CN114887461A - 一种循环水尾气处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种循环水尾气处理装置，包括有循环水箱，所述循环水箱内水平安装有水平隔板，所述水平隔板下侧腔室为用于存储循环水的储水腔，所述水平隔板顶面垂直安装有若干上分割板，用于将水平隔板上侧腔室分割成若干细分腔室；所述水平隔板上均匀开设有若干用于使细分腔室与储水腔连通的流通孔，所述水平隔板底面固定安装有下边缘始终被循环水没过的下分割板，用于将向邻两细分腔室两两组合，两两组合的细分腔室可通过储水腔相互连通；所述进气腔流通安装有若干用于通入尾气的第一进气管，所述进气腔和水洗腔均流通安装有用于通入不溶于水且化学性能稳定的保护气体的第二进气管。本发明能够保证尾气处理效率的同时，有效的缩小尾气处理机的体积。

Description

一种循环水尾气处理装置
技术领域
本发明涉及尾气处理技术领域，具体涉及一种循环水尾气处理装置。
背景技术
在工业生产中，会用到许多的化学气体，如氯气、氨气、硅烷及硼烷等有毒有害气体，根据环保相关法律法规，这些气体在未经处理前是不允许直接排放到大气中，所以在工艺设备后必须添加残余尾气处理的装置。
针对如氯气、三氟甲烷等干蚀刻设备所排尾气，通常采用的是水洗式尾气处理机，但传统的水洗式尾气处理机体积庞大，需要多个单独的水洗腔来搭配使用，造成费用的提高以及占用厂区面积。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的问题是提供一种循环水尾气处理装置，能够保证尾气处理效率的同时，有效的缩小尾气处理机的体积。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种循环水尾气处理装置，包括有循环水箱，所述循环水箱内水平安装有水平隔板，所述水平隔板下侧腔室为用于存储循环水的储水腔，所述水平隔板顶面垂直安装有若干上分割板，用于将水平隔板上侧腔室分割成若干细分腔室；
所述水平隔板上均匀开设有若干用于使细分腔室与储水腔连通的流通孔，所述水平隔板底面固定安装有下边缘始终被循环水没过的下分割板，用于将向邻两细分腔室两两组合，两两组合的细分腔室可通过储水腔相互连通；
所述细分腔室包括有进气腔、水洗腔和出气腔，所述进气腔流通安装有若干用于通入尾气的第一进气管，所述进气腔和水洗腔均流通安装有用于通入不溶于水且化学性能稳定的保护气体的第二进气管，用于避免因有害气体溶于水导致进气腔和水洗腔内产生倒吸。
进一步的，所述水洗腔上端安装有用于洒水的水洗喷头，所述水洗喷头通过第一循环水管与循环泵连通安装，所述循环泵通过第二循环水管与进水口连通安装，所述循环进水口悬空设置于储水腔内。
进一步的，所述水洗腔内填充放置有用于增加尾气与水接触面积的鲍尔环。
进一步的，所述出气腔连通安装有排气管，所述排气管上安装有干燥机构和压力传感器。
进一步的，所述储水腔底面贯穿安装有第一排污管，所述第一排污管的进水口高于下分割板的下边缘设置，所述第一排污管的出水口连通安装有位于储水腔下方排污口，所述排污口通过第二排污管与储水腔底面连通安装，所述第二排污管上安装有控制第二排污管导通的排污阀；
所述第一排污管增设有位于储水腔下方的U形重力管，所述U形重力管的水平段高于排污口设置。
进一步的，所述第二进气管上安装有检测保护气体流量的流量计，所述进气腔内安装有压力传感器，用于依据进气腔内压强控制保护气体的通入流量。
进一步的，所述储水腔内安装有用于检测循环水酸碱度的PH传感器，便于依据循环水酸碱度控制通入尾气的流量。
