CN110624355A - 废气处理装置、真空镀膜系统以及废气处理装置的操作方法 - Google Patents

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CN110624355A CN201810644110.XA CN201810644110A CN110624355A CN 110624355 A CN110624355 A CN 110624355A CN 201810644110 A CN201810644110 A CN 201810644110A CN 110624355 A CN110624355 A CN 110624355A
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Abstract

本发明提供了一种废气处理装置、真空镀膜系统以及废气处理装置的操作方法。其中，废气处理装置用于去除并回收废气中的砷，包括冷凝部和刮料部，冷凝部具有冷凝腔和与冷凝腔连通的进气口、排气口和排料口，冷凝部用于对由进气口通入冷凝腔内的废气进行降温，以使废气中处于气态的砷受冷凝结在冷凝腔的内壁面上形成固态砷，刮料部可转动地设置在冷凝腔内，且刮料部的部分表面与冷凝腔的内壁面抵接，刮料部转动而将凝结在冷凝腔的内壁面上的固态砷刮落，被刮落的固态砷由排料口排出。本发明解决了现有技术中的废气处理装置在去除并回收废气中的砷时，经济成本过高的问题。

Description

废气处理装置、真空镀膜系统以及废气处理装置的操作方法
技术领域
本发明涉及废气处理技术领域，具体而言，涉及一种废气处理装置、真空镀膜系统以及废气处理装置的操作方法。
背景技术
真空镀膜机产生的废气中含有砷，直接将废气中的砷排放至外部环境中，会导致污染环境，危害人类的身体健康。
现有技术中为解决这一技术问题，通常采用强氧化剂水溶液喷淋废气，并附加高速离心装置的方式来分离和收集废气中的砷，该方案需要消耗化学试剂，从而造成废气处理的经济成本较高，另外，该方案还会产生废水和含水废气，从而增加了废气处理的后续处理步骤，进一步地增加了废气处理的经济成本。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种废气处理装置、真空镀膜系统以及废气处理装置的操作方法，以解决现有技术中的废气处理装置在去除并回收废气中的砷时，经济成本过高的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种废气处理装置，用于去除并回收废气中的砷，包括：冷凝部，冷凝部具有冷凝腔和与冷凝腔连通的进气口、排气口和排料口，冷凝部用于对由进气口通入冷凝腔内的废气进行降温，以使废气中处于气态的砷受冷凝结在冷凝腔的内壁面上形成固态砷；刮料部，刮料部可转动地设置在冷凝腔内，且刮料部的部分表面与冷凝腔的内壁面抵接，刮料部转动而将凝结在冷凝腔的内壁面上的固态砷刮落，被刮落的固态砷由排料口排出。
进一步地，冷凝腔呈圆柱形，刮料部为刮料板，刮料板的长度与冷凝腔的直径或半径相同，且刮料板的厚度与冷凝腔的高度相同，且刮料板上开设有至少一个透气孔。
进一步地，排料口在竖直方向上位于冷凝部的底部。
进一步地，冷凝部还具有过流腔、进液口和排液口，其中，过流腔与冷凝腔间隔设置，进液口和排液口均与过流腔连通，冷媒依次流过进液口、过流腔和排液口，以控制冷凝腔内的温度。
进一步地，冷凝部包括：筒体；两个盖板，两个盖板分别盖设在筒体的两端，两个盖板和筒体之间围成冷凝腔；过流腔形成在筒体和/或至少一个盖板上。
进一步地，盖板上开设有安装孔，废气处理装置还包括驱动部，驱动部包括：壳体，壳体的一端与冷凝部连接，并位于安装孔处；驱动件，驱动件设置在壳体的另一端并通过穿设在壳体内的驱动轴与刮料部连接；轴承，轴承安装在壳体内，且驱动轴的两端的位置处分别设置有一个轴承。
进一步地，废气处理装置还包括密封法兰，壳体通过密封法兰与盖板的连接；壳体与驱动轴之间有用于密封的磁流体。
根据本发明的另一方面，提供了一种真空镀膜系统，包括：真空镀膜机，真空镀膜机具有废气排放口；废气处理装置，废气处理装置的进气口与废气排放口相连通，废气处理装置为上述的废气处理装置。
