[實用新型]一種硅烷尾氣載氣、安全處理系統

有效

• 申請號: 201720927834.6
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN206958939U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 崔永祥
• 申請（專利權）人: 中建凱德電子工程設計有限公司
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06
• 代理公司: 成都中亞專利代理有限公司51126
• 代理人: 陳亞石

技術領域

本實用新型涉及廢氣處理領域，尤其是一種硅烷尾氣載氣、安全處理系統。本系統同樣能應用于氫氣和有毒氣體的載氣排放。

背景技術

光伏行業的電池線生產過程中，會經常使用到刻蝕機，PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition---等離子增強化學氣相沉積法)工藝。在該環節中，會產生含有硅烷的尾氣，硅烷尾氣經過真空泵的尾氣排放口，進入尾氣處理管網。硅烷是無色、有大蒜惡心氣味的有毒氣體。硅烷會刺激眼睛，吸入高濃度的硅烷會引起頭痛、惡心、頭暈并刺激上呼吸道，還會刺激呼吸系統及粘膜，過度吸入硅烷會引起肺炎和腎病。硅烷的化學性質很活躍，與氧反應異常激烈，即使在-180攝氏度下也會猛烈反應。在與空氣接觸時會發生自燃，硅烷的爆炸極限為0.8%~98%，因此在硅烷的尾氣排放過程中，極易發生燃燒爆炸。在工業生產過程中，真空泵是間歇運行的，一般是運行幾個小時，再停泵幾個小時。在這個過程中，就會產生大量的硅烷尾氣滯留在排氣管道當中。再次啟動運行時，在設備廠房比較大、管網很多很復雜的情況下，各管路會互相干擾，然后在管網里面形成大量的硅烷富集氣體。由于它的爆炸下限僅為0.8%，該富集氣體一旦跟空氣接觸，極易造成硅烷尾氣管的爆炸事故，這是在以往的工業生產中一個非常常見的問題。

傳統的解決方案是將這個含有硅烷的尾氣管道引到廠房以外，同時設計一個負壓的抽風系統，并在室外安裝燃燒塔，讓硅烷燃燒處理掉，這個是目前半導體和太陽能電池行業普遍采用的方法。這個方法的缺點是能耗高，將硅烷尾氣噴到1000℃高溫的電熱盤或天然氣燃燒盤上，每小時消耗大量的天然氣，由此產生的熱負荷還需要做一個雨噴淋系統去冷卻它。整體來講，該系統建造成本、運行與維護成本均很高。德國采用了另一種吸附法來處理硅烷尾氣。在真空泵的出口緊接著安裝吸附劑過濾器，該過濾器為拋棄型，一個吸附罐成本約10萬人民幣，使用時間大概是半年，運行成本非常高。這種方法還會影響真空泵的壓力，影響排氣的順暢。

實用新型內容

鑒于上述問題，本實用新型在此提供一種硅烷尾氣載氣、安全處理系統，保證硅烷在燃燒前被充分稀釋，并且將稀釋后的硅烷送到室外，自燃分解；并保證硅烷燃燒產生的二氧化硅粉塵不會堵塞排氣管道；同時本實用新型也能夠實現節約天然氣和電力能源，節約冷卻水能源，大大降低生產成本的硅烷尾氣處理系統。

本實用新型是這樣實現的，構造一種硅烷尾氣載氣、安全處理系統，包括PECVD主設備、真空泵、連接PECVD主設備和真空泵的連接管道，以及連接于真空泵的尾氣排氣管，該尾氣排氣管再與尾氣排氣管網連接；所述尾氣排氣管開設有外接孔，在該外接孔上連接有氮氣管,同時在該氮氣管的另一端與氮氣源連接；

所述氮氣管分別安裝了微流量調節閥和浮子流量計。

優選地,所述微流量調節閥采用針閥。

優選地,所述浮子流量計帶有浮標和電子監控。

優選地,所述氮氣管采用304耐腐蝕不銹鋼管道。

本實用新型具體使用如下：

在真空泵的尾氣排氣口的主管起始端加一個小孔，將氮氣通過閥門導入真空泵的尾氣排氣管網系統。氮氣的流量通過閥門調節，在氮氣的送氣管道上加上浮子流量計帶流量電子顯示開關和報警系統。在每一個導入孔輸入氮氣，實現真空泵硅烷尾氣的運載，將其輸送到室外。這樣保證了真空泵的尾氣管道無論是在停產還是運行的時候都是微正壓，尾氣排氣管道里面只有氮氣，空氣進入不了管網。硅烷與氧氣的反應不會在尾氣管道內形成，避免了硅烷與氧氣的反應產物二氧化硅堵塞管網。氮氣作為運載氣體，將硅烷運載到室外，實現了硅烷在真空泵尾氣排氣過程中的安全運輸。在室外，被氮氣充分稀釋的硅烷尾氣于高處直接放空，硅烷遇到氧氣發生自燃，生成二氧化硅和水。這種含有氮氣的自燃分解反應，不會產生火星和火花。因為氮氣的摻雜，硅烷濃度被降低稀釋，整個反應過程，不會產生高溫。

本實用新型的硅烷尾氣載氣、安全處理系統具備浮子流量計，所述浮子流量計具備：浮標，在氮氣正常通過的時候，浮標會不斷跳動，提示現場巡視人員，系統正在正常安全運作；和電子監控，該電子監控具備遠程報警和流量記錄的功能，保證在遠程的控制中心也能監測到該載氣處理系統是否正常安全運行，同步提供現場就地聲光報警功能。

本實用新型的硅烷尾氣載氣、安全處理系統具備微流量調節閥，所述微流量調節閥為針閥，可以實現微小流量流體的流量控制，節約用氣又能隔絕空氣（針閥的調節范圍最大為8-10L/min，接近目標流量，而球閥難以有效達到這個精度）。