CN109647077A - 一种用于ovd沉积废气净化回收装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于OVD沉积废气净化回收装置，包括进气总管、出气总管、排气机构、除尘机构、控制系统；进气总管与OVD沉积炉连通；排气机构与出气总管连通；除尘机构包括至少一个除尘单元，除尘单元包括除尘箱，除尘箱包括设置有过滤组件的过滤室、位于过滤室上方并与其相连通的净气室、位于过滤室下方并与其连通的集灰组件；过滤室通过进气支管与进气总管连通，净气室通过出气支管与出气总管连通；过滤组件包括滤袋、设于滤袋内的第一加热器；控制系统与第一加热器连接，并用于控制第一加热器工作。通过第一加热器加热提高过滤袋和过滤室内的温度，从而避免糊袋和板结，也避免了结露形成的碳酸溶液造成设备腐蚀脱落污染回收的二氧化硅粉尘。

Description

一种用于OVD沉积废气净化回收装置
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体涉及一种用于OVD沉积废 气净化回收装置。
背景技术
近年来，各行各业的废气如SiO2粉尘排放提出了更加严格的要 求。
传统OVD工艺使用的含硅原料为四氯化硅(SiCl4)，沉积过程 产生的尾气含有氯化氢、二氧化硅粉尘等，一般采用湿法进行处理， 不仅流程长成本高，而且二氧化硅粉尘较难有效地资源化回收利用。 中国专利201611192936.4公开了一种OVD工艺沉积光纤预制棒的设 备，采用八甲基环四硅氧烷(Octamethylcyclotetrasiloxane，OMCTS) 作为OVD工艺沉积的原料。其化学反应式如下：
C8H24O4Si4+16O2＝4SiO2+12H2O+8CO2
在沉积炉中，八甲基环四硅氧烷完全反应，产生的废气成分主要 二氧化硅粉尘、水、二氧化碳、氧气。因此，可以采用干式布袋除尘 的方式对废气进行处理。
但是，OVD沉积过程产生的废气温度在20～200℃内波动，同时 废气中水分含量较高。在废气温度降低或者停机检修时，布袋除尘器 内水汽凝结，一方面造成滤袋糊袋和灰斗板结，另一方面结露形成的 碳酸溶液造成设备腐蚀脱落污染回收的二氧化硅粉尘。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于 OVD沉积废气净化回收装置，解决OVD沉积废气因温度降低导致的 结露现象。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种用于OVD沉 积废气净化回收装置，包括：
进气总管，其与OVD沉积炉连通；
出气总管；
排气机构，其与所述出气总管连通；
除尘机构，其包括至少一个除尘单元，所述除尘单元包括除尘箱， 所述除尘箱包括设置有过滤组件的过滤室、位于过滤室上方并与其相 连通的净气室、位于过滤室下方并与其连通的集灰组件；所述过滤室 通过进气支管与所述进气总管连通，所述净气室通过出气支管与出气 总管连通；所述过滤组件包括滤袋、设于滤袋内的第一加热器；
控制系统，其与所述第一加热器连接，并用于控制所述第一加热 器工作。
进一步地，所述第一加热器采用远红外碳化硅加热圈。
进一步地，所述过滤组件还包括笼骨架，所述笼骨架设于所述滤 袋内并用于支撑所述滤袋。
进一步地，所述进气总管与OVD沉积炉之间还设有缓冲罐，所 述缓冲罐上设有压力变送器；所述控制系统与所述压力变送器和所述 排气机构相连，其还用于根据所述压力变送器传递的信号控制所述排 气机构。
进一步地，所述除尘机构还包括清灰单元，所述清灰单元与每个 所述除尘单元分别连通，并用于对所述滤袋清灰。
进一步地，所述清灰单元包括：
压缩空气源；
多个分气箱，其与压缩空气源连通；
第二加热器，其设于所述分气箱上并用于加热压缩空气；
与分气箱连通的喷吹管，其出气口朝向所述滤袋；
设于喷吹管上的第一控制阀，所述控制系统与所述第一控制阀及 第二加热器相连并用于控制第一控制阀的启闭以及第二加热器工作。
进一步地，所述进气支管设有进气阀，所述出气支管设有出气阀。
进一步地，所述集灰组件包括位于所述过滤室下方并与其连通的 灰斗、与所述灰斗连通的卸灰设备。
进一步地，所述排气机构包括连接在所述出气总管上的至少两个 排气组件，各所述排气组件并联设置，所述排气组件中至少一个连通 所述出气总管。
进一步地，所述排气组件包括变频风机，所述变频风机与所述出 气总管之间还设有第二控制阀。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
