光伏企业废气中氮氧化物治理工程实例
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关键词：氮氧化物 （ＮＯｘ） 废气；废气喷淋塔；硫化钠；废气治理；光伏企业 中图分类号：Ｘ７０１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－９６５５（２０１９）０３－００６３－０３
氮氧化物为混合物，包括一氧化二氮 （Ｎ２Ｏ）、 一氧化氮 （ＮＯ）、二氧化氮 （ＮＯ２）、三氧化二氮 （Ｎ２Ｏ３）、 四 氧 化 二 氮 （Ｎ２Ｏ４） 和 五 氧 化 二 氮 （Ｎ２Ｏ５） 等化合物，其中，造成大气污染的主要是 一氧化氮 （ＮＯ） 和 二 氧 化 氮 （ＮＯ２）。经 查 阅 资 料，氮氧 化 物 是 形 成 光 化 学 烟 雾 和 酸 雨 的 重 要 原因。
光伏企业硅片处理时使用浓硝酸和氢氟酸，从 而产生氮氧化物和氟化物废气，因产生的废气混合 收集，故氮氧化物废气呈酸性。江苏省某光伏企业 采用 “两级碱液喷淋 ＋两级硫化钠洗涤” 工艺处 理产生的氮氧化物废气，效果良好。 １ ＮＯｘ废气来源及废气特性分析
企业氮氧化物废气主要来源于清洗 （硝酸）、 扩孔 （硝酸、氢氟酸）、酸洗 （硝酸、氢氟酸） 等 工序，其目的主要是对硅片表面进行处理，以达到 后续处理的要求。因硅片清洗、扩孔、酸洗等工序 用到 硝 酸 （浓 度 约 ６９％）、 氢 氟 酸 （浓 度 约 ４９％），在 上 述 处 理 工 序 中， 会 产 生 ＮＯ、 ＮＯ２、 Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４ 等 废 气。因 废 气 成 分 复 杂，统 称氮氧化物 ＮＯｘ，主要成分为 ＮＯ２和 ＮＯ。
吸收液从塔顶喷淋而下，氢氧化钠溶液吸收氟 化物后，进入碱液喷淋塔塔底循环水池，硫化钠溶 液吸收氮氧化物后，进入硫化钠洗涤塔塔底循环水 池。两处循环水池分别调节溶液中有效物质成分 后，分别泵至塔顶，循环利用。企业定期清空循环 水池，池内废气送至厂区污水处理厂处理。
环境科学导刊 ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ ２０１９，３８（３）ＣＮ５３－１２０来自／Ｘ ＩＳＳＮ１６７３－９６５５
光伏企业废气中氮氧化物治理工程实例
刘 莎，赵 娜 （江苏智环科技有限公司，江苏 扬州 ２２５００９）
摘 要：光伏企业氮氧化物废气呈酸性，企业采用 “两级碱液喷淋 ＋两级硫化钠洗涤” 处理工艺。 根据中试检测结果，氮氧化物去除率达 ９０％，氮氧化物排放浓度符合 《ＧＢ３０４８４－２０１３电池工业污染物 排放标准》 表 １中的排放标准。
采用湿法喷淋处理废气中氮氧化物时，需要配 制合理浓度的吸收液。吸收液浓度过高，废气中氮 氧化物虽能去除，但会增加处理成本；吸收液浓度 过低，废气中的氮氧化物吸收效率低，影响系统处 理效果。同时，硅片处理时，氢氟酸和硝酸的挥发
