CN115382340A - 尾气处理装置和太阳能电池扩散设备尾气处理系统 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种尾气处理装置和太阳能电池扩散设备尾气处理系统，包括：壳体，设有进气口、出气口、冷却介质入口、以及冷却介质出口；分流组件，整体安装在壳体内，分流组件包括位于两端的第一挡板、第二挡板、以及多根穿过第一挡板和第二挡板的分流管，其中，分流组件至少将壳体的内腔分隔成：第一腔体，由壳体和第一挡板形成，用于连通进气口和多根分流管的第一端，第一腔体内的尾气在第一挡板处进行分流；冷却腔，由壳体、第一挡板和第二挡板形成，冷却介质对多根分流管内的尾气进行冷却，由冷却介质出口排出；第二腔体，由壳体和第二挡板形成，用于连通多根分流管的第二端和出气口，净化后的尾气在第二挡板处进行汇流。
Description
技术领域
本公开涉及光伏产品加工领域，具体地，涉及一种尾气处理装置和太阳能电池扩散设备尾气处理系统。
背景技术
扩散设备是太阳能电池片制造过程中非常关键的工艺设备，其制结(制PN结，PN结是太阳能光伏电池片的核心)质量直接关系电池的转换效率。扩散工艺过程中，磷原子的沉积主要来源于P2O5和Si反应，同时，中间产物P2O5也会与工艺炉管内少量存在的水蒸汽反应生成偏磷酸。扩散副产物偏磷酸易潮解，常温环境为粘稠性物质，极易腐蚀尾排玻璃管，遇冷附着玻璃管壁，发生堵塞现象。当前主流扩散设备尾排玻璃管已采取保温措施，避免偏磷酸经尾排玻璃管遇冷产生沉积，腐蚀堵塞尾排玻璃管。另外，尾气中的偏磷酸会对扩散设备尾排管路末端的真空隔膜泵造成严重腐蚀，通常需要在真空泵前端配备过滤器以滤除。随着尾气在尾排管内的流动温度逐渐下降，偏磷酸由气态变为液态，由此也带来了滤芯成为易耗品维保费用高、维保频次高、劳动强度大的问题。
为实现在尾气过滤前将其中的偏磷酸去除，相关技术中，在过滤器前端增加冷凝瓶或水浴装置，但偏磷酸的沉积效果不佳或水蒸气倒流会炉管的风险。
发明内容
本公开的目的是提供一种尾气处理装置和太阳能电池扩散设备尾气处理系统，以解决尾气中偏磷酸造成的扩散设备尾排管路易腐蚀堵塞、对真空隔膜泵造成的腐蚀、需要经常更换滤芯等问题。
为了实现上述目的，本公开提供一种尾气处理装置，包括：
壳体，设有进气口、出气口、冷却介质入口、以及冷却介质出口；
分流组件，整体安装在所述壳体内，所述分流组件包括位于两端的第一挡板、第二挡板、以及多根穿过所述第一挡板和所述第二挡板的分流管，其中，所述分流组件至少将所述壳体的内腔分隔成：
第一腔体，由所述壳体和所述第一挡板形成，用于连通所述进气口和多根所述分流管的第一端，所述第一腔体内的尾气在所述第一挡板处进行分流；
冷却腔，由所述壳体、所述第一挡板和所述第二挡板形成，冷却介质经所述冷却介质入口进入所述冷却腔，对多根所述分流管内的尾气进行冷却，并由所述冷却介质出口排出；
第二腔体，由所述壳体和所述第二挡板形成，用于连通多根所述分流管的第二端和所述出气口，净化后的尾气在所述第二挡板处进行汇流。
可选地，所述分流组件还包括底板，所述底板安装在所述壳体内且位于所述第一挡板和所述第二挡板之间，所述底板将所述第一挡板和所述第二挡板之间的内腔分隔为集液腔和所述冷却腔，所述第二挡板配置为连通所述第二腔体和所述集液腔，多根所述分流管内的冷凝液经所述第二腔体存储在所述集液腔内。
可选地，所述壳体上设有冷凝液排液口和位于所述冷凝液排液口处的控制阀，所述冷凝液排液口与所述第二腔体相连通。
可选地，所述冷凝液排液口与所述出气口位于同一端且位于所述出气口的下方。
可选地，所述底板在所述壳体内靠近下部设置，所述集液腔和所述冷却腔的体积比为1:2-1:3。
可选地，所述第一挡板构造为外周与所述壳体内壁密封连接的圆形板，所述圆形板上形成有多个供所述分流管穿过的通孔；和/或
所述第二挡板构造为半月型板，具有与所述壳体内壁密封连接的弧形部和与所述底板密封连接的直线部，所述直线部与所述壳体之间形成空隙，以连通所述第二腔体和所述集液腔，所述半月型板上形成有多个供所述分流管穿过的通孔。
