1 MCVD/PCVD工艺简述

目前，石英光纤预制棒的制备主要采用气相沉积法，普遍使用的有四种： MCVD、PCVD 、OVD和VAD。

其中、MCVD、PCVD工艺属于管内沉积，超纯氧气作为载气（和反应气）将原料气SiCl₄、掺杂剂GeCl₄、BCl₃等送入旋转并被氢氧焰火炬加热或等离子体的石英衬管内，管内的原料和掺杂剂在高温作用下发生化学反应，生成SiO₂玻璃体在石英管内沉积，主要反应如下：

SiCl₄ + O₂àSiO₂ + 2Cl₂↑           

GeCl₄ + O₂àGeO₂ + 2Cl₂↑    

4BCl₃ +3O₂à2B₂O₂ + 6Cl₂↑  

图1   好科科技配套MCVD设备示意图

管中玻璃体SiO₂颗粒不能完全沉积，随残余气体和反应生成的含Cl₂尾气从管子尾端排出。进入后续的废气处理系统。在氢氧焰火炬快速复位过程中，氯化物蒸气及SiF₄等会发生水解反应，还会产生HCl及HF废气。

沉积效率ε与温度梯度的关系如下：

ε = C*(1-T_e/T_r)                 

式中：  C为系数，有数据取0.8

T_e为气流下游管壁的平衡温度

T_r为气相反应的热区温度

2  MCVD工艺废气处理工艺

目前市场上对MCVD工艺废气的处理，根据除尘设备的不同可以分为干法和湿法两种方式。

3.1 好科科技湿法洗涤系统

好科科技湿法废气处理，主要是包括：1）压力缓冲罐，气相沉积负压波动要求很高；2）一级水洗喷淋塔或者是文氏管喷淋，主要是用来去除废气中的SiO₂粉尘；3）填料吸收塔，主要是通过循环喷淋碱液来吸收废气中的Cl₂；4）为了增加Cl₂的吸收效率，即减少吸收液中次氯酸的含量，增加H₂O₂或硫代硫酸钠等还原剂，使ClO^-向Cl^-转化；5）为了进一步除尘，防止一级水洗塔载带的粉尘进入二级填料塔，有些也在一二级塔之间增加一个填料箱；6）可设置在线压滤系统的；7）填料清洗，配备酸液清洗（醋酸），以增加清洗效果（水质中的钙离子）；8）变频风机。

Cl₂ + 2NaOH à 2NaClO + H₂O

NaClO + H₂O₂ à NaCl + H₂O +O₂↑    

图2   好科科技MCVD洗涤塔

3.2 好科科技干法除尘+湿法洗涤系统

对于湿法废气处理，如果采用一般的喷淋柱，由于气体气速无法到达很高，喷淋雾化效果有限，则SiO₂的去除效率非常有限。如果采用文氏管喷淋，喉管处气速应提至最大50~180m/s，则系统压损较大（7000Pa以上），运行费用较高，且喉管处应设置调节结构以适应不同的风量。

好科科技结合其超低排放布袋除尘技术和稳压技术，以及填料塔技术，使用干法布袋除尘去除废气中的SiO₂颗粒，即MCVD废气的干法处理工艺。

图2  MCVD干法工艺示意图

  好科科技MCVD/PCVD废气处理设备在行业内获得了广泛和稳定的应用，欢迎来电垂询。