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PCB行业节能减排现状及发展方向


PCB 行业节能减排现状及发展方向
摘要:我国是 PCB(环氧树脂印刷线路板)的生产大国,PCB 生产又是高能耗、 高污染行业。PCB 行业开展节能减排工作是十分有必要的。本文就 PCB 行业提出 节能减排方案的优化方法,为改善和提高行业相关企业的能源利用效率、减少污染 物的产生和排放提供思路和依据。 关键词:PCB 行业、节能、减排

0 前言 我国是 PCB(环氧树脂印刷线路板)的生产大国,到 2009 年底环氧树脂印刷线 路板行业产量达 1.5 亿万平方米,居全球第一, ,产值达 1300 亿元,具有一定规模的 PCB (环氧树脂印刷线路板) 企业近 1000 家, 行业员工人数超过 80 万人。 虽然 PCB 行业发展迅猛,但这同时也是我国的高能耗、高污染行业之一。在“十一五”期间, 对部分 PCB 制造企业的清洁生产审核、能源审计工作中发现,这些企业存在用能不 合理、污染物产生和排放未完全削减等问题。如 RO 浓水未加以回收利用、单位产 品废水产生量较大、工业用水重复利用率低、空压机余热未利用、风机水泵存在大 马拉小车等现象。本文将在清洁生产审核、能源审计的基础上对 PCB 行业的节能减 排措施进行分析和探讨。 1 PCB 行业工艺及产污、用能情况 1.1 PCB 生产工艺流程 PCB 行业生产工艺主要包括底片制作、内层制作及压合、电镀及外层制作、表 面加工成型和最终处理几个工段,本文针对 PCB 生产全过程进行分析。PCB 生产 工艺流程如图 1 所示。

图 1 PCB 生产工艺流程总图

1.2 用能、产污分析

(1)用能分析 PCB 生产行业生产过程中使用的能源主要有电、蒸汽和自来水。电力主要供给 设备运行动力,主要消耗在清洗机、开料机、化学清洗现、曝光机等生产设备以及 空压机、冷冻机等辅助设备;蒸汽主要用于槽液加热、员工生活;自来水主要用于 药剂配置、清洗、冷却水补充、纯水制备等。图 2 为某 PCB 生产企业各用能部门的 能源消费结构图。 从图 2 可以看出电镀工序能源消耗 占比最大,达到 33.35%,其次是辅助设 施,能源消耗达到 24.66%。电镀工序 主要用能设备是电镀电源,辅助设施 主要用能设备是空压机、冷冻机等。 (2)产污分析
表面加工成 型19.54% 外层 7.69% 电镀 33.35% 辅助生产系 统及损耗 24.66% 底片制作 内层 0.75% 7.12% 压合 6.89%

图 2 某 PCB 企业用能部门能源消耗结构

PCB行业的工序分为干处理和湿处理两大类,干处理主要在开料、钻孔、切边 图 等几道工序产生边料、钻孔粉等固体废弃物,大部分是含铜的有价废物。而湿处理 包括粗化、活化、氧化、蚀刻、电镀、退锡、沉镍金、多次冲洗等20多个工序,产 生大量废液和废水,其中含有铜、镍、锡等有色金属污染物和废酸、废碱、COD、 氟化物、氰化物等一二类污染物。由于工序多、污染源复杂多样,要保证长期稳定 达标排放,必须投入大量人力、财力和各种先进技术,其环保治理是一个较复杂的 系统工程。印制电路行业消耗大量高价值的铜、镍、金、银等贵重金属资源,其废 弃物价值是一种不可忽略的资源。 2 PCB 行业节能减排现状 “十一五”期间,在无锡地区开展PCB制造企业清洁生产审核、能源审计工作, 通过对大中型PCB企业近年来能源消耗、用水、排放废水情况和节能减排等工作的 深入调查,结果表明,近年来PCB行业节能减排取得了实质性效果,主要表现在以 下几个方面: (1)企业资源消耗、污染物排放管理工作逐步得到加强 从调查的多家企业来看,90%的企业设有能源、用水管理专门机构;75%的企业 制定了完善的用水、用能管理规定;30%的企业用能、用水实现了三级计量管理; 90%的企业用能管理达到二级计量管理;60%的企业用水管理达到二级管理。100%