可选地，所述进气口和所述出气口位于所述壳体的两端，所述冷却介质入口和冷却介质出口位于所述壳体的侧壁上，并且所述冷却介质入口靠近所述出气口设置，所述冷却介质出口靠近所述进气口设置。
可选地，所述冷却介质为水，所述冷却介质入口位于所述冷却介质出口的下方。
可选地，所述分流组件还包括设置在所述第一挡板和所述第二挡板之间的多块导流板，多块导流板上分别设有供多根所述分流管穿过的通孔，所述多块导流板配置为：在所述冷却腔内，沿所述壳体的轴向间隔布置，且沿所述壳体的径向错开布置，以使得冷却介质在所述冷却腔内呈蛇形方向流动。
可选地，多块所述导流板包括交替间隔布置的第一导流板和第二导流板，所述第一导流板与所述底板和所述壳体密封连接，且仅与所述壳体的上部形成供冷却介质流通的空隙，所述第二导流板与所述壳体密封连接，且仅与所述底板形成供冷却介质流通的空隙。
可选地，相邻两块导流板之间的距离与所述分流管的长度的比值在1:4-1:6之间。
根据本公开的第二个方面，还提供一种太阳能电池扩散设备尾气处理系统，包括依次连接在尾排管的出口处的集酸装置、过滤装置和真空泵，所述集酸装置为上述的尾气处理装置。
通过上述技术方案，尾气经进气口进入装置后分流，分别通过多根分流管形成的蜂窝式管路完成冷却。由于蜂窝式管路的总管径远大于进气口处的尾排管管径，尾气流速降低，能够与冷却腔内的冷却介质充分进行热交换，随着尾气温度的降低，其中所含的偏磷酸由蒸汽冷凝为液态汇聚于第二腔体内。尾气在流经蜂窝式管路后重新汇聚，冷却后的尾气从出气口流出尾气收集装置，后依次通过过滤器、真空隔膜泵，最终排放至厂务端做环保处理。多根分流管构成的蜂窝式管路可以有效降低尾气流速，增大冷却面积，实现尾气充分冷却，达到了对工艺质量无影响的前提下高效去除尾气中偏磷酸成分的目的，从而降低了滤芯的耗量，更有效地保护了真空泵不受酸蚀侵害。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置的示意图。
图2是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置的透视图。
图3是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置中第一挡板处的剖面图。
图4是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置中第二挡板处的剖面图。
图5是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置的分流组件的示意图。
图6是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置的分流组件的侧视图。
图7是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置中第一挡板的示意图。
图8是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置中第二挡板的示意图。
图9是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置中第一导流板的示意图。
图10是根据本公开一种实施方式的尾气处理装置中第二导流板的示意图。
附图标记说明
1-壳体；101-集液腔；11-进气口；12-出气口；13-冷却介质入口；14-冷却介质出口；15-冷凝液排液口；2-分流组件；21-第一挡板；22-第二挡板；23-分流管；24-底板；31-第一导流板；32-第二导流板。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”、“下”是在本公开提供的尾气处理装置正常安装的情况下定义的，具体可参考体3和图4所示的图面方向，“内”“外”是指相应部件轮廓的内和外，“轴向”和“径向”是针对圆桶状壳体的轴线方向而言的。另外，使用的术语“第一”、“第二”等词的使用目的在于区分不同的部件，并不具有顺序性和重要性。此外，在下面的描述中，当涉及到附图时，除非另有解释，不同的附图中相同的附图标记表示相同或相似的要素。
