CN112121602A - 一种水洗式废气处理设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种水洗式废气处理设备，包括底座(100)、水箱(200)和多级喷淋系统(300)，所述水箱(200)和多级喷淋系统(300)分别设置在底座(100)上部，所述水箱(200)的顶部连通进气口(400)，水箱(200)内部设置有多个由分隔板(210)隔开但又顺序连通的废气处理区域(220,230,240,250)，每个废气处理区域的顶部对应设置有多级喷淋系统(300)的喷头(308)，每个废气处理区域都设置有填充料隔板(203)，在填充料隔板(203)上设置有填充料；由进气口(400)进来的废气依序进入到每个废气处理区域(220,230,240,250)，经过喷淋水洗吸附后从出气口(260)离开水箱(200)。本发明具有效率高、安全、方便清洗的优点。
Description
技术领域
本发明属于半导体、太阳能、薄膜电池、TFT等技术领域内的废气处理领域，尤其涉及一种水洗式废气处理设备。
背景技术
工艺废气处理设备既属于环保行业，又属于半导体等新兴行业专用高端智能附属设备。在集成电路的生产制造过程中，其中的一些工艺流程模块 (Module)如：化学气相沉淀(CVD)、刻蚀(Etch)、离子注入(Implant) 和扩散(Diffusion),以及非晶硅薄膜太阳能、液晶TFT-LCD薄膜的PECVD 工艺等都会用到大量的特殊气体。这些气体参与工艺反应之后，以废气的形式被排放，其种类可分为：有毒(Toxic)、酸性(Acid)、碱性(Alkali)、自燃(Self-ignitable)、易燃(Flammable)、腐蚀性(Caustic/Corrosive)以及全氟化合物(PFCs)与挥发性有机化合物(VOC)类气体等，
这些原来作为工艺原料或者反应副产物的有毒有害气体，其中一些有腐蚀各类管线的危险，有的与其他危害物相遇或累积较高浓度时会有火灾爆炸的危险，还有造成作业人员中毒、破坏大气环境等危害，为避免这些危害的发生，这些气体都必须经过无害化处理，使之符合国家大气排放标准后，方可排入大气中。这些领域的生产制造工艺中会使用到多种特殊气体、这些气体往往有剧毒、易燃、易爆等特点。未反应完的特气集中通入排气管道，在管道的后端需接入工艺气体处理设备进行处理后低于国家排放标准才能进行排放。
现有技术已经存在半导体废气的处理设备，如图10所示，废气由底部进气口进入，流经填充料及喷淋系统吸收后从上部的出气口排出至厂务端，下部的废水经水泵抽取并排出到厂务端。但该现有技术还存在不少的缺点，例如：1、使用过程中新鲜水一直排入、废水一直排出，用水量大；2、废气处理行程短，吸附效率低；3、无化学中和药剂、用水量大；4、进水无过滤装置、喷头容易堵塞，维护周期短；5、无PLC控制系统，安全性能低；6、仅有高液位感应，新鲜水进入时无法判断，存在废气未处理就被排出的弊端；7、水箱底部无维护窗口，水箱内部难以清洗。
基于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种水洗式废气处理装置，具体的技术方案如下：
一种水洗式废气处理设备，包括底座、水箱和多级喷淋系统，所述水箱和多级喷淋系统分别设置在底座上部，所述水箱的顶部连通进气口，水箱内部设置有多个由分隔板隔开但又顺序连通的废气处理区域，每个废气处理区域的顶部对应设置有多级喷淋系统的喷头，每个废气处理区域都设置有填充料隔板，在填充料隔板上设置有填充料；由进气口进来的废气依序进入到每个废气处理区域，经过喷淋和过滤后从出气口离开水箱。
进一步地，所述水箱为多空间结构，其包括水箱主体、上盖、多个分隔板和填充料隔板，所述上盖覆盖在所述水箱主体的顶部，水箱主体包括多个侧壁和两个底壁，多个所述分隔板与侧壁或者底壁连接，从而将水箱主体内部分隔成多个废气处理区域和一个除雾层，每个废气处理区域与相邻的废气处理区域有连通通道，两个相邻的所述连通通道不在同一水平位置，从而形成废气的S 型长行程路径；每个废气处理区域内都设置有填充料隔板。
