專利名稱：一種含砷尾氣處理方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種含砷尾氣處理方法，屬于含砷及砷化合物的廢氣處理技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
砷烷是我國航天領域砷化鎵(GaAs)太陽能電池所必須的重要原材料，也是發(fā)光二極管照明行業(yè)(LED)迅猛發(fā)展所不可或缺的重要材料。由砷烷制成GaAs，主要是通過MOCVD (金屬有機化合物化學氣相沉淀)來實現(xiàn)的。MOCVD是在氣相外延生長(VPE)的基礎上發(fā)展起來的一種新型氣相外延生長技術(shù)，是目前生長半導體材料尤其是制造光電子器件必不可少的一種技術(shù)。MOCVD是以III族、II族元素的有機化合物和V、VI族元素的氫化物等作為晶體生長原材料，以熱分解反應方式在襯底上進行氣相外延，生長各種III-V族、II-VI族化合物半導體以及它們的多元固溶體的薄層單晶材料。通常MOCVD系統(tǒng)中的晶體生長都是在常壓·或低壓(10 IOOTorr)下通H2的冷壁石英(或不銹鋼)反應室中進行，襯底溫度為500 1200°C，用射頻感應加熱石墨基座(襯底基片在石墨基座上方)，H2通過溫度可控的液體源鼓泡攜帶金屬有機物到生長區(qū)。典型的As紅黃光半導體的基本生成方程式如下Ga (CH3) 3+AsH3 = GaAs+3CH4因為MOCVD生長使用的MO源是易燃、易爆、毒性很大的物質(zhì)，并且要生長多組分、大面積、薄層和超薄層異質(zhì)材料。因此在反應時砷烷必須過量以保證MO源能充分反應。因此尾氣中還有砷烷氣體，不能直接排放到大氣中，必須先對其進行處理。由于砷烷有劇毒，排放處理時，常常用氮氣對其進行稀釋，一般稀釋至砷烷濃度在Ippm左右。處理含砷及砷化合物的廢氣的方法主要有三種吸附法、鼓泡法和噴淋法。吸附法是利用浸有一些氧化物的活性炭來吸附砷烷的處理方法，這種方法的處理效率不高，處理結(jié)果不能保證，而且吸附砷烷用的吸附劑也很難處理；鼓泡法是將廢氣通過處理溶液的液面以下，在廢氣壓力的作用下，砷烷被處理液吸收，其他氣體從處理液中溢出，這種方法同樣存在處理效率不高以及不能保證處理后尾氣達標的問題；噴淋法是指氣體在噴淋裝置中自下而上運動，而處理液自上而下噴淋下來跟氣體接觸反應，以達到處理砷烷的目的，所用處理液一般都為氧化劑。然而選擇不同的氧化劑其處理效率也有很大不同，目前的處理方法處理效率都不高，而且對吸收砷烷后的含砷廢水沒有進行很好地處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種處理效率高、處理后尾氣可直接排放、并對含砷尾氣的溶液進行進一步處理至達標排放的綜合方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種含砷尾氣處理方法，其特征在于該方法分為以下4個步驟步驟I :使含砷尾氣通過流量計進入噴淋塔，噴淋塔內(nèi)設有特定形狀的填料，噴淋塔的處理液使用濃度為0. 5% 10%的高錳酸鉀溶液并維持高錳酸鉀溶液pH值在7 10范圍內(nèi)；通過噴淋塔塔釜上安裝的氧化還原電位(ORP)測定儀來控制高錳酸鉀溶液的添加量，通過噴淋塔塔釜上安裝的PH計來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液的添加量；通過循環(huán)泵將高錳酸鉀溶液自上而下噴淋與含砷尾氣在噴淋塔內(nèi)充分接觸吸收，處理后的尾氣達到國家標準《GB16297大氣污染物綜合排放標準》后通過尾氣出口排放；步驟2 :對噴淋塔釜內(nèi)的溶液進行定期定量排放，每天排放2 3次，每次排放5% 15%塔釜液位的溶液；步驟3 :將排放后的溶液統(tǒng)一收集到絮凝槽內(nèi)進行處理；通過添加硫酸鐵溶液至絮凝槽內(nèi)使砷沉淀，控制溶液PH值在5 9之間，通過安裝在絮凝槽上的pH計來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液的添加量。