CN106563338B - 一种低压扩散炉尾气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低压扩散炉尾气处理装置，包括冷却腔、吸收过滤腔、除湿腔及尾气导管，所述冷却腔内盛有用于液化或凝固尾气中的偏磷酸和五氧化二磷的冷却液，所述吸收过滤腔内盛有用于吸收尾气中的五氧化二磷、三氯化磷和偏磷酸的吸收液，所述除湿腔内盛有用于吸收尾气中的三氯化磷、偏磷酸和水蒸气的吸收剂，所述尾气导管一端与低压扩散炉的尾气管连接，另一端穿过所述冷却腔并延伸至所述吸收过滤腔内，所述除湿腔的进气管穿过所述冷却腔并延伸至所述吸收过滤腔内。本发明具有结构简单、成本低、可有效净化尾气、提高设备使用寿命等优点。

Description

一种低压扩散炉尾气处理装置
技术领域
本发明涉及晶体硅太阳能电池生产设备，尤其涉及一种低压扩散炉尾气处理装置。
背景技术
随着太阳能电池不断向高效方向发展，硅片表面掺杂浓度不断降低，PN结的结深不断减小，方块电阻也不断提升，由于常压扩散对硅片的掺杂均匀性的控制越来越差，难以制备高质量的PN结，而低压扩散能够有效地提升炉管内气流的均匀性，从而有效地提升了扩散的均匀性；并且由于扩散时炉管内处于较低的压力，扩散物质容易在管内流动，从而有效地减少了扩散源的用量，此外低压扩散可以在原有常压扩散设备的基础上改造，可见低压扩散炉具备低成本、高均匀性、高产能和低消耗的优势，是近几年扩散工艺发展的趋势。但是现有的低压扩散炉的尾气管处压力较低，且没有考虑五氧化二磷、三氯化磷、偏磷酸等的处理问题，会导致一部分未及时反应的五氧化二磷、三氯化磷、偏磷酸等尾气被隔膜真空泵吸入并带到后续的尾气处理系统，过多的五氧化二磷会导致真空泵或者真空管路堵塞，使得扩散炉管内的压力不能得到保障，严重影响扩散的均匀性和效果；三氯化磷、偏磷酸等具有很强的腐蚀性，长期积累会对真空管路造成较大的腐蚀，缩短了元器件的使用寿命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、可有效净化尾气、提高设备使用寿命的低压扩散炉尾气处理装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种低压扩散炉尾气处理装置，包括冷却腔、吸收过滤腔、除湿腔及尾气导管，所述冷却腔内盛有用于液化或凝固尾气中的偏磷酸和五氧化二磷的冷却液，所述吸收过滤腔内盛有用于吸收尾气中的五氧化二磷、三氯化磷和偏磷酸的吸收液，所述除湿腔内盛有用于吸收尾气中的三氯化磷、偏磷酸和水蒸气的吸收剂，所述尾气导管一端与低压扩散炉的尾气管连接，另一端穿过所述冷却腔并延伸至所述吸收过滤腔内，所述除湿腔的进气管穿过所述冷却腔并延伸至所述吸收过滤腔内。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述冷却液为冷却水，所述吸收液为7≤PH≤9的弱碱性液体，所述吸收剂包括体积分数为70%-80%的活性炭和20%-30%的碳酸钙。
所述尾气导管与低压扩散炉的尾气管连接的一端设有单向阀。
所述尾气导管位于所述冷却腔内的部分为螺旋状。
所述尾气导管延伸至所述吸收过滤腔内的一端于管壁上开设有多个出气孔。
所述冷却腔上设有进液管和排液管，冷却尾气时，所述进液管和所述排液管均处于打开状态以对尾气进行循环冷却。
所述吸收过滤腔底部设有排废管，吸收过滤腔顶部连接有加注漏斗，所述加注漏斗内壁嵌设有第一密封圈，所述加注漏斗与一漏斗盖板通过紧固件连接以将所述第一密封圈压紧。
所述除湿腔的进气管内设有单向阀。
所述除湿腔包括腔体、腔体盖板及嵌设于腔体中的第二密封圈，所述腔体盖板通过紧固件与所述腔体连接以将所述第二密封圈压紧。
所述腔体相对的两侧壁上分别设有多块隔板，两侧壁上的隔板依次交替布置并形成弯折的气流通道。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的低压扩散炉尾气处理装置结构简单、成本低，利用尾气导管将尾气导出，利用冷却腔使尾气中的部分偏磷酸和部分五氧化二磷液化或凝固，实现尾气的初步冷却和初步净化，防止高温尾气损坏后续真空管路和隔膜真空泵，然后利用吸收过滤腔吸收、过滤尾气中的五氧化二磷、三氯化磷和偏磷酸，并收集反应过程中的废液，实现尾气的主要过滤，最后利用除湿腔对未被冷却腔、吸收过滤腔处理的三氯化磷、偏磷酸以及从吸收过滤腔中带出的水蒸气进行净化、干燥，同时除湿腔的进气管同样穿过冷却腔从而实现偏磷酸和五氧化二磷的再次液化或凝固，通过对尾气分级、分步骤的净化处理，能够有效过滤尾气中的酸性有毒气体，提升设备的使用周期和以及低压扩散炉的环境友好性。
