[发明专利]一种新式石墨纯化残余废气处理装置及工艺

权利要求书

1.一种新式石墨纯化残余废气处理装置，包括高温炉的排气管道(1)，其特征在于：所述高温炉的排气管道(1)的一端固定连接有废气进接口法兰(2)，所述高温炉的排气管道(1)的一侧外设置有第四箱体(19)，所述第四箱体(19)内设置有出气管(4)和冷却水(5)，所述出气管(4)的两端均贯穿第四箱体(19)的侧壁设置在第四箱体(19)外，所述出气管(4)内设置有废气进气阀(3)，所述出气管(4)设置在第四箱体(19)外的一端与废气进接口法兰(2)固定连接，所述出气管(4)设置在第四箱体(19)外的另一端固定连接有第一金属快接插头(7)，所述第四箱体(19)的一侧外设置有第三箱体(21)，所述第三箱体(21)内设置有多层活性炭过滤板(8)，所述多层活性炭过滤板(8)内设置有第一连接管(20)，所述第一连接管(20)的一端贯穿第三箱体(21)的侧壁设置在第三箱体(21)外，所述第一连接管(20)设置在第三箱体(21)外的一端与第一金属快接插头(7)固定连接，所述第三箱体(21)的一侧外设置有第二箱体(23)，所述第二箱体(23)内设置有固态氢氧化钠(11)和液态氢氧化钠(12)，所述液态氢氧化钠(12)设置在固态氢氧化钠(11)的下方，所述液态氢氧化钠(12)内设置有第二连接管(22)，所述第二连接管(22)的一端贯穿第二箱体(23)的侧壁设置在第二箱体(23)外，所述第二连接管(22)设置在第二箱体(23)外的一端贯穿第三箱体(21)的侧壁设置在第三箱体(21)内，所述第二箱体(23)的一侧外设置有第一箱体(18)，所述第一箱体(18)内设置有水(15)，所述水(15)内设置有第三连接管(24)，所述第三连接管(24)的一端贯穿第一箱体(18)的侧壁设置在第一箱体(18)外，所述第三连接管(24)设置在第一箱体(18)外的一端贯穿第二箱体(23)的侧壁设置在第二箱体(23)内，所述第一箱体(18)的侧壁固定连接有管体(25)。

2.根据权利要求1所述的一种新式石墨纯化残余废气处理装置，其特征在于：所述冷却水(5)内设置有冷却水温度计(6)。

3.根据权利要求1所述的一种新式石墨纯化残余废气处理装置，其特征在于：所述第三连接管(24)内设置有第二密封阀(13)，所述第三连接管(24)外固定连接有第三金属快接插头(14)。

4.根据权利要求1所述的一种新式石墨纯化残余废气处理装置，其特征在于：所述第二连接管(22)内设置有第一密封阀(10)，所述第二连接管(22)外固定连接有第二金属快接插头(9)。

5.根据权利要求1所述的一种新式石墨纯化残余废气处理装置，其特征在于：所述水(15)的水面处设置有氯含量电子测试计(16)。

6.根据权利要求1所述的一种新式石墨纯化残余废气处理装置，其特征在于：所述管体(25)内设置有第三密封阀(17)。

7.根据权利要求1所述的一种新式石墨纯化残余废气处理工艺，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将此装置整体与单晶硅炉排气管道连接，进气电磁阀处于关闭状态；

步骤二、单晶硅炉抽真空至10帕—10^-3帕，充入氩气至50000帕—140000帕，加热至1500℃—1850℃；

步骤三、温度升至工艺要求时，充入氯气，所充入的氯气量与步骤2所充入氩气量比例为3％—15％，然后静置恒温30min—90min；

步骤四、静置结束后，充入氩气和氯气的混合气，混合气进气流量为200ml/min—2000ml/min，二者比例为1:3％—1:15％，此过程为30min—150min，此过程维持工艺温度不变；

步骤五、当开始充入混合气时，废气进气阀打开，控制开度，使硅炉进气与出气达到平衡，维持炉内气压恒定；

步骤六、在维持工艺温度条件下，氯气与热场中的金属杂质生成的氯化物、石墨粉尘、酚、烃、氧化物等各种杂质，伴随流通气流通过排气管道进入废气纯化装置，先是在冷却排管中将废气进行冷却。如果冷却水温度高于60摄氏度，则关闭阀门，停止充入混合气，更换冷却水后再充气，开进气阀门；

步骤七、被冷却的废气，经过活性炭过滤，过滤掉各种酚、烃、粉尘、氯化物颗粒；

步骤八、剩余的废气经过密封阀进入氢氧化钠饱和溶液，废气里面的氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠和水，剩余的氩气经过密封阀流入纯水后排入大气；

步骤九、如果氢氧化钠饱和溶液失效，不能起到反应氯气的作用，则纯水中的氯离子含量被检测超过警戒值，废气进气阀、第二密封阀、第三密封阀自动关闭，同时总混合气进气阀也同时关闭，待更换氢氧化钠过饱和溶液与第一箱体的纯水后，再恢复氯气纯化工艺；

步骤十、待纯化工艺结束，关闭氯气进气，炉体开始降温，降温用时3h—12h。在此期间氩气流量维持在500ml/min—2000ml/min，将炉内的剩余气体赶入排气管道(由于氩气密度较大，可以沉入炉体底部由下向上挤压氯气)，一直到纯水中的氯离子测量值低于警戒值并维持不变，然后手动关闭氩气进气。此时随着管道内部气压变小，废气进气阀、第一密封阀、第二密封阀、第三密封阀自动关闭，与外界隔离；

步骤十一、此台设备石墨纯化废气处理装置使用结束，断开废气进接口法兰，然后将装置内的耗材进行更换，更换好后，将废气处理装置连接到其它需要纯化的设备接口。