CN104121590A - 排气处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够高效地处理包含氢和氨的排气的排气处理装置。该排气处理装置包括：第1除害装置(12)，其用于进行包含氢和氨的排气的一次处理；第2除害装置(13)，其用于在第1除害装置之后进行排气的二次除害处理；温度测定部件(14)，其用于测定从第1除害装置导出的一次处理气体的温度；以及控制部件(15)，在由温度测定部件测定的一次处理气体的温度高于设定为比预先设定的目标温度高的高温侧设定温度时，该控制部件进行降低第1除害装置的运行温度的控制，在由温度测定部件测定的一次处理气体的温度低于设定为比目标温度低的低温侧设定温度时，该控制部件进行升高第1除害装置的运行温度的控制。

Description

排气处理装置

技术领域

本发明涉及排气处理装置，具体地说，涉及用于处理从对半导体、液晶、太阳能发电面板、LED等电子器件进行成膜的器件制造装置排出的、包含氢和氨的排气的装置。

背景技术

从制造半导体、液晶、太阳能发电面板、LED等电子器件的过程中，会排出包含像氢、氨这样的在较宽的浓度范围下具有可燃性的成分的排气。作为处理包含氢和氨的排气的方法，已知从外部导入空气与排气混合，在将可燃性成分的浓度稀释到低于爆炸下限之后，利用湿式洗涤器对有毒成分也就是氨进行吸收处理的方法(例如，参照专利文献1)。另外，还已知使用燃烧式除害装置，一边监视排气的流量一边对氢和氨进行燃烧处理的方法(例如，参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3352476号公报

专利文献2：日本专利第4690597号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1所记载的方法中，由于要从外部导入大量的空气，因此存在湿式洗涤器的排气处理量增大、湿式洗涤器大型化的问题，而且，由于会大量地产生包含氨的碱废水，还存在废液处理费用增多的问题。另外，在专利文献2所记载的方法中，虽然监视排气流量，但是由于在没有关于排气中的氨和浓度的信息的条件下运行，因此需要向燃烧式除害装置供给过剩的燃料量，存在运行成本增多的问题。

因此，本发明目的在于提供一种能够高效地处理包含氢和氨的排气的排气处理装置。

用于解决问题的方案

为了达成上述目的，本发明的排气处理装置是对包含氢和氨的排气进行处理的排气处理装置，其特征在于，包括：第1除害装置，其用于进行上述排气的一次处理；第2除害装置，其用于在该第1除害装置之后进行上述排气的二次处理；温度测定部件，其用于测定从上述第1除害装置导出的一次处理气体的温度；以及控制部件，在由该温度测定部件测定的一次处理气体的温度高于设定为比预先设定的目标温度高的高温侧设定温度时，该控制部件进行降低上述第1除害装置的运行温度的控制，并且在由上述温度测定部件测定的一次处理气体的温度低于设定为比上述目标温度低的低温侧设定温度时，该控制部件进行升高上述第1除害装置的运行温度的控制。

另外，本发明的排气处理装置的特征在于，上述第1除害装置为燃烧式除害装置，上述第2除害装置为催化氧化式除害装置，上述目标温度为上述催化氧化式除害装置的处理温度，在第1除害装置使用燃烧式除害装置的排气处理装置中，其特征在于，上述燃烧式除害装置包括：燃料供给部件，其能够调整向该燃烧式除害装置供给的燃料的供给量；大气供给部件，其能够调整向上述燃烧式除害装置供给的大气的供给量；以及冷却水供给部件，其用于向上述燃烧式除害装置供给冷却水，上述控制部件进行如下控制：在上述温度测定部件的测定温度高于预先设定的第1高温侧设定温度时，利用上述冷却水供给部件向燃烧式除害装置供给冷却水，并且在测定温度降低至目标温度时，停止供给冷却水，在上述测定温度高于预先设定的第2高温侧设定温度时，使利用上述大气供给部件向燃烧式除害装置供给的大气的供给量增加，并且在测定温度降低至目标温度时，将大气的供给量恢复至增加前的供给量；在由上述温度测定部件测定的温度低于预先设定的第1低温侧设定温度时，使利用上述大气供给部件向上述燃烧式除害装置供给的大气的供给量减少，并且在测定温度上升至目标温度时，将大气的供给量恢复至减少前的供给量，在由上述温度测定部件测定的温度低于预先设定的第2低温侧设定温度时，使利用燃料供给部件向燃烧式除害装置供给的燃料的供给量增加，并且在测定温度上升至目标温度时，将燃料的供给量恢复至减少前的供给量。