进一步地，所述水箱的多空间结构包括了4个废气处理区域：即第一废气处理区域、第二废气处理区域、第三废气处理区域和第四废气处理区域，所述第一废气处理区域连接所述进气口，其内设置有两个不同水平位置的填充料隔板；所述第二废气处理区域连接所述第一废气处理区域和第三废气处理区域，其内设置有一个填充料隔板；所述第三废气处理区域连接所述第二废气处理区域和第四废气处理区域，其内设置有一个填充料隔板；所述第四废气处理区域连接所述第三废气处理区域和除雾层；所述除雾层连接第四废气处理区域和所述出气口，其内设置有一个填充料隔板。
进一步地，在水箱的一个背后的侧壁上，设置有大尺寸设备维护窗口。
进一步地，在水箱外部侧壁上设置有水位控制装置，其与PLC控制箱相连，用于控制设备运行中水箱内水位。
进一步地，所述多级喷淋系统包括水泵、水箱连接管、进水管气动阀、进水口和多个喷头，所述水泵与水箱连接管相连，从水箱里面取水输给各喷头，形成循环水回路；所述进水口与进水管气动阀连接，进水口的新鲜水输入到各喷头，形成新鲜水供应水路。
进一步地，在所述水泵和各喷头之间的循环水回路中还设置有压力开关，所述压力开关与PLC控制箱相连。通过压力开关时刻检测管道内是否有循环水，防止水泵空转烧坏。
进一步地，所述进水口和进水管气动阀之间还设置有过滤器，用于过滤新鲜水中的杂质。
进一步地，还包括化学药剂自动注入系统，其包括化学药剂容器、化学药剂前端输送管、化学药剂真空泵、化学药剂注入管以及pH检测装置，pH检测装置检测喷头附近的水路上的pH值，并将该pH值传送给PLC控制箱，由PLC 控制箱根据预设的pH值来控制化学药剂真空泵的开启，从化学药剂容器输入化学药剂到各喷头，从而调整水箱中的液体pH值。
本发明相对于现有技术的有益效果：
1、水箱多空间结构-四级喷淋系统及喷淋填充料，为废气提供S型长行程路径，让废气与水充分接触，处理效率高达99.99％。
2、出气口除雾层-避免酸性水气进入酸排管而腐蚀管道，节省管道维护成本；
3、水箱大尺寸设备维护窗口-保障水箱内多空间无死角清洗的便捷性；
4、四位浮子装置，四位浮子独立安装空间，不受水箱内水位波动而影响精度、减少水箱内粉尘对浮子的影响(粉尘造成浮子的卡住而失灵)。
5、pH检测装置/化学药剂自动注入系统-根据水箱内pH变化，启动化学药剂注入功能，减少新鲜水的用水量，节约设备运行成本。
6、循环水压力开关实时检测管道内是否有循环水，防止水泵空转烧坏。
附图说明
图1为本发明水洗式废气处理设备一种实施例的外观示意图。
图2为本发明水洗式废气处理设备一种实施例的结构示意图。
图3为本发明水洗式废气处理设备的水箱结构示意图。
图4为本发明水洗式废气处理设备的水箱结构爆炸图。
图5为图2所示结构的另一个视角的结构示意图。
图6为为本发明水洗式废气处理设备的一种实施例的结构原理图。
图7为本发明水洗式废气处理设备的四位浮子水位控制装置的结构示意图。
图8是本发明水洗式废气处理设备的多级喷淋系统的结构示意图。
图9是本发明水洗式废气处理设备的化学药剂自动注入系统的结构示意图。
图10是现有技术中的半导体废气处理设备结构示意图。
其中，100-底座，200-水箱，201-水箱主体，202-上盖，203-填充料隔板， 204-侧壁，205-底壁，206-EPDM密封圈，207-设备维护窗口，210-分隔板， 220-第一废气处理区域，230-第二废气处理区域，240-第三废气处理区域，250- 第四废气处理区域，260-出气口，270-除雾层，300-多级喷淋系统，301-水泵， 302-水箱连接管，303-压力开关，304-进水管气动阀，305-过滤器，306-进水口，307-出水气动阀，308-喷头，309-出水口，400-进气口，500-水位控制装置，510-四位浮子，520-三通，530-PVC管，540-弯头，600-PLC控制箱，700-化学药剂自动注入系统，701-化学药剂容器，702-化学药剂前端输送管，703- 化学药剂真空泵，704-化学药剂注入管，705-pH检测装置。
