专利名称：一种含砷尾气处理方法
技术领域：
本发明涉及一种含砷尾气处理方法，属于含砷及砷化合物的废气处理技术领域。
背景技术：
砷烷是我国航天领域砷化镓(GaAs)太阳能电池所必须的重要原材料，也是发光二极管照明行业(LED)迅猛发展所不可或缺的重要材料。由砷烷制成GaAs，主要是通过MOCVD (金属有机化合物化学气相沉淀)来实现的。MOCVD是在气相外延生长(VPE)的基础上发展起来的一种新型气相外延生长技术，是目前生长半导体材料尤其是制造光电子器件必不可少的一种技术。MOCVD是以III族、II族元素的有机化合物和V、VI族元素的氢化物等作为晶体生长原材料，以热分解反应方式在衬底上进行气相外延，生长各种III-V族、II-VI族化合物半导体以及它们的多元固溶体的薄层单晶材料。通常MOCVD系统中的晶体生长都是在常压·或低压(10 IOOTorr)下通H2的冷壁石英(或不锈钢)反应室中进行，衬底温度为500 1200°C，用射频感应加热石墨基座(衬底基片在石墨基座上方)，H2通过温度可控的液体源鼓泡携带金属有机物到生长区。典型的As红黄光半导体的基本生成方程式如下Ga (CH3) 3+AsH3 = GaAs+3CH4因为MOCVD生长使用的MO源是易燃、易爆、毒性很大的物质，并且要生长多组分、大面积、薄层和超薄层异质材料。因此在反应时砷烷必须过量以保证MO源能充分反应。因此尾气中还有砷烷气体，不能直接排放到大气中，必须先对其进行处理。由于砷烷有剧毒，排放处理时，常常用氮气对其进行稀释，一般稀释至砷烷浓度在Ippm左右。处理含砷及砷化合物的废气的方法主要有三种吸附法、鼓泡法和喷淋法。吸附法是利用浸有一些氧化物的活性炭来吸附砷烷的处理方法，这种方法的处理效率不高，处理结果不能保证，而且吸附砷烷用的吸附剂也很难处理；鼓泡法是将废气通过处理溶液的液面以下，在废气压力的作用下，砷烷被处理液吸收，其他气体从处理液中溢出，这种方法同样存在处理效率不高以及不能保证处理后尾气达标的问题；喷淋法是指气体在喷淋装置中自下而上运动，而处理液自上而下喷淋下来跟气体接触反应，以达到处理砷烷的目的，所用处理液一般都为氧化剂。然而选择不同的氧化剂其处理效率也有很大不同，目前的处理方法处理效率都不高，而且对吸收砷烷后的含砷废水没有进行很好地处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种处理效率高、处理后尾气可直接排放、并对含砷尾气的溶液进行进一步处理至达标排放的综合方法。为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种含砷尾气处理方法，其特征在于该方法分为以下4个步骤步骤I :使含砷尾气通过流量计进入喷淋塔，喷淋塔内设有特定形状的填料，喷淋塔的处理液使用浓度为0. 5% 10%的高锰酸钾溶液并维持高锰酸钾溶液pH值在7 10范围内；通过喷淋塔塔釜上安装的氧化还原电位(ORP)测定仪来控制高锰酸钾溶液的添加量，通过喷淋塔塔釜上安装的PH计来调节氢氧化钾溶液的添加量；通过循环泵将高锰酸钾溶液自上而下喷淋与含砷尾气在喷淋塔内充分接触吸收，处理后的尾气达到国家标准《GB16297大气污染物综合排放标准》后通过尾气出口排放；步骤2 :对喷淋塔釜内的溶液进行定期定量排放，每天排放2 3次，每次排放5% 15%塔釜液位的溶液；步骤3 :将排放后的溶液统一收集到絮凝槽内进行处理；通过添加硫酸铁溶液至絮凝槽内使砷沉淀，控制溶液PH值在5 9之间，通过安装在絮凝槽上的pH计来调节氢氧化钾溶液的添加量。步骤4:对絮凝槽中的溶液进行持续过滤循环，通过循环泵经过滤器过滤出固体 滤渣后的废水达到国家标准《GB8978污水综合排放标准》排放；表面还有废渣的滤芯交由专业固废公司收集处理。优选地，所述步骤I中喷淋塔内特定形状的填料为拉西环或弧鞍型填料或弧鞍型网。优选地，所述步骤3的絮凝槽带有搅拌装置。本发明提供的一种含砷尾气处理方法，处理效率高，处理工序操作简便，所需成本低，并对含砷烷尾气的溶液进行进一步处理至达标排放，具有如下的有益效果1、采用高锰酸钾溶液对含砷烷尾气进行吸收，保证了极高的处理效率；2、对吸收完的含砷废水采用硫酸铁溶液进行沉淀，特定PH值下能保证砷能完全沉淀；3、整个处理工序操作简便，所需成本低；4、实现了处理含砷尾气和含砷废水的系统装置集成；5、保证了尾气和废水的排放大大低于国家标准，达到环保排放的目的。