量与其自身浓度密切相关。槽内初加入氢氟酸、硝 酸时，氢氟酸、硝酸浓度高，挥发的废气量也大， 但随着生产的不断进行，氢氟酸、硝酸浓度变小， 挥发量将降低，因此废气中的氮氧化物浓度处于变 化状态。企业应根据每批次硅片生产处理的不同阶 段，及时调节吸收液浓度，确保吸收液浓度和废气 浓度相符。 ２４２ 喷淋废水处理
— ６３—
环境科学导刊 ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ 第 ３８卷 第 ３期 ２０１９年 ６月
２３ 喷淋塔处理效果影响因素 氮氧化 物 废 气 从 喷 淋 塔 下 部 进 入， 沿 塔 内 上
升，洗涤液自喷淋嘴由上至下均匀地喷洒于填料的 表面，废气流经填料层时，吸收液将氮氧化物还原 为氮气。塔内是以气、液传质双膜理论为机理［４］， 使气体与液体溶剂之间充分接触。
２ 废气处理工艺 ２１ 处理工艺选择
企业硅片在清洗、扩孔、酸洗等工序产生的废 气主要污染物为氮氧化物，同时含有少量氟化物， 其中氮氧化物主要成分为二氧化氮。
氮氧化 物 废 气 的 治 理 方 法 有 三 种， 催 化 还 原 法、吸附法和液体吸收法，前两种称为干法，后一 种称为湿法［２］。 因 湿 法 处 理 操 作 简 单， 投 资 相 对 较少，企业首选湿法处理。湿法处理的关键在于选 择合适的还原剂，利用还原剂与氮氧化物发生化学 反应从而去除氮氧化物。工业中处理氮氧化物使用 的主要还原剂有：ＮａＨＳＯ３、ＮａＨＳ、Ｎａ２Ｓ，还原去 除氮氧化物能力为：Ｎａ２Ｓ＞ＮａＨＳ＞ＮａＨＳＯ３［３］。为 保证去除效率，企业使用强还原剂 Ｎａ２Ｓ。
为了增 强 气 液 传 质 功 效，关 键 在 于 选 择 抗 堵 塞、喷射力度与细密度大的喷嘴，与优良的填料或 新颖的旋流 （斜孔） 板［１］，同时，喷淋塔废气去 除效果与空塔速度、喷淋液量、气体停留时间、填 料比表面积等因素也有关，降低空塔速度、增加喷 淋液量、提高停留时间、增加填料比表面积均可以 改善传质条件，使废气中的污染物可充分与吸收液 接触，从而提高吸收效果。 ２４ 其他有关因素 ２４１ 吸收液浓度
由于 Ｎａ２Ｓ在酸性条件下，会生成 Ｈ２Ｓ废气， 而企业氮氧化物废气中含氟化物，呈酸性，为了确 保后续去除氮氧化物，企业采用两级碱液喷淋吸收 去除氟化物，最终企业废气处理方案为：两级碱液 喷淋 ＋两级硫化钠洗涤。 ２２ 废气收集方式
企业硅片 清 洗、 扩 孔、 酸 洗 等 工 序 为 半 自 动 化，需要人工辅助，因此无法密闭运行，为了有效 地收集废气，必须采取合理的收集方式。根据生产 工艺，硅 片 清 洗、 扩 孔、 酸 洗 等 工 序 分 别 在 清 洗 槽、扩孔槽、酸洗槽内进行，清洗槽、扩孔槽和酸 洗槽均位于通风橱内。根据气流学动态原理，为了 尽可能减少气体紊流和阻力，通风橱两侧封闭，后 方设置抽风口，并根据各种槽体面积、气体理化性 质等，合理设计风机风量 （企业单条线 ＮＯｘ排风 量约 ７７００ｍ３／ｈ），废气收集效果较好。
氮氧化物废气具有强烈的刺激性气味，成分除 二氧化氮为红棕色气体外，其余为无色气体。硅片 生产过程中，在浸入清洗、酸洗槽的瞬间，产生浓 烈的 棕 （红） 黄 色 酸 雾，其 特 性 浓 度 高 （ “黄 龙”）、气量大、危害大［１］。同时，因氟化氢挥发， 并与氮氧化物废气混合，氮氧化物废气呈酸性。
