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MCVD/PCVD废气处理设备

MCVD/PCVD工艺简述

目前,石英光纤预制棒的制备主要采用气相沉积法,普遍使用的有四种: MCVD、PCVD 、OVD和VAD。

其中、MCVD、PCVD工艺属于管内沉积,超纯氧气作为载气(和反应气)将原料气SiCl4、掺杂剂GeCl4、BCl3等送入旋转并被氢氧焰火炬加热或等离子体的石英衬管内,管内的原料和掺杂剂在高温作用下发生化学反应,生成SiO2玻璃体在石英管内沉积,主要反应如下:

SiCl4 + O2àSiO2 + 2Cl2↑           

GeCl4 + O2àGeO2 + 2Cl2↑    

4BCl3 +3O2à2B2O2 + 6Cl2↑  


图1   好科科技配套MCVD设备示意图

管中玻璃体SiO2颗粒不能完全沉积,随残余气体和反应生成的含Cl2尾气从管子尾端排出。进入后续的废气处理系统。在氢氧焰火炬快速复位过程中,氯化物蒸气及SiF4等会发生水解反应,还会产生HCl及HF废气。

沉积效率ε与温度梯度的关系如下:

ε = C*(1-Te/Tr)                 

式中:  C为系数,有数据取0.8

Te为气流下游管壁的平衡温度

Tr为气相反应的热区温度

2  MCVD工艺废气处理工艺

目前市场上对MCVD工艺废气的处理,根据除尘设备的不同可以分为干法和湿法两种方式。

3.1 好科科技湿法洗涤系统

好科科技湿法废气处理,主要是包括:1)压力缓冲罐,气相沉积负压波动要求很高;2)一级水洗喷淋塔或者是文氏管喷淋,主要是用来去除废气中的SiO2粉尘;3)填料吸取塔,主要是通过循环喷淋碱液来吸取废气中的Cl2;4)为了增加Cl2的吸取效率,即减少吸取液中次氯酸的含量,增加H2O2或硫代硫酸钠等还原剂,使ClO-向Cl-转化;5)为了进一步除尘,防止一级水洗塔载带的粉尘进入二级填料塔,有些也在一二级塔之间增加一个填料箱;6)可设置在线压滤系统的;7)填料清洗,配备酸液清洗(醋酸),以增加清洗效果(水质中的钙离子);8)变频风机。

Cl2 + 2NaOH à 2NaClO + H2O

NaClO + H2O2 à NaCl + H2O +O2↑    

图2   好科科技MCVD洗涤塔

3.2 好科科技干法除尘+湿法洗涤系统

对于湿法废气处理,如果采用一般的喷淋柱,由于气体气速无法到达很高,喷淋雾化效果有限,则SiO2的去除效率非常有限。如果采用文氏管喷淋,喉管处气速应提至最大50~180m/s,则系统压损较大(7000Pa以上),运行费用较高,且喉管处应设置调节结构以适应不同的风量。

好科科技结合其超低排放布袋除尘技术和稳压技术,以及填料塔技术,使用干法布袋除尘去除废气中的SiO2颗粒,即MCVD废气的干法处理工艺。

 

图2  MCVD干法工艺示意图

  好科科技MCVD/PCVD废气处理设备在行业内获得了广泛和稳定的应用,欢迎来电垂询。

 


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