步驟4:對絮凝槽中的溶液進行持續(xù)過濾循環(huán)，通過循環(huán)泵經(jīng)過濾器過濾出固體 濾渣后的廢水達到國家標準《GB8978污水綜合排放標準》排放；表面還有廢渣的濾芯交由專業(yè)固廢公司收集處理。優(yōu)選地，所述步驟I中噴淋塔內(nèi)特定形狀的填料為拉西環(huán)或弧鞍型填料或弧鞍型網(wǎng)。優(yōu)選地，所述步驟3的絮凝槽帶有攪拌裝置。本發(fā)明提供的一種含砷尾氣處理方法，處理效率高，處理工序操作簡便，所需成本低，并對含砷烷尾氣的溶液進行進一步處理至達標排放，具有如下的有益效果1、采用高錳酸鉀溶液對含砷烷尾氣進行吸收，保證了極高的處理效率；2、對吸收完的含砷廢水采用硫酸鐵溶液進行沉淀，特定PH值下能保證砷能完全沉淀；3、整個處理工序操作簡便，所需成本低；4、實現(xiàn)了處理含砷尾氣和含砷廢水的系統(tǒng)裝置集成；5、保證了尾氣和廢水的排放大大低于國家標準，達到環(huán)保排放的目的。


圖I為本發(fā)明提供的一種含砷尾氣處理方法流程圖附圖標記說明I-流量計；2_噴淋塔；3_循環(huán)泵；4_pH計；5_0RP測定儀；6_硫酸鐵溶液；7_絮凝槽；8_固體濾渣；9_過濾器；10-氫氧化鉀溶液；11-高錳酸鉀溶液；12-達標廢水；13_含砷尾氣；14_尾氣出口。
具體實施例方式為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以幾個優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。實施例I圖I為本發(fā)明提供的一種含砷尾氣處理方法流程圖，尾氣含有砷烷濃度為lOppm，風量為60m3/min，所述的一種含砷尾氣處理方法分為以下4個步驟步驟I :使含砷尾氣13通過流量計I進入噴淋塔2，噴淋塔2內(nèi)設有特定形狀的填料，為拉西環(huán)或弧鞍型填料或弧鞍型網(wǎng)。噴淋塔2的處理液使用高錳酸鉀溶液11，通過噴淋塔2塔釜上安裝的氧化還原電位ORP測定儀5來控制高錳酸鉀溶液11的添加量，通過噴淋塔2塔釜上安裝的pH計4來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液10的添加量，以保證處理液的高錳酸鉀溶液11濃度為0. 5%、pH值維持在10左右，以保證最好的處理效率。通過循環(huán)泵3將高錳酸鉀溶液11自上而下噴淋與含砷尾氣13在噴淋塔2內(nèi)充分接觸吸收，處理后的尾氣達到國家標準后通過尾氣出口 14排放。步驟2 :設定噴淋塔2釜內(nèi)的溶液每天排放三次，每次排放15%塔釜液位左右的溶液，以防止噴淋塔2內(nèi)含砷廢水濃度的積聚。視實際情況可對排放頻率和排放量做一定的修改。步驟3 :將排放后的溶液統(tǒng)一收集到絮凝槽7內(nèi)進行處理，絮凝槽7帶有攪拌裝置15，以保證溶液能充分反應。通過添加硫酸鐵溶液6至絮凝槽7內(nèi)使砷沉淀，通過安裝在絮凝槽7上的pH計4來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液10的添加量，使硫酸鐵溶液濃度控制在2%,絮凝槽內(nèi)的pH值維持在9左右，保證含砷廢水內(nèi)的砷能完全沉淀。
