[实用新型]一种硅烷尾气载气、安全处理系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及废气处理领域，尤其是一种硅烷尾气载气、安全处理系统。本系统同样能应用于氢气和有毒气体的载气排放。

背景技术

光伏行业的电池线生产过程中，会经常使用到刻蚀机，PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition---等离子增强化学气相沉积法)工艺。在该环节中，会产生含有硅烷的尾气，硅烷尾气经过真空泵的尾气排放口，进入尾气处理管网。硅烷是无色、有大蒜恶心气味的有毒气体。硅烷会刺激眼睛，吸入高浓度的硅烷会引起头痛、恶心、头晕并刺激上呼吸道，还会刺激呼吸系统及粘膜，过度吸入硅烷会引起肺炎和肾病。硅烷的化学性质很活跃，与氧反应异常激烈，即使在-180摄氏度下也会猛烈反应。在与空气接触时会发生自燃，硅烷的爆炸极限为0.8%~98%，因此在硅烷的尾气排放过程中，极易发生燃烧爆炸。在工业生产过程中，真空泵是间歇运行的，一般是运行几个小时，再停泵几个小时。在这个过程中，就会产生大量的硅烷尾气滞留在排气管道当中。再次启动运行时，在设备厂房比较大、管网很多很复杂的情况下，各管路会互相干扰，然后在管网里面形成大量的硅烷富集气体。由于它的爆炸下限仅为0.8%，该富集气体一旦跟空气接触，极易造成硅烷尾气管的爆炸事故，这是在以往的工业生产中一个非常常见的问题。

传统的解决方案是将这个含有硅烷的尾气管道引到厂房以外，同时设计一个负压的抽风系统，并在室外安装燃烧塔，让硅烷燃烧处理掉，这个是目前半导体和太阳能电池行业普遍采用的方法。这个方法的缺点是能耗高，将硅烷尾气喷到1000℃高温的电热盘或天然气燃烧盘上，每小时消耗大量的天然气，由此产生的热负荷还需要做一个雨喷淋系统去冷却它。整体来讲，该系统建造成本、运行与维护成本均很高。德国采用了另一种吸附法来处理硅烷尾气。在真空泵的出口紧接着安装吸附剂过滤器，该过滤器为抛弃型，一个吸附罐成本约10万人民币，使用时间大概是半年，运行成本非常高。这种方法还会影响真空泵的压力，影响排气的顺畅。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型在此提供一种硅烷尾气载气、安全处理系统，保证硅烷在燃烧前被充分稀释，并且将稀释后的硅烷送到室外，自燃分解；并保证硅烷燃烧产生的二氧化硅粉尘不会堵塞排气管道；同时本实用新型也能够实现节约天然气和电力能源，节约冷却水能源，大大降低生产成本的硅烷尾气处理系统。

本实用新型是这样实现的，构造一种硅烷尾气载气、安全处理系统，包括PECVD主设备、真空泵、连接PECVD主设备和真空泵的连接管道，以及连接于真空泵的尾气排气管，该尾气排气管再与尾气排气管网连接；所述尾气排气管开设有外接孔，在该外接孔上连接有氮气管,同时在该氮气管的另一端与氮气源连接；

所述氮气管分别安装了微流量调节阀和浮子流量计。

优选地,所述微流量调节阀采用针阀。

优选地,所述浮子流量计带有浮标和电子监控。

优选地,所述氮气管采用304耐腐蚀不锈钢管道。

本实用新型具体使用如下：

在真空泵的尾气排气口的主管起始端加一个小孔，将氮气通过阀门导入真空泵的尾气排气管网系统。氮气的流量通过阀门调节，在氮气的送气管道上加上浮子流量计带流量电子显示开关和报警系统。在每一个导入孔输入氮气，实现真空泵硅烷尾气的运载，将其输送到室外。这样保证了真空泵的尾气管道无论是在停产还是运行的时候都是微正压，尾气排气管道里面只有氮气，空气进入不了管网。硅烷与氧气的反应不会在尾气管道内形成，避免了硅烷与氧气的反应产物二氧化硅堵塞管网。氮气作为运载气体，将硅烷运载到室外，实现了硅烷在真空泵尾气排气过程中的安全运输。在室外，被氮气充分稀释的硅烷尾气于高处直接放空，硅烷遇到氧气发生自燃，生成二氧化硅和水。这种含有氮气的自燃分解反应，不会产生火星和火花。因为氮气的掺杂，硅烷浓度被降低稀释，整个反应过程，不会产生高温。

本实用新型的硅烷尾气载气、安全处理系统具备浮子流量计，所述浮子流量计具备：浮标，在氮气正常通过的时候，浮标会不断跳动，提示现场巡视人员，系统正在正常安全运作；和电子监控，该电子监控具备远程报警和流量记录的功能，保证在远程的控制中心也能监测到该载气处理系统是否正常安全运行，同步提供现场就地声光报警功能。

本实用新型的硅烷尾气载气、安全处理系统具备微流量调节阀，所述微流量调节阀为针阀，可以实现微小流量流体的流量控制，节约用气又能隔绝空气（针阀的调节范围最大为8-10L/min，接近目标流量，而球阀难以有效达到这个精度）。