CN105477993B - 激光器废气回收装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光器废气回收装置及其控制方法，包括多个并排设置的气体存储罐，其中，所述气体存储罐通过气体管道与用于接收激光器废气的缓冲罐相连，所述气体管道上靠近缓冲罐处连接有真空泵，所述气体管道上靠近气体存储罐处连接有压缩机，所述气体存储罐上设置有第一压力变送器，所述缓冲罐上设置有第二压力变送器，所述第一压力变送器、第二压力变送器和PLC控制器的输入端相连，所述PLC控制器的输出端和真空泵及压缩机相连。本发明通过设置缓冲罐和真空泵，利用压力比较器控制充气压力，从而能够对芯片、显示器制造中产生的氪、氙、氖三种稀有气体进行回收和纯化处理，且结构简单，易于实施。

Description

激光器废气回收装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种废气回收装置及其控制方法，尤其涉及一种激光器废气回收装置及其控制方法。
背景技术
氪、氙、氖这三种稀有气体在空气中的含量微少，三种气体组成总共不到大气中的0.1002％，由于稀有气体具有的一些独特特性使氪、氙、氖广泛地应用在各种工业用途中。氪气、氙气、氖气由于在空气中的含量极少，提取困难，只有在大型、特大型空分设备上才能提取。目前世界上的氙气产量只有900多万升、氪气8200万升、氖气37500万升。这些产量被4家国际大型工业气体公司：法液空、美国普莱克斯、德国林德和乌克兰公司所控制。
氪、氙、氖三种稀有气体，作为微电子工业及空间项目的战略材料，在国内的市场增量需求迅续，作为不可再生资源，“回收处理循环再利用”的产业化已成必然。目前，国内尚无“回收处理循环再利用”的报道及实例。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种激光器废气回收装置及其控制方法，能够对芯片、显示器制造中产生的氪、氙、氖三种稀有气体进行回收和纯化处理，结构简单，易于实施。
本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种激光器废气回收装置，包括多个并排设置的气体存储罐，其中，所述气体存储罐通过气体管道与用于接收激光器废气的缓冲罐相连，所述气体管道上靠近缓冲罐处连接有真空泵，所述气体管道上靠近气体存储罐处连接有压缩机，所述气体存储罐上设置有第一压力变送器，所述缓冲罐上设置有第二压力变送器，所述第一压力变送器、第二压力变送器和PLC控制器的输入端相连，所述PLC控制器的输出端和真空泵及压缩机相连。
上述的激光器废气回收装置，其中，所述气体存储罐和缓冲罐为不锈钢钢瓶，所述气体存储罐和缓冲罐的真空度小于10pa。
本发明为解决上述技术问题还提供一种上述激光器废气回收装置的控制方法，包括如下步骤：S1)启动真空泵、压缩机对气体存储罐和缓冲罐进行真空处理，除去罐内空气，并控制罐内真空度小于10pa；S2)利用激光器与缓冲罐的压差，以500L/h～800L/h的流量，将废气贮存于缓冲罐内；S3)待缓冲罐与激光器压力达到平衡后，启动压缩机将激光器内的余气送入缓冲罐内，使得激光器内真空度小于5×10-3pa；S4)启动真空泵将缓冲罐内废气加压贮存于气体存储罐内；S5)当气体存储罐内压力低于真空泵吸气压力要求时，启动压缩机将缓冲罐内残余气体抽出作为真空泵吸气源，继续废气加压贮存，直至气体存储罐内真空度小于10pa；S6)打开气体存储罐与真空泵出口充装管间的阀门泄压，待真空泵出口充装管内压力降至0.1Mpa时，完成激光器内废气回收贮存工作。
上述的激光器废气回收装置的控制方法，其中，所述激光器废气为含杂质的氖气，所述控制方法还包括：采用洗涤塔用碱洗的方法除去大部分HCL，然后水洗使其呈中性；接着用精馏的方法脱去惰性气体Xe；最后采用变压吸附方法去除微量的H20、O2和H2杂质，获得合格的氖气原料。
本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的激光器废气回收装置及其控制方法，通过设置缓冲罐和真空泵，利用压力比较器控制充气压力，从而能够对芯片、显示器制造中产生的氪、氙、氖三种稀有气体进行回收和纯化处理，且结构简单，易于实施。
附图说明
图1为本发明激光器废气回收装置结构示意图；
图2为本发明激光器废气回收流程示意图。
图中：
1PLC控制器 2气体存储罐 3缓冲罐
4真空泵 5压缩机
