甲酸工艺尾气处理装置和甲酸工艺焊接系统的制作方法

1.本发明涉及焊接加工技术领域，尤其涉及一种甲酸工艺尾气处理装置和甲酸工艺焊接系统。


背景技术：

2.甲酸，俗名蚁酸，是无色而有刺激性气味、易挥发的液体，弱电解质，熔点8.6℃，沸点100.8℃，酸性很强，有腐蚀性，能刺激皮肤起泡，是有机化工原料。甲酸为强还原剂，甲酸气自身在高温下能够通过化学反应消耗氧气形成无氧焊接，还能够通过还原反应使被氧化的金属表面还原，形成清洁金属表面。因此在半导体领域及其他焊接封装领域，作为清洗剂或还原剂，使用甲酸工艺的设备越来越多。
3.目前的甲酸工艺，在甲酸使用完成后，多采用直排式，即将甲酸直接排放到管路中，最终排放到空气中。由于甲酸是强酸，在空气中与人体接触会引起皮肤、粘膜的刺激症状，如炎症和溃疡等；接触后可引起结膜炎、眼睑水肿、鼻炎、支气管炎，重者可引起急性化学性肺炎。因此将甲酸不经过处理直接排放到空气中，会对空气造成污染，是对环境的极度不负责。


技术实现要素：

4.本发明提供一种甲酸工艺尾气处理装置和甲酸工艺焊接系统，用以解决现有技术中甲酸工艺使用完成后的甲酸不经过处理直接排放到空气中的缺陷，实现甲酸工艺尾气的无害化处理。
5.本发明提供一种甲酸工艺尾气处理装置，包括：过滤段，和/或，加热分解段；所述过滤段包括过滤段外壳和过滤介质，所述过滤段外壳具有密闭的过滤腔，以及与所述过滤腔连通的过滤进口和过滤出口，所述过滤段外壳为耐甲酸腐蚀材料制件；所述过滤介质容置于所述过滤腔内，所述过滤介质适于吸附、溶解和/或化学分解甲酸；所述加热分解段包括加热腔壳体和加热器，所述加热腔壳体具有密闭的加热腔，以及与所述加热腔连通的加热进口和加热出口，所述加热腔壳体为耐甲酸腐蚀材料制件；所述加热器为耐甲酸腐蚀金属铠装加热器，所述加热器的加热部密封设置于所述加热腔内，所述加热器用于加热分解进入所述加热腔内的甲酸气体；所述过滤进口用于连通甲酸工艺设备或所述加热出口，所述加热进口用于连通甲酸工艺设备或所述过滤出口。
6.根据本发明提供的甲酸工艺尾气处理装置，所述过滤介质包括多孔材料滤芯、甲酸易溶溶剂、浓硫酸、银镜溶液中的一种或多种。
7.根据本发明提供的甲酸工艺尾气处理装置，所述加热分解段还包括挡板，所述挡板设置于所述加热腔内，并位于所述加热进口与所述加热出口之间，所述挡板遮挡所述加热腔横截面的部分，所述加热器的加热部与所述挡板连接。
8.根据本发明提供的甲酸工艺尾气处理装置，所述挡板包括多个第一挡板和第二挡板，多个所述第一挡板和所述第二挡板沿所述加热进口至所述加热出口的方向间隔交替布置，所述第一挡板构造为使气流由边缘位置流过所述加热腔的横截面，所述第二挡板构造为使气流由中间位置流过所述加热腔的横截面。
9.根据本发明提供的甲酸工艺尾气处理装置，所述加热分解段还包括温度检测器，所述温度检测器的检测端密封设置于所述加热腔内，用于检测所述加热腔内的温度。
10.根据本发明提供的甲酸工艺尾气处理装置，所述加热分解段还包括甲酸检测器，所述甲酸检测器用于检测由所述加热出口排出的气体中的甲酸含量。
11.根据本发明提供的甲酸工艺尾气处理装置，所述加热分解段还包括加热分解段外壳和隔热层，所述加热分解段外壳内具有安装腔室，所述加热腔壳体安装于所述安装腔室内；所述隔热层填充于所述加热分解段外壳与所述加热腔壳体之间。
12.根据本发明提供的甲酸工艺尾气处理装置，所述过滤段还包括第一接口和第二接口，所述第一接口连接于所述过滤进口，所述第二接口连接于所述过滤出口；所述加热分解段还包括第三接口和第四接口，所述第三接口连接于所述加热进口，所述第四接口连接于所述加热出口；所述第一接口适于与甲酸工艺设备和所述第四接口可拆卸密封连接，所述第三接口适于与所述甲酸工艺设备和所述第二接口可拆卸密封连接。
