SMT(表面貼裝技術(shù))是電子制造的核心工藝,涉及錫膏印刷、貼片、回流焊、波峰焊等工序。其廢氣主要來源于焊料(錫膏/錫條)、助焊劑、清洗劑等材料的揮發(fā)及高溫反應(yīng),成分復(fù)雜且包含顆粒物、VOCs及潛在有害物質(zhì)。以下為SMT廢氣處理的詳細(xì)方案:
一、廢氣來源與特性
(一)廢氣來源
錫膏印刷:溶劑型錫膏(含松香、樹脂、有機(jī)溶劑如異丙醇、乙醇)揮發(fā)產(chǎn)生VOCs。
回流焊/波峰焊:
焊料(錫鉛或無(wú)鉛)高溫熔融時(shí)產(chǎn)生焊錫煙塵(金屬氧化物、微小顆粒物)。
助焊劑(含活性劑、樹脂、有機(jī)溶劑)受熱揮發(fā),釋放VOCs(松香類、醇類、酯類)。
清洗工序(若需):使用清洗劑(如異丙醇、氟氯烴)清洗焊后殘留,產(chǎn)生VOCs。
(二)廢氣特性
成分復(fù)雜:
VOCs:松香、異丙醇、乙醇、乙酸乙酯、甲苯等(助焊劑/錫膏揮發(fā))。
顆粒物:焊錫煙塵(粒徑0.1-10μm,含Sn、Pb、Cu等金屬氧化物)。
潛在酸性氣體:若助焊劑含鹵素(Cl、Br),可能生成HCl、HBr等。
濃度波動(dòng):
顆粒物濃度:波峰焊工序可達(dá)100-500mg/m³(未處理時(shí))。
VOCs濃度:錫膏印刷工序低(<500mg/m³),回流焊/波峰焊中等(500-3000mg/m³)。
溫度與濕度:回流焊廢氣溫度較高(150-250℃),需預(yù)處理降溫;濕度因車間環(huán)境而異(通常潔凈車間濕度控制30%-60%)。
二、處理工藝設(shè)計(jì)
SMT廢氣處理需遵循“分質(zhì)收集、預(yù)處理優(yōu)先、組合工藝達(dá)標(biāo)”原則,核心工藝為:收集→預(yù)處理(顆粒物+VOCs前處理)→核心處理(VOCs去除)→深度處理(異味/殘留)→排放。
(一)廢氣收集
目標(biāo):高效捕集各工序廢氣,避免無(wú)組織排放,同時(shí)維持潔凈車間環(huán)境。
收集方式:
錫膏印刷機(jī):頂部吸風(fēng)罩(風(fēng)速0.5-1.0m/s),覆蓋印刷區(qū)域。
回流焊爐:爐體密閉,設(shè)排風(fēng)接口(風(fēng)量按爐膛體積×換氣次數(shù)計(jì)算,通常8-12次/h)。
波峰焊機(jī):焊錫槽上方吸風(fēng)罩(風(fēng)速1.0-1.5m/s),結(jié)合爐體密閉。
清洗工序:局部排風(fēng)罩(風(fēng)速0.3-0.5m/s)。
風(fēng)量計(jì)算:根據(jù)設(shè)備尺寸、罩口風(fēng)速、換氣次數(shù)綜合確定,確保捕集效率>90%。
(二)預(yù)處理
目標(biāo):去除顆粒物、降溫除濕,保護(hù)后續(xù)處理設(shè)備。
顆粒物處理:
初效過濾:金屬網(wǎng)過濾器(去除大顆粒焊錫渣,粒徑>5μm)。
中高效過濾:袋式過濾器/濾筒過濾器(去除細(xì)顆粒物,粒徑>0.5μm,效率>90%)。
HEPA過濾(可選):對(duì)粒徑<0.3μm的顆粒物,效率>99.97%(若排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)顆粒物要求極嚴(yán))。
降溫除濕:
噴淋塔:若廢氣溫度>60℃(如波峰焊廢氣),通過水噴淋降溫(溫度降至40℃以下),同時(shí)去除部分水溶性VOCs(如乙醇、異丙醇)。
換熱器:高溫廢氣經(jīng)板式/管式換熱器與新風(fēng)換熱,回收熱量(可用于預(yù)熱新風(fēng)或車間供暖)。
酸堿中和(若含酸性氣體):噴淋塔內(nèi)添加NaOH溶液(中和HCl、HBr),或H?SO?溶液(中和堿性氣體)。
(三)核心處理(VOCs去除)
根據(jù)VOCs濃度、風(fēng)量選擇技術(shù),SMT廢氣VOCs濃度中等(500-3000mg/m³),推薦吸附濃縮+催化燃燒或活性炭吸附+定期再生工藝。
典型組合工藝:
預(yù)處理+活性炭吸附:低濃度廢氣經(jīng)過濾、降溫后進(jìn)入活性炭吸附箱(兩級(jí)串聯(lián),效率>90%),飽和活性炭定期更換(危廢處置)或蒸汽再生(再生氣進(jìn)入催化燃燒)。
預(yù)處理+吸附濃縮+催化燃燒:低濃度廢氣經(jīng)活性炭/分子篩吸附濃縮(濃縮比5-15倍),解吸氣(濃廢氣)進(jìn)入催化燃燒裝置,氧化為CO?和H?O(效率>95%)。
(四)深度處理(可選)
若排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)異味(如松香焦糊味)或極低濃度VOCs有要求,可增設(shè):
光催化氧化:UV光解(185nm/254nm)結(jié)合TiO?催化劑,分解殘留VOCs(效率30%-50%)。
生物濾池:利用微生物降解VOCs(適合水溶性好的物質(zhì),如乙醇、異丙醇)。
三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)與合規(guī)性
安全設(shè)計(jì):
焊錫煙塵屬可燃粉塵,設(shè)備需防爆(電機(jī)、儀表防爆等級(jí)≥ExdⅡBT4),配置泄爆口、阻火器、可燃?xì)怏w報(bào)警儀。
催化燃燒裝置需設(shè)置緊急稀釋系統(tǒng)(當(dāng)VOCs濃度接近爆炸下限時(shí)自動(dòng)稀釋)。
排放標(biāo)準(zhǔn):
符合《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16297)、《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB37822)及地方電子行業(yè)專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。
關(guān)注非甲烷總烴(<60mg/m³)、顆粒物(<120mg/m³)、錫及其化合物(<8.5mg/m³)、苯系物(如甲苯<40mg/m³)的排放限值。
能源回收:
回流焊/波峰焊廢氣余熱通過換熱器回收,用于預(yù)熱新風(fēng)或車間供暖(節(jié)省能耗20%-30%)。
催化燃燒余熱可回用(如加熱解吸空氣或生產(chǎn)用水)。
四、運(yùn)行維護(hù)
過濾器維護(hù):監(jiān)測(cè)壓差,初效過濾器每1-2個(gè)月更換,中高效過濾器每3-6個(gè)月更換(依顆粒物濃度而定)。
活性炭管理:定期檢測(cè)吸附效率(如碘值),更換周期3-6個(gè)月(低濃度工況可延長(zhǎng)至1年),飽和活性炭按危廢處置或再生。
催化燃燒催化劑:每2-5年檢測(cè)活性(如CO轉(zhuǎn)化率),中毒后需更換(避免含S/Cl物質(zhì)進(jìn)入)。
噴淋塔維護(hù):每1-2個(gè)月清理噴嘴、更換循環(huán)水(防堵塞),定期檢測(cè)pH值(酸堿中和工況)。
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