附图说明
图1是本发明低压扩散炉尾气处理装置的结构示意图。
图2是本发明中的除湿腔的结构示意图。
图3是本发明中的除湿腔腔体的内部结构示意图。
图中各标号表示：1、冷却腔；11、进液管；12、排液管；2、吸收过滤腔；21、排废管；22、加注漏斗；23、漏斗盖板；24、第一密封圈；3、除湿腔；31、进气管；32、腔体盖板；33、第二密封圈；34、隔板；35、腔体；36、出气管；37、O型密封圈；4、尾气导管；41、出气孔；5、单向阀。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1、图2和图3所示，本实施例的低压扩散炉尾气处理装置，包括冷却腔1、吸收过滤腔2、除湿腔3及尾气导管4，冷却腔1内盛有用于液化或凝固尾气中的偏磷酸和五氧化二磷的冷却液，吸收过滤腔2内盛有用于吸收尾气中的五氧化二磷、三氯化磷和偏磷酸的吸收液，除湿腔3内盛有用于吸收尾气中的三氯化磷、偏磷酸和水蒸气的吸收剂，尾气导管4一端与低压扩散炉的尾气管连接，另一端穿过冷却腔1并延伸至吸收过滤腔2内，除湿腔3的进气管31穿过冷却腔1并延伸至吸收过滤腔2内。该低压扩散炉尾气处理装置结构简单、成本低，利用尾气导管4将尾气导出，利用冷却腔1使尾气中的部分偏磷酸和部分五氧化二磷液化或凝固，实现尾气的初步冷却和初步净化，防止高温尾气损坏后续真空管路和隔膜真空泵，然后利用吸收过滤腔2吸收、过滤尾气中的五氧化二磷、三氯化磷和偏磷酸，并收集反应过程中的废液，实现尾气的主要过滤，最后利用除湿腔3对未被冷却腔1、吸收过滤腔2处理的三氯化磷、偏磷酸以及从吸收过滤腔2中带出的水蒸气进行净化、干燥，同时除湿腔3的进气管31同样穿过冷却腔1从而实现偏磷酸和五氧化二磷的再次液化或凝固，通过对尾气分级、分步骤的净化处理，能够有效过滤尾气中的酸性有毒气体，提升设备的使用周期和以及低压扩散炉的环境友好性。本实施例中，冷却腔1和吸收过滤腔2由筒状容器上下分隔而成，冷却腔1位于吸收过滤腔2上方，除湿腔3为盒状并置于冷却腔1侧上方，整体结构紧凑，减少空间占用。
冷却液为冷却水，冷却效果好、成本低且获取方便，吸收液为7≤PH≤9的弱碱性液体，可对尾气中的五氧化二磷、三氯化磷和偏磷酸起主要的吸收、过滤作用，吸收剂包括体积分数为70%-80%的活性炭和20%-30%的碳酸钙，可以对未被冷却腔1、吸收过滤腔2吸收处理的三氯化磷、偏磷酸等再次净化，同时也能够对尾气进行干燥处理。本实施例中，吸收液为纯净水，吸收剂中活性炭和碳酸钙的体积比为3:1。
本实施例中，尾气导管4与低压扩散炉的尾气管连接的一端设有单向阀5，防止尾气反向进入低压扩散炉内，保证炉内的清洁度，确保硅片的质量。
本实施例中，尾气导管4位于冷却腔1内的部分为螺旋状，大幅度增加了尾气导管4在冷却腔1内的有效长度，保证尾气导管4内的尾气被充分冷却。
本实施例中，尾气导管4延伸至吸收过滤腔2内的一端于管壁上开设有多个出气孔41，增加了尾气与吸收过滤液的接触面积，加强了吸收过滤液对尾气的吸收效果。
本实施例中，冷却腔1上设有进液管11和排液管12，冷却尾气时，进液管11和排液管12均处于打开状态以对尾气进行循环冷却，工作过程中能够及时地将换热后的高温冷却液排出，并补充低温冷却液，从而保证冷却效果。
本实施例中，吸收过滤腔2底部设有排废管21，便于及时将废液排出，吸收过滤腔2顶部通过聚四氟接头连接有加注漏斗22，便于吸收过滤液的加注，加注漏斗22内壁嵌设有第一密封圈24，加注漏斗22与一漏斗盖板23通过紧固件连接以将第一密封圈24压紧，从而保证吸收过滤腔2的密封，防止尾气泄漏造成环境污染。
本实施例中，除湿腔3的进气管31内设有单向阀5，防止除湿腔3的进气管31中的尾气反向进入吸收过滤腔2内，保证可靠性。
