一種用于cvd/cvi工藝的尾氣處理方法及設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及尾氣處理裝置領域，具體涉及一種用于CVD/CVI工藝的尾氣處理方法及設備。
【背景技術】
[0002]在利用化學氣相沉積/化學氣相滲透(簡稱CVD/CVI)制備復合材料時，尾氣處理是一難題。陶瓷基復合材料是代替金屬材料的一種新型材料，具有耐高溫、耐腐蝕、低密度、高強度的杰出優(yōu)點，在航空、航天、武器裝備等領域有著廣闊的應用前景。在CVD/CVI制備陶瓷基復合材料過程中，爐內通入H2、Ar及有機硅烷，發(fā)生多級反應后的尾氣中包含未分解的有機硅烷、反應產物HC1、分解產物焦油、沉淀產物粒子、載氣H2和稀釋Ar等。反應產物中的烴類、焦油等會隨著尾氣溫度下降而液化成粘度較大有機物附著在管道、閥門、真空泵等器件內壁上，影響活動構件的運動及控制功能，造成系統(tǒng)密封效果下降。另外，粘度較大的有機物還會影響泵油流動性，導致真空泵轉子的運轉能力下降，造成真空泵抽力不足或者開啟困難(卡泵)以及真空泵異常磨損等現(xiàn)象，影響正常的制備工藝。因此，在前級除去粘度較大的有機物，不但能夠提高金屬器件的工作穩(wěn)定性，還能夠節(jié)省真空機組頻繁清理帶來的額外勞動力，現(xiàn)有的尾氣處理裝置不能充分的對固、液有機物進行過濾，且設備占用較大場地面積。

【發(fā)明內容】

[0003]為了降低尾氣中的雜質含量，減小尾氣對后續(xù)設備的損害，本發(fā)明提供一種可以在前級對尾氣中的固、液有機物進行充分過濾，可以大幅度的降低尾氣中固、液有機物的含量的用于CVD/CVI工藝的尾氣處理方法及設備。
[0004]一種用于CVD/CVI工藝的尾氣處理方法，其特殊之處在于:包括以下步驟:
[0005]I)初級過濾
[0006]尾氣從上至下流動，吸附油從下而上噴出，吸附油與尾氣形成逆向接觸，尾氣中的固液有機物被吸附油粘附進行初級過濾；
[0007]2) 二次過濾
[0008]帶有固液有機物的吸附油向下噴灑，部分粘附在有機物吸附組件上，部分穿過有機物吸附組件繼續(xù)向下流動；
[0009]經(jīng)初級過濾的尾氣繼續(xù)向下流動，流動過程中溫度不斷降低，又液化出新的固液有機物，經(jīng)有機物吸附組件時，被有機物吸附組件粘附或吸收進行二次過濾，
[0010]3)穿過有機物吸附組件的吸附油下落至吸附油面；
[0011]經(jīng)二次過濾的尾氣繼續(xù)向下流動，流動過程中溫度不斷降低，再次液化出新的固液有機物，再次接觸吸附油面時，被吸附油面粘附進行三次過濾，之后，排出。
[0012]上述有機物吸附組件為多個由上至下排列的子吸附組件組成。
[0013]一種用于CVD/CVI工藝的尾氣處理設備，包括依次相連的進氣管路、吸附裝置及排氣管路，其特殊之處在于:所述吸附裝置包括金屬罐體、設置在金屬罐體內的有機物吸附組件和油霧噴灑組件及吸附油，
[0014]所述金屬罐體上設置有尾氣入口和凈化氣出口，所述尾氣入口與進氣管路連接，所述凈化氣出口與排氣管路連接，
[0015]所述油霧噴灑組件的噴油口位于尾氣入口下方且朝向尾氣入口，所述油霧噴灑組件的進油口與吸附油相連通，所述有機物吸附組件位于噴油口的下方吸附油的上方，所述凈化氣出口低于機物吸附組件而高于吸附油油面；
[0016]放置在吸附組件下方的吸附油經(jīng)油霧噴灑組件提升至噴油口并從噴油口向上噴出，之后，部分經(jīng)有機物吸附組件吸附成為有機物吸附組件的一部分，部分回落至吸附油；尾氣從尾氣入口進入金屬罐體流經(jīng)噴油口處初步過濾并同時分離出部分固、液雜質，固、液雜質落于有機物吸附組件上，經(jīng)初步過濾的尾氣再進入有機物吸附組件進行二次過濾，之后接觸吸附油進行三次過濾，最后由凈化氣出口排出。
[0017]上述油霧噴灑組件包括依次連接的動力裝置、壓力管路及多個噴油器，所述多個噴油器的出口均為油霧噴灑組件的噴油口 ；
[0018]所述動力裝置包括壓力桶、活塞，所述壓力桶為金屬罐體底部的一個凹腔，所述活塞位于壓力桶內，所述活塞正對壓力桶的頂部，所述吸附油位于金屬罐體的底部，所述吸附油的液面高于壓力桶的頂部，所述壓力桶的頂部設置有一活頁，所述活頁與壓力桶上表面重合區(qū)域設置有一進油口，該進油口為油霧噴灑組件的進油口，
[0019]所述進油口與壓力管路的入口連接，所述尾氣入口設置在金屬罐體的頂部。
[0020]上述壓力桶、活塞的材質為高分子材料。