步驟4 :對絮凝槽7中的溶液進行持續(xù)過濾循環(huán)，通過循環(huán)泵3經(jīng)過濾器9過濾出固體濾渣8后將達標廢水12排放。含有廢渣的濾芯上的廢渣主要是砷鹽，已經(jīng)沒有很大毒性，可交由專業(yè)固廢處理公司集中收集處理。通過上述方法處理后的出口尾氣中含砷的濃度小于0. 05ppm，最后排放出來的廢水溶液中含砷濃度小于0. 05ppm，遠低于國家標準《GB16297大氣污染物綜合排放標準》和《GB8978污水綜合排放標準》限制的排放濃度(0. 5ppm)，因此能達到環(huán)保排放的目的。實施例2步驟I :使含砷尾氣13通過流量計I進入噴淋塔2，噴淋塔2內(nèi)設有特定形狀的填料，為拉西環(huán)或弧鞍型填料或弧鞍型網(wǎng)。噴淋塔2的處理液使用高錳酸鉀溶液11，通過噴淋塔2塔釜上安裝的氧化還原電位ORP測定儀5來控制高錳酸鉀溶液11的添加量，通過噴淋塔2塔釜上安裝的pH計4來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液10的添加量，以保證處理液的高錳酸鉀溶液11濃度為10%、pH值維持在7左右，以保證最好的處理效率。通過循環(huán)泵3將高錳酸鉀溶液11自上而下噴淋與含砷尾氣13在噴淋塔2內(nèi)充分接觸吸收，處理后的尾氣達到國家標準后通過尾氣出口 14排放。步驟2 :設定噴淋塔2釜內(nèi)的溶液每天排放兩次，每次排放10%塔釜液位左右的溶液，以防止噴淋塔2內(nèi)含砷廢水濃度的積聚。步驟3 :將排放后的溶液統(tǒng)一收集到絮凝槽7內(nèi)進行處理，絮凝槽7帶有攪拌裝置15，以保證溶液能充分反應。通過添加硫酸鐵溶液6至絮凝槽7內(nèi)使砷沉淀，通過安裝在絮凝槽7上的pH計4來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液10的添加量，使硫酸鐵溶液濃度控制在10%，絮凝槽內(nèi)的pH值維持在5左右，保證含砷廢水內(nèi)的砷能完全沉淀。步驟4 :對絮凝槽7中的溶液進行持續(xù)過濾循環(huán)，通過循環(huán)泵3經(jīng)過濾器9過濾出固體濾渣8后將達標廢水12排放。含有廢渣的濾芯上的廢渣主要是砷鹽，已經(jīng)沒有很大毒性，可交由專業(yè)固廢處理公司集中收集處理。通過上述方法處理后的出口尾氣中含砷的濃度小于0. 05ppm，最后排放出來的廢水溶液中含砷濃度小于0. 05ppm，遠低于國家標準《GB16297大氣污染物綜合排放標準》和《GB8978污水綜合排放標準》限制的排放濃度(0. 5ppm)，因此能達到環(huán)保排放的目的。實施例3步驟I :使含砷尾氣13通過流量計I進入噴淋塔2，噴淋塔2內(nèi)設有特定形狀的填料，為拉西環(huán)或弧鞍型填料或弧鞍型網(wǎng)。噴淋塔2的處理液使用高錳酸鉀溶液11，通過噴淋塔2塔釜上安裝的氧化還原電位ORP測定儀5來控制高錳酸鉀溶液11的添加量，通過噴淋塔2塔釜上安裝的pH計4來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液10的添加量，以保證處理液的高錳酸鉀溶液11濃度為5%、pH值維持在8左右，以保證最好的處理效率。通過循環(huán)泵3將高錳酸鉀溶液11自上而下噴淋與含砷尾氣13在噴淋塔2內(nèi)充分接觸吸收，處理后的尾氣達到國家標準后通過尾氣出口 14排放。步驟2 :設定噴淋塔2釜內(nèi)的溶液每天排放兩次，每次排放5%塔釜液位左右的溶液，以防止噴淋塔2內(nèi)含砷廢水濃度的積聚。步驟3 :將排放后的溶液統(tǒng)一收集到絮凝槽7內(nèi)進行處理，絮凝槽7帶有攪拌裝置15，以保證溶液能充分反應。通過添加硫酸鐵溶液6至絮凝槽7內(nèi)使砷沉淀，通過安裝在絮凝槽7上的pH計4來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液10的添加量，使硫酸鐵溶液濃度控制在5%，絮凝槽內(nèi)的pH值維持在7左右，保證含砷廢水內(nèi)的砷能完全沉淀。