CN216259941U - 一种大型水洗式废气处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大型水洗式废气处理设备，包括底座，底座上设有水箱和多级喷淋水洗系统，水箱的顶部一侧设有进气口，水箱内依次设置一级喷淋水洗区、循环水储存区、二级喷淋水洗区和除雾区，一级喷淋水洗区和二级喷淋水洗区的顶部对应设置多级喷淋水洗系统的喷头，一级喷淋水洗区、循环水储存区、二级喷淋水洗区和除雾区中相邻两者之间分别设有填充料隔板，在填充料隔板上设置填充料，进气口的一侧连接进气鼓风机，除雾区的一侧连接排气鼓风机，排气鼓风机连接出气口，进气鼓风机和排气鼓风机与PLC控制器连接。本实用新型保证废气流量在一个恒定和安全的水平，且通畅的流经各个废气处理区，满足客户真空排气要求。

Description

一种大型水洗式废气处理设备

技术领域

本实用新型属于半导体、太阳能、薄膜电池、TFT等生产制造过程中的废气处理设备，尤其涉及一种大型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。

水洗式废气处理设备主要用于处理刻蚀(Etch)等工艺中使用到的氯气(Cl₂)、氯化氢(HCl)、二氯二氢硅(DCS)、三氯氢硅(TCS)、溴化氢(HBr)、氨气(NH₃)等有毒有害气体。废气由进气口进入水箱，经喷淋水洗吸附后从出气口离开，由于废气在水箱内分布不均匀，影响废气处理的效率，特别是废气处理量较大时，废气流量需要保持在恒定和安全的水平。

实用新型内容

本实用新型的目的是在大型水洗式废气处理设备中内置负压系统，当废气从进气口进入时，进气鼓风机吹散废气，保证废气流量在一个恒定和安全的水平，且通畅的流经各个废气处理区，排气鼓风机可以设定所需的速度，满足客户真空排气要求。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种大型水洗式废气处理设备，包括底座，所述底座上设有水箱和多级喷淋水洗系统，所述水箱的顶部一侧设有进气口，所述水箱内依次设置一级喷淋水洗区、循环水储存区、二级喷淋水洗区和除雾区，所述一级喷淋水洗区和所述二级喷淋水洗区的顶部对应设置多级喷淋水洗系统的喷头，所述一级喷淋水洗区、循环水储存区、二级喷淋水洗区和除雾区中相邻两者之间分别设有填充料隔板，在填充料隔板上设置填充料，所述进气口的一侧连接进气鼓风机，所述除雾区的一侧连接排气鼓风机，所述排气鼓风机连接出气口，所述进气鼓风机和所述排气鼓风机与PLC控制器连接。

优选的，还包括进气口压差计和出气口压差计，所述进气口压差计和所述出气口压差计与所述PLC控制器连接。

优选的，所述一级喷淋水洗区、循环水储存区、二级喷淋水洗区和除雾区依次连通，形成U型废气处理通道。

优选的，所述多级喷淋水洗系统包括进水口、进水阀、循环水口、循环水阀、水泵、排水口、排水阀，所述进水口通过所述进水阀、进水管路与所述喷头连接，所述循环水口设置在所述循环水储存区一侧，所述循环水口通过所述水泵、所述循环水阀、循环水管路与所述喷头连接，所述排水口通过所述排水阀与循环水管路连接。

优选的，所述水箱外侧设有四位浮子式水位控制器，所述四位浮子式水位控制器与所述PLC控制器连接。

优选的，所述水箱的两侧分别设有大尺寸维护窗口。

优选的，所述水箱为不锈钢材质，内表面涂覆聚四氟乙烯防腐保护层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型内置负压系统，当废气从进气口进入时，进气鼓风机吹入气体，可有效保证废气流量在一个恒定和安全的水平，且通畅的流经废气处理设备，排气鼓风机可以设定所需的速度，满足客户的真空排气要求。

2、水箱多空间结构-两级喷淋系统及喷淋填充料，为废气提供U型长行程路径，让废气与水充分接触，处理效率高达99.99％。

3、出气口除雾区-避免酸性水气进入酸排管而腐蚀管道，节省管道维护成本。

4、水箱大尺寸维护窗口-保障水箱内多空间无死角清洗的便捷性。

5、四位浮子式水位控制器采用独立安装空间，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(粉尘造成浮子卡住而失灵)。与超声波液位传感器相比，成本减少80％。