当过滤室内的气温较低而导致结露时，控制系统控制第一加热器 加热，提高过滤袋和滤室内的温度，从而避免因为温度低，水汽结露 造成滤袋糊袋和集灰组件的板结，也避免了结露形成的碳酸溶液造成 设备腐蚀脱落污染回收的二氧化硅粉尘。
附图说明
图1为本发明实施例提供的用于OVD沉积废气净化回收装置结 构示意图；
图2为本发明实施例提供的过滤组件结构示意图；
图3为本发明实施例提供的清灰单元结构示意图。
图中：1、进气总管；2、出气总管；3、排气机构；30、变频风 机；31、第二控制阀；4、除尘单元；40、除尘箱；41、过滤组件； 410、滤袋；411、第一加热器；412、笼骨架；42、过滤室；43、净 气室；44、集灰组件；440、灰斗；45、进气阀；46、出气阀；47、 分隔板；5、缓冲罐；6、清灰单元；60、分气箱；61、第二加热器； 62、喷吹管；63、第一控制阀。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
参见图1所示，本发明实施例提供了一种用于OVD沉积废气净 化回收装置，其包括进气总管1、出气总管2、排气机构3、除尘机 构以及控制系统。
进气总管1与OVD沉积炉连通，排气机构3与出气总管2连通； OVD沉积炉内的沉积废气经过进气总管进入除尘机构，在经过出气 总管2从排气机构3中排除。
除尘机构包括一个除尘单元4，除尘单元4包括除尘箱40，除尘 箱40包括自上而下依次布置的净气室43、过滤室42和集灰组件44， 净气室43与过滤室42之间通过分隔板47分隔开来，分隔板47上开 设有通孔，过滤室42内设置有过滤组件41，过滤组件41罩盖通孔，集灰组件44与过滤室42连通，集灰组件44用来收集从过滤组件41 下来的二氧化硅粉尘等；过滤室42通过进气支管与进气总管1连通， 净气室43通过出气支管与出气总管2连通；过滤组件41包括滤袋 410、设于滤袋410内的第一加热器411，滤袋410采用基布PTFE(聚 四氟乙烯)+PTFE覆膜，在250℃以下均能良好运用，能够适用OVD 沉积废气的工况条件。
控制系统与第一加热器411连接，并控制第一加热器411工作。
本发明工作时，OVD沉积炉内的沉积废气经过进气总管1、进 气支管后进入过滤室42，通过滤袋410过滤后，二氧化硅粉尘被留 在滤袋410外表面，最后落到集灰组件44中，过滤后的气体进入净 气室43，并从净气室43经过出气支管、出气总管2后通过排气机构 3排出。
当过滤室42内的气温较低而导致结露时，控制系统控制第一加 热器411加热，提高过滤室42内的温度，从而避免因为温度低，水 汽结露造成滤袋410糊袋和集灰组件44的板结，也避免了结露形成 的碳酸溶液造成设备腐蚀脱落污染回收的二氧化硅粉尘。
参见图2所示，过滤组件41还包括笼骨架412，笼骨架412呈 筒状结构，设于滤袋410内并用于支撑滤袋410，笼骨架412和滤袋 410支撑于分隔板47上，笼骨架412和分隔板47均采用不锈钢304 材质，能避免废气的锈蚀。
本实施例中，第一加热器411采用远红外碳化硅加热圈，远红外 碳化硅加热圈设置在笼骨架412上，远红外碳化硅加热圈上的碳化硅 板辐射元件能将电能有效转化为远红外辐射能，传递给滤袋410起到 加热滤袋410的作用。远红外碳化硅加热圈直接与滤袋410接触的部 分设有较厚的绝缘、耐火、隔热材料，防止直接接触的滤袋410被烧 毁。远红外碳化硅加热圈在滤袋410一段长度范围内形成辐射范围， 远红外辐射能在滤袋410上发生吸收、反射和透过，在滤袋410一定 深度的内部和表层分子同时吸收远红外辐射能，避免了由于热胀程度 不同而产生的形变等，达到均匀加热滤袋410的目的。通过对滤袋410内流动场和温度场进行模拟，在滤袋410内设置远红外碳化硅加 热圈能够达到均匀加热的目的。同时在过滤室42内设有温度变送器， 温度变送器与控制系统相连，温度不足80℃时，通过控制系统控制 远红外碳化硅加热圈的功率，保证过滤室42内和/或集灰组件44内 温度维持在80～120℃，避免了滤袋结露现象的产生。
本实施例中，各个部分均做全密闭保温处理。从OVD沉积炉到 排气机构3之间的所有管道、除尘箱、集灰组件均采用304不锈钢， 防止含有水分、氧气和二氧化碳的废气造成设备锈蚀，并避免这些铁 锈进入回收粉尘中降低二氧化硅粉尘的纯度和品质。
实施例2