根据本公开的一种实施方式，如图1至图10所示，提供一种尾气处理装置，这里的尾气可以为太阳能电池片扩散设备尾排玻璃管排出的尾气，下文中的冷凝液为尾气中的偏磷酸，当然，尾气还可以为化工、医疗等行业的气体，尤其是需要去除冷凝液的应用场景，均适用于本公开中的尾气处理装置，下文中将以去除尾气中的偏磷酸为例进行详细描述。具体的，参见图1和图5，该装置包括壳体1和分流组件2，壳体1可以设置有进气口11、出气口12、冷却介质入口13以及冷却介质出口14。分流组件2整体安装在壳体1内，参照图2至图4，分流组件2可以包括位于两端的第一挡板21、第二挡板22、以及多根穿过第一挡板21和第二挡板22的分流管23。其中，分流组件2至少将壳体1的内腔分隔成第一腔体、冷却腔以及第二腔体。第一腔体可以由壳体1和第一挡板21形成，用于连通进气口11和多根分流管23的第一端，扩散设备尾排管的尾气经进气口11进入第一腔体，第一腔体内的尾气在第一挡板21处进行分流，分别流入多根分流管23。冷却腔可以由壳体1、第一挡板21和第二挡板22形成，冷却介质经冷却介质入口13进入冷却腔，对多根分流管23内的尾气进行冷却，并由冷却介质出口14排出。第二腔体可以由壳体1和第二挡板22形成，用于连通多根分流管23的第二端和出气口12，净化后的尾气在第二挡板22处进行汇流，并由出气口12流出至下一处理工序。
需要说明的是，这里的冷却介质可以为水、冷却气体等，具体下文中将以冷却水为例进行详细介绍，本方案中的尾气处理装置中的零部件可以为石英材质，从而避免零部件含有金属杂质对扩散工艺造成污染的可能性。
通过上述技术方案，尾气经进气口11进入装置后分流，分别通过多根分流管23形成的蜂窝式管路完成冷却。由于蜂窝式管路的总管径远大于进气口11处的尾排管管径，尾气流速降低，能够与冷却腔内的冷却介质充分进行热交换，随着尾气温度的降低，其中所含的偏磷酸由蒸汽冷凝为液态汇聚于第二腔体内。尾气在流经蜂窝式管路后重新汇聚，冷却后的尾气从出气口流出尾气收集装置，后依次通过过滤器、真空隔膜泵，最终排放至厂务端做环保处理。多根分流管23构成的蜂窝式管路可以有效降低尾气流速，增大冷却面积，实现尾气充分冷却，达到了对工艺质量无影响的前提下高效去除尾气中偏磷酸成分的目的，从而降低了滤芯的耗量，更有效地保护了真空泵不受酸蚀侵害。
进一步地，如图1至图4所示，分流组件2还可以包括底板24，底板24安装在壳体1内且位于第一挡板21和第二挡板22之间，底板24将第一挡板和第二挡板之间的内腔分隔成集液腔101和上述的冷却腔，第二挡板22配置为连通第二腔体和集液腔101，多根分流管23内的冷凝液经第二腔体存储在集液腔101内，以增大冷凝液的存储量，降低冷凝液排液频率，避免频繁清洁尾气处理装置。在尾气收集装置中设置集液腔101，即使在尾气收集装置体积小、结构紧凑的情况下，也能有效防止偏磷酸冷凝液收集过快导致冷凝液增多漫过底部分流管23造成回流以及分流管23堵塞的问题。
进一步地，底板24可以在壳体1内靠近下部设置，集液腔101和冷却腔的体积比为1:2-1:3，优选为1:2，以在不影响尾气处理装置冷却效果的情况下，最大限度增大冷凝液的储存量，防止冷凝液收集过多又不及时排出导致的回流进分流管23中的情况。另外，底板24在壳体1中的位置决定了下文中第二挡板22和第一导流板31的尺寸和形状。
在本公开中，壳体1上设有冷凝液排液口15和位于冷凝液排液口15处的控制阀，冷凝液排液口15与第二腔体相连通。控制阀可以手动操控或自动控制的开关阀，以后者为例，在监控集液腔101内的液位达到一定值时，自动打开冷凝液排液口15。并且控制阀的设置方便操作人员进行设备维修保护，当设备维修保护时，无需拆装动作，通过操控控制阀可方便将收集的冷凝液排出。
