[0001] 本实用新型涉及单丝SiC纤维的制备领域，具体涉及一种CVD方法制备SiC的尾气处理装置。

[0002] 连续碳芯/钨芯SiC纤维的制备工艺过程中，主要原料气包括氯硅烷、H2、Ar和气态烷烃等。所以，单丝SiC纤维的制备过程中产生的尾气主要包括未分解的氯硅烷、氯硅烷的中间产物、产物HCl、载气H2、稀释气体Ar和一些含有碳氢元素的焦油。未分解的氯硅烷、氯硅烷的中间产物以及反应产物HCl具有极强的腐蚀性，因此不能直接排出大气中。

[0003] 当前处理制备单丝连续SiC纤维尾气的方法主要以吸附和喷淋为主。吸附法时将多孔材料放置于密闭的空间里，借助排风设备将氯硅烷、氯硅烷中间产物以及液态HCl 通过含有多孔材料的设备最终实现尾气的净化。但是，吸附法的缺点是多孔材料吸附饱和后，使得颗粒间距变小最终阻塞尾气的排放使得尾气中的H2不能及时的排出，造成安全隐患和SiC纤维质量下降。喷淋法能够有效的处理尾气中的HCl和氯硅烷，但由于氯硅烷遇水极易发生化学反应成难溶的白色沉淀物，这种沉淀容易堵塞循环水管路，导致尾气处理效果降低。实用新型内容

[0004] 为了克服现有处理尾气技术壁垒，本实用新型提供一种CVD方法制备SiC的尾气处理装置，意在分阶段对尾气中的不同化学成分进行过滤、中和，最终能够安全、高效的完成尾气处理。

[0005] 本实用新型的技术方案是：

[0006] 一种CVD方法制备SiC的尾气处理装置，该装置设有低温冷凝系统、二次过滤系统、尾气排放系统、缓冲雾化系统，反应管通过反应管尾气出口与低温冷凝系统的冷凝箱尾气进入管相连，低温冷凝系统通过冷凝箱尾气排放管与二次过滤系统的三通接头相连，二次过滤系统的排气口通过管路与尾气排放系统的进气口相连，尾气排放系统的排气口与缓冲雾化系统的进气口相连。

[0007] 所述的CVD方法制备SiC的尾气处理装置，低温冷凝系统设有冷凝箱、冷凝箱尾气进入管、冷凝箱尾气排放管，冷凝箱的冷凝箱尾气进入管与反应管的反应管尾气出口之间通过塑料软管连接，连接软管的一端与冷凝箱尾气排放管连接，连接软管的另一端悬挂在二次过滤系统中的三通接头处。

[0008] 所述的CVD方法制备SiC的尾气处理装置，冷凝箱尾气进入管为一个或两个以上，冷凝箱尾气排放管为一个或两个以上，冷凝箱的冷凝箱尾气进入管底端通到冷凝箱的底部，冷凝箱尾气排放管的尾部位于冷凝箱的顶部，冷凝箱的下部设有冷凝液排放阀门，冷凝箱尾气进入管和冷凝箱尾气排放管上均设有阀门。

[0009] 所述的CVD方法制备SiC的尾气处理装置，二次过滤系统设有依次连接的三通接头、连接管和沉降箱，三通接头的中通为尾气收集口，沉降箱是由圆柱形箱体和圆台形箱体组成的一体结构，水平设置的圆柱形箱体两侧对称设置圆台形箱体。

[0010] 所述的CVD方法制备SiC的尾气处理装置，尾气排放系统设有风机底座、防爆风机，防爆风机固定于风机底座上。

[0011] 所述的CVD方法制备SiC的尾气处理装置，该装置包括：反应管、三通接头、连接管、沉降箱、防爆风机、尾气缓冲箱、雾化中和箱、循环水管路、连接软管、冷凝箱、碱液箱、耐腐蚀循环泵，具体结构如下：

[0012] 反应管的反应管尾气出口与冷凝箱的冷凝箱尾气进入管之间通过塑料软管相连通，冷凝箱的下部侧面设有冷凝液排放阀门，在冷凝箱尾气排放通道上依次设置三通接头、连接管、防爆风机、尾气缓冲箱、雾化中和箱，三通接头设置于冷凝箱的上方，连接软管下端与冷凝箱的冷凝箱尾气排放管相连接，连接软管上端与三通接头的中通端口相连接，所述中通端口为尾气收集口，用于尾气与空气中的水分充分混合；三通接头的右通端口与沉降箱之间通过连接管相通，沉降箱与雾化中和箱之间通过连接管相通，所述降箱与雾化中和箱之间连接管上设置防爆风机、尾气缓冲箱，循环水管路分别与雾化中和箱的上部和下部连通，在循环水管路位于下部的管路上安装碱液箱、耐腐蚀循环泵。

