一种制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及单丝连续SiC纤维的制备领域，具体是一种制备单丝连续SiC纤维过程产生尾气的处理装置。该装置设有由尾气密封连接系统、氯硅烷冷凝回收系统、氯化氢中和系统以及排气系统构成，尾气管密封连接系统分别与制备单丝连续SiC纤维反应管的尾气口以及氯硅烷冷凝回收系统连接，氯硅烷冷凝回收系统分别与尾气管密封连接系统以及氯化氢中和系统连接，氯化氢中和系统分别与氯硅烷冷凝回收系统以及排气系统连接，排气系统的进气端与氯化氢中和系统连接，经排气管导向高空。本实用新型专利技术可以解决现有制备单丝连续SiC纤维过程尾气处理装置效率低、稳定性差等问题，用于安全高效稳定地处理单丝连续SiC纤维制备过程排放的尾气。

A tail gas treatment device for preparing monofilament continuous SiC fiber

The utility model relates to the preparation field of monofilament continuous SiC fiber, in particular to a processing device for preparing monofilament continuous SiC fiber to produce tail gas. The device consists of a tail gas seal connection system, a chlorosilane condensing recovery system, a hydrogen chloride neutralization system and an exhaust system. The tail gas pipe seal connection system is connected with the tail gas port of the monofilament continuous SiC fiber reaction tube and the chlorosilane condensing recovery system. The chlorosilane condensing recovery system is respectively connected with the tail gas pipe density. The connecting system and the hydrogen chloride neutralization system are connected. The hydrogen chloride neutralization system is connected with the chlorosilane condensing recovery system and the exhaust system respectively. The intake end of the exhaust system is connected with the hydrogen chloride neutralization system, and the exhaust pipe is directed to the upper air. The utility model can solve the problems of low efficiency and poor stability of the existing single filament continuous SiC fiber process tail gas treatment device, and can be used for the safe, efficient and stable treatment of the exhaust gas emitted by the single filament continuous SiC fiber preparation process.

【技术实现步骤摘要】
一种制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置
本技术涉及单丝连续SiC纤维的制备领域，具体是一种制备单丝连续SiC纤维过程产生尾气的处理装置，用于安全高效稳定地处理单丝连续SiC纤维制备过程排放的尾气。
技术介绍