6、本实用新型采用不锈钢大体积水箱，可有效预防运输过程或使用过程中的破损，内部采用聚四氟乙烯防腐保护层，可有效抵御强酸液体对水箱的腐蚀。

7、本实用新型的废气处理量可达3000LPM，一台顶多台，整体设备成本低，占地空间小。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为负压系统的示意图；

图3为水箱的内部结构示意图。

具体实施方式

以下通过实施例对本实用新型的具体技术方案进行清楚、完整的描述，应当说明的是，以下的实施例仅能用来解释本实用新型的技术方案而不能解释为是对本实用新型的限制。

实施例一

参见图1至图3，大型水洗式废气处理设备，包括底座，底座分为左侧托盘101和右侧托盘103，左侧托盘上主要设置多级喷淋水洗系统，右侧托盘上主要设置水箱106，水箱的顶部一侧设有进气口107，水箱内依次设置一级喷淋水洗区301、循环水储存区302、二级喷淋水洗区304和除雾区307，一级喷淋水洗区的顶部对应设置多级喷淋水洗系统的喷头303，二级喷淋水洗区的顶部对应设置多级喷淋水洗系统的喷头311，一级喷淋水洗区和循环水储存区之间设有填充料隔板306，循环水储存区和二级喷淋水洗区之间设有填充料隔板308，二级喷淋水洗区和除雾区之间设有填充料隔板313，在填充料隔板306和填充料隔板308上设置水洗填充料310，在填充料隔板313上设置除雾填充料314，进气口的一侧连接进气鼓风机112，除雾区的一侧连接排气鼓风机111，排气鼓风机连接出气口110，进气鼓风机和排气鼓风机与PLC控制器201连接。

参见图2，在本实施例中，负压系统包括进气鼓风机112、排气鼓风机111、进气口压差计203和出气口压差计202，进气口压差计和出气口压差计与PLC控制器201连接。通常进、出气口压力设定为-1～0kPa，当废气进入水箱时，进气口107旁的进气鼓风机112吹入空气，用来保持气体流量在一个恒定和安全的水平；排气鼓风机111可以设定叶片所需的旋转速度，以满足客户的真空排气要求。设备运行时，PLC控制器201时刻读取进气口差压计203和出气口差压计202的数据，压力超出预设值时，设备自动报警，此时可通过调整进气鼓风机112风量和排气鼓风机111叶片旋转速度，让其压力恢复至-0.5kPa左右即可。从而时刻保障废气的流动性，维持一个恒定和安全的流量水平，满足客户的真空排气要求。

参见图3，在本实施例中，水箱106的顶部一侧设有进气口107，进气口的一侧设有进气鼓风机接口104，水箱的两侧分别设有大尺寸维护窗口305、309，除雾区的一侧设有排气鼓风机连接法兰315。水箱内部为多空间结构，由隔板312和多个填充料隔板分成四个功能区域，一级喷淋水洗区301由水箱盖板316、隔板312、填充料隔板306、水箱侧板围成的空间，内置水洗填充料310，完成废气的初步处理。循环水储存区302为填充料隔板306和填充料隔板308以下的空间，用于循环水的储存，废气从一级喷淋水洗区301流经循环水储存区302到达二级喷淋水洗区304。二级喷淋水洗区304由隔板312、填充料隔板308、填充料隔板313、水箱侧板围成的空间，内置水洗填充料310，完成废气的最终处理。除雾区307由水箱盖板、隔板312、填充料隔板313、水箱侧板围成的空间，内置除雾填充料314，防止酸性水雾由出气口110进入客户端排气管道，造成对管道的腐蚀。一级喷淋水洗区、循环水储存区、二级喷淋水洗区和除雾区依次连通，形成U型废气处理通道，为废气提供U型长行程路径，让废气与水充分接触，处理效率高达99.99％。

废气由进气口107进入一级喷淋水洗区301，一级喷淋水洗区301填满PVC球状水洗填充料310，用于增加废气与水的接触面积，提升废气处理效率；盖板均匀安装多个喷头303，喷出来的水雾全区域覆盖废气流经截面。一级喷淋水洗区301为一级喷淋系统，完成废气的初步处理。随即废气流经循环水储存区302，到达二级喷淋水洗区304(与一级喷淋水洗区301类似)，二级喷淋水洗区对废气进行最终处理。处理后气体流入除雾区307，除雾后由排气鼓风机连接法兰315流出水箱。

参见图1，水箱106外部侧壁上设有四位浮子式水位控制器102，四位浮子式水位控制器与PLC控制器201连接。四位浮子式水位控制器102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。当水位触发低水位浮子时，PLC控制器打开进水阀，新鲜水进入，当水位到达高水位时，进水阀关闭；水位在低水位与高水位之间时，设备正常运行；当水位超过高水位时，PLC控制器打开排水阀，设备排水至正常水位后关闭排水阀。

