属于室温范围。因此，GEX可以直接排放到大气环境中，无需◇任何处理，这是无害的。

1.2酸性和碱性废气处理系统

半导体制造中产生的酸性和碱性废气分别收集和处理，但处理设备和原理基本相同。对于含◇有酸性/碱性物质的废气，大多数半导体工厂采用大型洗涤式中央废气处理系统进行处理。由于半导体制造的工作区域远离中央废气处理系统，一些酸性/碱性废气在输送到中央废气处理系统之前，由于其气体特性，往往会在管道中结晶或积尘，造成管道堵塞后气体泄漏，严重时甚至会引起爆炸，危及现场工作↑人员的工作安全。因此，在工作区，应配置适合工艺气体特性的局部废气处理设备进行局部处理，然后排入中央处理系统。一些特殊的废气，包括剧毒、自燃、爆︼炸和其他废气，在排入中央废气处理系统之前，需要通过干式洗涤器和其ω他设备进行局部吸附或氧化/燃烧处理。

中央废气处理系统的核心设备是水洗塔。其主要功能是当废气和水交＠叉流动时，使废气与洗涤塔中的水充分接触，并吸收其中的酸性或碱性物质。洗涤塔内装有填料床，以增加废气和水的接触面积，延长接触时间。填料床下方是循环水箱，液体通过循环水泵连续循环。还有一个计量泵用于控制数值；液位计和电导率仪用于排水和补水控制；压差开关和压力传感器用于监控系统的运行。

通过调节排酸塔中循环水的值，发现〖浸出塔中的物理吸收不稳定且可逆，吸收了水中的酸，在浸出过程中容易解吸。当低于7.6时，即使循环水的电导率调整到小于5毫秒/厘米，系统的处理效率仍不超过60%；当该值高于8时，系统处理效率通常高于90%；当该值达到10时，系统的处理效率甚至超过▲99%。因此，控制值是保证加工效率的关键参数

在系统的实际々运行中，发现影响系统处理效率的另一个主要因素是循环水问题。经过一定时间的连续运行(通常为6个月)，洗涤塔的处理效率开始下降，即使该值提高，效果也很∩小。原因是洗涤塔循环水中的盐容易在喷嘴处形成ω　结晶，造成堵塞，减少循环水量。然而，由于水量不足，废气和水不能充分接触，从而影响系统的处理效率※。因此，运行中洗涤塔循环水的电导率应严格控制在20毫秒/厘米以下，以减少盐对喷嘴的堵塞，定期清洗喷嘴，维护循环水泵和洗涤塔，控制循环水压力在1.5105帕以下，以保证足够的循环水。

1.3有机废气处理系统

半导体制造过程中排放的有机废气通常采用直接焚烧、活性炭吸附、生物氧化◥等方法进行处理。但是，直接焚烧低浓度、大风量的有机废气会造成大量的燃料消耗和不必要的污染，因此只建议直接焚烧高浓度的有机废气。活性炭吸附法由于其材料特性，具有易燃▅烧、水分敏◆感性高、解吸后剩余负荷高等缺点，因此基本上不再用于半导体制造业；生物氧化技术♀作为一种新的处理技术，在处理大风量时需要进一步研究和发展。半导体制造有机废气排放的特点是浓度低，但废气量大，因此有必要在焚烧前对有机废气进行浓缩。沸石浓缩轮系统和焚烧炉系统的结合可以很好地解决这⊙一问题。

沸石浓缩转轮+焚烧处理的系统处理原理是将大风量、低浓度有机废气转化为小风量、高浓度气流，然后焚烧浓缩后的高浓度有机废气。其主要优点是系统处⊙理效率高(95%)，操作简单，易于清洗和维护。所选沸石为新型疏水沸石，避免了水分对吸附材料的侵蚀，保证了良好的吸附效果。优质沸石必须满足硅铝比、纯度、结晶度和孔径常数的严格要求。沸石转轮对低浓度的挥发性有机化合物有很好的吸附能力，吸附后的洁净空气可以自然排出。

处理过程：含挥发性有机化合物的废气通过系统排气扇排≡入挥发性有机化合物处理系统，90%的废气被沸石转轮吸收成为清洁空气排放到大气中，10%的废气经过加热后进入脱附区，对吸附了挥发性有机化合物成分的转轮部∞分进行脱附。由于转轮不断旋转，吸附和解吸︾过程同时连续进行。解吸后的高浓度挥发性有机化合物废气通过焚烧炉风机送至焚烧炉焚烧。主要控制和操作参数包括转轮转速、解吸风量、解吸温度、转轮冷却温度、焚烧炉①温度等。

挥发性有机化合物处理系统的主要运行方式是焚烧炉的燃料消耗，5万m3/h的系统每年的天然气成本超过100万元，因此如何在保证系统处理效率的前提下降低能耗是系统管理者必须考虑的问题。在挥发性有机化合物处理系统的所有运行参数中，解吸风量和焚烧炉温度对处理效率和气体消耗的影响最大。为此，对挥发性有机化合物处理系统的←解吸风量和焚烧炉温度进行了实验调整，并对其效率进行了测试。

数据表明，解吸风量和焚烧炉运行温度是影响系统处理效率和能耗的最重要因素。焚烧温度和解吸风量越高，处理效率越高→，能耗越高。通过对比试验数据」，确定焚烧炉温度的合理控制范围为700~730。如果温度继续下降，焚〇烧炉出口处的测量值将开始明显上升，如果温度继续上升，燃料消耗将增加。由于排气量和压力的变化，很难确定准确的最佳解吸风量。但是，根据实验数据的总结，如果解吸风量控制在系统总排气量的9.5% ~ 10%的合理范围内，可以节约能耗，保证系统处理效率，并且可以经济安全地运行挥发性有机化合物处理系统。

2结论

废气处理是半导体制造企业不可缺少的环保环节。作为代表先进制造技术的大型产业，半导体制造企业必须重视废气排放造成的环境污染和对先进半导体制造工艺的影响，即AMC问题，积极做好废气排放的治理和控制工作。通过国际环境管理体系(ISOl40o1)和职业安全健康管理体系(OHSAS18001)认证是国内半导体企业进入国际市场的通行证。国家环保部门对半导体№制造废气排放的管理经历了一个从无到有、逐步完善的过程。

目前，深圳已于2006年10月颁布了新的地方半导体行业标准，并于2007年2月实施，不再执行GB16297~1996 《大气污染物综合排放标准Ψ》，结束了没有半导体行业标准的历史。与原《大气污染物综合排放标准》相比，深圳地方行业标准█更加严格，特别是新的挥发性有机化合物废气处理系统控制标准，即挥发性有机化合物排放率大于0.6千克/小时，处理设施的最低处理效率为88%；现有污染来源于※2008年1月13日起实施的该限值；新的污染来自于2007年2月1日这一限制的实施。

目前，国家环保总局正在进行调查研究，相信不久将出台半导体污染物排放国家行业标准。新标准将对半导体企业提出更高的环保要求，促进国内半导体废气处理技术的进步和发展。