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沸石转轮搭配RTO焚烧炉与搭配直燃式焚烧炉优缺点比较

日期:2018-01-12  人气:1,459 views

表4.1沸石转轮浓缩系统搭配RTO与其搭配直燃式焚烧炉相比较的优缺点。由于RTO内所使用的陶瓷蓄热体具备高热容量(Heat Capacity)的特性,可将有机物燃烧所形成的燃烧热转换储存在陶瓷蓄热材内,并适时释放热能量至气流中,通过这项机能使其炉内热回收效率高达93%以上,除可供给热交换器足够热源提升沸石转轮再生气流温度,也可以大幅减少其燃烧VOCS所需的能源;而蓄热材也能缓冲VOCS燃烧时温度的巨大变动,如燃烧温度在850℃,则RTO容许温度短时间变化至1050℃,使得系统可保持稳定运转。

此外,半导体有机废气浓度在约700ppmv以上时,可借沸石浓缩转轮将进流浓度浓缩至13倍左右,即可达到RTO操作在850℃时所需的自持浓度,这样仅需开机将RTO提升至850℃的能量,此后就不需要添加任何辅助燃料,RTO便可达99%以上的VOCS焚烧效率,大幅减少能源耗用。

不过值得注意的是使用RTO燃烧系统,最合适的方式是需将含硅的VOCS废气分流,如果光阻制造工序中可能含有的加强黏着剂HMDS若一并引导排至RTO作**焚烧处理,很容易形成SiO2,造成在RTO蓄热材上堵塞的现象,影响燃烧效率并将加快蓄热体更换速率;而该系统从开机至达到所需操作温度850℃,视燃烧室大小一般都需要较长暖机时间(约计4至8小时),如果作为备用机使用则无法及时提升至所需温度,较为不便;因为很多RTO焚烧炉是两个燃烧槽的设计,在系统的两槽蓄热/释热模式进行每1-2分钟的连续切换程序时,如果没有适切的风管平衡系统调节,往往会造成压力大幅的变动(一般为5mmbar),造成风压控制不稳定而致使半导体制造工序中的黄光区宕机。

在沸石浓缩转轮结合蓄热式燃烧炉及其结合直燃式焚烧炉的成本方面。沸石转轮结合RTO的初设成本平均较其结合直接焚化炉多,增加主要为蓄热材与硬件结构成本所致;假设处理进流流量800CMM、进流温度25℃的VOCS废气,在运转费用方面两者最主要的差异是燃料费的使用,由于此时沸石转轮浓缩后废气浓度可达到RTO的自持浓度,所以所需的年成本约为直接焚烧炉的5.5%,因此可大幅减少运转成本。而与其它操作所需的成本如电费、备品替换、**保养(如蓄热材替换)等合计的后,沸石浓缩转轮结合RTO的年操作维护成本**每年可节省12.5万元。可显示如果后端采用RTO设备在两年后,所增加的初设成本可由所节省的操作维护费摊平,第三年的后即可以较经济的条件进行VOCS燃烧处理。

表4.1沸石转轮浓缩系统搭配RTO与其搭配直燃式焚烧炉相比较的优缺点

处理方式 沸石浓缩转轮系统结合RTO蓄热式燃烧炉
优点 1.蓄热材的填充具备火焰捕捉功能(FlameArrester)

2.热回收效率高(93%以上),燃料费用省

3.VOCS进气浓度达系统自持浓度,不需要添加辅助燃料,即大幅减少能源耗用,节省操作成本

4.适当的焚烧停滞时间,不会产生NOX

5.简易的全自动控制、稳定性高

6.燃烧温度的容许波动幅度较大

缺点 1.废气中如果含有硅化物等时,易氧化形成结晶造成蓄热体的堵塞

2.暖机时间长

3.系统切换时,压力变动较大(需要配合去偶合平衡风管系统即可解决此问题),且会有排放浓度骤增的现象,但时间很短。


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