随着航空航天等高精尖科技领域的高速发展，对材料的性能提出更加苛刻的要求。传统材料性能已逐渐显现出无法满足发动机发展要求的颓势，这就要求开辟新的材料体系和工艺领域。金属基、金属间化合物基及陶瓷基复合材料作为传统高温材料的潜在替代品，已得到科学界的广泛关注。SiC纤维增强钛基复合材料是以单丝连续SiC纤维为增强体，以钛合金或钛铝金属间化合物为基体的一种结构复合材料，兼具增强体纤维和基体合金各自性能优势，具有高比强度、高比模量等物理性能，已经成为提高发动机推重比、降低飞机燃油消耗、提高航程等的技术关键，是提升下一代发动机整体性能的关键技术之一。单丝连续SiC纤维的制备方法是利用化学气相沉积法(CVD)，以有机硅化物和氢气为主要原料，经高温裂解，在载体芯材(钨芯或碳芯)沉积一定厚度的SiC。在制备过程中，新生成气体和多余原料气体，即尾气，会经尾气管排出，其排放流量是决定SiC纤维质量的重要因素之一，并且尾气中含有氯硅烷、氯化氢、氢气等有腐蚀性和易燃气体，利用现有的吸附或喷淋式尾气处理装置不能持续有效工作，其主要原因是氯硅烷极易与大气中的水反应，生成白色难溶物质，阻塞管道，影响尾气排放量及处理效果，进而导致SiC纤维质量下降和生产安全隐患。由上述可知，研制并使用安全高效稳定的尾气处理装置对保证SiC纤维质量和安全生产具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种制备单丝连续SiC纤维过程尾气的处理装置，解决现有制备单丝连续SiC纤维过程尾气处理装置效率低、稳定性差等问题。本技术的技术方案是：一种制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置，该装置设有：由尾气密封连接系统、氯硅烷冷凝回收系统、氯化氢中和系统以及排气系统构成，其中：(1)尾气管密封连接系统的首尾两端由密封法兰组成，分别与制备单丝连续SiC纤维反应管的尾气口以及氯硅烷冷凝回收系统连接；(2)氯硅烷冷凝回收系统由冷凝管、氯硅烷回收瓶和出气管组成，分别与尾气管密封连接系统以及氯化氢中和系统连接；(3)氯化氢中和系统由进气管、单向阀、喷淋箱、耐酸碱水泵和出气管组成，分别与氯硅烷冷凝回收系统以及排气系统连接；(4)排气系统由可调式单向阀、气体流量计、防爆风机、排气管和防水罩组成，进气端与氯化氢中和系统连接，经排气管导向高空。所述的制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置，该装置包括：密封接头、冷凝管、氯硅烷回收瓶、单向阀、喷淋箱、耐酸碱水泵、可调式单向阀、气体流量计、防爆风机、含防雨罩的排气管，具体结构如下：密封接头两端分别与SiC纤维反应管的尾气口和冷凝管的一端密封连接，冷凝管的另一端为三通结构的出气管，出气管的直通部分垂直于地面，直通部分的下端口连接氯硅烷回收瓶，直通部分的上端口通过不锈钢进气管与单向阀的一端连接，单向阀的另一端与装有碱液的喷淋箱和耐酸碱水泵组成的氯化氢中和系统相连接，单向阀的另一端与喷淋箱的一侧上部相通，喷淋箱的另一侧下部通过出气管与可调式单向阀的进气端连接，可调式单向阀连接气体流量计，气体流量计连接防爆风机的进风口，防爆风机的出风口与含防雨罩的排气管连接。所述的制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置，喷淋箱下方的耐酸碱水泵通过竖直的进液管与喷淋箱的底部相通，耐酸碱水泵通过开口朝向一侧的U型出液管伸至喷淋箱内的顶部。本技术的优点及有益效果是：1、本技术提供的制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置，该装置与尾气管密封连接；相对于非密闭式装置，能够有效避免环境中的水与尾气中氯硅烷反应生成白色难溶物，从而保证整体系统安全稳定运行。2、本技术装置同时具有氯硅烷冷凝回收系统和氯化氢中和系统，依次处理回收尾气中的氯硅烷和氯化氢；相对于现有吸附或喷淋的装置，更具有针对性，大幅提升处理效率。3、本技术装置具有调节尾气流速功能，能够满足现有制备单丝连续SiC纤维的生产工艺。4、本技术装置连接管路长度和角度均可调节，满足实际生产场地的安装。5、本技术装置各部件均可方便拆卸更换，利于维修保养。附图说明图1为本技术的装置结构示意图。图中：1密封接头；2冷凝管；3氯硅烷回收瓶；4单向阀；5喷淋箱；6耐酸碱水泵；61出液管；62进液管；7可调式单向阀；8气体流量计；9防爆风机；10含防雨罩的排气管；11、SiC纤维反应管。具体实施方式在具体实施过程中，制备单丝连续SiC纤维过程尾气主要成分为氯硅烷、氯化氢、氢气和氩气，其中处理难点是：(1)氯硅烷与空气中的水反应会生成白色难溶物质附着管道并阻碍尾气畅通；(2)氯化氢具有酸性易腐蚀管道及设备部件。