收稿日期：２０１８－０８－２９ 作者简介：刘莎 （１９８４－），女，硕士，工程师，从事环境影 响评价工作。
氮氧化物为混合物，包括一氧化二氮 （Ｎ２Ｏ）、 一氧化氮 （ＮＯ）、二氧化氮 （ＮＯ２）、三氧化二氮 （Ｎ２Ｏ３）、 四 氧 化 二 氮 （Ｎ２Ｏ４） 和 五 氧 化 二 氮 （Ｎ２Ｏ５） 等化合物，其中，造成大气污染的主要是 一氧化氮 （ＮＯ） 和 二 氧 化 氮 （ＮＯ２）。经 查 阅 资 料，氮氧 化 物 是 形 成 光 化 学 烟 雾 和 酸 雨 的 重 要 原因。
光伏企业硅片处理时使用浓硝酸和氢氟酸，从 而产生氮氧化物和氟化物废气，因产生的废气混合 收集，故氮氧化物废气呈酸性。江苏省某光伏企业 采用 “两级碱液喷淋 ＋两级硫化钠洗涤” 工艺处 理产生的氮氧化物废气，效果良好。 １ ＮＯｘ废气来源及废气特性分析
企业氮氧化物废气主要来源于清洗 （硝酸）、 扩孔 （硝酸、氢氟酸）、酸洗 （硝酸、氢氟酸） 等 工序，其目的主要是对硅片表面进行处理，以达到 后续处理的要求。因硅片清洗、扩孔、酸洗等工序 用到 硝 酸 （浓 度 约 ６９％）、 氢 氟 酸 （浓 度 约 ４９％），在 上 述 处 理 工 序 中， 会 产 生 ＮＯ、 ＮＯ２、 Ｎ２Ｏ、Ｎ２Ｏ３、Ｎ２Ｏ４ 等 废 气。因 废 气 成 分 复 杂，统 称氮氧化物 ＮＯｘ，主要成分为 ＮＯ２和 ＮＯ。
吸收液从塔顶喷淋而下，氢氧化钠溶液吸收氟 化物后，进入碱液喷淋塔塔底循环水池，硫化钠溶 液吸收氮氧化物后，进入硫化钠洗涤塔塔底循环水 池。两处循环水池分别调节溶液中有效物质成分 后，分别泵至塔顶，循环利用。企业定期清空循环 水池，池内废气送至厂区污水处理厂处理。
环境科学导刊 ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ ２０１９，３８（３）ＣＮ５３－１２０来自／Ｘ ＩＳＳＮ１６７３－９６５５
光伏企业废气中氮氧化物治理工程实例
刘 莎，赵 娜 （江苏智环科技有限公司，江苏 扬州 ２２５００９）
摘 要：光伏企业氮氧化物废气呈酸性，企业采用 “两级碱液喷淋 ＋两级硫化钠洗涤” 处理工艺。 根据中试检测结果，氮氧化物去除率达 ９０％，氮氧化物排放浓度符合 《ＧＢ３０４８４－２０１３电池工业污染物 排放标准》 表 １中的排放标准。
采用湿法喷淋处理废气中氮氧化物时，需要配 制合理浓度的吸收液。吸收液浓度过高，废气中氮 氧化物虽能去除，但会增加处理成本；吸收液浓度 过低，废气中的氮氧化物吸收效率低，影响系统处 理效果。同时，硅片处理时，氢氟酸和硝酸的挥发
量与其自身浓度密切相关。槽内初加入氢氟酸、硝 酸时，氢氟酸、硝酸浓度高，挥发的废气量也大， 但随着生产的不断进行，氢氟酸、硝酸浓度变小， 挥发量将降低，因此废气中的氮氧化物浓度处于变 化状态。企业应根据每批次硅片生产处理的不同阶 段，及时调节吸收液浓度，确保吸收液浓度和废气 浓度相符。 ２４２ 喷淋废水处理
— ６３—