并且，在作为上述第1除害装置使用加热器加热式除害装置的排气处理装置中，其特征在于，上述加热器加热式除害装置包括：加热器输出调整部件，其能够调整用于对该加热器加热式除害装置进行加热的加热器的输出；大气供给部件，其能够调整向上述加热器加热式除害装置供给的大气的供给量；冷却水供给部件，其用于向上述加热器加热式除害装置供给冷却水，上述控制部件进行如下控制：在上述温度测定部件的测定温度高于预先设定的第1高温侧设定温度时，利用上述冷却水供给部件向加热器加热式除害装置供给冷却水，并且在测定温度降低至目标温度时，停止供给冷却水，在上述测定温度高于预先设定的第2高温侧设定温度时，使利用上述大气供给部件向加热器加热式除害装置供给的大气的供给量增加，并且在测定温度降低至目标温度时，将大气的供给量恢复至增加前的供给量；在由上述温度测定部件测定的温度低于预先设定的第1低温侧设定温度时，使利用上述大气供给部件向上述加热器加热式除害装置供给的大气的供给量减少，并且在测定温度上升至目标温度时，将大气的供给量恢复至减少前的供给量，在由上述温度测定部件测定的温度低于预先设定的第2低温侧设定温度时，利用上述加热器输出调整部件增加加热器的输出，并且在测定温度上升至目标温度时，将加热器的输出恢复至增加前的输出。

另外，本发明的排气处理装置的特征在于，上述第1高温侧设定温度设定为比上述第2高温侧设定温度高的温度，上述第1低温侧设定温度设定为比上述第2低温侧设定温度高的温度。

发明的效果

采用本发明的排气处理装置，由于控制第1除害装置的运行温度以接近目标温度，因此能够在抑制对排气中的氢和氨进行处理的能量的消耗量的同时能够高效地进行排气的除害处理。例如，在第1除害装置为燃烧式除害装置时，能够抑制燃烧式除害装置的燃料消耗量，在第1除害装置为加热器加热式除害装置时，能够抑制加热器加热式除害装置的耗电量。另外，作为第2除害装置使用催化氧化式除害装置，从而也不会产生包含氨的碱废水。

附图说明

图1是表示本发明的排气处理装置的第1实施例的说明图。

图2是表示本发明的排气处理装置的第2实施例的说明图。

图3是表示本发明的排气处理装置的第3实施例的说明图。

具体实施方式

图1示出本发明的排气处理装置的第1实施例，该排气处理装置用于对从作为原料气体(工艺气体)和载气而使用氢气(H2)、氨气(NH3)、氮气(N2)及其它气体的CVD装置11所排出的排气进行处理，该排气处理装置包括：燃烧式除害装置12，其作为第1除害装置，用于进行去除氨和氢的一次除害处理；催化氧化式除害装置13，其作为第2除害装置，用于进行将在该燃烧式除害装置12中没能够处理的氨去除的二次除害处理；温度测定部件14，其用于测定从燃烧式除害装置12导出的一次处理气体的温度；以及控制部件15，其基于由该温度测定部件测定的一次处理气体的温度对燃烧式除害装置12的运行状态进行控制。

控制部件15在由温度测定部件14测定的一次处理气体的温度高于设定为比预先设定的目标温度高的高温侧设定温度时，进行降低上述燃烧式除害装置12的运行温度的控制，并且在由上述温度测定部件14测定的一次处理气体的温度低于设定为比上述目标温度低的低温侧设定温度时，进行升高上述燃烧式除害装置12的运行温度的控制。

燃烧式除害装置12中包括：第1燃料供给部件16，其供给用于形成燃烧用火种的一定量的燃料；第2燃料供给部件17，其供给用于调节燃烧量的燃料；大气供给部件18，其用于向燃烧式除害装置12供给大气；以及冷却水供给部件19，其用于向燃烧式除害装置12供给冷却水，对于大气供给部件18来说，作为燃烧用以及燃烧后的一次处理气体的冷却用而设定为最小限度的大气供给量。控制部件15通过例如对阀进行开闭、或调节阀的开度来调整从第2燃料供给部件17供给的燃料的流量、从大气供给部件18供给的大气的流量以及从冷却水供给部件19供给的冷却水的流量。

对于上述控制部件15来说，作为适合于在催化氧化式除害装置13中处理残存于一次处理气体中的氨的温度而设定目标温度，并且分别设定用于对第2燃料供给部件17、大气供给部件18以及冷却水供给部件19进行控制的温度。

