Глава 2. Каталитическая очистка промышленных выбросов электронной промышленности

Специфика газовых выбросов производства электронных компонентов (отсутствие пыли) позволяет использовать для обезвреживания отходящих газов современные каталитические технологии.

Для обезвреживания газовых выбросов в настоящее время применяют следующие методы: адсорбционный, мембранный, микробиологический, окислительный (термический и каталитический). Использование метода сорбционной очистки показало ряд его недостатков: энергоемкость, низкую степень очистки, большие габариты установок и др.

Производство электронных компонентов является источником загрязнения окружающей среды, в том числе атмосферного воздуха, в который выбрасываются огромные количества загрязнителей - оксиды азота, озон, органические соединения и др.

Например, особенностью технологии производства ОАО «Элеконд» являются разовые выбросы таких компонентов, как ацетофенон (0,1 кг/ч, превышение ПДВ в 20 раз), гамма-бутиролактон (0,015 кг/ч, превышение ПДВ в 7 раз), диметилформамид (0,023 кг/ч, превышение ПДВ в 3 раза). При этом обнаружена отрицательная реакция иммунной системы рабочих предприятия и членов их семей на токсиканты.

В ОАО «Элеконд» отрабатывались различные методы каталитической очистки газовых выбросов: плазмокаталитический и термокаталитический. Использовался композитный катализатор <http://ekokataliz.ru/products/catalyst/1/26/> мультифункционального назначения на основе пеноматериалов <http://ekokataliz.ru/penomaterials/> и наноструктированных каталитических покрытий производства ЗАО «ЭКАТ».

Особенностями этих катализаторов являются сверхвысокая проницаемость для газового потока, интенсивный тепло- и массообмен по всему объёму, отсутствие сквозных каналов и, следовательно, возможности проскока реагентов сквозь структуру блока. Эти особенности эффективно раскрываются в процессах каталитического преобразования веществ относительно малых концентраций, которые наиболее характерны для решения экологических задач, в частности для очистки вентиляционных и газовых выбросов.

Принцип действия плазмокаталитической очистки газовых выбросов основан на совместном воздействии плазмы барьерного разряда, озона высокой концентрации и каталитического воздействия на молекулы газообразных загрязнений и патогенную микрофлору. В процессе разрушения (трансформации) вредных веществ под действием низкотемпературной плазмы и других физико-химических факторов воздействия происходит возбуждение молекул, атомов и радикалов в очищаемом потоке.

Принцип действия термокаталитической очистки газовых выбросов <http://www.ekokataliz.ru/products/termokataliz/1/27/>основан на беспламенном разложении и окислении загрязняющих органических веществ до углекислого газа, воды и азота на нагреваемых каталитических блоках.

Одной из наиболее сложных задач, которые решались на предприятии, была очистка воздуха от продуктов растворения марганца в азотной кислоте (при растворении 1 кг металлического марганца выделяется 557,2 г диоксида азота).

Чтобы уменьшить негативное воздействие на окружающую среду, был разработан способ селективной термокаталитической очистки газовых выбросов от оксидов азота с использованием аммиака и изготовлена пилотная установка, эффективность которой демонстрирует рисунке 1.

Рисунок 1. Зависимость концентрации диоксида азота на входе (красная линия) и на выходе (синяя линия) термокаталитической установки.

Также на предприятии имелись разрозненные источники выбросов органических веществ, в частности уксусной кислоты, растворителей и электролитов. Нейтрализация этих выбросов осуществлялась различными устройствами очистки на базе плазмо- и термокаталитической технологий.

Предложенный каталитический метод обезвреживания с использованием различных его схем позволил минимизировать концентрацию токсикантов (см. таблицу).

Таблица. Минимизация воздействия выбросов

Предотвращенный экологический ущерб по оксидам азота в 2008 г. составил 1223,8 тыс. руб., по ацетофенону - 410, 9 тыс. руб., по ЛВЖ (растворители, кислоты) - 54,6 тыс. руб.

Внедрение процессов очистки газовых выбросов способствовало сертификации ОАО «Элеконд» на соответствие ГОСТ Р ИСО 14001-98.