根据本公开的一种实施方式，以圆柱形的壳体1为例，如图3至图4、图7至图8所示，第一挡板21可以构造为外周与壳体1内壁密封连接的圆形板，圆形板上形成有多个供分流管23穿过的通孔。第二挡板22可以构造为半月型板，具有与壳体1内壁密封连接的弧形部和与底板24密封连接的直线部，直线部与壳体1之间形成空隙，以连通第二腔体和集液腔101，半月型板上形成有多个供分流管23穿过的通孔。第一挡板21与第二挡板22直接与壳体1的内壁密封，可以分隔第一腔体、冷却腔和第二腔体，同时，可以单独设置第一挡板21为圆形板或单独设置第二挡板22为半月型板，以实现第二腔体与集液腔101的连通。在本公开中，第一挡板21和第二挡板22、以及将在下文中介绍的多块导流板可根据壳体1的形状做出适应性改进，例如构造为方型板、椭圆形板等，本公开对此不做限定。
根据本公开的一种实施方式，如图1至图4所示，进气口11和出气口12可以位于壳体1的两端，其中，冷却介质入口13和冷却介质出口14位于壳体1的侧壁上，并且冷却介质入口13靠近出气口12设置，冷却介质出口14靠近进气口11设置。冷却介质入口13和冷却介质出口14分别靠近出气口12和进气口11的设置可以使冷却路径尽可能的延长，提高冷却效果。另外，冷却介质流通的路径与尾气流通的路径相反，利用流体对流原理提高冷却效率。
根据本公开的一种实施方式，如图1至图4所示，冷却介质可以为水，采用工艺冷却水系统(PCW，Process Cooling Water)进行冷却，成本低、高效冷却尾气，以充分去除尾气中的偏磷酸蒸汽。另外，冷却介质入口13位于冷却介质出口14的下方，冷却介质出口14高于冷却介质入口13可以克服重力作用，使冷却介质逐渐由底部向上方逐渐充满，提高冷却效果。冷却介质出口14设置在高出可以方便设备维保拆卸该尾气处理装置时，能依靠重力自然排空装置内的冷却水。在本公开中，冷凝液排液口15与出气口12位于同一端且位于出气口12的下方。由于冷凝液从距出气口12附近出的分流管23流出滴落至第二腔体，因此冷凝液排液口15位于出气口12的下方可以有效防止在需要排液时，含有废酸的冷凝液在第二腔体或集液腔101中残留。
根据上述技术方案，如图5和图6所示，分流组件2还可以包括设置在第一挡板21和第二挡板22之间的多块导流板，多块导流板上分别设有供多根分流管23穿过的通孔，多块导流板配置为：在冷却腔内，沿壳体1的轴向间隔布置，且沿壳体1的径向错开布置，以使得冷却介质在冷却腔内呈蛇形方向流动，延长冷却路径，冷却水在腔体内形成气泡和旋涡，提高冷却效果。
进一步地，如图9和图10所示，多块导流板可以包括交替间隔布置的第一导流板31和第二导流板32，第一导流板31与底板24和壳体1密封连接，且仅与壳体1的上部形成供冷却介质流通的空隙，第二导流板32与壳体1密封连接，且仅与底板24形成供冷却介质流通的空隙。此种设置可以缩小冷却介质在每块导流板中通过的关口，最大限度延长冷却路径，避免冷却水在腔体内形成气泡和旋涡，同时关口适当缩小也一定程度提高冷却液停留时间，提高冷却效果。
根据本公开的一种实施方式，相邻两块导流板之间的距离可以与分流管23的长度的比值在1:4-1:6之间，优选地为1:5，该比例既可以延长冷却路径，又防止冷却介质通过的关口过小导致冷却介质流通不畅导致的冷却效果降低的情况，影响废酸冷凝。
根据本公开的第二个方面，还提供一种太阳能电池扩散设备尾气处理系统，包括依次连接在尾排管的出口处的集酸装置、过滤装置和真空泵，该集酸装置为上文中介绍的尾气处理装置。该尾气处理系统具有上述尾气处理装置的所有有益效果，此处不做过多赘述，能够在集酸装置处充分去除尾气中的偏磷酸，避免对真空泵的腐蚀，同时降低了滤芯的消耗量。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。
Claims (12)
1.一种尾气处理装置，其特征在于，包括：
