Хемосорбционный фильтр для очистки промышленного воздуха от тетрахлорида кремния

Современная микроэлектронная промышленность, так или иначе, вовлекает в технологические циклы существенные объемы кремния и его соединений, многие из которых демонстрируют экстремальную химическую и биоцидную активность.

Как производитель профессиональных пыле-, газо-, и воздухоочистных комплексов, завод газоочистной аппаратуры «ПЗГО» получил Заявку от микроэлектронного предприятия Калужской области, которое задекларировало потребность в надежном, высокопроизводительном и компактном фильтре для очистки промышленных выбросов от хлорида кремния.

^{Полипропиленовый насадочный скруббер для улавливания тетрахлорида кремния из отходящего воздушного потока. Гибкость аппарата в плане используемого абсорбента и типа насадки позволяет с абсолютной эффективностью нейтрализовывать и множество других токсичных газов и аэрозолей}

Запросите профессиональную консультацию или просчет стоимости оборудования

Особенности фильтрации SiCl₄ в рамках выполненного проекта

Вопреки расхожему мнению, хлорид кремния представляет собой не твердый агломерат, а летучую жидкость, которая активно взаимодействует с атмосферной влагой с образованием «дымящегося» твердодисперсного микрокристаллического диоксида кремния, являющегося сильным суффокантом, онкостимулятором и инициатором силикоза, бронхитов, эмфизем химической этиологии.

Учитывая высокую реакционность и эффективность сорбции тетрахлорсилана водой, нами был предложен к проектированию и внедрению мокрый насадочный скруббер со стационарным слоем.

^{Хемосорбционный фильтр упакован и ожидает отправки на предприятие (аппарат состоит из двух половин – для удобства обслуживания и экономии полезного транспортировочного объема)}

Первичные замеры и проектирование аппарата

Начальные замеры, проведенные в отношении характеристик отходящего потока, дали нижеследующие значения. Для наглядности мы представили требующие внимания параметры в таблице.

Наименование / Параметр	Значение / Определение
Базовый поллютант	Оксид кремния (IV) (четыреххлористый кремний, тетрахлорсилан)
Токсикологический класс опасности	2 (ТУ 2152-420-05763441-2003), резко удушающее и канцерогенное действие
Коррозионная активность	Да, кислая среда
Концентрация загрязнителя, мг / 1 м3	90
Объем выбросов, м3 / час	1500
Эффективный сорбент	Техническая вода
Тип воздухоочистки	Сквозной

Во время обсуждения технических деталей с Заказчиком последний осведомился о возможности исключения водяного насоса из базовой комплектации скруббера, предложив подключить систему водоснабжения напрямую к форсуночному блоку хемосорбера.

Мы, по профессиональной традиции, пошли навстречу и внесли в конструкцию скруббера такие изменения, которые позволили бы обойтись без насоса и циркуляционной емкости.

Учитывая высокую химическую / коррозийную активность тетрахлорсилана, корпус и ключевые узлы аппарата были выполнены из инертного к SiCl₄ полипропилена. В качестве насадки, (на поверхности которой формируется тонкопленочный хемосорбционный слой в рабочей камере аппарата), были выбраны кольца Палля, также изготовленные из полипропилена.

^{Насадка (наполнитель рабочей камеры) скруббера – кольца Палля. Специфическая форма и топология контуров обеспечивает эти тела огромной поверхностью при небольшом объеме}

Для преодоления пневматического сопротивления аспирационно-вентиляционной системы Заказчика нами также была предусмотрена поставка напорного вентилятора, выполненного из химически стойкой стали марки 12Х18Н10Т.

Результаты работы и замеры выбросов после внедрения скруббера

Агрегат был доставлен и смонтирован на Калужском микроэлектронном предприятии, после чего – в рабочем режиме производственной линии – были проведены замеры состава воздухопотока, эмитирующегося выходным патрубком хемосорбционного фильтра.

Что касается имплементации сквозного типа воздухоочистки (вода проходит напрямую через скруббер и сразу выбрасывается в сток), то исключение из конструкции скруббера насоса и циркуляционного бака не сказалось на эффективности агрегата, а также не привело к закислению стоков скруббера.

^{Фото хемосорбционной колонны: справа видны патрубки для ввода технической воды (сверху) и слива в техническую канализацию (снизу)}

Химическая реакция, протекающая при водной нейтрализации тетрахлорида кремния, имеет следующий вид (поскольку реакция протекает с разрывом / образованием ковалентных связей, то данный способ очистки называется не (физио)сорбционным, а хемосорбционным):

SiCl₄ + 2H₂O → SiO₂ + 4HCl

Непрерывная подача чистой воды на форсуночный блок хемосорбера (около 2м³ в час) не позволяет сорбенту в ощутимой степени напитываться результантами реакции – ни соляной кислотой, ни диоксидом кремния. Слив, генерируемый скруббером, не требует какого бы то ни было обеззараживания и направляется напрямую в сточную систему предприятия.

^{Конструкция хемосорбера модели "ШВ-1,5" от ООО "ПЗГО" предполагает удобный и быстрый доступ ко всем функциональным узлам аппарата (сверху вниз: люк для загрузки массообменной насадки и обслуживания форсуночного блока, посередине – люк выгрузки насадки, нижний люк – для технического обслуживания нижней части скруббера). Выходной патрубок расположен в верхней части хемосорбера (не виден на фото)}

Заказ, проектирование, производство, доставка и ввод в эксплуатацию

По вопросам индивидуальной разработки и изготовления продвинутых, недорогих, компактных и экономичных физиосорбционных газопромывателей и хемосорбционных фильтров для абсолютной очистки производственного воздуха от пылевых, аэрозольных или газовых включений, пожалуйста контактируйте с нами удобным способом или заполняйте Опросник Заказчика.

Быстро произведем, молниеносно доставим и оперативно введем оборудование в Ваш технологический цикл, обучим персонал.

Более 200 выполненных проектов. Россия, СНГ, Азия, Европа. Выгодные условия сотрудничества. Гарантия производителя.

ООО «ПЗГО» – дышите легко!