CN218901399U - 一种乙硅烷生产的尾气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种乙硅烷生产的尾气处理系统，包括：喷射混合器，喷射混合器的上侧设有第一进气口，喷射混合器的下侧设有第一出口，喷射混合器的上侧还设有喷嘴；反应罐，反应罐的上侧设有第二进口、第二出气口和进碱口；排气管，排气管的上侧设有第三排气口，排气管的下侧设有第三进气口。含有丙硅烷的尾气进入喷射混合器的喷淋腔内并向下流动，喷嘴向喷淋腔内喷射出碱液，碱液与尾气混合并一起向下落，可使碱液较好地与丙硅烷混合，提高反应吸收效果；然后碱液和尾气进入反应罐内，丙硅烷与碱液进行更充分地反应，提高对丙硅烷的吸收处理效果，通过喷射混合器喷淋混合、反应罐反应吸收的结构也较简单，简化尾气处理系统。

Description

一种乙硅烷生产的尾气处理系统

技术领域

本实用新型涉及乙硅烷生产技术领域，特别涉及一种乙硅烷生产的尾气处理系统。

背景技术

乙硅烷是太阳能电池、非晶硅膜等生产过程中化学沉积的重要原料，可应用于半导体生产中生长氮化硅膜、氧化硅膜等，具有沉积速度快、沉积温度低等优点。现有通过甲硅烷高温裂解反应生成乙硅烷的生产工艺，再经过后续的纯化工艺中得到高纯的乙硅烷。在提纯乙硅烷之后余下的尾气中含有丙硅烷，丙硅烷为可燃性有毒_，需要对丙硅烷进行处理后再排放尾气，避免产生危险和造成空气污染。现有对丙硅烷的尾气处理中，对丙硅烷的处理不够充分，或者处理设备比较复杂，本领域技术人员希望有一种尾气处理系统，能够对尾气处理比较充分，同时简化尾气处理的结构。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种乙硅烷生产的尾气处理系统，旨在解决现有技术中对丙硅烷的处理不够充分，或者处理设备比较复杂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种乙硅烷生产的尾气处理系统，包括：

喷射混合器，其内侧设有喷淋腔，所述喷射混合器的上侧设有第一进气口，所述喷射混合器的下侧设有第一出口，所述喷射混合器的上侧还设有喷嘴，所述第一进气口、所述第一出口和所述喷嘴均与所述喷淋腔连通，所述喷嘴设于所述第一进气口的下侧，所述喷嘴用于向所述喷淋腔内喷洒可与丙硅烷反应的碱液；

反应罐，其设于所述喷射混合器的下侧，所述反应罐的内侧设有反应腔，所述反应罐的上侧设有第二进口、第二出气口和进碱口，所述第二进口、所述第二出气口和所述进碱口均与所述反应腔连通，所述第一出口与所述第二进口连接；

排气管，其设于所述反应罐的上侧，所述排气管的上侧设有第三排气口，所述排气管的下侧设有第三进气口，所述第三进气口与所述第二出气口连接。

提纯乙硅烷之后、含有丙硅烷的尾气从第一进气口进入喷射混合器的喷淋腔内并向下流动，喷嘴向喷淋腔内喷射出碱液，碱液与尾气混合并一起向下落，可使碱液较好地与丙硅烷混合，提高反应吸收效果；然后碱液和尾气从第一出口和第二进口进入反应罐内，反应罐的反应腔内也装有碱液，由于在喷射混合器中尾气较好地与碱液混合，尾气在反应罐内也更容易进入碱液中，使尾气中的丙硅烷与碱液进行更充分地反应，提高对丙硅烷的吸收处理效果；尾气经过与碱液的反应吸收后，从第二出气口和第三进气口进入排气管中，从第三排气口排出，从而可使所排出的尾气中丙硅烷的含量达到排放标准，而且通过喷射混合器喷淋混合、反应罐反应吸收的结构也较简单，简化尾气处理系统。

优选地，所述尾气处理系统还包括循环管和循环泵，所述反应罐上还设有均与所述反应腔连通的循环入口和循环出口，所述循环管设于所述反应罐的外侧，所述循环管的两端分别与所述循环入口和所述循环出口连接，所述循环入口设于靠近所述第二出气口的一侧，所述循环出口设于靠近所述第二进口的一侧，所述循环泵设于所述循环管上。

反应腔中的碱液可通过循环管和循环泵循环流动，碱液在反应腔内从第二进口的一侧向第二出气口的一侧流动，位于靠近第二出气口一侧的碱液也从循环入口进入循环管，从循环出口返回至靠近第二进口的一侧，从而可加快反应腔内碱液的流动，使尾气与碱液的接触更多更充分，提高丙硅烷的吸收效果。

