CN104984649A - 一种适用于废气处理的净化系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于废气处理的净化系统及其控制方法，包括依次连通设置的燃烧室、喷淋管、沉降池、第一净化池、第二净化池和清水池，通过在不同的气体出口设置气体检测装置，通过比较气体通过某一级净化处理后的气体净化度与预设值的大小判断气体是否能直接排出或进入下一级的净化处理，从而实现了废气处理的净化系统的自动化，并监测排放气体，大大降低了对环境的污染，节省了劳动量。

Description

一种适用于废气处理的净化系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种废气处理领域。更具体地说，本发明涉及一种在半导体制作工艺中适用于废气处理的净化系统及其控制方法。

背景技术

在半导体制作工艺中需要使用多种特殊气体以及大量的酸或碱，在半导体制造的不同工艺中使用并产生大量的废气，这些废气通过排风系统收集并处理，以防止直接排放对环境以及人们的身体健康造成的严重后果。

半导体制作工艺中产生的废气一般采取水洗、燃烧、吸附、解离等方法，然而燃烧水洗式去除废气的方法能有效处理废气中的主要废弃物PFCs，能处理大流量的废气，同时去除各种可燃性的污染物，对环境污染较少，一般工业上处理废气，采取处理后直接排放的手段，并没有监测排放气体的有害成分，以最大化减小对环境的污染程度，保护环境，另外，半导体制作工艺中有不同的工艺，产生的废气的种类和浓度也不同，然而通过统一手段直接处理，存在排放废气中有害成分超标的可能。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种适用于废气处理的净化系统，其能够处理半导体制作工艺中产生的废气种类和浓度不稳定的问题，最大化处理废气，大大地减少排放污染率。

本发明还有一个目的是通过监测废气经过不同处理后的有害气体成分，通过比较每一次处理后的气体净化度，判断气体直接排放或是经过下一个处理，大大地提高了废气处理的净化系统的自动化程度，以提高了工作效率，节省了人力。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种适用于废气处理的净化系统，包括：

燃烧室，所述燃烧室的上部设有第一进气口，其与第一进气管连通，其下部设有第一排气口；

喷淋管，其连通所述第一排气口设置在所述燃烧室的下方，所述喷淋管的外壁上设有一连接第一控制阀的第一入水口，其与设置在所述喷淋管内部的喷嘴连通；

沉降池，其连通所述喷淋管的另一端设置在所述喷淋管的下方，其侧壁的上部设有第二排气口，其侧壁靠近所述沉降池底部的部位设有连接第二控制阀的第一出水口，所述第二控制阀设置为使所述沉降池的液面低于所述第二排气口；

第一净化池，其顶部通过第一三通管连通所述第二排气口，所述第一净化池的上部分别设有第三排气口和连接第三控制阀的第二入水口，所述第一净化池的下部设有连接第四控制阀的第二出水口，所述第一三通管包括第一管口、第二管口和第三管口，其中，第一管口与所述第二排气口连通，第三管口通过导管连通到所述第一净化池的液面以下，所述第二管口和第三管口分别设有第一单向气阀和第二单向气阀；

第二净化池，其顶部通过第二三通管连通所述第三排气口，所述第二净化池的上部分别设有第四排气口和连接第五控制阀的第三入水口，所述第二净化池的下部设有连接第六控制阀的第三出水口，所述第二三通管包括第四管口、第五管口和第六管口，其中，第四管口与所述第三排气口连通，第六管口通过导管连通到所述第二净化池的液面以下，所述第五管口和第六管口分别设有第三单向气阀和第四单向气阀；

清水池，其顶部通过第三三通管连通所述第四排气口，所述清水池的上部分别设有第五排气口和连接第七控制阀的第四入水口，所述清水池的下部设有连接第八控制阀第四出水口，所述第三三通管包括第七管口、第八管口和第九管口，其中，第七管口与所述第四排气口连通，第八管口通过导管与第六管口连通，第二管口、第五管口和第九管口均通过导管连通到所述清水池的液面以下，所述第八管口和第九管口分别设有第五单向气阀和第六单向气阀。

优选的是，所述的适用于废气处理的净化系统，还包括四个气体检测装置，其用于实时收集排放气体的监测数据，所述第一进气管内设置有第一气体检测装置，所述第一管口设置有第二气体检测装置，所述第四管口设置有第三气体检测装置，第七管口设置有第四气体检测装置。