[0021]上述動力裝置還包括永磁鐵、電磁感應線圈、脈沖電流發(fā)生器，所述永磁鐵固定于活塞的下方，所述電磁感應線圈固定于壓力桶中且位于永磁鐵下方與永磁鐵相對，所述脈沖電流發(fā)生器與電磁感應線圈連接。
[0022]上述機物吸附組件包括多個平行的子吸附組件，多個子吸附組件沿金屬罐體高度方向依次設置，每個子吸附組件包括吸附坩禍、設置在吸附坩禍底部的多個相互平行的石墨碳氈條及設置在吸附坩禍底部及側面的多個通氣孔，
[0023]由上至下，多個子吸附組件中石墨碳氈條之間的間隙減小，相鄰兩個子吸附組件上的石墨碳氈條排列方向不同。
[0024]上述相鄰兩個吸附坩禍底部的通氣孔錯開設置，相鄰兩個子吸附組件上的石墨碳氈條排列方向垂直。
[0025]上述吸附坩禍邊緣向內開有多個凹槽，所述金屬罐體內由上至下設置有數(shù)量與吸附坩禍數(shù)量相同的承載平臺，所述承載平臺由設置在金屬罐體內壁上與凹槽相配合的凸臺組成，所述凸臺的上表面均在同一平面上。
[0026]上吸附纟甘禍高度為50mm?10mm,壁厚為10?15mm，且吸附i甘禍外周距金屬罐體內壁的距離為10?30mm ;所述石墨碳租條的高度與附i甘禍高度相同，所述石墨碳租條的寬度為10?15mm，所述吸附坩禍上的通氣孔直徑為10?20mm，且相鄰兩通氣孔中心軸線的距離為30?50mm。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，優(yōu)點是:
[0028]1、本發(fā)明利用尾氣在處理過程中溫度不斷降低的特點，設計了三級吸附，三級吸附之間相互協(xié)同，相互支持，其中一級吸附利用了吸附油與尾氣的逆接觸，延長了尾氣和油霧的混合時間，降低了尾氣的溫度，液化出的固、液有機物瞬間與吸附油粘接在一起落到坩禍中的碳氈上，提高了尾氣吸附能力；同時帶有機物的油霧落在不銹鋼坩禍中的碳氈條上后，增強了碳氈的粘結能力，尾氣通過碳氈之間的縫隙和通氣孔時，多層密度梯度的碳氈會再次對尾氣進行過濾，之后的尾氣排出金屬罐體時，罐底的吸附油也可以再次過濾。這種多級的過濾方式大幅度的降低尾氣中固、液有機物的含量，進而提高后續(xù)金屬器件的工作安全系數(shù)和成本。
[0029]2、本發(fā)明結構簡單緊湊，將多級過濾集于一個裝置中，減少場地占用面積。
[0030]3、本發(fā)明的尾氣處理設備中的油霧噴灑組件將將罐底的吸附油和多層坩禍過濾組件聯(lián)系起來，一是對高溫的尾氣中進行降溫，產生固液有機物；二是增強碳氈的吸附能力，如果不將吸附油噴灑在坩禍中的碳氈表面，那么多層坩禍組件過濾效率極其低下，長時間的尾氣沖刷，碳氈早已吸附飽和。
[0031]4、本發(fā)明尾氣處理設備采用耐高溫的高分子材料的壓力桶、活塞及壓力管路并結合電磁感應裝置實現(xiàn)吸附油上升，避免了尾氣中含有的固液氣等高溫腐蝕性物質對設備的損壞，其他金屬或機械裝置無法使用，要不被腐蝕，要不被堵塞。
[0032]5、本發(fā)明的有機物吸附組件采用多層、梯度石墨碳氈過濾尾氣，使得尾氣不得不通過狹小的縫隙，由于碳氈表面都是吸附油，極大地增加了有效吸附面積，這種梯度石墨片設計是為了防止最上面的坩禍堵塞，因為尾氣由上而下雜質濃度逐漸降低；其次，本發(fā)明的吸附坩禍底部及吸附坩禍和金屬罐體之間預留有通氣孔，從上到下相鄰兩坩禍內石墨碳氈片排列方向呈垂直關系且碳氈片的密度逐漸增加，可以保證通氣情況下，對固液有機產物進行充分的過濾。
[0033]6、本發(fā)明相鄰兩個吸附坩禍底部的通氣孔錯開設置，相鄰兩個子吸附組件上的石墨碳氈條排列方向垂直是為了防止尾氣及吸附油直接從通氣孔或碳氈間隙流走。
[0034]7、本發(fā)明吸附坩禍的高度和石墨碳氈的高度一樣高，高度的考慮是結合表面有油的碳氈吸附能力決定的(本公司正在使用)，高度決定尾氣通過石墨碳氈間隙的路徑長短；壁厚是從強度上考慮的；坩禍和金屬罐體的距離既要保證坩禍能順利取出，又要防止碳氈縫隙堵住使尾氣無法下行；通氣孔的數(shù)量及直徑大小是考慮到:既要保證尾氣暢通，又要保證多孔、多縫隙的過濾充分又要考慮不能堵塞碳氈縫隙和通氣孔。最后，本發(fā)明石墨碳氈條的寬度小于高度，將石墨碳氈條立起來放置，有利于氣體的正常流通。
[0035]8、本發(fā)明的承載臺作用只是給坩禍一個平臺，可以是多(3?5)個，它必須保證坩禍能從金屬罐體中出來，因為還要清理坩禍，更換罐底吸附油。本發(fā)明的承載臺結構簡單利于坩禍取出及承載。
【附圖說明】
[0036]圖1為一種用于CVD/CVI制備工藝中的尾氣處理設備的結構示意圖。
[0037]圖2為有機物吸附裝置(包括多層坩禍及內置密度梯度碳氈)三維結構示意圖。
[0038]附圖標記:1-法蘭，2