优选地，所述反应腔内设有折弯设置的过液通道，所述过液通道设于所述第二进口与所述第二出气口之间，所述过液通道具有过液进口和过液出口，所述过液进口设于靠近所述第二进口的一侧，所述过液出口设于靠近所述第二出气口的一侧。

碱液和尾气在从第二进口与第二出气口之间经过过液通道，折弯设置的过液通道可以在有限的空间内加长碱液和尾气流动的路径，延长反应时间，从而可提高丙硅烷的吸收效果，处理更充分。

优选地，所述反应腔的上侧壁上向下延伸有多个上板，所述上板的下端与所述反应腔的下侧壁之间设有第一间隙，所述反应腔的下侧壁上向上延伸有多个下板，所述下板的上端与所述反应腔的上侧壁之间设有第二间隙，多个所述上板和多个所述下板沿从所述第二进口的一侧到所述第二出气口的一侧的方向交替间隔排列，多个所述上板和多个所述下板之间形成所述过液通道。多个上板和多个下板交替间隔设置可形成折弯的过液通道。

优选地，所述反应罐上还设有酸碱度检测器，所述酸碱度检测器用于检测所述反应腔内液体的酸碱度。在碱液与丙硅烷反应后，碱液的浓度会下降，酸碱度检测器可检测反应腔内液体的酸碱度，方便生产操作人员监控和控制液体内的碱浓度，避免碱液浓度过低影响吸收效果。

优选地，所述尾气处理系统还包括抽液管和抽液泵，所述反应罐上设有与所述反应腔连通的抽液口，所述抽液管设于所述反应罐的外侧，所述抽液管的两端分别与所述抽液口和所述喷嘴连接，所述抽液泵设于所述抽液管上。抽液管和抽液泵可以抽取反应罐内的碱液作为喷射混合器的喷淋液，可方便控制反应罐内的碱液总量。

优选地，所述排气管上设有阻火器。排放的尾气中含有氢气，设置阻火器可避免氢气燃烧产生危险。

优选地，所述反应罐的下侧设有废液排放口，所述废液排放口设有废液排放阀。在反应一段时间后，反应罐内液体中的其它成分含量增多，影响碱液吸收丙硅烷，设置废液排放口排放反应罐内的废液，再通过进碱口补充新的碱液，保持较好的吸收效果。

优选地，所述尾气处理系统还包括进气缓冲罐，所述进气缓冲罐设有第四进气口和第四出气口，所述第四出气口与所述第一进气口连接。提纯乙硅烷之后、含有丙硅烷的尾气先从第四进气口进入缓冲罐内，尾气在缓冲罐中缓冲后再从第四出气口和第一进气口进入喷射混合器中，可以使进入喷淋腔内的尾气流量更稳定，使尾气与碱液的量相对稳定，提高尾气与碱液的混合反应效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

附图中：1-喷射混合器、11-喷淋腔、12-第一进气口、13-第一出口、14-喷嘴、2-反应罐、22-反应腔、24-第二出气口、25-进碱口、26-过液通道、261-过液进口、262-过液出口、263-上板、264-第一间隙、265-下板、266-第二间隙、27-酸碱度检测器、28-废液排放口、281-废液排放阀、3-排气管、31-第三排气口、33-阻火器、4-循环管、41-循环泵、42-循环入口、43-循环出口、5-抽液管、51-抽液泵、52-抽液口、6-缓冲罐、61-第四进气口、62-第四出气口。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示，诸如上、下、左、右、前、后等，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，一种乙硅烷生产的尾气处理系统，包括喷射混合器1、反应罐2和排气管3。

喷射混合器1的内侧设有喷淋腔11，喷射混合器1的上侧设有第一进气口12，喷射混合器1的下侧设有第一出口13，喷射混合器1的上侧还设有喷嘴14，第一进气口12、第一出口13和喷嘴14均与喷淋腔11连通，喷嘴14设于第一进气口12的下侧，喷嘴14用于向喷淋腔11内喷洒可与丙硅烷反应的碱液。碱液可采用氢氧化钠溶液，丙硅烷与氢氧化钠反应生产硅酸钠和氢气。

反应罐2设于喷射混合器1的下侧，反应罐2横向设置，反应罐2的内侧设有反应腔22，反应罐2的上侧设有第二进口、第二出气口24和进碱口25，第二进口、第二出气口24和进碱口25均与反应腔22连通，第一出口13与第二进口连接。进碱口25设置进碱阀门，进碱口25用于向反应腔22内加入碱液。