优选的是，所述的适用于废气处理的净化系统，所述第一净化池和第二净化池内的液体均为氧化剂溶液。

本发明的目的还可以进一步由一种适用于废气处理的净化系统的控制方法来实现，该方法包括以下步骤：

步骤一、每间隔预设时间采集所述第一气体检测装置、第二气体检测装置、第三气体检测装置、第四气体检测装置和第五气体检测装置的监测数据，分别得到第一进气管、第一管口、第四管口和第七管口排放气体中有毒有害气体的质量分数W₁、W₂、W₃和W₄；

步骤二、定义气体净化度P_i＝(W_i-W_i+1)/W_i，比较气体流入所述第一进气口与流出所述沉降池的的气体净化度P₁与第一预设值的大小，当P₁大于第一预设值时，关闭第二单向气阀，打开第一单向气阀，气体进入所述清水池后从所述清水池排出，否则关闭第一单向气阀，打开第二单向气阀，气体进入第一净化池内。

优选的是，所述的适用于废气处理的净化系统的控制方法，还包括：

步骤三、比较气体流入第一净化池与流出第一净化池的的气体净化度P₂与第一预设值和第二预设值的大小，

当P₂大于第一预设值时，关闭第四单向气阀，打开第三单向气阀，气体进入所述清水池后从所述清水池排出；

当P₂大于第二预设值小于第一预设值时，关闭第三单向气阀，打开第四单向气阀，气体进入第二净化池内；

当P₂小于第二预设值时，关闭第三单向气阀，打开第四单向气阀，同时打开第四控制阀至排出所述第一净化池内的液体之后关闭所述第四控制阀，打开所述第三控制阀更换所述第一净化池内的液体后关闭所述第三控制阀。

优选的是，所述的适用于废气处理的净化系统的控制方法，还包括：

步骤四、比较气体流入第二净化池与流出第二净化池的气体净化度P₃与第一预设值和第二预设值的大小，

当P₃大于第一预设值时，关闭第五单向气阀，打开第六单向气阀，气体进入所述清水池后从所述清水池排出；

当P₃大于第二预设值小于第一预设值时，关闭第六单向气阀，打开第五单向气阀，气体从第八管口流向与所述第四管口连通的导管，进入所述第二净化池内；

当P₃小于第二预设值时，关闭第六单向气阀，打开第五单向气阀，同时打开第六控制阀至排出所述第二净化池内的液体之后关闭所述第六控制阀，打开所述第五控制阀更换所述第二净化池内的液体后关闭所述第五控制阀。

优选的是，所述的适用于废气处理的净化系统的控制方法，所述第一预设值为9/10，第二预设值为1/10。

本发明至少包括以下有益效果：

1)通过燃烧与多级水洗结合的方式，提高废气处理净化系统的净化程度，减少对环境的污染；

2)通过设置气体检测装置，分析每一级废气处理后气体中有害气体的成分，通过设计比较通过一级废气处理后的气体净化度与预设值的比较，判断气体是否需要经过下一级废气处理，最大化降低排放气体中有害气体成分的浓度，对气体的排放进行有效地控制，并以自动化的方式节省了劳力。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的适用于废气处理的净化系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

图1示出了根据本发明的一种实现形式，一种适用于废气处理的净化系统，包括：

燃烧室1，所述燃烧室1的上部设有第一进气口，其与第一进气管连通，其下部设有第一排气口；

喷淋管2，其连通所述第一排气口设置在所述燃烧室1的下方，所述喷淋管2的外壁上设有一连接第一控制阀21的第一入水口，其与设置在所述喷淋管2内部的喷嘴连通；

沉降池3，其连通所述喷淋管2的另一端设置在所述喷淋管2的下方，其侧壁的上部设有第二排气口，其侧壁靠近所述沉降池底部的部位设有连接第二控制阀31的第一出水口，所述第二控制阀31设置为使所述沉降池的液面低于所述第二排气口；

第一净化池4，其顶部通过第一三通管连通所述第二排气口，所述第一净化池4的上部分别设有第三排气口和连接第三控制阀42的第二入水口，所述第一净化池4的下部设有连接第四控制阀41的第二出水口，所述第一三通管包括第一管口、第二管口和第三管口，其中，第一管口与所述第二排气口连通，第三管口通过导管连通到所述第一净化池的液面以下，所述第二管口和第三管口分别设有第一单向气阀81和第二单向气阀82；