参见图1所示，本发明实施例提供了一种用于OVD沉积废气净 化回收装置，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例中除尘单元 4至少有两个，各个除尘单元并联设置，每个除尘单元的过滤室42 通过进气支管与进气总管1连通，净气室43通过出气支管与出气总管2连通。通过并联设置多个除尘单元4，可以增大本回收装置的处 理量和处理效率。
实施例3
参见图1所示，本发明实施例提供了一种用于OVD沉积废气净 化回收装置，本实施例与实施例2的区别在于：每个进气支管设有进 气阀45，每个出气支管设有出气阀46。当某一个除尘单元需要检修 时，可以单独关闭该除尘单元4的进气阀45和出气阀46，从而不影响其他除尘单元4的正常使用。
所有除尘单元4的进气阀45和出气阀46均选用可缓慢均匀开闭 的阀门，将单个除尘单元4切出时，以较慢速率关闭进气阀45再关 闭出气阀46；将单个除尘单元4切入时，先打开出气阀46然后以较 慢速率打开进气阀45。通过缓慢得开启或者停用除尘单元4，降低系 统阻力变化速度，通过控制系统控制排气机构3及时维持整个系统的 压力稳定。
进气阀45和出气阀46可以与控制系统相连，通过控制系统进行 控制。
实施例4
参见图1所示，本发明实施例提供了一种用于OVD沉积废气净 化回收装置，本实施例与实施例1的区别在于：进气总管1与OVD 沉积炉之间还设有缓冲罐5，缓冲罐5上设有压力变送器；控制系统 与压力变送器和排气机构3相连，其还用于根据压力变送器传递的信号控制排气机构3。
参见图1所示，排气机构3包括连接在出气总管2上的至少两个 排气组件，各排气组件并联设置，排气组件中至少一个连通出气总管 2，排气组件包括变频风机30，变频风机30与出气总管2之间还设 有第二控制阀31。本实施例中，变频风机30设有两台，一用一备，当正在使用的变频风机30出现故障后，可以通过第二控制阀31迅速 切换到另外一台。
本实施例中，在缓冲罐5上设置压力变送器，压力变送器将压力 变化的信号传递至控制系统，控制系统接收该信号并根据该信号反馈 的压力波动控制变频风机30运转，从而维持缓冲罐5的压力在P± 20Pa以内，使得OVD沉积过程产生的废气通过管道平稳地流动到缓 冲罐5，保证OVD沉积过程的正常进行。
实施例5
参见图1所示，本发明实施例提供了一种用于OVD沉积废气净 化回收装置，本实施例与实施例3的区别在于：除尘机构还包括清灰 单元6，清灰单元6与每个除尘单元4分别连通，并用于对滤袋410 清灰。
具体地，参见图3所示，清灰单元6包括压缩空气源和分气箱 60，分气箱60的数量根据除尘单元4的数量而定，确保每个分气箱 60对应一个除尘单元4，分气箱60与压缩空气源连通，分气箱60通 过出气口朝向滤袋410的喷吹管62将压缩空气吹向滤袋410，喷吹 管62上还设有第一控制阀63，如脉冲阀，控制系统与第一控制阀63 相连并控制第一控制阀63的启闭。
参见图3所示，分气箱60上还设有第二加热器61，可以加热压 缩空气，控制系统与第二加热器61相连并控制第二加热器61工作。
除尘单元4运行一段时间后，滤袋410表面沉积了一层粉尘层， 导致除尘器阻力损失增大，需要清灰单元6对滤袋410进行清灰处理。 除油除水后的压缩空气经进口管道进入分气箱60，清灰单元6工作 时，控制系统对第一控制阀63发出信号，分气箱60内的压缩空气通 过喷吹管62喷入滤袋410，滤袋410内部产生瞬时正压、鼓胀，导 致吸附在滤袋410表面的粉尘脱离，完成清灰过程。详见图1的右边 除尘单元4的示意图。由于OVD沉积废气的湿度较高，尤其在冬季 室外温度较低，喷入的冷空气导致滤袋410温度降低引起结露。因此， 在分气箱60外围还设有第二加热器61，可以采用蒸汽伴热或电加热， 保证分气箱60内压缩空气被加热到80℃以上，第二加热器61及之 后的管道需要做好密闭保温。第一控制阀63选用口径较小的脉冲阀， 降低进入喷吹管62的空气量，将喷吹引起的压力波动维持在±20Pa以内，减小由喷吹清灰引起的压力波动。当除尘单元4压力明显增大 时，通过相应的进气阀45和出气阀46轮流切出每个除尘单元4，采 用离线清灰更彻底地清除附着在滤袋上的粉尘。
实施例6
参见图1所示，本发明实施例提供了一种用于OVD沉积废气净 化回收装置，本实施例与实施例1的区别在于：集灰组件44包括位 于过滤室42下方并与其连通的灰斗440、与灰斗440连通的卸灰设 备。
卸灰设备包括流化风机和自动包装机，通过自动装包机完成除尘 灰的资源化利用