进一步的，所述上分割板包括有相互平行设置的第一竖隔板和第二竖隔板，所述上分割板包括有垂直于第一竖隔板的第一横隔板，用于将上侧腔室分割成两行三列的六个细分腔室；
所述第一竖隔板与循环水箱左侧壁之间的两个细分腔室分别为进气腔和出气腔，其余四个细分腔室均为水洗腔。
进一步的，所述下分割板包括有下横板和下竖板，所述下竖板与第二竖隔板同平面设置，所述下横板与第一横隔板同平面设置，所述下横板垂直与下竖板左侧面设置。
进一步的，所述第二竖隔板上边缘开设有用于安装水洗喷头的第一流通缺口和第二流通缺口，便于水洗喷头同时向两个水洗腔洒水的同时，方便水洗腔内尾气从流通缺口进入到另一个水洗腔内。
本发明具有的优点和积极效果是：
通过使用水平隔板、上分割板和下分割板将循环水箱的内部腔体分割出一个进气腔、一个出气腔、一个储水腔结合若干水洗腔，在通过下分割板将相邻两细分腔室两两组合，使组合的两细分腔室可通过储水腔相互连通，可保证进气腔、出气腔、储水腔和水洗腔的紧凑性，进而缩小处理装置的体积，同时在进气腔和水洗腔均与第二进气管连通安装，用于向进气腔和水洗腔内通入化学性能稳定且不溶于水(不易溶于水)的气体，补充因为尾气中溶于水的有害气体，保证进气腔和水洗腔内压强的稳定性，降低处理装置工作过程中产生倒吸的概率，保证尾气处理效率的同时，可进一步缩小尾气处理装置的体积。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种循环水尾气处理装置的整体结构图；
图2是本发明的一种循环水尾气处理装置的主视图；
图3是图2中A-A视角的剖视图；
图4是本发明的一种循环水尾气处理装置的循环水箱、水洗喷头和循环泵之间组成示意图。
图中：1、循环水箱；101、水平隔板；111、流通孔；102、第一竖隔板；103、第一横隔板；104、第二竖隔板；141、第二流通缺口；142、第一流通缺口；105、下横板；106、下竖板；2、第一进气管；201、第二进气管；211、流量计；202、排气管；3、水洗喷头；301、喷水口；4、第一循环水管；401、循环泵；402、第二循环水管；403、进水口；5、排污口；501、第二排污管；5011、排污阀；502、第一排污管；5021、U形重力管。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种循环水尾气处理装置，包括有循环水箱1，循环水箱1内设有储水腔、进气腔、水洗腔和出气腔。工作时，将储水腔内的循环水喷洒到水洗腔，进气腔内的尾气进入到水洗腔内，将尾气中的有害气体溶于水中，水洗后的尾气在进入出气腔，将尾气排出。
如图1和图4所示，循环水箱1内部为长方体腔结构，循环水箱1内水平固定安装有水平隔板101，水平隔板101将循环水箱1分隔成上下两个腔室，水平隔板101下侧的腔室为储水腔，储水腔用于存储循环水(可循环使用的水)。水平隔板101顶面垂直安装有若干上分割板，上分隔板将水平隔板101上侧的腔室分隔成若干个细分腔室，同时水平隔板101上均匀开设有若干流通孔111，用于使所有细分腔室均通过流通孔111与储水腔连通，便于两个相邻细分腔室通过流通孔111连通，同时可使喷洒在细分腔室内的循环水及时回到储水腔。
优选的，上分割板包括有相互平行设置的第一竖隔板102和第二竖隔板104，第一竖隔板102和第二竖隔板104的前后边缘均与循环水箱1的前后侧壁密封固定连接，将上侧的腔室分割成排列的三个腔室。上分割板还包括有第一横隔板103，第一横隔板103垂直与第一竖隔板102设置，且第一横隔板103的左右边缘均与循环水箱1的左右侧壁密封固定连接，以将排列的三个腔室分隔成两行三列的六个细分腔室。