作为比目标温度高的设定温度，设定从冷却水供给部件19开始供给冷却水的第1高温侧设定温度H1、使来自大气供给部件的大气的供给量增加的第2高温侧设定温度H2；作为比目标温度低的设定温度，设定使来自大气供给部件的大气的供给量减少的第1低温侧设定温度L1、使来自第2燃料供给部件17的燃料的供给量增加的第2低温侧设定温度L2。第1高温侧设定温度H1与第2高温侧设定温度H2之间的关系为H1>H2，第1低温侧设定温度L1与第2低温侧设定温度L2之间的关系为L1>L2。

在这样形成的排气处理装置中，控制部15根据因从CVD装置11排出的排气中的可燃性成分浓度的变动而发生的燃烧式除害装置12的温度变化进行工作，将从燃烧式除害装置12导出并导入至催化氧化式除害装置13的一次处理气体的温度调节至在催化氧化式除害装置13中所进行的氨的处理的最适温度、即催化剂活性较高的温度。

例如，在CVD装置11中，伴随着进行气相沉积的工序的进行，所供给气体的种类、量发生变化，例如，在从工序开始进行预热等的工序初期，不供给氨而供给氢和氮，在工序中间开始供给氨，接着停止供给氢。进而，在工序后半部分进行再开始供给氢的工序。

因此，在工序中存在氨、氢未被供给的期间、两者同时被供给的期间，从CVD装置11排出的排气中的氢浓度、氨浓度大幅变化，因此在燃烧式除害装置12中，燃烧状态伴随着作为可燃性成分的氢、氨的浓度变化而变化。因此，在氢、氨的浓度变高时，因燃烧量的增大而使燃烧式除害装置12的温度上升，在氢、氨的浓度变低时，因燃烧量的减少而使燃烧式除害装置12的温度降低。由此，从燃烧式除害装置12导出的一次处理气体的温度发生变动，在一次处理气体的温度脱离催化氧化式除害装置13的最适处理温度范围时，有可能不能够充分地进行在催化氧化式除害装置13中的氨的去除处理。

因此，利用温度测定部件14测定一次处理气体的温度，以使一次处理气体的温度落入到催化氧化式除害装置13的最适处理温度范围内。首先，在工序初期由温度测定部件14测定的一次处理气体的温度为目标温度时，因开始供给氨而使可燃性成分浓度增加，燃烧式除害装置12的温度上升，在由温度测定部件14测定的温度上升至第2高温侧设定温度H2时，使来自大气供给部件18的大气的供给量增加，通过混合与燃烧式除害装置12的燃烧温度相比温度较低的大气，使一次处理气体的温度降低。在因大气供给量的增加而使测定温度降低至目标温度时，将大气的供给量恢复至增加前的供给量。

并且，在由温度测定部件14测定的温度上升至第1高温侧设定温度H1时，从冷却水供给部件19开始供给冷却水，利用喷雾器将冷却水散布在燃烧式除害装置12内，利用水的蒸发潜热降低一次处理气体的温度。在该情况下，在测定温度降低至目标温度时，停止供给冷却水。

另外，由停止向CVD装置11供给氢所引起的可燃性成分浓度的减少而使燃烧式除害装置12的温度降低，在由温度测定部件14测定的温度降低至第1低温侧设定温度L1时，通过使来自大气供给部件18的大气的供给量减少而减少大气向排气中混合的大气混合量来使一次处理气体的温度上升。在因大气供给量的减少而使测定温度上升至目标温度时，将大气的供给量恢复至减少前的供给量。并且，在由温度测定部件14测定的温度降低至第2低温侧设定温度L2时，通过使来自第2燃料供给部件17的燃料的供给量增加来增大燃烧量，使一次处理气体的温度上升。在因燃料供给量的增加而使测定温度上升至目标温度时，将燃料供给量恢复至增加前的供给量。

这样，根据一次处理气体的温度对燃料供给量、大气供给量、冷却水供给量进行控制，从而能够可靠地将一次处理气体的温度调节至催化氧化式除害装置13的最适处理温度、即目标温度。另外，通过在温度上升的第一阶段使燃料供给量减少，也能够谋求燃料消耗量的削减。并且，作为燃料，能够使用各种燃料，但通过将CVD装置11所使用的氢用作燃料，无需另外设置燃料用的设备也能够抑制二氧化碳的产生。另外，通过与减少燃料供给量相比在较高温度时开始供给大气、冷却水，能够抑制排气量的增加，并且也不会产生碱废水。

图2示出本发明的排气处理装置的第2实施例。另外，在以下的说明中，对于与上述第1实施例中所示的排气处理装置的结构要素相同的结构要素标注同一附图标记并省略详细的说明。