根据本发明的另一方面，提供了一种废气处理装置的操作方法，用于操作上述的废气处理装置，包括如下步骤：步骤S1，控制冷凝部的冷凝腔的温度低于砷的凝固点；步骤S2，将废气由冷凝部的进气口通入冷凝腔中，以使废气中处于气态的砷与冷凝腔的内壁面接触并凝结在冷凝腔的内壁面上，形成固态砷；步骤S3，控制废气处理装置的驱动部启动，驱动刮料部转动，刮料部转动而将凝结在冷凝腔的内壁面上的固态砷刮落后由排料口排出。
应用本发明的技术方案，冷凝部具有冷凝腔和与冷凝腔连通的进气口和排气口，将废气由进气口通入冷凝腔内，冷凝部对废气进行降温，使废气中处于气态的砷受冷凝结在冷凝腔的内壁面上，形成固态砷，之后，刮料部转动而将固态砷刮落，被刮落的固态砷在重力的作用下由排料口排出至冷凝腔外，去除砷的废气由排气口排出至冷凝腔外。本申请提供的废气处理装置结构简单、经济成本低，能够有效地去除并回收废气中的砷。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的一种可选实施例的废气处理装置的结构示意图；
图2示出了图1中的废气处理装置的部分剖视示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、冷凝部；11、冷凝腔；12、进气口；13、排气口；14、排料口；15、过流腔；16、筒体；17、盖板；171、安装孔；20、刮料部；21、透气孔；30、驱动部；31、壳体；32、驱动件；33、轴承；34、驱动轴；40、密封法兰；50、磁流体。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了解决现有技术中的废气处理装置在去除并回收废气中的砷时，经济成本过高的问题，本发明提供了一种废气处理装置、真空镀膜系统以及废气处理装置的操作方法，其中，真空镀膜系统包括上述和下述的废气处理装置，废气处理装置的操作方法用于操作上述和下述的废气处理装置。
如图1和图2所示，用于去除并回收废气中的砷的废气处理装置，包括冷凝部10和刮料部20，冷凝部10具有冷凝腔11和与冷凝腔11连通的进气口12、排气口13和排料口14，冷凝部10用于对由进气口12通入冷凝腔11内的废气进行降温，以使废气中处于气态的砷受冷凝结在冷凝腔11的内壁面上形成固态砷，刮料部20可转动地设置在冷凝腔11内，且刮料部20的部分表面与冷凝腔11的内壁面抵接，刮料部20转动而将凝结在冷凝腔11的内壁面上的固态砷刮落，被刮落的固态砷由排料口14排出。
在本申请中，冷凝部10具有冷凝腔11和与冷凝腔11连通的进气口12和排气口13，将废气由进气口12通入冷凝腔11内，冷凝部10对废气进行降温，使废气中的砷受冷凝结在冷凝腔11的内壁面上，形成固态砷，之后，刮料部20转动而将固态砷刮落，被刮落的固态砷在重力的作用下由排料口14排出至冷凝腔外，去除砷的废气由排气口13排出至冷凝腔11外。本申请提供的废气处理装置结构简单、经济成本低，能够有效地去除并回收废气中的砷。
另外，本申请提供的废气处理装置与现有技术中的废气处理装置相比，本申请采用物理方法，不需要化学试剂，也不会产生废水和含水废气，从而降低了废气处理装置的经济成本，通过刮料部20对凝结在冷凝腔11的内壁面上的固态砷进行回收，相比于现有技术中的高速离心装置对砷进行回收的技术方案相比，本申请具有结构简单和操作方便的特点。
在本申请中，控制冷凝腔11内的温度低于砷的凝固点，从而使废气中的气态砷凝结为附着在冷凝腔11的内壁上的片状的固态砷。
如图1所示，冷凝腔11呈圆柱形，刮料部20为刮料板，刮料板的长度与冷凝腔11的直径或半径相同，且刮料板的厚度与冷凝腔11的高度相同，且刮料板上开设有至少一个透气孔21。这样，控制刮料板转动，刮料板的厚度方向的两端的表面，以及刮料板长度方向的与冷凝腔11的内壁面相抵接的表面将凝结在冷凝腔11的内壁面上的固态砷刮落。另外，在刮料板上开设有至少一个透气孔21，废气能够由透气孔21在刮料板的两侧流动，被刮落的固态砷也能够在重力的作用下穿过透气孔21直接落入排料口14或者下落至排料口14处。
如图1所示，排料口14在竖直方向上位于冷凝部10的底部。这样，被刮落的固态砷能够在重力的作用下向冷凝部10的底部聚集，并在重力的作用下顺利地由排料口14排出至冷凝腔11外。
如图1和图2所示，冷凝部10还具有过流腔15、进液口和排液口，其中，过流腔15与冷凝腔11间隔设置，进液口和排液口均与过流腔15连通，冷媒依次流过进液口、过流腔15和排液口，以控制冷凝腔11内的温度。这样，通过向过流腔15内循环地通入冷媒，从而控制冷凝腔11内的温度，进而实现对冷凝腔11内的废气进行降温。