环境科学导刊 ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ 第 ３８卷 第 ３期 ２０１９年 ６月
２３ 喷淋塔处理效果影响因素 氮氧化 物 废 气 从 喷 淋 塔 下 部 进 入， 沿 塔 内 上
升，洗涤液自喷淋嘴由上至下均匀地喷洒于填料的 表面，废气流经填料层时，吸收液将氮氧化物还原 为氮气。塔内是以气、液传质双膜理论为机理［４］， 使气体与液体溶剂之间充分接触。
２ 废气处理工艺 ２１ 处理工艺选择
企业硅片在清洗、扩孔、酸洗等工序产生的废 气主要污染物为氮氧化物，同时含有少量氟化物， 其中氮氧化物主要成分为二氧化氮。
氮氧化 物 废 气 的 治 理 方 法 有 三 种， 催 化 还 原 法、吸附法和液体吸收法，前两种称为干法，后一 种称为湿法［２］。 因 湿 法 处 理 操 作 简 单， 投 资 相 对 较少，企业首选湿法处理。湿法处理的关键在于选 择合适的还原剂，利用还原剂与氮氧化物发生化学 反应从而去除氮氧化物。工业中处理氮氧化物使用 的主要还原剂有：ＮａＨＳＯ３、ＮａＨＳ、Ｎａ２Ｓ，还原去 除氮氧化物能力为：Ｎａ２Ｓ＞ＮａＨＳ＞ＮａＨＳＯ３［３］。为 保证去除效率，企业使用强还原剂 Ｎａ２Ｓ。
为了增 强 气 液 传 质 功 效，关 键 在 于 选 择 抗 堵 塞、喷射力度与细密度大的喷嘴，与优良的填料或 新颖的旋流 （斜孔） 板［１］，同时，喷淋塔废气去 除效果与空塔速度、喷淋液量、气体停留时间、填 料比表面积等因素也有关，降低空塔速度、增加喷 淋液量、提高停留时间、增加填料比表面积均可以 改善传质条件，使废气中的污染物可充分与吸收液 接触，从而提高吸收效果。 ２４ 其他有关因素 ２４１ 吸收液浓度
由于 Ｎａ２Ｓ在酸性条件下，会生成 Ｈ２Ｓ废气， 而企业氮氧化物废气中含氟化物，呈酸性，为了确 保后续去除氮氧化物，企业采用两级碱液喷淋吸收 去除氟化物，最终企业废气处理方案为：两级碱液 喷淋 ＋两级硫化钠洗涤。 ２２ 废气收集方式
企业硅片 清 洗、 扩 孔、 酸 洗 等 工 序 为 半 自 动 化，需要人工辅助，因此无法密闭运行，为了有效 地收集废气，必须采取合理的收集方式。根据生产 工艺，硅 片 清 洗、 扩 孔、 酸 洗 等 工 序 分 别 在 清 洗 槽、扩孔槽、酸洗槽内进行，清洗槽、扩孔槽和酸 洗槽均位于通风橱内。根据气流学动态原理，为了 尽可能减少气体紊流和阻力，通风橱两侧封闭，后 方设置抽风口，并根据各种槽体面积、气体理化性 质等，合理设计风机风量 （企业单条线 ＮＯｘ排风 量约 ７７００ｍ３／ｈ），废气收集效果较好。
氮氧化物废气具有强烈的刺激性气味，成分除 二氧化氮为红棕色气体外，其余为无色气体。硅片 生产过程中，在浸入清洗、酸洗槽的瞬间，产生浓 烈的 棕 （红） 黄 色 酸 雾，其 特 性 浓 度 高 （ “黄 龙”）、气量大、危害大［１］。同时，因氟化氢挥发， 并与氮氧化物废气混合，氮氧化物废气呈酸性。
收稿日期：２０１８－０８－２９ 作者简介：刘莎 （１９８４－），女，硕士，工程师，从事环境影 响评价工作。