图I为本发明提供的一种含砷尾气处理方法流程图附图标记说明I-流量计；2_喷淋塔；3_循环泵；4_pH计；5_0RP测定仪；6_硫酸铁溶液；7_絮凝槽；8_固体滤渣；9_过滤器；10-氢氧化钾溶液；11-高锰酸钾溶液；12-达标废水；13_含砷尾气；14_尾气出口。
具体实施例方式为使本发明更明显易懂，兹以几个优选实施例，并配合附图作详细说明如下。实施例I图I为本发明提供的一种含砷尾气处理方法流程图，尾气含有砷烷浓度为lOppm，风量为60m3/min，所述的一种含砷尾气处理方法分为以下4个步骤步骤I :使含砷尾气13通过流量计I进入喷淋塔2，喷淋塔2内设有特定形状的填料，为拉西环或弧鞍型填料或弧鞍型网。喷淋塔2的处理液使用高锰酸钾溶液11，通过喷淋塔2塔釜上安装的氧化还原电位ORP测定仪5来控制高锰酸钾溶液11的添加量，通过喷淋塔2塔釜上安装的pH计4来调节氢氧化钾溶液10的添加量，以保证处理液的高锰酸钾溶液11浓度为0. 5%、pH值维持在10左右，以保证最好的处理效率。通过循环泵3将高锰酸钾溶液11自上而下喷淋与含砷尾气13在喷淋塔2内充分接触吸收，处理后的尾气达到国家标准后通过尾气出口 14排放。步骤2 :设定喷淋塔2釜内的溶液每天排放三次，每次排放15%塔釜液位左右的溶液，以防止喷淋塔2内含砷废水浓度的积聚。视实际情况可对排放频率和排放量做一定的修改。步骤3 :将排放后的溶液统一收集到絮凝槽7内进行处理，絮凝槽7带有搅拌装置15，以保证溶液能充分反应。通过添加硫酸铁溶液6至絮凝槽7内使砷沉淀，通过安装在絮凝槽7上的pH计4来调节氢氧化钾溶液10的添加量，使硫酸铁溶液浓度控制在2%,絮凝槽内的pH值维持在9左右，保证含砷废水内的砷能完全沉淀。
步骤4 :对絮凝槽7中的溶液进行持续过滤循环，通过循环泵3经过滤器9过滤出固体滤渣8后将达标废水12排放。含有废渣的滤芯上的废渣主要是砷盐，已经没有很大毒性，可交由专业固废处理公司集中收集处理。通过上述方法处理后的出口尾气中含砷的浓度小于0. 05ppm，最后排放出来的废水溶液中含砷浓度小于0. 05ppm，远低于国家标准《GB16297大气污染物综合排放标准》和《GB8978污水综合排放标准》限制的排放浓度(0. 5ppm)，因此能达到环保排放的目的。实施例2步骤I :使含砷尾气13通过流量计I进入喷淋塔2，喷淋塔2内设有特定形状的填料，为拉西环或弧鞍型填料或弧鞍型网。喷淋塔2的处理液使用高锰酸钾溶液11，通过喷淋塔2塔釜上安装的氧化还原电位ORP测定仪5来控制高锰酸钾溶液11的添加量，通过喷淋塔2塔釜上安装的pH计4来调节氢氧化钾溶液10的添加量，以保证处理液的高锰酸钾溶液11浓度为10%、pH值维持在7左右，以保证最好的处理效率。通过循环泵3将高锰酸钾溶液11自上而下喷淋与含砷尾气13在喷淋塔2内充分接触吸收，处理后的尾气达到国家标准后通过尾气出口 14排放。步骤2 :设定喷淋塔2釜内的溶液每天排放两次，每次排放10%塔釜液位左右的溶液，以防止喷淋塔2内含砷废水浓度的积聚。步骤3 :将排放后的溶液统一收集到絮凝槽7内进行处理，絮凝槽7带有搅拌装置15，以保证溶液能充分反应。通过添加硫酸铁溶液6至絮凝槽7内使砷沉淀，通过安装在絮凝槽7上的pH计4来调节氢氧化钾溶液10的添加量，使硫酸铁溶液浓度控制在10%，絮凝槽内的pH值维持在5左右，保证含砷废水内的砷能完全沉淀。步骤4 :对絮凝槽7中的溶液进行持续过滤循环，通过循环泵3经过滤器9过滤出固体滤渣8后将达标废水12排放。含有废渣的滤芯上的废渣主要是砷盐，已经没有很大毒性，可交由专业固废处理公司集中收集处理。通过上述方法处理后的出口尾气中含砷的浓度小于0. 05ppm，最后排放出来的废水溶液中含砷浓度小于0. 05ppm，远低于国家标准《GB16297大气污染物综合排放标准》和《GB8978污水综合排放标准》限制的排放浓度(0. 5ppm)，因此能达到环保排放的目的。