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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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