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
图1为本发明激光器废气回收装置结构示意图。
请参见图1，本发明提供的激光器废气回收装置，包括多个并排设置的气体存储罐2，其中，所述气体存储罐2通过气体管道与用于接收激光器废气的缓冲罐3相连，所述气体管道上靠近缓冲罐3处连接有真空泵4，所述气体管道上靠近气体存储罐2处连接有压缩机5，所述气体存储罐2上设置有第一压力变送器，所述缓冲罐3上设置有第二压力变送器，所述第一压力变送器、第二压力变送器和PLC控制器1的输入端相连，所述PLC控制器1的输出端和真空泵4及压缩机5相连。
本发明提供的激光器废气回收装置，其中，所述气体存储罐2和缓冲罐3为不锈钢钢瓶，所述气体存储罐2和缓冲罐3的真空度小于10pa。
本发明提供的激光器废气回收装置，请参见图2，PTI为压力变送显示器，S为调节阀，PS为压力调节阀。具体工艺及控制过程如下：
1)使用时，启动真空泵4和压缩机5对回收装置进行真空处理，除去装置内的空气等有害组份，真空度为＜10pa。
2)利用激光器与回收装置的压差，以500L/h～800L/h的流量，将废气贮存于缓冲罐3内。
3)缓冲罐3与激光器压力达到平衡后，启动压缩机5，将激光器内的余气送入缓冲罐3，激光器内真空度达到洁净真空度，小于5×10-3pa。
4)启动真空泵4，将缓冲罐3内废气加压贮存于气体存储罐2内。
5)贮罐内压力低于压缩机吸气压力要求时，启动压缩机5，将缓冲罐3内残余气体抽出作为压缩机吸气源，继续废气加压贮存。
6)贮罐内真空度＜10pa时，真空泵4、压缩机5停运。
7)打开贮罐与压缩机出口充装管间的阀门泄压，压缩机出口充装管内压力降至0.1Mpa时，激光器内废气回收贮存工作完成。
8)装置封闭待用。
在激光器废气收集过程中，还可对废气进行纯化处理，具体纯化过程如下：
1)用碱洗的方法除去大部分HCL，然后水洗使其呈中性；
2)用精馏的方法脱去Xe；
3)通过变压吸附方法除去其中微量的H20、O2、H2等杂质，将其提纯到5N5以上纯度的氖气，分析所回收氖气的各个杂质含量，当其达到空分装置来的用于生产激光混合气的氖气杂质标准时，即为合格的氖气原料。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种激光器废气回收装置的控制方法，所述激光器废气回收装置包括多个并排设置的气体存储罐(2)，其特征在于，所述气体存储罐(2)通过气体管道与用于接收激光器废气的缓冲罐(3)相连，所述气体管道上靠近缓冲罐(3)处连接有真空泵(4)，所述气体管道上靠近气体存储罐(2)处连接有压缩机(5)，所述气体存储罐(2)上设置有第一压力变送器，所述缓冲罐(3)上设置有第二压力变送器，所述第一压力变送器、第二压力变送器和PLC控制器(1)的输入端相连，所述PLC控制器(1)的输出端和真空泵(4)及压缩机(5)相连；
所述控制方法包括如下步骤：
S1)启动真空泵(4)、压缩机(5)对气体存储罐(2)和缓冲罐(3)进行真空处理，除去罐内空气，并控制罐内真空度小于10pa；
S2)利用激光器与缓冲罐(3)的压差，以500L/h～800L/h的流量，将废气贮存于缓冲罐(3)内；
S3)待缓冲罐(3)与激光器压力达到平衡后，启动压缩机(5)将激光器内的余气送入缓冲罐(3)内，使得激光器内真空度小于5×10-3pa；
S4)启动真空泵(4)将缓冲罐(3)内废气加压贮存于气体存储罐(2)内；
S5)当气体存储罐(2)内压力低于真空泵吸气压力要求时，启动压缩机(5)将缓冲罐(3)内残余气体抽出作为真空泵吸气源，继续废气加压贮存，直至气体存储罐(2)内真空度小于10pa；
S6)打开气体存储罐(2)与真空泵(4)出口充装管间的阀门泄压，待真空泵(4)出口充装管内压力降至0.1Mpa时，完成激光器内废气回收贮存工作。
2.如权利要求1所述的激光器废气回收装置的控制方法，其特征在于，所述气体存储罐(2)和缓冲罐(3)为不锈钢钢瓶，所述气体存储罐(2)和缓冲罐(3)的真空度小于10pa。
3.如权利要求1所述的激光器废气回收装置的控制方法，其特征在于，所述激光器废气为含杂质的氖气，所述控制方法还包括：采用洗涤塔用碱洗的方法除去大部分HCL，然后水洗使其呈中性；接着用精馏的方法脱去惰性气体Xe；最后采用变压吸附方法去除微量的H20、O2和H2杂质，获得合格的氖气原料。
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