如图1所示，冷凝部10包括筒体16和两个盖板17，两个盖板17分别盖设在筒体16的两端，两个盖板17和筒体16之间围成冷凝腔11；过流腔15形成在筒体16和/或至少一个盖板17上。
在图1的可选实施例中，筒体16上开设有间隔设置的进气口12、排气口13和排料口14且进气口12和排气口13相对设置，排料口14相对于排气口13靠近进气口12设置。在使用时，排料口14位于筒体16在竖直方向上的底部，从而使被刮落的固态砷能够在重力的作用下顺利地从排料口14排出。废气在由进气口12至排气口13的过程中，与冷凝腔11的内璧充分接触，由于冷凝腔11内的温度低于砷的凝固点，从而使废气中的气态砷凝结为片状的固态砷，依附在了冷凝腔11的内壁上。
可选地，进气口12设置有进气法兰，排气口13设置有排气法兰，排料口14处设置有排料法兰，这样，废气处理装置能够通过法兰便捷地与其他装置进行连接。
可选地，进气口12与排气口13之间的夹角大于等于170°且小于等于190°，进气口12和排料口14之间的夹角大于等于15°且小于等于45°。
优选地，进气口12与排气口13之间的夹角为180°，这样，便于废气由进气口12进入冷凝腔11内，并由排气口13排出至冷凝腔11外，进气口12和排料口14之间的夹角为30°，这样，为设置进气法兰、排气法兰和排料法兰留有安装空间。
可选地，进气口12和/或排气口13为多个，其中，进气口12与排气口13的数量相同或不同。
在本申请一未图示实施例中，一个盖板17上开设有间隔设置的进气口12和排料口14，另一个盖板17上开设有排气口13。
如图1和图2所示，盖板17上开设有安装孔171，废气处理装置还包括驱动部30，驱动部30包括壳体31、驱动件32、轴承33和驱动轴34，壳体31的一端与冷凝部10连接，并位于安装孔171处，驱动件32设置在壳体31的另一端并通过穿设在壳体31内的驱动轴34与刮料部20连接，轴承33安装在壳体31内，且驱动轴34的两端的位置处分别设置有一个轴承33。可选地，冷凝部10为一体的筒体结构，驱动部30安装在筒体的顶部，固态砷经由筒体的底部排出。
可选地，驱动件32为电机、液压马达或者旋转气缸，通过控制电机、液压马达或者旋转气缸启动，电机、液压马达或者旋转气缸通过驱动轴34驱动刮料部20转动。在图1和图2示出的可选实施例中，驱动件32为旋转气缸。
如图1和图2所示，废气处理装置还包括密封法兰40，壳体31通过密封法兰40与盖板17的连接；壳体31与驱动轴34之间有用于密封的磁流体50。这样，驱动部30与冷凝部10之间设置有密封法兰40，壳体31与驱动轴34之间有用于密封的磁流体50，通过设置双重密封，避免有毒的废气扩散至外部环境中，从而使废气处理装置具有良好的使用安全性。
本申请还提供了一种真空镀膜系统，包括真空镀膜机和废气处理装置，真空镀膜机具有废气排放口，废气处理装置的进气口12与废气排放口相连通，废气处理装置为上述的废气处理装置。这样，本申请提供的真空镀膜系统，在将砷化镓镀在基材的生产过程中，产生包括砷的废气，将废气处理装置的进气口12与废气排放口相连通，使真空镀膜系统产生的废气通入废气处理装置中，去除并回收砷。
可选地，真空镀膜系统还包括用于去除砷的过滤器，将经废气处理装置处理的废气再通入过滤器，进一步地对废气中残余的砷进行处理，进一步地提升了真空镀膜系统的环保性能。另外，由于过滤器的处理的砷较少，不需要频繁地更换滤芯，从而降低了真空镀膜系统的处理废气的经济成本。
由于更换滤芯需要控制真空镀膜机停止工作后人工更换，增加了的工人的劳动强度，危害工人的身体健康，影响真空镀膜机的生产效率，本申请提供的真空镀膜系统不需要频繁更换滤芯，从而有利于提升真空镀膜机的生产效率，降低了真空镀膜系统的经济成本。
本申请还提供了一种废气处理装置的操作方法，用于操作上述的废气处理装置，包括如下步骤：步骤S1，控制冷凝部10的冷凝腔11的温度低于砷的凝固点；步骤S2，将废气由冷凝部10的进气口12通入冷凝腔11中，以使废气中处于气态的砷与冷凝腔11的内壁面接触并凝结在冷凝腔11的内壁面上，形成固态砷，处理后的废气由冷凝部10的排气口13排出至冷凝腔11外；步骤S3，控制废气处理装置的驱动部30启动，驱动刮料部20转动，刮料部20转动而将凝结在冷凝腔11的内壁面上的固态砷刮落后在重力的作用下由排料口14排出至冷凝腔11外。
