一种乙硼烷尾气处理装置的制作方法

本实用新型涉及气体处理领域，具体涉及一种乙硼烷尾气处理装置。

背景技术：

乙硼烷在室温时为气体，有恶臭，极纯的硼烷在干燥空气或氧气中并不能自燃，但如有微量杂质存在，就可立即发生自燃现象。因此制备硼烷时应当隔绝空气。乙硼烷是制备各种其他硼氢化合物的起始原料，可用为有机官能团的强还原剂，用于高纯度单晶硼的制备。在电子工业中乙硼烷作为气态杂质源、离子注入和硼掺杂氧化扩散的掺杂剂。由于硼和氢这两种元素都具有很高的燃烧热，所以硼氢化物氧化时可产生大量的热，燃烧时放出的热量约同等重量的汽油发热量的两倍，也可作为火箭或导弹使用的一种高能燃料。

由于乙硼烷具有较高的化学活性，容易与各种无机分子和有机分子起反应，因此在其生产、运输、使用及尾气处理过程中要尤为注意，尤其尾气处理时，一旦操作不当则会引起爆炸等潜在危险。

专利cn208911771u中提供了一种乙硼烷的尾气处理装置,能够克服现有尾气处理装置存在的问题，但乙硼烷尾气直接与乙硼烷处理液接触时，反应剧烈，容易失控。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种乙硼烷尾气处理装置，在尾气处理时可先用惰性气体对乙硼烷进行稀释，然后再进行处理，使处理过程变得容易控制，降低安全风险。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种乙硼烷尾气处理装置，包括乙硼烷尾气供给单元、脱氧水供给单元、吸收塔、吸收液储槽以及循环泵，所述吸收塔具有靠近其下端的进气口、靠近其上端的进液口以及设于底部的排液口，所述吸收塔的排液口和所述脱氧水供给单元连接所述循环泵的输入端，所述吸收塔的进液口和所述吸收液储槽连接所述循环泵的输出端，还包括惰性气体供给单元和气体混合单元，所述乙硼烷尾气供给单元和所述惰性气体供给单元连接至所述气体混合单元的入口，所述气体混合单元的出口与所述吸收塔的进气口连接。

进一步的，所述气体混合单元为文丘里真空发生器，所述文丘里真空发生器包括压缩空气供应口、排气口以及真空吸入口，所述乙硼烷尾气供给单元与所述文丘里真空发生器的真空吸入口连接，所述惰性气体供给单元与所述文丘里真空发生器的压缩空气供应口连接，所述文丘里真空发生器的排气口与所述吸收塔的进气口连接。

进一步的，所述乙硼烷尾气供给单元包括尾气源和尾气缓冲罐，所述尾气源与所述尾气缓冲罐连接，所述尾气缓冲罐与所述气体混合单元连接。

进一步的，所述乙硼烷尾气供给单元与所述气体混合单元之间设有尾气流量计，所述惰性气体供给单元与所述气体混合单元之间设有惰性气体流量计。

进一步的，所述气体混合单元与所述吸收塔之间设有阻火器。

进一步的，所述吸收塔内设有靠近其底部的曝气头，所述曝气头的入口与所述吸收塔的进气口连接。

进一步的，所述吸收塔内设有靠近其顶部的喷淋头，所述喷淋头的入口与所述吸收塔的进液口连接。

进一步的，所述吸收塔的排液口与所述循环泵之间设有过滤组件，所述过滤组件包括并联的过滤器。

进一步的，所述吸收塔的顶部设有放空口。

进一步的，所述吸收塔的放空口出口端连接至一阻火器。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1)本实用新型公开的乙硼烷尾气处理装置，利用惰性气体对乙硼烷尾气进行稀释，降低与水反应的剧烈程度，尾气处理过程反应易控制；

2)本实用新型公开的乙硼烷尾气处理装置，设置有惰性气体流量计、尾气流量计，可根据所测数据调整混合比例；

3)本实用新型公开的乙硼烷尾气处理装置，设置有尾气缓冲罐，以应对突发的大量尾气产生时尾气处理受制于装置的处理能力而直接排放，同时也可控制尾气的处理速率，并且可将尾气处理过程变为间歇性的以减少能耗、水耗；

4)本实用新型公开的乙硼烷尾气处理装置，设置的文丘里真空发生器，既提供了乙硼烷尾气进入吸收塔的动力，又提供了惰性气体对乙硼烷尾气稀释的场所；

5)本实用新型公开的乙硼烷尾气处理装置，设置的曝气头可将稀释后的混合气进一步切割、分散，使之以较小的气泡与脱氧水的接触，使反应更为缓和、均匀；

6)本实用新型公开的乙硼烷尾气处理装置，尾气处理过程生成的含硼固体和水溶解均可回收利用以制备各种硼化物；

7)本实用新型公开的乙硼烷尾气处理装置，设置在文丘里真空发生器与吸收塔间的阻火器可降低当吸收塔部分出现突发情况后，避免事故蔓延至生产、使用乙硼烷的装置，降低事故风险。

附图说明

图1是本实用新型公开的乙硼烷尾气处理装置的示意图。

具体实施方式

结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

参见图1，如其中的图例所示，一种乙硼烷尾气处理装置，包括乙硼烷尾气供给单元10、脱氧水供给单元20、吸收塔30、吸收液储槽40以及循环泵50，吸收塔30具有靠近其下端的进气口、靠近其上端的进液口以及设于底部的排液口，吸收塔30的排液口和脱氧水供给单元20连接循环泵50的输入端，吸收塔30的进液口和吸收液储槽40连接循环泵50的输出端，还包括惰性气体供给单元60和气体混合单元70，乙硼烷尾气供给单元10和惰性气体供给单元60连接至气体混合单元70的入口，气体混合单元70的出口与吸收塔30的进气口连接。

