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半导体制造废气处理案例:某知名芯片厂VOCs治理项目

项目背景

某国际知名半导体制造企业在华东地区建设了一座12英寸晶圆厂,主要生产高端逻辑芯片。随着产能提升和环保要求日益严格,企业需要对光刻、清洗等工艺环节产生的有机废气进行深度处理,以满足当地《大气污染物综合排放标准》特别排放限值要求。

废气成分及来源

该项目的有机废气主要来源于以下几个生产环节:

光刻工艺:使用光刻胶涂布、显影过程中产生的异丙醇、丙酮、乙酸丁酯等挥发性有机物

清洗工艺:晶圆清洗过程中使用的N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲亚砜(DMSO)等溶剂挥发

去胶工艺:产生的二甲基甲酰胺(DMF)、单乙醇胺(MEA)等有机胺类物质

废气总风量达到85,000m³/h,VOCs浓度在200-800mg/m³之间波动,具有大风量、低浓度的特点。

处理工艺流程

针对半导体工艺废气的特点,设计采用了"预处理+沸石转轮浓缩+蓄热式焚烧(RTO)"的组合工艺:

废气收集系统

:对各工艺设备排气口进行密闭收集,采用变频风机控制风量

预处理单元

酸碱性废气先经过两级喷淋塔中和处理

采用袋式过滤器去除颗粒物(过滤效率>99%)

气体冷却器将废气温度从60℃降至40℃以下

沸石转轮浓缩系统

处理风量85,000m³/h

浓缩比10:

沸石转轮采用疏水性分子筛材料

RTO焚烧系统

三室蓄热式焚烧炉

设计温度820℃

热回收效率≥95%

余热利用系统

:将焚烧产生的高温烟气用于工厂热水系统

最终效果

项目投入运行后,经第三方检测机构连续30天监测显示:

VOCs排放浓度:≤15mg/m³(低于国家标准50mg/m³)

非甲烷总烃去除率:≥98.7%

年减排VOCs约320吨

RTO系统运行能耗比传统方式降低35%

系统自动化程度高,可实现无人值守运行

该工程不仅解决了企业的环保达标问题,还通过余热回收每年节约天然气约25万立方米,实现了环境效益与经济效益的双赢