第一竖隔板102与循环水箱1左侧壁之间的两个细分腔室分别为进气腔和出气腔，靠近循环水箱1前侧壁(循环水箱1正面的侧壁)的细分腔室定义为进气腔，另一个为出气腔室，其余四个细分腔室均为水洗腔。本实施例中四个水洗腔成田字格排布，现分别将田字格按左下、右下、右上、左上的顺序，定义为一腔、二腔，三腔和四腔，一腔的左侧为进气腔，四腔的左侧为出气腔。
水平隔板101的底面固定安装有下分割板，下分割板的下边缘始终低于循环水的水面设置，使下分割板与循环水形成动态密封。避免进入到储水腔内的尾气任意流通。通过设置下分割板的位置，控制进入储水腔的尾气依据设定的路径依次进入对应的水洗腔和出气腔。
优选的：下分割板包括有下横板105和下竖板106，下竖板106与第二竖隔板104同平面设置，相同的，下竖板106的前后边缘与循环水箱1的前后侧壁密封固定连接。下横板105与第一横隔板103同平面设置，且下横板105垂直与下竖板106左侧面设置，下横板105的左边缘与循环水箱1的左侧壁密封固定连接，下横板105的右边缘与下竖板106密封固定连接，使得下分割板的水平切面为T形状结构，将六个细分腔室两两组合，便于两腔室内的尾气通过储水腔内水面与水平隔板101之间的空隙进行流通。
进气腔与一腔、二腔与三腔、四腔与出气腔均通过储水腔进行流通，且相互之间不影响(不出现相互流通)。第二竖隔板104的上边缘开设有第一流通缺口142和第二流通缺口141，第一流通缺口142位于一腔和二腔的共同侧壁上，方便一腔内的尾气通过第一流通缺口142进入二腔，相同的，第二流通缺口141位于三腔和四腔的共同侧壁上，便于三腔内的空气通过第二流通缺口141进入四腔内。
气体的流通过程为：进气腔-储水腔-一腔-第一流通缺口142-二腔-储水腔-三腔-第二流通缺口141-四腔-储水腔-出气腔。通过下分割板、上分割板、第一流通缺口142和第二流通缺口141将循环水箱1分割成多个依次连通的细分腔室，使尾气依次流经所有腔室，可有效的加长尾气的流通路径，提高尾气的处理效率。
本实施例中，第一流通缺口142处安装有水洗喷头3，水洗喷头3上设置有多个喷水口301，喷水口301均匀分布在第二竖隔板104的两侧，方便同时向一腔和二腔内洒水。相同的，第二流通缺口141也安装有水洗喷头3，便于同时向三腔和四腔内洒水。
水洗腔内安装水洗喷头3，水洗喷头3通过第一循环水管4与循环泵401连通安装，循环泵401还通过第二循环水管402与储水腔内的进水口403连通安装，循环泵401通过第一循环水管4和第二循环水管402将储水腔内的循环水运输到水洗喷头3内，并通过水洗喷头3上的喷水口301将水洒到水洗腔内。洒入水洗腔的循环水自然下落，穿过水平隔板101上的流通孔111又回到储水腔内，实现循环水的重复使用。优选的，进水口403悬空设置在储水腔内，可避免吸入沉淀在储水腔底面的泥沙，导致循环泵401堵塞，影响循环泵401的使用寿命。
为进一步增加尾气与水的接触面积，水洗腔内填充放置有鲍尔环，鲍尔环的表面积即为尾气与水的接触面积，不影响水循环使用的同时，加大了循环水在水洗腔内停留时间(水在水洗腔内下落的时间短，尾气没有足够的时间与水接触)，提高了有害气体溶于水下效率，进而在保证尾气处理效率的同时，缩小循环水箱1的体积(缩短水洗腔的高度，也可保证尾气与水充分接触)。
为避免尾气内有害气体溶解到水中时，压强降低产生倒吸，在进气腔的顶面连通安装若干第一进气管2，通过第一进气管2向进气腔内通入尾气。当进气腔内压强因为有害气体融入水中而减小时，进气腔可提供缓冲空间和时间，有效的降低循环水进入第一进气管2的概率，保证前端设备的安全。