本申请提供的废气处理装置具有以下优点：避免了使用化学方法清除，节省了化学试剂，减少原料消耗；不必拆除冷凝器进行人工清除，减少了工人劳动强度，减少了停机维护时间；避免了工人与砷接触，提高了废气处理装置的使用安全性；配合过滤器使用时，可以大幅增加滤芯寿命，减少了过滤器的滤芯的更换频率；具有良好的密封性能，避免废气外泄。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种废气处理装置，用于去除并回收废气中的砷，其特征在于，包括：
冷凝部(10)，所述冷凝部(10)具有冷凝腔(11)和与所述冷凝腔(11)连通的进气口(12)、排气口(13)和排料口(14)，所述冷凝部(10)用于对由所述进气口(12)通入所述冷凝腔(11)内的废气进行降温，以使所述废气中处于气态的砷受冷凝结在所述冷凝腔(11)的内壁面上形成固态砷；
刮料部(20)，所述刮料部(20)可转动地设置在所述冷凝腔(11)内，且所述刮料部(20)的部分表面与所述冷凝腔(11)的内壁面抵接，所述刮料部(20)转动而将凝结在所述冷凝腔(11)的内壁面上的所述固态砷刮落，被刮落的所述固态砷由所述排料口(14)排出。
2.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，所述冷凝腔(11)呈圆柱形，所述刮料部(20)为刮料板，所述刮料板的长度与所述冷凝腔(11)的直径或半径相同，且所述刮料板的厚度与所述冷凝腔(11)的高度相同，且所述刮料板上开设有至少一个透气孔(21)。
3.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，所述排料口(14)在竖直方向上位于所述冷凝部(10)的底部。
4.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，所述冷凝部(10)还具有过流腔(15)、进液口和排液口，其中，所述过流腔(15)与所述冷凝腔(11)间隔设置，所述进液口和所述排液口均与所述过流腔(15)连通，冷媒依次流过所述进液口、所述过流腔(15)和所述排液口，以控制所述冷凝腔(11)内的温度。
5.根据权利要求4所述的废气处理装置，其特征在于，所述冷凝部(10)包括：
筒体(16)；
两个盖板(17)，两个所述盖板(17)分别盖设在所述筒体(16)的两端，两个所述盖板(17)和所述筒体(16)之间围成所述冷凝腔(11)；
所述过流腔(15)形成在所述筒体(16)和/或至少一个所述盖板(17)上。
6.根据权利要求5所述的废气处理装置，其特征在于，所述盖板(17)上开设有安装孔(171)，所述废气处理装置还包括驱动部(30)，所述驱动部(30)包括：
壳体(31)，所述壳体(31)的一端与所述冷凝部(10)连接，并位于所述安装孔(171)处；
驱动件(32)，所述驱动件(32)设置在所述壳体(31)的另一端并通过穿设在所述壳体(31)内的驱动轴(34)与所述刮料部(20)连接；
轴承(33)，所述轴承(33)安装在所述壳体(31)内，且所述驱动轴(34)的两端的位置处分别设置有一个所述轴承(33)。
7.根据权利要求6所述的废气处理装置，其特征在于，所述废气处理装置还包括密封法兰(40)，所述壳体(31)通过所述密封法兰(40)与所述盖板(17)的连接；所述壳体(31)与所述驱动轴(34)之间有用于密封的磁流体(50)。
8.一种真空镀膜系统，其特征在于，包括：
真空镀膜机，所述真空镀膜机具有废气排放口；
废气处理装置，所述废气处理装置的进气口(12)与所述废气排放口相连通，所述废气处理装置为权利要求1至7中任一项所述的废气处理装置。
9.一种废气处理装置的操作方法，用于操作权利要求1至7中任一项所述的废气处理装置，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1，控制冷凝部(10)的冷凝腔(11)的温度低于砷的凝固点；
步骤S2，将废气由所述冷凝部(10)的进气口(12)通入所述冷凝腔(11)中，以使废气中处于气态的砷与所述冷凝腔(11)的内壁面接触并凝结在所述冷凝腔(11)的内壁面上，形成固态砷；
步骤S3，控制废气处理装置的驱动部(30)启动，所述驱动部(30)驱动所述冷凝部(10)的刮料部(20)转动，所述刮料部(20)转动而将凝结在所述冷凝腔(11)的内壁面上的所述固态砷刮落，被刮落的所述固态砷由所述冷凝部(10)的排料口(14)排出。
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