壳体，设有进气口、出气口、冷却介质入口、以及冷却介质出口；
分流组件，整体安装在所述壳体内，所述分流组件包括位于两端的第一挡板、第二挡板、以及多根穿过所述第一挡板和所述第二挡板的分流管，其中，所述分流组件至少将所述壳体的内腔分隔成：
第一腔体，由所述壳体和所述第一挡板形成，用于连通所述进气口和多根所述分流管的第一端，所述第一腔体内的尾气在所述第一挡板处进行分流；
冷却腔，由所述壳体、所述第一挡板和所述第二挡板形成，冷却介质经所述冷却介质入口进入所述冷却腔，对多根所述分流管内的尾气进行冷却，并由所述冷却介质出口排出；
第二腔体，由所述壳体和所述第二挡板形成，用于连通多根所述分流管的第二端和所述出气口，净化后的尾气在所述第二挡板处进行汇流。
2.根据权利要求1所述的尾气处理装置，其特征在于，所述分流组件还包括底板，所述底板安装在所述壳体内且位于所述第一挡板和所述第二挡板之间，所述底板将所述第一挡板和所述第二挡板之间的内腔分隔为集液腔和所述冷却腔，所述第二挡板配置为连通所述第二腔体和所述集液腔，多根所述分流管内的冷凝液经所述第二腔体存储在所述集液腔内。
3.根据权利要求2所述的尾气处理装置，其特征在于，所述壳体上设有冷凝液排液口和位于所述冷凝液排液口处的控制阀，所述冷凝液排液口与所述第二腔体相连通。
4.根据权利要求3所述的尾气处理装置，其特征在于，所述冷凝液排液口与所述出气口位于同一端且位于所述出气口的下方。
5.根据权利要求2所述的尾气处理装置，其特征在于，所述底板在所述壳体内靠近下部设置，所述集液腔和所述冷却腔的体积比为1:2-1:3。
6.根据权利要求2所述的尾气处理装置，其特征在于，所述第一挡板构造为外周与所述壳体内壁密封连接的圆形板，所述圆形板上形成有多个供所述分流管穿过的通孔；和/或
所述第二挡板构造为半月型板，具有与所述壳体内壁密封连接的弧形部和与所述底板密封连接的直线部，所述直线部与所述壳体之间形成空隙，以连通所述第二腔体和所述集液腔，所述半月型板上形成有多个供所述分流管穿过的通孔。
7.根据权利要求1所述的尾气处理装置，其特征在于，所述进气口和所述出气口位于所述壳体的两端，所述冷却介质入口和冷却介质出口位于所述壳体的侧壁上，并且所述冷却介质入口靠近所述出气口设置，所述冷却介质出口靠近所述进气口设置。
8.根据权利要求1所述的尾气处理装置，其特征在于，所述冷却介质为水，所述冷却介质入口位于所述冷却介质出口的下方。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的尾气处理装置，其特征在于，所述分流组件还包括设置在所述第一挡板和所述第二挡板之间的多块导流板，多块导流板上分别设有供多根所述分流管穿过的通孔，所述多块导流板配置为：在所述冷却腔内，沿所述壳体的轴向间隔布置，且沿所述壳体的径向错开布置，以使得冷却介质在所述冷却腔内呈蛇形方向流动。
10.根据权利要求9所述的尾气处理装置，其特征在于，多块所述导流板包括交替间隔布置的第一导流板和第二导流板，所述第一导流板与所述底板和所述壳体密封连接，且仅与所述壳体的上部形成供冷却介质流通的空隙，所述第二导流板与所述壳体密封连接，且仅与所述底板形成供冷却介质流通的空隙。
11.根据权利要求9所述的尾气处理装置，其特征在于，相邻两块导流板之间的距离与所述分流管的长度的比值在1:4-1:6之间。
12.一种太阳能电池扩散设备尾气处理系统，其特征在于，包括依次连接在尾排管的出口处的集酸装置、过滤装置和真空泵，所述集酸装置为权利要求1-11中任一项所述的尾气处理装置。
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2022
- 2022-07-29 CN CN202210911189.4A patent/CN115382340A/zh active Pending
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