13.根据本发明提供的甲酸工艺尾气处理装置，所述甲酸工艺尾气处理装置还包括排风段，所述排风段包括第五接口和排风扇，所述第五接口适于与所述第二接口和所述第四接口可拆卸密封连接，所述排风扇用于提供抽吸力。
14.本发明还提供一种甲酸工艺焊接系统，包括：甲酸工艺焊接设备和上述任一项所述的甲酸工艺尾气处理装置。
15.本发明提供的甲酸工艺尾气处理装置和甲酸工艺焊接系统，通过设置过滤段和/或加热分解段，能够根据甲酸的物理及化学特性，对含甲酸气体进行深入净化处理，将甲酸过滤或分解，之后以二氧化碳或氢的形式排放到空气中，由于分解的二氧化碳和氢气很少，能够以无害形式排放到环境中，不会对环境造成有害影响，实现甲酸工艺尾气的无害化处理，解决现有技术中甲酸工艺使用完成后的甲酸不经过处理直接排放到空气中的缺陷；而且甲酸工艺尾气处理装置可以有多种方案组合，可以多级净化实现对含甲酸气体的快速处理，充分净化去除甲酸，满足实际使用需求，使用方便灵活，降低使用成本。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1是本发明实施例的甲酸工艺尾气处理装置的结构示意图；图2是本发明实施例的过滤段的结构示意图；图3是本发明实施例的加热分解段的结构示意图；图4是本发明实施例的排风段的结构示意图。
18.附图标记：
1：过滤段；2：加热分解段；3：排风段；11：过滤段外壳；12：过滤介质；13：第一密封件；14：第一接口；15:第二接口；21：加热腔壳体；22：加热器；23：第二密封件；24：挡板；25：温度检测器；26：甲酸检测器；27：加热分解段外壳；28：隔热层；29：第三接口；20：第四接口；31：第五接口；32：排风扇；33：排风外壳；111：过滤腔；112：过滤进口；113：过滤出口；114：过滤壳主体；115：过滤封盖；211：加热腔；212：加热进口；213：加热出口；214：加热壳主体；215：加热封盖；216：密封端盖；241：第一挡板；242：第二挡板。
具体实施方式
19.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
20.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”“第二”“第三”是为了清楚说明产品部件进行的编号，不代表任何实质性区别。“上”“下”“内”“外”的方向均以附图所示方向为准。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
21.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明实施例中的具体含义。
22.下面结合图1-图4描述本发明的甲酸工艺尾气处理装置。图1和图3中的虚线箭头指示含甲酸气体的流动方向。
23.如图1所示，本发明实施例提供的一种甲酸工艺尾气处理装置，包括过滤段1和/或加热分解段2。
24.如图2所示，过滤段1包括过滤段外壳11和过滤介质12，过滤段外壳11具有密闭的过滤腔111，以及与过滤腔111连通的过滤进口112和过滤出口113，且过滤段外壳11为耐甲酸腐蚀材料制件；过滤介质12容置于过滤腔111内，并位于过滤进口112与过滤出口113之间，过滤介质12适于吸附、溶解和/或化学分解甲酸。
25.如图3所示，加热分解段2包括加热腔壳体21和加热器22，加热腔壳体21具有密闭的加热腔211，以及与加热腔211连通的加热进口212和加热出口213，加热腔壳体21为耐甲酸腐蚀材料制件；加热器22为耐甲酸腐蚀金属铠装加热器，加热器22的加热部密封设置于加热腔211内，加热器22用于加热分解进入加热腔211内的甲酸气体。