为避免进气腔内压强变化过大或过快，导致储水腔内的循环水被压入到进气腔内，使得进气腔内底面密封，影响设备正常工作，在进气腔的顶面还连通安装有第二进气管201，通过第二进气管201向进气腔内通入不溶于水(或溶解率低)且化学性能稳定的保护气体，用以保证进气腔内压强，进一步降低产生倒吸的概率。
当进气腔水平截面的面积越小，进气腔可承受压强变化的范围越小，通过通入保护气体，可缩小进气腔内压强变化的范围。通过缩小了循环水箱1的体积，使进气腔体积缩小，接入第二进气管201，可保证进气腔内压强的稳定，且不影响尾气处理性能。优选的，为进一步避免水洗腔产生倒吸，在一腔的顶面也连通安装第二进气管201，保证水洗腔内压强的稳定。
出气腔连通安装有排气管202，排气管202上安装有干燥机构，用于对尾气进行干燥处理。排气管202上还安装有压力传感器，用于监测排气管内压强的变化情况。第二进气管201上安装有检测保护气体流量的流量计211，进气腔内安装有压力传感器，用于监测进气腔内压强，以便依据进气腔内压强控制保护气体的通入流量，以提高循环水箱1内气体压强的稳定性，降低产生倒吸的概率。
当进气腔产生倒吸，在没有保护气体补充的情况下，无法自行恢复，水洗腔和出气腔相互连通，当出现倒吸，通过分担压力自行恢复的概率高，且越靠近出气腔，尾气内有害气体越少，产生倒吸的概率也越低。
如图2和图3所示，储水腔底面贯穿安装有第一排污管502，第一排污管502的进水口403高于下分割板的下边缘设置，可避免储水腔内的循环水的水位低于下分割板的下边缘。第一排污管502的出水口连通安装有排污口5，用于将多余的循环水排出，排污口5位于储水腔下方设置，多余的水可依靠自身重力自行从排污口5排出。
排污口5还连通安装有第二排污管501的一端，另一端固定安装于储水腔底面，第二排污管501上安装有控制第二排污管501导通的排污阀5011，当需要排出储水腔内的循环水时，开启排污阀5011，循环水依靠自身重力自行从排污口5排出。
因为第二排污管501与储水腔底面连通安装，会将储水腔底面沉淀的泥沙一同排出，为避免泥沙堆积在排污口5导致堵塞，第一排污管502上增设U形重力管5021，U形重力管5021竖直设置，且U形重力管5021的水平段高于排污口5设置(靠近储水腔底面设置)，U形重力管5021靠近排污口5一端垂直底面设置，使得U形重力管5021排出的水以一定的速度冲刷排污口5，可及时将排污口5处堆积的泥沙冲刷干净，有效的降低了排污口5堵塞的概率。
储水腔内安装有用于检测循环水酸碱度的PH传感器，依据循环水酸碱度，判断循环水的吸取有害气体的效率，便于调整尾气通入的流量，保证尾气的吸附效率。同时依据循环水的吸取效率，及时往储水腔内加入新的循环水(可通过将水洗喷头3与供水管连通，持续的往储水腔内加入新的循环水，使循环水酸碱度保持在设定的范围内)。
本发明的工作原理和工作过程如下：
通过第二进气管201往循环水箱1内通入保护气体(保护气体可为氮气)，将循环水箱1内多余气体排干净(主要是氧气或其他易与尾气反应的气体，避免与尾气发生化学反应)，在通过第一进气管2将尾气通入进气腔，进气腔内的压力传感器监测进气腔内压强的变化，依据压强变化调整保护气体流量，避免进气腔出现倒吸。
尾气依次通过储水腔-一腔-第一流通缺口142-二腔-储水腔-三腔-第二流通缺口141-四腔，尾气与一腔、二腔、三腔和四腔内的鲍尔环的表面接触，将尾气进行多次冲洗，去除尾气中的有害气体，四腔内的尾气在通过储水腔进入到出气腔，出气腔内的尾气通过排气管202上的干燥机构干燥后排出。
以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。

Claims (10)