本实施例中优选的实施方式，气体混合单元70为文丘里真空发生器，文丘里真空发生器包括压缩空气供应口、排气口以及真空吸入口，乙硼烷尾气供给单元10与文丘里真空发生器的真空吸入口连接，惰性气体供给单元60与文丘里真空发生器的压缩空气供应口连接，文丘里真空发生器的排气口与吸收塔30的进气口连接。

本实施例中优选的实施方式，乙硼烷尾气供给单元10包括尾气源11和尾气缓冲罐12，尾气源11与尾气缓冲罐12连接，尾气缓冲罐12与气体混合单元70连接。

本实施例中优选的实施方式，乙硼烷尾气供给单元10与气体混合单元70之间设有尾气流量计81，惰性气体供给单元60与气体混合单元70之间设有惰性气体流量计82。

本实施例中优选的实施方式，气体混合单元70与吸收塔30之间设有阻火器83。

本实施例中优选的实施方式，吸收塔30内设有靠近其底部的曝气头31，曝气头31的入口与吸收塔30的进气口连接。

本实施例中优选的实施方式，吸收塔30内设有靠近其顶部的喷淋头32，喷淋头32的入口与吸收塔30的进液口连接。

本实施例中优选的实施方式，吸收塔30的排液口与循环泵50之间设有过滤组件，过滤组件包括并联的过滤器84。

本实施例中优选的实施方式，吸收塔30的顶部设有放空口。

本实施例中优选的实施方式，吸收塔30的放空口的出口端连接至一阻火器85。

本方案主要是使乙硼烷尾气通过惰性气体的稀释后再与脱氧水反应，以减轻乙硼烷反应时的剧烈程度，生成的含硼化合物及其溶液可回收利用以制备各种硼化物，生成的气体随稀释用惰性气体经阻火器后在吸收塔顶排放。

本方案提供的乙硼烷尾气处理装置主要包括尾气缓冲罐、文丘里真空发生器、惰性气体流量计、尾气流量计、曝气头、吸收塔、阻火器、过滤器和循环泵。生产、使用过程中产生的乙硼烷尾气，经尾气缓冲罐收集、缓冲后待处理。文丘里真空发生器借助于高速的惰性气体产生的负压将尾气缓冲罐内的乙硼烷尾气吸入并与惰性气体混合。惰性气体流量计、尾气流量计分别用于测量惰性气体、尾气的流量，可根据所测数据调整混合比例，曝气头置于吸收塔塔底，目的在于将稀释后的混合气进一步切割、分散，使之以较小的气泡与脱氧水的接触，使反应更为缓和、均匀。吸收塔主要为稀释后的乙硼烷与脱氧水提供反应空间，反应主要在吸收塔底部进行，若有未完全反应的乙硼烷，将沿塔内逐渐向上流动，与在塔顶循环入塔的脱氧水在塔内的填料上继续反应。稀释乙硼烷用的惰性气体将会对反应生成的气体再次稀释，并经过阻火器后在吸收塔顶排向大气。反应生成的含硼化合物被过量的脱氧水溶解，在吸收塔底由循环泵抽出，并在吸收塔上部打回塔内进行循环。当吸收塔塔底液位不够不足以覆盖曝气头时，循环泵入口切换至脱氧水供给单元，向吸收塔内补充未参与过反应的脱氧水。循环泵入口设置有并联的过滤器，反应生成的固体可通过过滤器进行排出。塔内溶解反应产物的脱氧水达到饱和后，也可通过循环泵出口管线的切换使之进入吸收液储槽。反应生成的含硼固体和水溶解均可回收利用以制备各种硼化物。出于安全考虑，在文丘里真空发生器与吸收塔间也设置有阻火器。惰性气体应采用高纯度的惰性气体，以避免在稀释乙硼烷的过程中就与乙硼烷剧烈反应。

工艺过程如下。首先使惰性气体通过文丘里真空发生器，使惰性气体穿过阻火器后借助于曝气头进入吸收塔，待惰性气体至曝气头这段管线内无水残留后，借助循环泵向吸收塔内加入脱氧水，直至吸收塔底液位高于曝气头后开启尾气缓冲罐出口阀，乙硼烷尾气将被吸入文丘里真空发生器并与惰性气体混合后被稀释，根据惰性气体流量计、尾气流量计所测数据调整混合比例，经过阻火器后由曝气头切割分散后在吸收塔塔底与脱氧水进行反应。若有未完全反应的乙硼烷，将沿塔内逐渐向上流动，与在塔顶循环入塔的脱氧水在塔内的填料上继续反应。稀释乙硼烷用的惰性气体将会对反应生成的气体再次稀释，并经过阻火器后在吸收塔顶排向大气。反应生成的含硼化合物被过量的脱氧水溶解，在吸收塔底由循环泵抽出，并在吸收塔上部打回塔内进行循环。反应生成的固体可通过循环泵入口设置的并联的过滤器组进行排出。

惰性气体选用高纯氮，通入文丘里真空发生器的压力为4.5atm，流量为126l/min，乙硼烷尾气进入文丘里真空发生器流量为5l/min，混合比例(体积比)为4％。被高纯氮稀释的乙硼烷经过阻火器后由曝气头切割分散后在吸收塔塔底与脱氧水进行反应。反应生成气随惰性气体经过阻火器后在吸收塔顶排向大气。反应生成的含硼固体通过泵入口设置的并联的过滤器排出。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。