[0013] 本实用新型的优点和有益效果：

[0014] (1)本实用新型分阶段高效的将尾气中氯硅烷、未反应的氯硅烷和长链烃类气体处理吸收掉。

[0015] (2)本实用新型缓冲雾化系统有效的降低的气体的流速，使得尾气中的HCl与碱蒸汽充分的发生化学反应。

[0016] (3)本实用新型成本低廉，占地面积小，便于安装，对尾气处理效更佳。

[0019] 在具体实施过程中，本实用新型按照尾气中对环境污染程度进行分级处理，首先通过低温冷凝系统将尾气中大部分的氯硅烷和未反应完全的氯硅烷冷凝为液体，然后通过二次过滤系统将未冷凝的氯硅烷和未反应完全的氯硅烷与空气中的水分充分反应生成白色沉淀和HCl，最终尾气中的HCl通过尾气排放系统、缓冲雾化系统后被完全中和，实现对环境无污染排放。

[0020] (1)低温冷凝系统

[0021] 低温冷凝系统的主要功能是将气态氯硅烷和未反应完全的气态氯硅烷冷凝成为液态存放在冷凝箱中。低温冷凝系统主要包括冷凝箱、冷凝箱尾气进入管、冷凝箱尾气排放管，冷凝箱的冷凝箱尾气进入管与反应管的反应管尾气出口之间用塑料软管连接，将冷却液倒入到冷凝箱中的冷却液填充层中。将连接软管的一端与冷凝箱尾气排放管连接，连接软管的另一端悬挂在二次过滤系统中的三通接头处。

[0022] 冷凝箱尾气进入管为一个或两个以上，冷凝箱尾气排放管为一个或两个以上，可供多台SiC纤维制备设备同时使用，冷凝箱的冷凝箱尾气进入管底端通到冷凝箱的底部，冷凝箱尾气排放管的尾部位于冷凝箱的顶部，这种结构的进气方式能够更有效的将氯硅烷、未反映完全的氯硅烷和长链烃类冷凝为液体。其中，冷凝箱的下部设有冷凝液排放阀门，冷凝箱尾气进入管和冷凝箱尾气排放管上均设有阀门，冷凝箱采用耐腐蚀的钛合金材质制备，冷却液选用液氮或者干冰中的一种。

[0023] (2)二次过滤系统

[0024] 低温冷凝箱并不能完全的将氯硅烷、未反应完全的氯硅烷和长链烃类完全冷凝下来，所以设置了二次过滤系统。二次过滤系统的主要作用是将残留的氯硅烷和未反应完全的氯硅烷与空气中的水蒸气充分反应生成气态HCl和白色沉淀物，白色沉淀物被过滤下来，只留下HCl和对环境无污染的H2、Ar进入到下一环节。二次过滤系统主要包括依次连接的三通接头、连接管和沉降箱，三通接头、连接管为耐腐蚀PVC材质组成，三通接头的中通为尾气收集口，用于尾气与空气中的水分充分混合，水蒸气与氯硅烷生成的白色沉淀吸附在连接管的内表面上，白色沉淀经过连接管后沉降在颗粒沉降箱内，水蒸气与氯硅烷生成的HCl则会随管路进入到缓冲雾化系统参与中和反应。沉降箱是由PVC材质的圆柱形箱体和圆台形箱体组成的一体结构，用于沉降白色沉淀，水平设置的圆柱形箱体两侧对称设置圆台形箱体。

[0025] (3)尾气排放系统

[0026] 尾气排放系统的主要作用是将给尾气提供流通的动力，尾气排放系统主要包括风机底座、防爆风机，风机底座是由混凝土制作而成，用于固定防爆风机。

[0027] (4)缓冲雾化系统

[0028] 缓冲雾化系统主要包括尾气缓冲箱、雾化中和箱、耐腐蚀循环泵、碱液箱，尾气缓冲箱用于减缓尾气的流速，雾化中和箱的主要作用是中和尾气中的HCl。

[0029] 如图1所示，本实用新型CVD方法制备SiC的尾气处理装置，主要包括：反应管1、三通接头2、连接管3、沉降箱4、防爆风机5、尾气缓冲箱6、雾化中和箱7、循环水管路8、连接软管9、冷凝箱10、碱液箱11、耐腐蚀循环泵12，具体结构如下：

[0030] 反应管1的反应管尾气出口13与冷凝箱10的冷凝箱尾气进入管14之间通过塑料软管15相连通，冷凝箱10的下部侧面设有冷凝液排放阀门17，在冷凝箱尾气排放通道上依次设置三通接头2、连接管3、防爆风机5、尾气缓冲箱6、雾化中和箱7，三通接头2设置于冷凝箱10的上方，连接软管9下端与冷凝箱10的冷凝箱尾气排放管16相连接，连接软管9上端与三通接头2的中通端口相连接，所述中通端口为尾气收集口，用于尾气与空气中的水分充分混合。三通接头2的右通端口与沉降箱4之间通过连接管3相通，沉降箱4与雾化中和箱7之间通过连接管相通，所述降箱4与雾化中和箱7之间连接管上设置防爆风机5、尾气缓冲箱6，循环水管路8分别与雾化中和箱7的上部和下部连通，在循环水管路8位于下部的管路上安装碱液箱11、耐腐蚀循环泵12。

[0031] 结果表明，采用本实用新型经过三级过滤，可以高效地处理连续单丝SiC纤维工艺过程中排放的尾气。