1.一种循环水尾气处理装置，其特征在于，包括有循环水箱(1)，所述循环水箱(1)内水平安装有水平隔板(101)，所述水平隔板(101)的下侧腔室为用于存储循环水的储水腔，所述水平隔板(101)顶面垂直安装有若干上分割板，用于将水平隔板(101)上侧腔室分割成若干细分腔室；
所述水平隔板(101)上均匀开设有若干用于使细分腔室与储水腔连通的流通孔(111)，所述水平隔板(101)底面固定安装有下边缘始终被循环水没过的下分割板，用于将相邻两细分腔室两两组合，两两组合的细分腔室可通过储水腔相互连通；
所述细分腔室包括有进气腔、水洗腔和出气腔，所述进气腔流通安装有若干用于通入尾气的第一进气管(2)，所述进气腔和水洗腔均流通安装有用于通入不溶于水且化学性能稳定的保护气体的第二进气管(201)，用于避免因有害气体溶于水导致进气腔和水洗腔内产生倒吸。
2.根据权利要求1所述的一种循环水尾气处理装置，其特征在于，所述水洗腔上端安装有用于洒水的水洗喷头(3)，所述水洗喷头(3)通过第一循环水管(4)与循环泵(401)连通安装，所述循环泵(401)通过第二循环水管(402)与进水口(403)连通安装，所述循环进水口(403)悬空设置于储水腔内。
3.根据权利要求1所述的一种循环水尾气处理装置，其特征在于，所述水洗腔内填充放置有用于增加尾气与水接触面积的鲍尔环。
4.根据权利要求1所述的一种循环水尾气处理装置，其特征在于，所述出气腔连通安装有排气管(202)，所述排气管(202)上安装有干燥机构和压力传感器。
5.根据权利要求1所述的一种循环水尾气处理装置，其特征在于，所述储水腔的底面贯穿安装有第一排污管(502)，所述第一排污管(502)的进水口高于下分割板的下边缘设置，所述第一排污管(502)的出水口连通安装有位于储水腔下方的排污口(5)，所述排污口(5)通过第二排污管(501)与储水腔底面连通安装，所述第二排污管(501)上安装有控制第二排污管(501)导通的排污阀(5011)；
所述第一排污管(502)上增设有位于储水腔下方的U形重力管(5021)，所述U形重力管(5021)的水平段高于排污口(5)设置。
6.根据权利要求1所述的一种循环水尾气处理装置，其特征在于，所述第二进气管(201)上安装有检测保护气体流量的流量计(211)，所述进气腔内安装有压力传感器，用于依据进气腔内压强控制保护气体的通入流量。
7.根据权利要求1所述的一种循环水尾气处理装置，其特征在于，所述储水腔内安装有用于检测循环水酸碱度的PH传感器，便于依据循环水酸碱度控制尾气的通入流量。
8.根据权利要求1所述的一种循环水尾气处理装置，其特征在于，所述上分割板包括有相互平行设置的第一竖隔板(102)和第二竖隔板(104)，所述上分割板包括有垂直于第一竖隔板(102)的第一横隔板(103)，用于将上侧腔室分割成两行三列的六个细分腔室；
所述第一竖隔板(102)与循环水箱(1)左侧壁之间的两个细分腔室分别为进气腔和出气腔，其余四个细分腔室均为水洗腔。
9.根据权利要求1所述的一种循环水尾气处理装置，其特征在于，所述下分割板包括有下横板(105)和下竖板(106)，所述下竖板(106)与第二竖隔板(104)同平面设置，所述下横板(105)与第一横隔板(103)同平面设置，所述下横板(105)垂直安装于下竖板(106)左侧面设置。
10.根据权利要求1所述的一种循环水尾气处理装置，其特征在于，所述第二竖隔板(104)上边缘开设有用于安装水洗喷头(3)的第一流通缺口(142)和第二流通缺口(141)，便于水洗喷头(3)向相邻两个水洗腔同时洒水，和水洗腔内尾气从流通缺口进入到另一个水洗腔内。
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