实施例3步骤I :使含砷尾气13通过流量计I进入喷淋塔2，喷淋塔2内设有特定形状的填料，为拉西环或弧鞍型填料或弧鞍型网。喷淋塔2的处理液使用高锰酸钾溶液11，通过喷淋塔2塔釜上安装的氧化还原电位ORP测定仪5来控制高锰酸钾溶液11的添加量，通过喷淋塔2塔釜上安装的pH计4来调节氢氧化钾溶液10的添加量，以保证处理液的高锰酸钾溶液11浓度为5%、pH值维持在8左右，以保证最好的处理效率。通过循环泵3将高锰酸钾溶液11自上而下喷淋与含砷尾气13在喷淋塔2内充分接触吸收，处理后的尾气达到国家标准后通过尾气出口 14排放。步骤2 :设定喷淋塔2釜内的溶液每天排放两次，每次排放5%塔釜液位左右的溶液，以防止喷淋塔2内含砷废水浓度的积聚。步骤3 :将排放后的溶液统一收集到絮凝槽7内进行处理，絮凝槽7带有搅拌装置15，以保证溶液能充分反应。通过添加硫酸铁溶液6至絮凝槽7内使砷沉淀，通过安装在絮凝槽7上的pH计4来调节氢氧化钾溶液10的添加量，使硫酸铁溶液浓度控制在5%，絮凝槽内的pH值维持在7左右，保证含砷废水内的砷能完全沉淀。步骤4 :对絮凝槽7中的溶液进行持续过滤循环，通过循环泵3经过滤器9过滤出固体滤渣8后将达标废水12排放。含有废渣的滤芯上的废渣主要是砷盐，已经没有很大毒·性，可交由专业固废处理公司集中收集处理。通过上述方法处理后的出口尾气中含砷的浓度小于0. 05ppm，最后排放出来的废水溶液中含砷浓度小于0. 05ppm，远低于国家标准《GB16297大气污染物综合排放标准》和《GB8978污水综合排放标准》限制的排放浓度(0. 5ppm)，因此能达到环保排放的目的。
权利要求
1.一种含砷尾气处理方法，其特征在于该方法分为以下4个步骤 步骤I :使含砷尾气(13)通过流量计(I)进入喷淋塔(2)，喷淋塔(2)内设有特定形状的填料，喷淋塔(2)的处理液使用浓度为O. 5% 10%的高锰酸钾溶液(11)并维持高锰酸钾溶液(Il)PH值在7 10范围内；通过喷淋塔(2)塔釜上安装的氧化还原电位(ORP)测定仪(5)来控制高锰酸钾溶液(11)的添加量，通过喷淋塔(2)塔釜上安装的pH计(4)来调节氢氧化钾溶液(10)的添加量；通过循环泵(3)将高锰酸钾溶液(11)自上而下喷淋与含砷尾气(13)在喷淋塔(2)内充分接触吸收，处理后的尾气达到国家标准《GB16297大气污染物综合排放标准》后通过尾气出口(14)排放； 步骤2:对喷淋塔(2)釜内的溶液进行定期定量排放，每天排放2 3次，每次排放5% 15%塔釜液位的溶液。
步骤3 :将排放后的溶液统一收集到絮凝槽(7)内进行处理；通过添加硫酸铁溶液(6)至絮凝槽(7)内使砷沉淀，控制溶液pH值在5 9之间，通过安装在絮凝槽(7)上的pH计(4)来调节氢氧化钾溶液(10)的添加量； 步骤4 :对絮凝槽(7)中的溶液进行持续过滤循环，通过循环泵(3)经过滤器(9)过滤出固体滤渣(8)后的废水(12)达到国家标准《GB8978污水综合排放标准》排放；表面还有废渣的滤芯交由专业固废公司收集处理。
2.如权利要求I所述的一种含砷尾气处理方法，其特征在于所述步骤I中喷淋塔(2)内特定形状的填料为拉西环或弧鞍型填料或弧鞍型网。
3.如权利要求I所述的一种含砷尾气处理方法，其特征在于所述步骤3中的絮凝槽(7)带有搅拌装置(15)。
全文摘要
本发明提供了一种含砷尾气处理方法，其特征在于该方法分为以下4个步骤步骤1使含砷尾气进入喷淋塔，通过高锰酸钾溶液逆向喷淋处理，处理后的尾气达到国家标准后排放；步骤2对喷淋塔釜内的溶液进行定期定量排放；步骤3将排放后的溶液统一收集到絮凝槽内进行处理；步骤4对絮凝槽中的溶液进行持续过滤循环，滤出固体滤渣后将达标废水排放。本发明提供的一种含砷尾气处理方法，处理效率高，处理工序操作简便，所需成本低，并对含砷烷尾气的溶液进行进一步处理至达标排放。
文档编号C02F101/10GK102728182SQ201210244219
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者周力, 李东升, 汤剑波 申请人:上海正帆科技有限公司, 合肥正帆电子材料有限公司