除尘单元4运行一段时间后，其底端的灰斗440积灰到一定程度 时，需要进行卸灰操作。可以结合实施例5中的清灰单元进行自动卸 灰，以分气箱60内伴热后的压缩空气为气源，设有流化风机作动力 源，将灰斗440内的二氧化硅粉尘气力输送到自动装包机，进行装包 回收处理。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细 描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

1.一种用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于，包括：
进气总管(1)，其与OVD沉积炉连通；
出气总管(2)；
排气机构(3)，其与所述出气总管(2)连通；
除尘机构，其包括至少一个除尘单元(4)，所述除尘单元(4)包括除尘箱(40)，所述除尘箱(40)包括设置有过滤组件(41)的过滤室(42)、位于过滤室(42)上方并与其相连通的净气室(43)、位于过滤室(42)下方并与其连通的集灰组件(44)；所述过滤室(42)通过进气支管与所述进气总管(1)连通，所述净气室(43)通过出气支管与出气总管(2)连通；所述过滤组件(41)包括滤袋(410)、设于滤袋(410)内的第一加热器(411)；
控制系统，其与所述第一加热器(411)连接，并用于控制所述第一加热器(411)工作。
2.如权利要求1所述的用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于：所述第一加热器(411)采用远红外碳化硅加热圈。
3.如权利要求1所述的用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于：所述过滤组件(41)还包括笼骨架(412)，所述笼骨架(412)设于所述滤袋(410)内并用于支撑所述滤袋(410)。
4.如权利要求1所述的用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于：所述进气总管(1)与OVD沉积炉之间还设有缓冲罐(5)，所述缓冲罐(5)上设有压力变送器；所述控制系统与所述压力变送器和所述排气机构(3)相连，其还用于根据所述压力变送器传递的信号控制所述排气机构(3)。
5.如权利要求1所述的用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于：所述除尘机构还包括清灰单元(6)，所述清灰单元(6)与每个所述除尘单元(4)分别连通，并用于对所述滤袋(410)清灰。
6.如权利要求5所述的用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于，所述清灰单元(6)包括：
压缩空气源；
多个分气箱(60)，其与压缩空气源连通；
第二加热器(61)，其设于所述分气箱(60)上并用于加热压缩空气；
与分气箱(60)连通的喷吹管(62)，其出气口朝向所述滤袋(410)；
设于喷吹管(62)上的第一控制阀(63)，所述控制系统与所述第一控制阀(63)及第二加热器(61)相连并用于控制第一控制阀(63)的启闭以及第二加热器(61)工作。
7.如权利要求1所述的用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于：所述进气支管设有进气阀(45)，所述出气支管设有出气阀(46)。
8.如权利要求1所述的用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于：所述集灰组件(44)包括位于所述过滤室(42)下方并与其连通的灰斗(440)、与所述灰斗(440)连通的卸灰设备。
9.如权利要求1所述的用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于：所述排气机构(3)包括连接在所述出气总管(2)上的至少两个排气组件，各所述排气组件并联设置，所述排气组件中至少一个连通所述出气总管(2)。
10.如权利要求9所述的用于OVD沉积废气净化回收装置，其特征在于：所述排气组件包括变频风机(30)，所述变频风机(30)与所述出气总管(2)之间还设有第二控制阀(31)。
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