本实施例中，除湿腔3包括腔体35、腔体盖板32及嵌设于腔体35中的第二密封圈33，腔体盖板32通过紧固件与腔体35连接以将第二密封圈33压紧，除湿腔3结构简单，具有良好的密封性，防止尾气泄漏造成环境污染。
本实施例中，腔体35相对的两侧壁上分别设有三块隔板34，两侧壁上的隔板34依次交替布置并形成弯折的气流通道，从而延长尾气在除湿腔3内流动的有效行程，提高吸收效率；除湿腔3的进气管31、出气管36与腔体35之间均采用法兰连接，且连接处均设置O型密封圈37保证密封。
本实施例中，冷却腔1、吸收过滤腔2、除湿腔3、尾气导管4、进液管11、排液管12、排废管21、隔板34、加注漏斗22、漏斗盖板23及除湿腔3的进气管31均由气炼石英制作，第一密封圈24和第二密封圈33均采用橡胶密封圈；单向阀5采用聚四氟材质。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：包括冷却腔（1）、吸收过滤腔（2）、除湿腔（3）及尾气导管（4），所述冷却腔（1）内盛有用于液化或凝固尾气中的偏磷酸和五氧化二磷的冷却液，所述吸收过滤腔（2）内盛有用于吸收尾气中的五氧化二磷、三氯化磷和偏磷酸的吸收液，所述除湿腔（3）内盛有用于吸收尾气中的三氯化磷、偏磷酸和水蒸气的吸收剂，所述尾气导管（4）一端与低压扩散炉的尾气管连接，另一端穿过所述冷却腔（1）并延伸至所述吸收过滤腔（2）内，所述除湿腔（3）的进气管（31）穿过所述冷却腔（1）并延伸至所述吸收过滤腔（2）内。
2.根据权利要求1所述的低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：所述冷却液为冷却水，所述吸收液为7＜PH≤9的弱碱性液体，所述吸收剂包括体积分数为70%-80%的活性炭和20%-30%的碳酸钙。
3.根据权利要求1或2所述的低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：所述尾气导管（4）与低压扩散炉的尾气管连接的一端设有单向阀（5）。
4.根据权利要求3所述的低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：所述尾气导管（4）位于所述冷却腔（1）内的部分为螺旋状。
5.根据权利要求4所述的低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：所述尾气导管（4）延伸至所述吸收过滤腔（2）内的一端于管壁上开设有多个出气孔（41）。
6.根据权利要求1或2所述的低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：所述冷却腔（1）上设有进液管（11）和排液管（12），冷却尾气时，所述进液管（11）和所述排液管（12）均处于打开状态以对尾气进行循环冷却。
7.根据权利要求1或2所述的低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：所述吸收过滤腔（2）底部设有排废管（21），吸收过滤腔（2）顶部连接有加注漏斗（22），所述加注漏斗（22）内壁嵌设有第一密封圈（24），所述加注漏斗（22）与一漏斗盖板（23）通过紧固件连接以将所述第一密封圈（24）压紧。
8.根据权利要求1或2所述的低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：所述除湿腔（3）的进气管（31）内设有单向阀（5）。
9.根据权利要求8所述的低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：所述除湿腔（3）包括腔体（35）、腔体盖板（32）及嵌设于腔体（35）中的第二密封圈（33），所述腔体盖板（32）通过紧固件与所述腔体（35）连接以将所述第二密封圈（33）压紧。
10.根据权利要求9所述的低压扩散炉尾气处理装置，其特征在于：所述腔体（35）相对的两侧壁上分别设有多块隔板（34），两侧壁上的隔板（34）依次交替布置并形成弯折的气流通道。
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