26.其中，过滤段1的过滤进口112用于连通甲酸工艺设备或加热分解段2的加热出口213，加热分解段2的加热进口212用于连通甲酸工艺设备或过滤段1的过滤出口113。
27.在本实施例中，甲酸工艺尾气处理装置可以单独设置有过滤段1，甲酸工艺设备排出的含甲酸气体由过滤进口112流入过滤腔111，并在流经过滤介质12之后，由过滤出口113流出过滤腔111；利用甲酸的溶解特性和/或化学分解特性，过滤介质12能够吸附、溶解和/
或化学分解流过的含甲酸气体中未使用完全的甲酸，从而实现对含甲酸气体的过滤净化。
28.甲酸工艺尾气处理装置也可以单独设置有加热分解段2，甲酸工艺设备排出的含甲酸气体由加热进口212流入加热腔211，在流过加热器22之后，由加热出口213流出加热腔211；利用甲酸加热到160℃以上即分解放出二氧化碳和氢的特性，含甲酸气体中未使用完全的甲酸在加热腔211内被加热分解，从而实现对含甲酸气体的加热分解净化。
29.甲酸工艺尾气处理装置还可以同时设置有过滤段1和加热分解段2，而且过滤段1与加热分解段2的位置不固定，即含甲酸气体可以先经过过滤段1，再经过加热分解段2，也可以先经过加热分解段2，再经过过滤段1，以将含甲酸气体中的甲酸充分去除干净为目的进行组合，通过多级净化实现含甲酸气体的快速处理。
30.本发明的甲酸工艺尾气处理装置，通过设置过滤段1和/或加热分解段2，能够根据甲酸的物理及化学特性，对含甲酸气体进行深入净化处理，将甲酸过滤或分解，之后以二氧化碳或氢的形式排放到空气中，由于分解的二氧化碳和氢气很少，能够以无害形式排放到环境中，不会对环境造成有害影响，实现甲酸工艺尾气的无害化处理，解决现有技术中甲酸工艺使用完成后的甲酸不经过处理直接排放到空气中的缺陷。而且甲酸工艺尾气处理装置可以有多种方案组合，可以多级净化实现对含甲酸气体的快速处理，充分净化去除甲酸，满足实际使用需求，使用方便灵活，降低使用成本，实用性强。
31.具体地，作为直接接触含甲酸气体的容器，过滤段外壳11和加热腔壳体21均整体采用耐甲酸腐蚀材料制造，使用寿命更长。其中，耐甲酸腐蚀材料包括316l不锈钢、全氟醚橡胶、聚四氟乙烯（poly tetra fluoroethylene，简写为ptfe）材料等。
32.具体地，过滤介质12包括多孔材料滤芯、甲酸易溶溶剂、浓硫酸、银镜溶液中的一种或多种。
33.过滤段1可以采用多种过滤介质12，既可以利用甲酸易溶的特性，也可以利用甲酸化学分解的特性，保证对甲酸的过滤净化效果。其中，多孔材料滤芯能够吸附甲酸气体，例如活性炭或海绵滤芯；甲酸能够与水、乙醇、乙醚和甘油等甲酸易溶溶剂任意混溶，从而有效溶解甲酸；甲酸在浓硫酸的催化作用下脱水分解为一氧化碳和水；甲酸能起银镜反应，把银氨络离子中的银离子还原成金属银，从而甲酸能够被银镜溶液氧化分解成二氧化碳和水。
34.具体地，如图2所示，过滤段外壳11包括过滤壳主体114和过滤封盖115，过滤壳主体114与过滤封盖115围设成过滤腔111，过滤进口112和过滤出口113分别设置于过滤壳主体114和过滤封盖115上。过滤段1还包括第一密封件13，第一密封件13设置于过滤壳主体114与过滤封盖115之间。
35.通过设置第一密封件13，用于密封过滤壳主体114与过滤封盖115之间的间隙，有效保证过滤腔111的密封性，防止流经过滤段1的含有甲酸的气体外泄，保证对甲酸的过滤效果。
36.具体地，第一密封件13为耐甲酸腐蚀材料制件，例如全氟醚橡胶密封件，能够耐甲酸腐蚀，密封效果好，使用寿命长。