在本实施例所示的排气处理装置中，作为第1除害装置使用加热器加热式除害装置21。该加热器加热式除害装置21包括：作为对该加热器加热式除害装置21进行加热的加热器即用于总是确保一定的加热量的第1加热器22和能够调整加热器输出的第2加热器23、能够调整向加热器加热式除害装置供给的大气的供给量的大气供给部件24以及用于向加热器加热式除害装置供给冷却水的冷却水供给部件25。

在加热器加热式除害装置21之后，与上述第1实施例同样地，该排气处理装置包括：温度测定部件26，其用于对从加热器加热式除害装置21导出并导入至催化氧化式除害装置13的一次处理气体的温度进行测定；以及控制部件27，其基于由该温度测定部件26测定的一次处理气体的温度对加热器加热式除害装置21的运行状态进行控制。

对于控制部件27来说，设定与上述第1实施例同样的目标温度和作为高温侧的设定温度的第1高温侧设定温度H1和第2高温侧设定温度H2，并且分别设定作为低温侧的设定温度的第1低温侧设定温度L1和第2低温侧设定温度L2。

在本实施例中，也与上述第1实施例同样地，由温度测定部件26测定从加热器加热式除害装置21导出的一次处理气体的温度，在测定的一次处理气体的温度上升至第2高温侧设定温度H2时，使来自大气供给部件24的大气的供给量增加而降低一次处理气体的温度，在一次处理气体的温度降低至目标温度时，将大气的供给量恢复至增加前的供给量。并且，在由温度测定部件26测定的温度上升至第1高温侧设定温度H1时，从冷却水供给部件25开始供给冷却水，将冷却水散布在燃烧式除害装置12内，从而降低一次处理气体的温度，在测定温度降低至目标温度时，停止供给冷却水。

另外，在由温度测定部件26测定的温度降低至第1低温侧设定温度L1时，使来自大气供给部件24的大气的供给量减少而使一次处理气体的温度上升，在测定温度上升至目标温度时，将大气的供给量恢复至减少前的供给量。并且，在由温度测定部件26测定的温度降低至第2低温侧设定温度L2时，增加第2加热器23的输出而使一次处理气体的温度上升，在测定温度上升至目标温度时，将第2加热器23的输出恢复至增加前的输出。

这样，根据一次处理气体的温度对加热器加热式除害装置21的加热器输出、大气供给量、冷却水供给量进行控制，从而与上述第1实施例同样地能够可靠地将一次处理气体的温度调节至催化氧化式除害装置13的最适处理温度、即目标温度。另外，通过在温度上升的第一阶段减少加热器输出，也能够谋求耗电量的削减，并且通过与减少加热器输出相比在较高温度时开始供给大气、冷却水，能够抑制排气量的增加并且抑制碱废水的产生。

图3示出本发明的排气处理装置的第3实施例，表示利用一个排气处理装置处理从多个CVD装置11排出的排气的实施例。从多个CVD装置11排出的排气被导入至燃烧式除害装置12进行燃烧除害处理，从燃烧式除害装置12导出的一次处理气体被导入至催化氧化式除害装置13进行催化剂氧化处理，从而进行排气中的氢、氨的除害处理。

在像这样地对从多个CVD装置11排出的排气进行除害处理时，也是由温度测定部件14测定从燃烧式除害装置12导出的一次处理气体的温度，根据所测定的一次处理气体的温度对燃料供给量、大气供给量、冷却水供给量进行控制，将一次处理气体的温度调节至催化氧化式除害装置13的最适处理温度，从而与上述第1实施例同样地能够谋求燃料消耗量的削减，并且抑制排气量的增加，也不会产生碱废水。另外，也能够使用由上述第2实施例所示的加热器加热式除害装置21取代燃烧式除害装置12。

另外，在各实施例中，相对于目标温度的第1高温侧设定温度H1、第2高温侧设定温度H2、第1低温侧设定温度L1以及第2低温侧设定温度L2、燃料的增减量、加热器输出的增减量、大气供给量的增减量能够根据第1除害装置的排气处理量、装置结构、装置规模、还有第2除害装置的最适温度范围等条件适当地设定。另外，也能够除了目标温度另外设定在增减燃料供给量、加热器输出、大气供给量、冷却水供给量之后使装置恢复至增减前的状态的温度。

附图标记说明

11、CVD装置；12、燃烧式除害装置；13、催化氧化式除害装置；14、温度测定部件；15、控制部件；16、第1燃料供给部件；17、第2燃料供给部件；18、大气供给部件；19、冷却水供给部件；21、加热器加热式除害装置；22、第1加热器；23、第2加热器；24、大气供给部件；25、冷却水供给部件；26、温度测定部件；27、控制部件。