四位浮子式水位控制器102安装在水箱106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。

参见图1，多级喷淋水洗系统包括进水口113、进水阀114、循环水口119、循环水阀118、水泵123、排水口115、排水阀117，进水口通过进水阀、进水管路与喷头连接，进水口的新鲜水输送到各喷头，形成新鲜水供应管路，此管路只在设备初始启动和补充新鲜水时才使用，循环水口设置在循环水储存区一侧，循环水口通过水泵、循环水阀、循环水管路与喷头连接，排水口通过排水阀与循环水管路连接。各喷头喷出的水经过水洗填充料后，落入循环水储存区，形成循环水回路。在水泵和各喷头之间的循环水管路中还设置一个压力开关120，压力开关与PLC控制器201相连，由PLC控制器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。

新鲜水/循环水工作原理

1、设备开启，进水阀114打开，排水阀117关闭；

2、新鲜水通过单向阀116及各管路/接头从由令109处进入喷淋管路108，从而进入水箱106；

3、通过四位浮子式水位控制器102感应，当水位到达高水位时，进水阀114关闭，排水阀117关闭；

4、水泵123将水箱106内循环水储存区的水从循环水口119抽出，依次途径手动阀122、水泵123、手动阀121、循环水阀118及各管路/接头从由令105处进入喷淋管路108进行循环喷淋；

5、系统设定45分钟为一个循环，当时间到达后循环水阀118关闭，进水阀114和排水阀117打开，此时将水箱106内酸性液体由排水口115排出，新鲜水由进水口113进入，新鲜水持续时间设定为5分钟后关闭进水阀114，打开循环水阀118，关闭排水阀117；

6设备按1～5步循环运行。

水箱为设备的主要零部件，需满足防腐要求、强度要求、各零件的安装配合及功能要求。在防腐和强度要求上采用不锈钢316L材质，内部涂覆聚四氟乙烯防腐保护层，在保障水箱强度的同时可以有效的防止酸碱性气体和液体对水箱的腐蚀。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以省略、等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大型水洗式废气处理设备，包括底座，所述底座上设有水箱(106)和多级喷淋水洗系统，所述水箱的顶部一侧设有进气口(107)，其特征在于，所述水箱内依次设置一级喷淋水洗区(301)、循环水储存区(302)、二级喷淋水洗区(304)和除雾区(307)，所述一级喷淋水洗区和所述二级喷淋水洗区的顶部对应设置多级喷淋水洗系统的喷头，所述一级喷淋水洗区、循环水储存区、二级喷淋水洗区和除雾区中相邻两者之间分别设有填充料隔板，在填充料隔板上设置填充料，所述进气口的一侧连接进气鼓风机(112)，所述除雾区的一侧连接排气鼓风机(111)，所述排气鼓风机连接出气口(110)，所述进气鼓风机和所述排气鼓风机与PLC控制器(201)连接。

2.根据权利要求1所述的一种大型水洗式废气处理设备，其特征在于，还包括进气口压差计(203)和出气口压差计(202)，所述进气口压差计和所述出气口压差计与所述PLC控制器(201)连接。

3.根据权利要求1所述的一种大型水洗式废气处理设备，其特征在于，所述一级喷淋水洗区、循环水储存区、二级喷淋水洗区和除雾区依次连通，形成U型废气处理通道。

4.根据权利要求1所述的一种大型水洗式废气处理设备，其特征在于，所述多级喷淋水洗系统包括进水口(113)、进水阀(114)、循环水口(119)、循环水阀(118)、水泵(123)、排水口(115)、排水阀(117)，所述进水口通过所述进水阀、进水管路与所述喷头连接，所述循环水口设置在所述循环水储存区一侧，所述循环水口通过所述水泵、所述循环水阀、循环水管路与所述喷头连接，所述排水口通过所述排水阀与循环水管路连接。

5.根据权利要求1所述的一种大型水洗式废气处理设备，其特征在于，所述水箱外侧设有四位浮子式水位控制器(102)，所述四位浮子式水位控制器与所述PLC控制器连接。

6.根据权利要求1所述的一种大型水洗式废气处理设备，其特征在于，所述水箱的两侧分别设有大尺寸维护窗口。

7.根据权利要求1所述的一种大型水洗式废气处理设备，其特征在于，所述水箱为不锈钢材质，内表面涂覆聚四氟乙烯防腐保护层。

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