具体实施方式
以下通过实施例来详细说明本发明的具体技术方案，应当说明的是，以下的实施例仅能用来解释本发明的技术方案而不能解释为是对本发明的限制。
如图1和图2所示，本发明水洗式废气处理设备，包括底座100、水箱200 和多级喷淋系统300，水箱200和多级喷淋系统300分别设置在底座100上部，水箱200的顶部连通进气口400，水箱200内部设置有多个由分隔板210隔开但又顺序连通的废气处理区域(220,230,240,250)，每个废气处理区域的顶部对应设置有多级喷淋系统300的喷头308，每个废气处理区域都设置有填充料隔板203，在填充料隔板上设置有填充料；由进气口400进来的废气依序进入到每个废气处理区域(220,230,240,250)，经过喷淋水洗吸附后从出气口260离开水箱200。
如图3和图4所示，水箱200为多空间结构，其包括水箱主体201、上盖202、多个分隔板210和填充料隔板203，上盖202通过EPDM密封圈206覆盖在水箱主体201的顶部，水箱主体201包括多个侧壁204和两个底壁205，从而形成一大一小两个近似长方体的水室，其中小水室与出气口260相连，其底壁205高于大水室的底壁205，多个分隔板210与侧壁204或者底壁205连接，从而将水箱主体内部分隔成多个废气处理区域(220,230,240,250)和一个除雾层270，每个废气处理区域(220,230,240,250)与相邻的废气处理区域(220,230,240,250)有连通通道，两个相邻的所述连通通道不在同一水平位置，从而形成废气的S型长行程路径；每个废气处理区域(220,230,240,250)内都设置有填充料隔板203。
如图3所示，水箱200的多空间结构包括了4个废气处理区域，即第一废气处理区域220、第二废气处理区域230、第三废气处理区域240和第四废气处理区域250，第一废气处理区域220的顶部连接进气口400，220的内部设置有两个不同水平位置的填充料隔板203，从而在220内部形成双重过滤的结构；第二废气处理区域230通过下部的一个连接通道连接第一废气处理区域220，并通过一个上部通道连接三废气处理区域240，第二废气处理区域230内设置有一个填充料隔板203；第三废气处理区域240连接第二废气处理区域230和第四废气处理区域250，第三废气处理区域240内设置有一个填充料隔板203；第四废气处理区域250连接第三废气处理区域240和除雾层270；除雾层270连接第四废气处理区域250和出气口260，除雾层270内设置有一个填充料隔板203。
废气由进气口400进入，依次流经四个废气处理区域(220,230,240,250)的一级喷淋系统、二级喷淋系统、三级喷淋系统、四级喷淋系统和除雾层270，最后从出气口260排入厂务端酸排管，由于具有长行程及喷淋填充料，能够保障废气处理效率达到99.99％以上。
如图5所示，在水箱200的一个背后的侧壁204上，设置有大尺寸设备维护窗口207。当需要清理水箱内粉尘时，可以把打开设备维护窗口207，便于维护人员将手伸入水箱内部，多空间无死角地清理水箱内粉尘。