37.具体地，过滤壳主体114为一端敞口的空腔壳体，过滤壳主体114的敞口端围绕敞口设有第一密封槽，第一密封件13为密封圈，密封圈安装于第一密封槽内；过滤封盖115固定安装于过滤壳主体114的敞口端，并封闭过滤壳主体114的敞口，通过第一密封槽内安装
的密封圈，与过滤壳主体114形成密封腔体。
38.具体地，如图3所示，加热腔壳体21包括加热壳主体214和加热封盖215，加热壳主体214与加热封盖215围设成加热腔211，加热进口212和加热出口213分别设置于加热壳主体214和加热封盖215上。加热分解段2还包括第二密封件23，第二密封件23设置于加热壳主体214与加热封盖215之间。
39.通过设置第二密封件23，用于密封加热壳主体214与加热封盖215之间的间隙，有效保证加热腔211的密封性，防止流经加热分解段2的含有甲酸的气体外泄，保证对甲酸的加热分解效果。
40.具体地，第二密封件23也为耐甲酸腐蚀材料制件，例如全氟醚橡胶密封件，能够耐甲酸腐蚀，密封效果好，使用寿命长。
41.具体地，加热壳主体214为一端敞口的空腔壳体，加热壳主体214的敞口端围绕敞口设有第二密封槽，第二密封件23为密封圈，密封圈安装于第二密封槽内；加热封盖215通过螺栓固定于加热壳主体214的敞口端，并封闭加热壳主体214的敞口，通过第二密封槽内的密封圈，与加热壳主体214形成密封腔体。
42.具体地，加热器22为耐甲酸腐蚀、耐高温的金属铠装加热器，加热封盖215上开设有第一安装孔，加热器22的加热部穿过第一安装孔插设于加热腔211内。加热腔壳体21还包括密封端盖216，密封端盖216与加热封盖215密封固定连接，以将加热器22的加热部密封于加热腔211内。
43.进一步地，如图3所示，加热分解段2还包括挡板24，挡板24设置于加热腔211内，并位于加热进口212与加热出口213之间，挡板24遮挡加热腔211横截面的部分。
44.在本实施例中，通过在加热腔211内设置挡板24，且挡板24遮挡加热腔211横截面的部分，挡板24能够遮挡由加热进口212至加热出口213的气流流动路径，使得由加热进口212进入加热腔211的气流必须绕过挡板24才能流动至加热出口213，含甲酸气体在加热腔211内的流动路径增加，延长了含甲酸气体在加热腔211内的停留时间，有利于甲酸充分受热分解，加热分解效果更好；挡板24起到气流导向作用，挡板24与加热腔壳体21限定出加热腔211内气流的流动通道。
45.具体地，挡板24包括第一挡板241和第二挡板242，第一挡板241和第二挡板242沿加热进口212至加热出口213的方向间隔布置，第一挡板241构造为使气流由边缘位置流过加热腔211的横截面，第二挡板242构造为使气流由中间位置流过加热腔211的横截面。
46.在本实施例中，第一挡板241能够将加热腔211内的气流导向靠近加热腔211内壁的边缘位置，再流过第一挡板241；第二挡板242能够将加热腔211内的气流导向加热腔211的中间位置，然后再流过第二挡板242；通过依次设置的第一挡板241和第二挡板242，能够在加热腔211内形成经过加热腔211边缘位置和中间位置的弯折流动通道，可以进一步增加含甲酸气体在加热腔211内的流动路径，延长了含甲酸气体在加热腔211内的停留时间，甲酸受热分解更充分，加热分解效果更好。
47.在一个具体实施例中，第一挡板241的外径小于加热腔211的内径，第一挡板241的外边缘与加热腔211的内壁之间形成气流通过的过流通道，以使气流由边缘位置流过第一挡板241所在的加热腔211的横截面。第二挡板242的外径与加热腔211的内径相同，且第二挡板242的中间位置设置有气流通过的过滤通道，例如第二挡板242的中心开设至少一个过
