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1 MCVD/PCVD工藝簡述

目前，石英光纖預(yù)制棒的制備主要采用氣相沉積法，普遍使用的有四種： MCVD、PCVD 、OVD和VAD。

其中、MCVD、PCVD工藝屬于管內(nèi)沉積，超純氧氣作為載氣（和反應(yīng)氣）將原料氣SiCl₄、摻雜劑GeCl₄、BCl₃等送入旋轉(zhuǎn)并被氫氧焰火炬加熱或等離子體的石英襯管內(nèi)，管內(nèi)的原料和摻雜劑在高溫作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成SiO₂玻璃體在石英管內(nèi)沉積，主要反應(yīng)如下：

SiCl₄ + O₂àSiO₂ + 2Cl₂↑           

GeCl₄ + O₂àGeO₂ + 2Cl₂↑    

4BCl₃ +3O₂à2B₂O₂ + 6Cl₂↑  

圖1   好科科技配套MCVD設(shè)備示意圖

管中玻璃體SiO₂顆粒不能完全沉積，隨殘余氣體和反應(yīng)生成的含Cl₂尾氣從管子尾端排出。進入后續(xù)的廢氣處理系統(tǒng)。在氫氧焰火炬快速復(fù)位過程中，氯化物蒸氣及SiF₄等會發(fā)生水解反應(yīng)，還會產(chǎn)生HCl及HF廢氣。

沉積效率ε與溫度梯度的關(guān)系如下：

ε = C*(1-T_e/T_r)                 

式中：  C為系數(shù)，有數(shù)據(jù)取0.8

T_e為氣流下游管壁的平衡溫度

T_r為氣相反應(yīng)的熱區(qū)溫度

2  MCVD工藝廢氣處理工藝

目前市場上對MCVD工藝廢氣的處理，根據(jù)除塵設(shè)備的不同可以分為干法和濕法兩種方式。

3.1 好科科技濕法洗滌系統(tǒng)

好科科技濕法廢氣處理，主要是包括：1）壓力緩沖罐，氣相沉積負壓波動要求很高；2）一級水洗噴淋塔或者是文氏管噴淋，主要是用來去除廢氣中的SiO₂粉塵；3）填料吸收塔，主要是通過循環(huán)噴淋堿液來吸收廢氣中的Cl₂；4）為了增加Cl₂的吸收效率，即減少吸收液中次氯酸的含量，增加H₂O₂或硫代硫酸鈉等還原劑，使ClO^-向Cl^-轉(zhuǎn)化；5）為了進一步除塵，防止一級水洗塔載帶的粉塵進入二級填料塔，有些也在一二級塔之間增加一個填料箱；6）可設(shè)置在線壓濾系統(tǒng)的；7）填料清洗，配備酸液清洗（醋酸），以增加清洗效果（水質(zhì)中的鈣離子）；8）變頻風(fēng)機。

Cl₂ + 2NaOH à 2NaClO + H₂O

NaClO + H₂O₂ à NaCl + H₂O +O₂↑    

圖2   好科科技MCVD洗滌塔

3.2 好科科技干法除塵+濕法洗滌系統(tǒng)

對于濕法廢氣處理，如果采用一般的噴淋柱，由于氣體氣速無法到達很高，噴淋霧化效果有限，則SiO₂的去除效率非常有限。如果采用文氏管噴淋，喉管處氣速應(yīng)提至最大50~180m/s，則系統(tǒng)壓損較大（7000Pa以上），運行費用較高，且喉管處應(yīng)設(shè)置調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)以適應(yīng)不同的風(fēng)量。

好科科技結(jié)合其超低排放布袋除塵技術(shù)和穩(wěn)壓技術(shù)，以及填料塔技術(shù)，使用干法布袋除塵去除廢氣中的SiO₂顆粒，即MCVD廢氣的干法處理工藝。

圖2  MCVD干法工藝示意圖

  好科科技MCVD/PCVD廢氣處理設(shè)備在行業(yè)內(nèi)獲得了廣泛和穩(wěn)定的應(yīng)用，歡迎來電垂詢。