本技术采用密闭隔绝外界空气，冷凝回收氯硅烷，中和处理氯化氢以及高空排放氢气和氩气的技术方案，由尾气密封连接系统、氯硅烷冷凝回收系统、氯化氢中和系统以及排气系统构成，具体功能结构如下：1、尾气管密封连接系统该系统的功能是密封连接尾气口和本技术装置，主体材质为耐酸不锈钢，首尾两端由密封法兰组成，分别与制备单丝连续SiC纤维反应管的尾气口以及氯硅烷冷凝回收系统连接；2、氯硅烷冷凝回收系统该系统的功能是冷凝和回收尾气中的氯硅烷，主体材质为耐酸不锈钢，由冷凝管、氯硅烷回收瓶和出气管组成，分别与尾气管密封连接系统以及氯化氢中和系统连接；3、氯化氢中和系统该系统的功能是中和回收尾气中的氯化氢，主体材质为耐酸不锈钢，由进气管、单向阀、喷淋箱、耐酸碱水泵和出气管组成，分别与氯硅烷冷凝回收系统以及排气系统连接；4、排气系统该系统的功能是调节控制尾气排放速度，主体材质为耐酸不锈钢，由可调式单向阀、气体流量计、防爆风机、排气管和防水罩组成，进气端与氯化氢中和系统连接，经排气管导向高空。如图1所示，本技术制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置，主要包括：密封接头1、冷凝管2、氯硅烷回收瓶3、单向阀4、喷淋箱5、耐酸碱水泵6、可调式单向阀7、气体流量计8、防爆风机9、含防雨罩的排气管10等，具体结构如下：密封接头1两端分别与SiC纤维反应管11的尾气口和冷凝管2的一端密封连接，冷凝管2的另一端为三通结构的出气管，出气管的直通部分垂直于地面，直通部分的下端口连接氯硅烷回收瓶3，直通部分的上端口通过不锈钢进气管与单向阀4的一端连接，单向阀4的另一端与装有碱液的喷淋箱5和耐酸碱水泵6组成的氯化氢中和系统相连接；其中，单向阀4的另一端与喷淋箱5的一侧上部相通，喷淋箱5下方的耐酸碱水泵6通过竖直的进液管62与喷淋箱5的底部相通，耐酸碱水泵6通过开口朝向一侧的U型出液管61伸至喷淋箱5内的顶部。喷淋箱5的另一侧下部通过出气管与可调式单向阀7的进气端连接，可调式单向阀7连接气体流量计8，气体流量计8连接防爆风机9的进风口，防爆风机9的出风口与含防雨罩的排气管10连接。本技术制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置，具体工作方式如下：如图1所示，制备单丝连续SiC纤维的尾气成分有氯硅烷、氯化氢、氢气和氩气，在防爆风机9的作用下，尾气从SiC纤维反应管11的尾气口首先经过密封接头1流向冷凝管2，通过冷凝分离出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置，其特征在于，该装置设有：由尾气密封连接系统、氯硅烷冷凝回收系统、氯化氢中和系统以及排气系统构成，其中：(1)尾气管密封连接系统的首尾两端由密封法兰组成，分别与制备单丝连续SiC纤维反应管的尾气口以及氯硅烷冷凝回收系统连接；(2)氯硅烷冷凝回收系统由冷凝管、氯硅烷回收瓶和出气管组成，分别与尾气管密封连接系统以及氯化氢中和系统连接；(3)氯化氢中和系统由进气管、单向阀、喷淋箱、耐酸碱水泵和出气管组成，分别与氯硅烷冷凝回收系统以及排气系统连接；(4)排气系统由可调式单向阀、气体流量计、防爆风机、排气管和防水罩组成，进气端与氯化氢中和系统连接，经排气管导向高空。

【技术特征摘要】
1.一种制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置，其特征在于，该装置设有：由尾气密封连接系统、氯硅烷冷凝回收系统、氯化氢中和系统以及排气系统构成，其中：(1)尾气管密封连接系统的首尾两端由密封法兰组成，分别与制备单丝连续SiC纤维反应管的尾气口以及氯硅烷冷凝回收系统连接；(2)氯硅烷冷凝回收系统由冷凝管、氯硅烷回收瓶和出气管组成，分别与尾气管密封连接系统以及氯化氢中和系统连接；(3)氯化氢中和系统由进气管、单向阀、喷淋箱、耐酸碱水泵和出气管组成，分别与氯硅烷冷凝回收系统以及排气系统连接；(4)排气系统由可调式单向阀、气体流量计、防爆风机、排气管和防水罩组成，进气端与氯化氢中和系统连接，经排气管导向高空。2.按照权利要求1所述的制备单丝连续SiC纤维的尾气处理装置，其特征在于，该装置包括：密封接头、冷凝管、氯硅烷回收瓶、单向阀、喷淋箱、耐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉敏，杨青，张国兴，张旭，杨丽娜，杨锐，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21