[实用新型]化学气相沉积炉尾气处理装置

说明书

一种化学气相沉积炉尾气处理装置，尾气管道的上端与化学气相沉积炉炉体连通；夹层结构的尾气管道的下端与焦油收集罐的入口连通。该焦油收集罐的出口与洗气罐的入口之间通过循环管道连通。在该尾气管道内圆周表面分布有多个螺旋排布的挡板，以层层拦截阻挡由化学气相沉积炉出来的高温反应尾气，使大部分尾气中的焦油、粉尘和碳黑等会由气态变为固态凝结在挡板或尾气管道壁上，防止大量焦油等副产物被快速吸入真空系统中，保持真空系统能够长时间连续运行。

技术领域

本发明涉及化学气相沉积炉，具体是一种用于化学气相沉积炉尾气的处理装置。

背景技术

碳基复合材料是一种具有特殊性能的复合材料，其主要制备方法是化学气相沉积工艺，该工艺是将碳纤维预制体放在化学气相沉积炉的工作区内，加热到900-1100℃，通入碳烃化合物如甲烷、丙烯等，碳烃化合物在高温下发生一系列裂解和聚合反应，形成一系列分子量大小不等，分子量分布范围很大的烃类产物体系等，这些产物中分子量大的部分附着在碳纤维预制体上，经脱氢反应后转变为沉积碳；其余部分则以气态的形式从化学气相沉积炉的工作区中排出，成为尾气进入排气系统。

化学气相沉积炉排气系统一般由排气管道、焦油罐、伺服阀、截止阀、真空泵等组成。最初始的排气系统带有循环冷却水，所以尾气经过排气系统时温度会逐渐降低；随着尾气温度快速降低，除过尾气中难以液化分子量很小的部分烃类以气体形式排出外，其余分子量较大的烃类尾气部分液化成粘度很大的焦油，甚至是固体焦油颗粒，附着在排气系统的管道、阀门和真空泵等器件内壁上，经过上百小时的积累，很容易导致尾气管道堵塞，阀门卡滞，以及真空泵抽气效率下降，导致正常生产被迫中止，此时需要停炉拆卸管道，使用电吹风或者加热棒来加热使焦油融化自然流出，必要时还需要使用有机溶剂来清洗焦油。后期经过改进关掉排气系统的循环冷却水后，以上情况并没有明显缓解。

为了消除尾气中焦油等污染物对化学气相沉积炉沉积炉的不利影响，北京百慕航材高科技股份有限公司在专利号为201120435175.7的实用新型专利中公开了《一种化学气相沉积炉尾气处理装置》，该装置利用两级冷却和三级过滤的方式来实现对化学气相沉积炉中副产物的处理，起到了一定的净化处理效果，但由于该装置中有丝网过滤罐和活性炭过滤罐，装置在运行一段时间后，丝网过滤罐和活性炭过滤罐十分容易堵塞，导致炉内气体无法顺利抽出，连续运行效果不够理想。

西安电炉研究所有限公司在申请号为201110356140.9的发明创造中公开了《一种气相CVI炉用三级过滤系统》，该装置采用冷凝板冷凝吸附加过滤袋、活性炭两级过滤的方式实现净化效果，由于装置中冷凝板冷凝吸附杂质后快速污染，冷凝效率急速下降，且冷凝袋、活性炭过滤装置也容易堵塞，影响该过滤装置连续运行。

北京百慕航材高科技股份有限公司在申请号为CN201120435175.7的发明创造中公开了《化学气相沉积炉用尾气处理装置》，该装置是设计一个该装置采用多级冷凝罐和活性炭过滤罐组成的，由于冷凝袋、活性炭过滤装置容易堵塞，影响该过滤装置连续运行。

西安航空制动科技有限公司在申请号为CN201210078238.7的发明创造中公开了《化学气相沉积炉用尾气处理装置》，该装置是设计一个由网状结构的焦油过滤器和波纹管组成的过滤装置，该装置不能完全过滤尾气中的焦油，长时间工作后焦油会污染真空泵影响抽气效率。

西安航空制动科技有限公司在申请号为CN201410211473.6的发明创造中公开了《一种CVI炉尾气处理装置》，该装置是设计一个由抽气管导流罩、导流扇和分离锥组成的一个离心分离系统，利用涡旋运动的离心筛分作用来分离出尾气中的大分子杂质，达到净化尾气的目标，由于化学气相沉积炉的尾气中含有一系列分子量大小不等，分子量分布范围很大的烃类产物，该分离装置结构复杂，内部棱角结构较多，在大分子烃类物质粘连在各部件上影响分离效果。

发明内容

为克服现有技术中存在的结构复杂、影响大分子烃类物质分离效果的不足，本发明提出了一种化学气相沉积炉尾气处理装置。