排气管3设于反应罐2的上侧，排气管3的上侧设有第三排气口31，排气管3的下侧设有第三进气口，第三进气口与第二出气口24连接。

提纯乙硅烷之后、含有丙硅烷的尾气从第一进气口12进入喷射混合器1的喷淋腔11内并向下流动，喷嘴14向喷淋腔11内喷射出碱液，碱液与尾气混合并一起向下落，可使碱液较好地与丙硅烷混合，提高反应吸收效果。然后碱液和尾气从第一出口13和第二进口进入反应罐2内，反应罐2的反应腔22内也装有碱液，由于在喷射混合器1中尾气较好地与碱液混合，尾气在反应罐2内也更容易进入碱液中，使尾气中的丙硅烷与碱液进行更充分地反应，提高对丙硅烷的吸收处理效果。尾气经过与碱液的反应吸收后，从第二出气口24和第三进气口进入排气管3中，从第三排气口31排出，从而可使所排出的尾气中丙硅烷的含量达到排放标准，而且通过喷射混合器1喷淋混合、反应罐2反应吸收的结构也较简单，简化尾气处理系统。

在一些具体实施例中，尾气处理系统还包括循环管4和循环泵41，反应罐2上还设有均与反应腔22连通的循环入口42和循环出口43，循环管4设于反应罐2的外侧，循环管4的两端分别与循环入口42和循环出口43连接，循环入口42设于靠近第二出气口24的一侧，循环出口43设于靠近第二进口的一侧，循环泵41设于循环管4上。

反应腔22中的碱液可通过循环管4和循环泵41循环流动，碱液在反应腔22内从第二进口的一侧向第二出气口24的一侧流动，位于靠近第二出气口24一侧的碱液也从循环入口42进入循环管4，从循环出口43返回至靠近第二进口的一侧，从而可加快反应腔22内碱液的流动，使尾气与碱液的接触更多更充分，提高丙硅烷的吸收效果。

在一些具体实施例中，反应腔22内设有折弯设置的过液通道26，过液通道26设于第二进口与第二出气口24之间，过液通道26具有过液进口261和过液出口262，过液进口261设于靠近第二进口的一侧，过液出口262设于靠近第二出气口24的一侧。

碱液和尾气在从第二进口与第二出气口24之间经过过液通道26，折弯设置的过液通道26可以在有限的空间内加长碱液和尾气流动的路径，延长反应时间，从而可提高丙硅烷的吸收效果，处理更充分。

进一步地，反应腔22的上侧壁上向下延伸有多个上板263，上板263的下端与反应腔22的下侧壁之间设有第一间隙264，反应腔22的下侧壁上向上延伸有多个下板265，下板265的上端与反应腔22的上侧壁之间设有第二间隙266，上板263的竖侧边和下板265的竖侧边均与反应腔22连接，多个上板263和多个下板265沿从第二进口的一侧到第二出气口24的一侧的方向交替间隔排列，多个上板263和多个下板265之间形成过液通道26。

多个上板263和多个下板265交替间隔设置可形成折弯的过液通道26，液体会经过相邻的上板263和下板265之间，以及从第一间隙264和第二间隙266通过。在另一些实施例中，折弯设置的过液通道26还可以为倾斜设置或回形设置，也能达到延长路径的效果。

在一些具体实施例中，反应罐2上还设有酸碱度检测器27，酸碱度检测器27用于检测反应腔22内液体的酸碱度。在碱液与丙硅烷反应后，碱液的浓度会下降，酸碱度检测器27可检测反应腔22内液体的酸碱度，方便生产操作人员监控和控制液体内的碱浓度，避免碱液浓度过低影响吸收效果。在酸碱度降低后，可通过进碱口25加入碱液，提高碱的浓度。

在一些具体实施例中，尾气处理系统还包括抽液管5和抽液泵51，反应罐2上设有与反应腔22连通的抽液口52，抽液管5设于反应罐2的外侧，抽液管5的两端分别与抽液口52和喷嘴14连接，抽液泵51设于抽液管5上。抽液管5和抽液泵51可以抽取反应罐2内的碱液作为喷射混合器1的喷淋液，可方便控制反应罐2内的碱液总量。

在一些具体实施例中，排气管3上设有阻火器33。排放的尾气中含有氢气，设置阻火器33可避免氢气燃烧产生危险。

在一些具体实施例中，反应罐2的下侧设有废液排放口28，所述废液排放口28设有废液排放阀281。在反应一段时间后，反应罐2内液体中的其它成分含量增多，影响碱液吸收丙硅烷。设置废液排放口28，打开废液排放阀281可排放反应罐2内的废液，再通过进碱口25补充新的碱液，保持较好的吸收效果。