的企业实现了废水排放在线监测,100%的企业通过了ISO14001环境管理体系认证。 (2)能耗总量没有大幅增加,单位产值能耗有所下降。 通过对各个企业近三年能源消耗数据分析显示,除扩产因素外,所有调查的企 业生产总能耗均有所下降(标题是能耗总量没有大幅增加,不是下降) ,90%的企业 总能耗下降控制在5%以内,只有10%的企业生产总能耗下降超过5%(10%的企业是 下降5%还是未下降5%) 。单位能耗情况? (3) 工业用水重复利用率上升,单位取水量和单位排放量下降。 从上述的生产工艺流程和产污环节分析可见, 在印刷线路板的生产过程中, 用水 环节相当多,用水量很大。部分原因可能是因为多层印刷线路板上通孔直径都<0.15 mm,导线密度和间距也仅有0.08 mm,甚至0.05 mm。若不先用大量的自来水,再 用大量的纯净水反复冲洗,则有可能导致水中各种杂质残留在通孔和线路中,从而 影响产品功能,轻则引起电子产品有杂讯,重则引起短路,甚至危及使用者的安全。 因此,印刷线路板生产的每个工艺几乎都要用到大量的水,以保证产品质量。然而, 在实际生产过程中,有许多环节是能够进行改进并进一步达到节水的。 根据调查统计表明,80%的企业工业用水重复利用率上升幅度超过10%,企业 单位产值取水量、单位产值废水排放量均有所下降,无企业单位产品取水量上升。 3 PCB 行业节能减排存在问题及发展方向 3.1 存在问题 (1)部分企业管理机制仍然粗放,节能减排措施不到位 PCB生产过程中产生大量的废水、废气、废渣,为应对废弃物可能对环境造成 的影响,一般来说,企业需要投入大量的人理、物力和财力才能废弃物的达标要求, 目前主要防治的措施还是以末端治理为主。这导致了节能减排与生产实际脱节的现 象,未能从源头控制污染物的产生和排放。因此建立的节能减排管理机制较粗放, 许多节能减排措施无法到位。 (2) 节能减排新技术研发投入不足,推广程度有待加强 PCB生产是一个连续的过程,当要采用节能减排的新技术、新工艺时,一些企 业由于担心这些新技术、新工艺会影响PCB的生产流程,因此会选择放弃采用这些 技术或工艺。同时,由于PCB产品规格较多,生产工艺区别较大,导致一些已经得 到成功实践的新技术新工艺难以在其他企业进行推广应用。

(3) 缺乏行业能耗、产污的科学评价体系 2008年11月21日,国家环境保护部发布了《清洁生产标准 印制电路板制造业》 (HJ450-2008),对PCB行业生产工艺要求、资源能源利用指标、污染物产生量(末端 治理前) 、废物回收利用指标、一级环境管理指标等进行了定量和定性的规定,为行 业节能减排提供了方向。但是根据实际情况发现,多项指标在核算过程中存在不匹 配的现象,该标准没有明确标准产品的测算方法和折标系数,只能作为参考的依据 文件之一,因此缺乏相关的科学评价体系。 3.2 发展方向 PCB行业取水量大、综合能耗较高、废水排放量较大,由图1和图2可知,PCB 行业节能减排的重点应该是辅助生产系统和湿处理单元的节能减排。为此要实现行 业节能减排的目标,辅助生产系统、工艺设备节能改造和加强管理是关键。 (1)开发新型节能、环保型工艺和设备,改造落后的高能耗设备 就技术层面而言, 工艺设备对PCB行业节能减排具有决定性的作用。 目前, PCB 生产设备存在两级分化现状,外资或者港澳台PCB生产企业大多采用国外进口的先 进设备,设备自动化程度较高。国内PCB生产规模较小的企业采用的设备基本只能 达到行业清洁生产标准的二级标准。随着社会对行业节能、环保要求的不断提高, 开发新型节能节水环保型工艺和设备 ,改造落后的高能耗设备,是PCB行业当前亟 待完成的重要工作。 (2)推行清洁生产,实现源头节能、减排 清洁生产是节能减排的重要途径,要进一步推行清洁生产工艺,减少污水产生 量和污染物排放量,实现行业污染防治从末端治理向源头预防转变,促进节能、降 耗、减污、增效;更新改造或新建集中式污水处理设施,保证污水稳定达标排放: 建立多级计量管理体系,确立消耗排放定额,实行计量消耗、计量排放,落实 责任;加强用电需求管理,坚持多用谷电、少峰电、尽量不用尖峰电,在生产中尤 其在不满负荷生产的情况下,首先安排谷电时间生产,安排高能耗设备在谷电时段 生产。在保证质量的前提下,加强工艺管理,合理安排设备流程。 (3)制定水耗、能耗和排污定额指标,完善节能减排标准 对企业产品的水耗、能耗和排污指标进行调查摸底,制订印染产品单耗和排污 要求,建立产品的单耗及排污考核体系,为企业开展节能降耗工作提供依据。定额

指标既要有利于各生产企业赶超先进水平 , 也要有利于各地区对落后工艺和设备的 淘汰及节能降耗工作的管理与指导。 有没有参考文献?


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