高纯四氯化硅供应系统在光纤预制棒生产中的应用-李东升.docVIP

高纯四氯化硅供应系统在光纤预制棒生产中的应用 李东升，龚小雷 (上海正帆科技有限公司，上海 201108) [摘要光纤预制棒参与反应 [关键词光纤预制棒精密输送沉积 of High Purity SiCl4 Supply System for Optical Fiber Preform Tube Fabrication LI Dong-sheng, GONG Xiao-lei （Shanghai GenTech Co.，Ltd.，Shanghai 201108，China） Abstract：High purity SiCl4 is important raw material for optical fiber preform tube fabrication. The stability of its supply system will influence the preform tube quality. According to system design concept, how to supply SiCl4 safely, precisely and stably to vaporizer is discussed. Process control key points for SiCl4 heating and vaporization, vapor delivery to deposition furnace is also introduced. Key words：optical fiber preform tube；precise delivery；vapor deposition 随着3G网络光纤到户（FTTH）的不断普及，全球通信发展的主要趋势这促使光纤制造工艺在年得到突飞猛进的发展。光纤预制棒依赖进口供液系统整体设计规划常用的预制棒制造工艺主要有OVD、VAD、MCVD、PCVD四种液态原料主要用沉积预制棒的芯层和包层。影响原料沉积质量的主要关键因素原料的压力波动、流量波动及温度波动而压力、流量和温度本身又是密切相关的。导致压力波动的主要因素在于液态原料供应供液系统的设计，不仅包括管网系统设计也包括了设备本身的配置，这两在供液系统整体规划和设计中起到决定性作用目前整个供液系统的配置方式主要有两种： 通过精馏工艺直接提纯原料后将高纯的原料通过充装设备储存在收集罐，经过泵等部件将原料输送至分流设备，再配送至工艺设备的各个使用点。比较普遍的方式外购高纯原料，通过供液柜、分流装置输送至使用点。的趋势将会是直接用工业级的原料，经现场提纯制备高纯来满足预制棒制造工艺的需求，这将大大降低预制棒制造成本。 图1 采用屏蔽泵供应的SiCl4流程图 图 2 管网系统设计的目标 供液系统管网系统设计的目标是通过合理优化管道走向及设备布置，尽可能减少压损，同时便于系统维护及后期改造，最终满足工艺对于压力和流量的需求。流量供液系统设计先决考虑的部分，尤其是系统，在各种预制棒制造工艺中生产的用量都非常大，一定要选择合适管径的管道、管件及足够流通量的阀件；其次液体的输送尽可能保证在原料罐、设备（源设备分流设备、缓冲装置及工艺设备）在同一层高上，管道走向尽量减少弯头数量、避免U型弯的存在因为U型弯容易导致系统维护时液体难于置换干净，另外也是原料中颗粒等不纯物累积的地方输送设备配置要点 输送设备是整个供液系统的关键包括源供液柜、分流（缓冲）装置、汽化精密流体控制设备及相关辅助设备组成。直接在泵和屏蔽电机中循环流动无需机械密封屏蔽隔离，实现了超低噪音和零泄漏流体境界屏蔽电泵最大的特点是无泄漏。屏蔽电泵适应性能好，可以采用卧式、立式、逆循环等多种结构形式，以满足需要。由于屏蔽电机采用滑动轴承和无冷却风扇，故运转时噪音低。智能轴承检测器，检查轴承磨损、电机转向、缺相、短路等异常情况。 源供液柜由原料罐和带自控功能的输送面板组成其原理是将高纯氮气作为压送气源压入原料罐，将液态原料压出。源供液柜设计首先要避免死区，因为输送设备在使用过程中需要经常进行换源等维护操作，过多的死区将会使系统很难被置换干净，系统拆卸时会造成安全问题及双向污染问题。外需要配备氮气压送支路及吹扫支路并配有文丘里抽真空装置作辅助吹扫置换用。吹扫氮气和压送氮气的纯度要求必须是7 N级别以上的高纯氮气，水分含量在100以下，因为水分会直接和原料反应，生成酸性气体和颗粒物（）而颗粒物是导致部件失效的主要物质。具体反应方程如下： SiC4+2H2O→SiO2+4HCl↑ 此外为了保证工艺的不间断性，设置一用一备的功能。特别是SiC4，原料罐往往使用ISO槽车，重达20，需要配备带信号输出的电子秤作为空瓶满瓶切换的逻辑依据，实现源的不间断供应。设备的自控程序是设备稳定工作