在一些具体实施例中，尾气处理系统还包括进气缓冲罐6，进气缓冲罐6设有第四进气口61和第四出气口62，第四出气口62与第一进气口12连接。提纯乙硅烷之后、含有丙硅烷的尾气先从第四进气口61进入缓冲罐6内，尾气在缓冲罐6中缓冲后再从第四出气口62和第一进气口12进入喷射混合器1中，可以使进入喷淋腔11内的尾气流量更稳定，使尾气与碱液的量相对稳定，以免尾气量增大或减小而与碱液量不对应，提高尾气与碱液的混合反应效果。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种乙硅烷生产的尾气处理系统，其特征在于，包括：

喷射混合器(1)，其内侧设有喷淋腔(11)，所述喷射混合器(1)的上侧设有第一进气口(12)，所述喷射混合器(1)的下侧设有第一出口(13)，所述喷射混合器(1)的上侧还设有喷嘴(14)，所述第一进气口(12)、所述第一出口(13)和所述喷嘴(14)均与所述喷淋腔(11)连通，所述喷嘴(14)设于所述第一进气口(12)的下侧，所述喷嘴(14)用于向所述喷淋腔(11)内喷洒可与丙硅烷反应的碱液；

反应罐(2)，其设于所述喷射混合器(1)的下侧，所述反应罐(2)的内侧设有反应腔(22)，所述反应罐(2)的上侧设有第二进口、第二出气口(24)和进碱口(25)，所述第二进口、所述第二出气口(24)和所述进碱口(25)均与所述反应腔(22)连通，所述第一出口(13)与所述第二进口连接；

排气管(3)，其设于所述反应罐(2)的上侧，所述排气管(3)的上侧设有第三排气口(31)，所述排气管(3)的下侧设有第三进气口，所述第三进气口与所述第二出气口(24)连接。

2.如权利要求1所述的乙硅烷生产的尾气处理系统，其特征在于，所述尾气处理系统还包括循环管(4)和循环泵(41)，所述反应罐(2)上还设有均与所述反应腔(22)连通的循环入口(42)和循环出口(43)，所述循环管(4)设于所述反应罐(2)的外侧，所述循环管(4)的两端分别与所述循环入口(42)和所述循环出口(43)连接，所述循环入口(42)设于靠近所述第二出气口(24)的一侧，所述循环出口(43)设于靠近所述第二进口的一侧，所述循环泵(41)设于所述循环管(4)上。

3.如权利要求1所述的乙硅烷生产的尾气处理系统，其特征在于，所述反应腔(22)内设有折弯设置的过液通道(26)，所述过液通道(26)设于所述第二进口与所述第二出气口(24)之间，所述过液通道(26)具有过液进口(261)和过液出口(262)，所述过液进口(261)设于靠近所述第二进口的一侧，所述过液出口(262)设于靠近所述第二出气口(24)的一侧。

4.如权利要求3所述的乙硅烷生产的尾气处理系统，其特征在于，所述反应腔(22)的上侧壁上向下延伸有多个上板(263)，所述上板(263)的下端与所述反应腔(22)的下侧壁之间设有第一间隙(264)，所述反应腔(22)的下侧壁上向上延伸有多个下板(265)，所述下板(265)的上端与所述反应腔(22)的上侧壁之间设有第二间隙(266)，多个所述上板(263)和多个所述下板(265)沿从所述第二进口的一侧到所述第二出气口(24)的一侧的方向交替间隔排列，多个所述上板(263)和多个所述下板(265)之间形成所述过液通道(26)。

5.如权利要求1所述的乙硅烷生产的尾气处理系统，其特征在于，所述反应罐(2)上还设有酸碱度检测器(27)，所述酸碱度检测器(27)用于检测所述反应腔(22)内液体的酸碱度。

6.如权利要求1所述的乙硅烷生产的尾气处理系统，其特征在于，所述尾气处理系统还包括抽液管(5)和抽液泵(51)，所述反应罐(2)上设有与所述反应腔(22)连通的抽液口(52)，所述抽液管(5)设于所述反应罐(2)的外侧，所述抽液管(5)的两端分别与所述抽液口(52)和所述喷嘴(14)连接，所述抽液泵(51)设于所述抽液管(5)上。

7.如权利要求1所述的乙硅烷生产的尾气处理系统，其特征在于，所述排气管(3)上设有阻火器(33)。

8.如权利要求1所述的乙硅烷生产的尾气处理系统，其特征在于，所述反应罐(2)的下侧设有废液排放口(28)，所述废液排放口(28)设有废液排放阀(281)。

9.如权利要求1所述的乙硅烷生产的尾气处理系统，其特征在于，所述尾气处理系统还包括进气缓冲罐(6)，所述进气缓冲罐(6)设有第四进气口(61)和第四出气口(62)，所述第四出气口(62)与所述第一进气口(12)连接。

Images