步驟4 :對絮凝槽7中的溶液進行持續(xù)過濾循環(huán)，通過循環(huán)泵3經(jīng)過濾器9過濾出固體濾渣8后將達標廢水12排放。含有廢渣的濾芯上的廢渣主要是砷鹽，已經(jīng)沒有很大毒·性，可交由專業(yè)固廢處理公司集中收集處理。通過上述方法處理后的出口尾氣中含砷的濃度小于0. 05ppm，最后排放出來的廢水溶液中含砷濃度小于0. 05ppm，遠低于國家標準《GB16297大氣污染物綜合排放標準》和《GB8978污水綜合排放標準》限制的排放濃度(0. 5ppm)，因此能達到環(huán)保排放的目的。
權(quán)利要求
1.一種含砷尾氣處理方法，其特征在于該方法分為以下4個步驟 步驟I :使含砷尾氣(13)通過流量計(I)進入噴淋塔(2)，噴淋塔(2)內(nèi)設有特定形狀的填料，噴淋塔(2)的處理液使用濃度為O. 5% 10%的高錳酸鉀溶液(11)并維持高錳酸鉀溶液(Il)PH值在7 10范圍內(nèi)；通過噴淋塔(2)塔釜上安裝的氧化還原電位(ORP)測定儀(5)來控制高錳酸鉀溶液(11)的添加量，通過噴淋塔(2)塔釜上安裝的pH計(4)來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液(10)的添加量；通過循環(huán)泵(3)將高錳酸鉀溶液(11)自上而下噴淋與含砷尾氣(13)在噴淋塔(2)內(nèi)充分接觸吸收，處理后的尾氣達到國家標準《GB16297大氣污染物綜合排放標準》后通過尾氣出口(14)排放； 步驟2:對噴淋塔(2)釜內(nèi)的溶液進行定期定量排放，每天排放2 3次，每次排放5% 15%塔釜液位的溶液。
步驟3 :將排放后的溶液統(tǒng)一收集到絮凝槽(7)內(nèi)進行處理；通過添加硫酸鐵溶液(6)至絮凝槽(7)內(nèi)使砷沉淀，控制溶液pH值在5 9之間，通過安裝在絮凝槽(7)上的pH計(4)來調(diào)節(jié)氫氧化鉀溶液(10)的添加量； 步驟4 :對絮凝槽(7)中的溶液進行持續(xù)過濾循環(huán)，通過循環(huán)泵(3)經(jīng)過濾器(9)過濾出固體濾渣(8)后的廢水(12)達到國家標準《GB8978污水綜合排放標準》排放；表面還有廢渣的濾芯交由專業(yè)固廢公司收集處理。
2.如權(quán)利要求I所述的一種含砷尾氣處理方法，其特征在于所述步驟I中噴淋塔(2)內(nèi)特定形狀的填料為拉西環(huán)或弧鞍型填料或弧鞍型網(wǎng)。
3.如權(quán)利要求I所述的一種含砷尾氣處理方法，其特征在于所述步驟3中的絮凝槽(7)帶有攪拌裝置(15)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含砷尾氣處理方法，其特征在于該方法分為以下4個步驟步驟1使含砷尾氣進入噴淋塔，通過高錳酸鉀溶液逆向噴淋處理，處理后的尾氣達到國家標準后排放；步驟2對噴淋塔釜內(nèi)的溶液進行定期定量排放；步驟3將排放后的溶液統(tǒng)一收集到絮凝槽內(nèi)進行處理；步驟4對絮凝槽中的溶液進行持續(xù)過濾循環(huán)，濾出固體濾渣后將達標廢水排放。本發(fā)明提供的一種含砷尾氣處理方法，處理效率高，處理工序操作簡便，所需成本低，并對含砷烷尾氣的溶液進行進一步處理至達標排放。
文檔編號C02F101/10GK102728182SQ201210244219
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者周力, 李東升, 湯劍波 申請人:上海正帆科技有限公司, 合肥正帆電子材料有限公司