流孔或第二挡板242呈圆环形状；第二挡板242的外边缘与加热腔211的内壁连接，以使气流由中间位置流过第二挡板242所在的加热腔211的横截面。
48.更进一步地，第一挡板241和第二挡板242有多个，多个第一挡板241和第二挡板242沿加热进口212至加热出口213的方向间隔交替布置。
49.在本实施例中，间隔交替布置是指，沿加热进口212至加热出口213的方向，先设置一个第一挡板241，然后间隔设置一个第二挡板242，之后再间隔设置一个第一挡板241，然后再间隔设置一个第二挡板242，如此类推；通过间隔交替布置的多个第一挡板241和第二挡板242，能够在加热腔211内形成往复多次经过加热腔211的边缘位置和中间位置的弯折流动通道，从而进一步增加含甲酸气体在加热腔211内的流动路径，进一步延长含甲酸气体在加热腔211内的停留时间，甲酸受热分解更充分，加热分解效果更好。
50.更进一步地，挡板24上还开设有通孔，加热器22的加热部穿设于通孔并与挡板24连接。
51.在本实施例中，通过设置通孔用于穿设加热器22的加热部，挡板24固定于加热器22的加热部位置，挡板24通过热传导扩散加热器22产生的热量，扩大对加热腔211内气体的加热面积，含甲酸气体流过挡板24时被加热，进行充分有效的分解，提高加热分解效率。
52.具体地，挡板24采用导热性好且耐甲酸腐蚀材料制成，例如316l不锈钢。
53.进一步地，如图3所示，加热分解段2还包括温度检测器25，温度检测器25的检测端密封设置于加热腔211内，用于检测加热腔211内的温度。
54.在本实施例中，通过设置温度检测器25检测加热腔211内的温度，根据温度检测器25反馈的检测温度，能够实现对加热腔211内加热器22加热温度的精确控制，提高甲酸的加热分解效果。
55.具体地，加热封盖215上还开设有第二安装孔，温度检测器25的检测端穿过第二安装孔插设于加热腔211内，密封端盖216还将温度检测器25的检测端密封于加热腔211内。
56.在一个具体实施例中，温度检测器25包括温度传感器。加热器22的加热温度为160℃-180℃。
57.进一步地，如图3所示，加热分解段2还包括甲酸检测器26，甲酸检测器26安装于靠近加热出口213的位置，用于检测由加热出口213排出的气体中的甲酸含量。
58.在本实施例中，通过设置甲酸检测器26，能够检测加热分解段2流出的气体中是否含有甲酸，如果含有甲酸，可通过温度传感器来控制加热器22提升温度，加快甲酸的加热分解速度，保证含甲酸气体中的甲酸充分分解，提高加热分解效果。
59.在一个具体实施例中，甲酸检测器26包括甲酸检测探头。
60.更进一步地，加热分解段2还包括回流管道和控制阀，回流管道的两端分别与加热出口213和加热进口212连通；控制阀用于控制加热出口213与回流管道导通或与排气接口导通。
61.在本实施例中，当甲酸检测器26检测到加热分解段2流出的气体中含有甲酸时，控制阀控制加热出口213与回流管道导通，将由加热出口213流出的气体引入加热进口212，使混杂气体中残留的甲酸再次受热分解；直至甲酸检测器26检测到加热分解段2流出气体中的甲酸已分解彻底，控制阀控制加热出口213与排气接口导通，将不含甲酸的气体排出。从而有效保证甲酸净化去除干净，实现甲酸工艺尾气的无害化处理。
62.进一步地，如图3所示，加热分解段2还包括加热分解段外壳27和隔热层28，加热分解段外壳27内具有安装腔室，加热腔壳体21安装于安装腔室内；隔热层28填充于加热分解段外壳27与加热腔壳体21之间。