如图7所示，在水箱200外部侧壁上设置有四位浮子式水位控制装置500，其与PLC控制箱600相连，用于控制设备运行中水箱内水位。优选地，水位控制装置500包括四位浮子510、三通520、PVC管530和弯头540，四位浮子510 插入三通520和PVC管530内，弯头540用于连接插入到水箱200内的下端水管，另外，水位控制装置500还包括与水箱中端连接的连接管550以及与PLC控制箱 600信号连接的导线560。在本发明中，水位控制装置500的作用是控制设备运行中水箱内水位，保障水路系统正常运行，分别为：低水位、中水位、高水位、超高水位；A.当水位触发低水位浮子时，通过PLC控制系统进水管气动阀打开，新鲜水进入，当水位到达高水位时，进水管气动阀关闭；B.水位在低水位与高水位之间时，设备正常运行；C.当水位超过高水位时，排水管处气动阀打开，设备排水至正常水位后气动阀关闭。
四位浮子式水位控制装置500安装在水箱200的外部，具有独立安装空间，不会受水箱内水位波动而影响精度、减少水箱内粉尘对浮子的影响(粉尘造成浮子的卡住而失灵)。
如图2和图8所示，多级喷淋系统300包括水泵301、水箱连接管302、进水管气动阀304、进水口306和多个喷头308，水泵301与水箱连接管302相连，水泵301从水箱里面取水输给各喷头308，各喷头308喷出的水经过水洗填充料后，落入水箱200中，如此形成循环水回路；进水口306与进水管气动阀304连接，进水口306的新鲜水输入到各喷头308，形成新鲜水供应水路，此水路平时不启用，只是在设备初始启动时和补充新鲜水时才使用。
优选地，在水泵301和各喷头308之间的循环水回路中还设置有一个压力开关303，压力开关303与PLC控制箱相连，由PLC控制箱通过压力开关303时刻检测管道内是否有循环水，防止水泵空转烧坏。
优选地，在进水口306和进水管气动阀304之间还设置有过滤器305，用于过滤新鲜水中的杂质。避免新鲜水中杂质进入设备中，影响设备运行。
如图9所示，本发明水洗式废气处理设备还包括化学药剂自动注入系统 700，其包括化学药剂容器701、化学药剂前端输送管702、化学药剂真空泵703、化学药剂注入管704以及pH检测装置705，pH检测装置705检测喷头308附近的水路上的pH值，并将该pH值传送给PLC控制箱600，由PLC控制箱600根据pH 值来控制化学药剂真空泵703的开启，从化学药剂容器701输入化学药剂到各喷头308，从而调整水箱中的液体pH值。
如图6所示，为本发明水洗式废气处理设备的一种实施例的结构原理图，里面包含了废气处理流经路线和新鲜水/循环水工作原理，具体描述如下：
一、废气处理流经路线
1、工艺制程端排出的水溶性废气通过进气口400进入到设备水箱；
2、废气依次流经一级喷淋系统、二级喷淋系统、三级喷淋系统、四级喷淋系统及喷淋填充料；
3、气体流经除雾层270后从出气口260排出进入厂务端酸排管或直接排入大气中。
二、新鲜水/循环水工作原理
1.设备开启，进水管气动阀304打开，出水管气动阀307关闭：
2.新鲜水通过喷淋装置进入水箱200；
3.通过四位浮子510感应，当水位到达高水位时，进水管气动阀304关闭；
4.水泵301将水箱200内水进行循环喷淋；
5.通过pH检测装置705检测循环水的pH值，当pH值超出预设值，化学药剂自动注入系统700自动起动，注入化学药剂，中和水箱200内的酸碱度；
6.重复第5步，每运行1小时排水一次，此时进水管气动阀304打开，出水管气动阀307打开，将水箱200内废水通过出水口309排入厂务端酸碱池，更换新鲜水；
7.重复1～6步，长期运行。
应当指出，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，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种水洗式废气处理设备，包括底座(100)、水箱(200)和多级喷淋系统(300)，所述水箱(200)和多级喷淋系统(300)分别设置在底座(100)上部，其特征在于，所述水箱(200)的顶部连通进气口(400)，水箱(200)内部设置有多个由分隔板(210)隔开但又顺序连通的废气处理区域(220,230,240,250)，每个废气处理区域的顶部对应设置有多级喷淋系统(300)的喷头(308)，每个废气处理区域都设置有填充料隔板(203)，在填充料隔板(203)上设置有填充料；由进气口(400)进来的废气依序进入到每个废气处理区域，经过喷淋水洗吸附后从出气口(260)离开水箱(200)。