Claims (7)

1.一种排气处理装置，其是用于对包含氢和氨的排气进行处理的排气处理装置，其中，包括：

第1除害装置，其用于进行上述排气的一次处理；

第2除害装置，其用于在该第1除害装置之后进行上述排气的二次处理；

温度测定部件，其用于测定从上述第1除害装置导出的一次处理气体的温度；以及

控制部件，在由该温度测定部件测定的一次处理气体的温度高于设定为比预先设定的目标温度高的高温侧设定温度时，该控制部件进行降低上述第1除害装置的运行温度的控制，并且在由上述温度测定部件测定的一次处理气体的温度低于设定为比上述目标温度低的低温侧设定温度时，该控制部件进行升高上述第1除害装置的运行温度的控制。

2.根据权利要求1所述的排气处理装置，其中，

上述第1除害装置为燃烧式除害装置，上述第2除害装置为催化氧化式除害装置，上述目标温度为上述催化氧化式除害装置的处理温度。

3.根据权利要求2所述的排气处理装置，其中，

上述燃烧式除害装置包括：

燃料供给部件，其能够调整向该燃烧式除害装置供给的燃料的供给量；

大气供给部件，其能够调整向上述燃烧式除害装置供给的大气的供给量；以及

冷却水供给部件，其用于向上述燃烧式除害装置供给冷却水，

上述控制部件进行如下控制：

在上述温度测定部件的测定温度高于预先设定的第1高温侧设定温度时，利用上述冷却水供给部件向燃烧式除害装置供给冷却水，并且在测定温度降低至目标温度时，停止供给冷却水，在上述测定温度高于预先设定的第2高温侧设定温度时，使利用上述大气供给部件向燃烧式除害装置供给的大气的供给量增加，并且在测定温度降低至目标温度时，将大气的供给量恢复至增加前的供给量；

在由上述温度测定部件测定的温度低于预先设定的第1低温侧设定温度时，使利用上述大气供给部件向上述燃烧式除害装置供给的大气的供给量减少，并且在测定温度上升至目标温度时，将大气的供给量恢复至减少前的供给量，在由上述温度测定部件测定的温度低于预先设定的第2低温侧设定温度时，使利用燃料供给部件向燃烧式除害装置供给的燃料的供给量增加，并且在测定温度上升至目标温度时，将燃料的供给量恢复至减少前的供给量。

4.根据权利要求3所述的排气处理装置，其中，

上述第1高温侧设定温度设定为比上述第2高温侧设定温度高的温度，上述第1低温侧设定温度设定为比上述第2低温侧设定温度高的温度。

5.根据权利要求1所述的排气处理装置，其中，

上述第1除害装置为加热器加热式除害装置，上述第2除害装置为催化氧化式除害装置，上述目标温度为上述催化氧化式除害装置的处理温度。

6.根据权利要求5所述的排气处理装置，其中，

上述加热器加热式除害装置包括：

加热器输出调整部件，其能够调整用于对该加热器加热式除害装置进行加热的加热器的输出；

大气供给部件，其能够调整向上述加热器加热式除害装置供给的大气的供给量；

冷却水供给部件，其用于向上述加热器加热式除害装置供给冷却水，

上述控制部件进行如下控制：

在上述温度测定部件的测定温度高于预先设定的第1高温侧设定温度时，利用上述冷却水供给部件向加热器加热式除害装置供给冷却水，并且在测定温度降低至目标温度时，停止供给冷却水，在上述测定温度高于预先设定的第2高温侧设定温度时，使利用上述大气供给部件向加热器加热式除害装置供给的大气的供给量增加，并且在测定温度降低至目标温度时，将大气的供给量恢复至增加前的供给量；

在由上述温度测定部件测定的温度低于预先设定的第1低温侧设定温度时，使利用上述大气供给部件向上述加热器加热式除害装置供给的大气的供给量减少，并且在测定温度上升至目标温度时，将大气的供给量恢复至减少前的供给量，在由上述温度测定部件测定的温度低于预先设定的第2低温侧设定温度时，利用上述加热器输出调整部件增加加热器的输出，并且在测定温度上升至目标温度时，将加热器的输出恢复至增加前的输出。

7.根据权利要求6所述的排气处理装置，其中，

上述第1高温侧设定温度设定为比上述第2高温侧设定温度高的温度，上述第1低温侧设定温度设定为比上述第2低温侧设定温度高的温度。