63.在本实施例中，加热分解段外壳27置于加热分解段2的最外层，主要起固定支撑和保护作用，内部的安装腔室用于安装加热腔壳体21和隔热层28。隔热层28由热传导速率极低的材料组成，例如保温棉、耐火砖等，阻隔加热腔壳体21与加热分解段外壳27之间的热传递，防止由于加热腔壳体21温度过高，造成加热分解段外壳27的温度过高而对操作人员有危险，消除安全隐患。
64.进一步地，如图2所示，过滤段1还包括第一接口14和第二接口15，第一接口14连接于过滤进口112，第二接口15连接于过滤出口113。如图3所示，加热分解段2还包括第三接口29和第四接口20，第三接口29连接于加热进口212，第四接口20连接于加热出口213。其中，第一接口14适于与甲酸工艺设备和第四接口20可拆卸密封连接，第三接口29适于与甲酸工艺设备和第二接口15可拆卸密封连接。
65.在本实施例中，通过设置第一接口14、第二接口15、第三接口29和第四接口20，过滤段1和加热分解段2能够与甲酸工艺设备拆装配合，也能够相互拆装配合；过滤段1和加热分解段2可以分别独立设置，也可以组合设置，而且位置不固定，可以根据实际需要灵活设置，以甲酸充分分解为目的随意组合，通过多级净化实现甲酸快速分解，保证甲酸加热分解效果，降低使用成本。
66.在本实施例中，第四接口20为排气接口。
67.更进一步地，如图1所示，甲酸工艺尾气处理装置还包括排风段3。如图4所示，排风段3包括第五接口31和排风扇32，第五接口31适于与第二接口15和第四接口20可拆卸密封连接，排风扇32用于提供抽吸力。
68.在本实施例中，排风段3通过第五接口31，能够与过滤段1和/或加热分解段2连接形成组合体；排风扇32工作提供抽吸力，以将含甲酸气体从甲酸工艺设备中抽出，并依次流过过滤段1和/或加热分解段2以及第五接口31，最后由排风扇32排出。
69.其中，根据需要，过滤段1和加热分解段2可分别独立与排风段3组合成的组合体，也可以过滤段1、加热分解段2和排风段3共同组合成组合体。比如可以先经过加热分解段2，再经过过滤段1，再经过排风段3；或者先经过过滤段1，再经过加热分解段2，再经过排风段3；也可以只经过过滤段1和排风段3；还可以只经过加热分解段2和排风段3。
70.具体地，排风扇32为变频排风扇，可以根据前端甲酸工艺设备、过滤段1和/或加热分解段2的大小及技术工艺要求进行排风大小的调整。
71.具体地，排风段3还包括排风外壳33，且排风外壳33具有呈喇叭形状的扩张风道，第五接口31连接于扩张风道的小口端，排风扇32安装于扩张风道的大口端。
72.具体地，第一接口14、第二接口15、第三接口29、第四接口20和第五接口31均为快接接口，方便快速拆装更换，使用方便灵活。
73.在一个具体实施例中，本发明的甲酸工艺尾气处理装置的工作流程包括：首先，将过滤段1通过第一接口14与甲酸工艺设备连接，加热分解段2的第三接口29与过滤段1的第二接口15连接，排风段3的第五接口31与加热分解段2的第四接口20连接。然后，排风段3的排风扇32工作，将含有甲酸的气体从甲酸工艺设备中通过第一接口14吸入到过滤段1，通过
过滤段1进行初步过滤。之后，过滤段1的尾气被吸入到加热分解段2的加热腔211内，通过加热的方式使甲酸分解，最终分解成氢气和二氧化碳；通过设置在加热分解段2的加热出口213位置的甲酸检测器26，检测加热分解段2排出气体中的甲酸含量，若甲酸含量超标，可通过温度检测器25控制加热器22提升加热腔211内的温度，保证气体中的甲酸充分分解后排出。
74.本发明实施例还提供一种甲酸工艺焊接系统，包括甲酸工艺焊接设备和由上述任一实施例提供的甲酸工艺尾气处理装置。
75.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。