2.如权利要求1所述的水洗式废气处理设备，其特征在于，所述水箱(200)为多空间结构，其包括水箱主体(201)、上盖(202)、多个分隔板(210)和填充料隔板(203)，所述上盖(202)覆盖在所述水箱主体(201)的顶部，水箱主体(201)包括多个侧壁(204)和两个底壁(205)，多个所述分隔板(210)与侧壁(204)或者底壁(205)连接，从而将水箱主体(201)内部分隔成多个废气处理区域(220,230,240,250)和一个除雾层(270)，每个废气处理区域与相邻的废气处理区域有连通通道，两个相邻的所述连通通道不在同一水平位置，从而形成废气的S型长行程路径；每个废气处理区域内都设置有填充料隔板(203)。
3.如权利要求2所述的水洗式废气处理设备，其特征在于，所述水箱(200)的多空间结构包括了4个废气处理区域：即第一废气处理区域(220)、第二废气处理区域(230)、第三废气处理区域(240)和第四废气处理区域(250)，所述第一废气处理区域(220)连接所述进气口(400)，其内设置有两个不同水平位置的填充料隔板(203)；所述第二废气处理区域(230)连接所述第一废气处理区域(220)和第三废气处理区域(240)，其内设置有一个填充料隔板(203)；所述第三废气处理区域(240)连接所述第二废气处理区域(230)和第四废气处理区域(250)，其内设置有一个填充料隔板(203)；所述第四废气处理区域(250)连接所述第三废气处理区域(240)和除雾层(270)；所述除雾层(270)连接第四废气处理区域和所述出气口(260)，其内设置有一个填充料隔板(203)。
4.如权利要求2所述的水洗式废气处理设备，其特征在于，在水箱(200)的一个背后的侧壁(204)上，设置有大尺寸设备维护窗口(207)。
5.如权利要求1所述的水洗式废气处理设备，其特征在于，在水箱(200)外部侧壁上设置有水位控制装置(500)，其与PLC控制箱(600)相连，用于控制设备运行中水箱内水位。
6.如权利要求1所述的水洗式废气处理设备，其特征在于，所述多级喷淋系统(300)包括水泵(301)、水箱连接管(302)、进水管气动阀(304)、进水口(306)和多个喷头(308)，所述水泵(301)与水箱连接管(302)相连，从水箱里面取水输给各喷头(308)，形成循环水回路；所述进水口(306)与进水管气动阀(304)连接，进水口(306)的新鲜水输入到各喷头(308)，形成新鲜水供应水路。
7.如权利要求6所述的水洗式废气处理设备，其特征在于，在所述水泵(301)和各喷头(308)之间的循环水回路中还设置有压力开关(303)，所述压力开关(303)与PLC控制箱(600)相连。
8.如权利要求6所述的水洗式废气处理设备，其特征在于，所述进水口(306)和进水管气动阀(304)之间还设置有过滤器(305)，用于过滤新鲜水中的杂质。
9.如权利要求6所述的水洗式废气处理设备，其特征在于，还包括化学药剂自动注入系统(700)，其包括化学药剂容器(701)、化学药剂前端输送管(702)、化学药剂真空泵(703)、化学药剂注入管(704)以及pH检测装置(705)，pH检测装置(705)检测喷头(308)附近的水路上的pH值，并将该pH值传送给PLC控制箱(600)，由PLC控制箱(600)根据预设的pH值来控制化学药剂真空泵(703)的开启，从化学药剂容器(701)输入化学药剂到各喷头(308)，从而调整水箱中的液体pH值。
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