第二净化池5，其顶部通过第二三通管连通所述第三排气口，所述第二净化池的上部分别设有第四排气口和连接第五控制阀52的第三入水口，所述第二净化池5的下部设有连接第六控制阀51的第三出水口，所述第二三通管包括第四管口、第五管口和第六管口，其中，第四管口与所述第三排气口连通，第六管口通过导管连通到所述第二净化池的液面以下，所述第五管口和第六管口分别设有第三单向气阀83和第四单向气阀84；

清水池6，其顶部通过第三三通管连通所述第四排气口，所述清水池6的上部分别设有第五排气口和连接第七控制阀62的第四入水口，所述清水池的下部设有连接第八控制阀61的第四出水口，所述第三三通管包括第七管口、第八管口和第九管口，其中，第七管口与所述第四排气口连通，第八管口通过导管与第六管口连通，第二管口、第五管口和第九管口均通过导管连通到所述清水池的液面以下，所述第八管口和第九管口分别设有第五单向气阀85和第六单向气阀86。

所述的适用于废气处理的净化系统，还包括四个气体检测装置，其用于实时收集排放气体的监测数据，所述第一进气管内设置有第一气体检测装置71，所述第一管口设置有第二气体检测装置72，所述第四管口设置有第三气体检测装置73，第七管口设置有第四气体检测装置74，四个所述气体检测装置均为气体传感器，或其他检测传感器。

所述的适用于废气处理的净化系统，所述第一净化池4和第二净化池5内的液体均为氧化剂溶液，第一净化池4内的液体浓度可以设置为比第二净化池内5的液体的浓度大，以节省不必要的流路，节约资源。

本发明的目的还可以进一步由一种适用于废气处理的净化系统的控制方法来实现，该方法包括以下步骤：

步骤一、每间隔预设时间采集所述第一气体检测装置71、第二气体检测装置72、第三气体检测装置73和第四气体检测装置74的监测数据，分别得到第一进气管、第一管口、第四管口和第七管口排放气体中有毒有害气体的质量分数W₁、W₂、W₃和W₄；

步骤二、定义气体净化度P_i＝(W_i-W_i+1)/W_i，比较气体流入所述第一进气口与流出所述沉降池的的气体净化度P₁与第一预设值的大小，当P₁大于第一预设值时，关闭第二单向气阀82，打开第一单向气阀81，气体进入所述清水池后从所述清水池排出，否则关闭第一单向气阀81，打开第二单向气阀82，气体进入第一净化池4内。

步骤三、比较气体流入第一净化池4与流出第一净化池4的的气体净化度P₂与第一预设值和第二预设值的大小，

当P₂大于第一预设值时，关闭第四单向气阀84，打开第三单向气阀83，气体进入所述清水池后从所述清水池排出；

当P₂大于第二预设值小于第一预设值时，关闭第三单向气阀83，打开第四单向气阀84，气体进入第二净化池5内；

当P₂小于第二预设值时，关闭第三单向气阀83，打开第四单向气阀84，同时打开第四控制阀41至排出所述第一净化池4内的液体之后关闭所述第四控制阀41，打开所述第三控制阀42更换所述第一净化池4内的液体后关闭所述第三控制阀42。

步骤四、比较气体流入第二净化池5与流出第二净化池5的气体净化度P₃与第一预设值和第二预设值的大小，

当P₃大于第一预设值时，关闭第五单向气阀85，打开第六单向气阀86，气体进入所述清水池后从所述清水池排出；

当P₃大于第二预设值小于第一预设值时，关闭第六单向气阀86，打开第五单向气阀85，气体从第八管口流向与所述第四管口连通的导管，进入所述第二净化池5内；

当P₃小于第二预设值时，关闭第六单向气阀86，打开第五单向气阀85，同时打开第六控制阀51至排出所述第二净化池5内的液体之后关闭所述第六控制阀51，打开所述第五控制阀52更换所述第二净化池内的液体后关闭所述第五控制阀52。

所述的适用于废气处理的净化系统的控制方法，所述第一预设值为9/10，第二预设值为1/10。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种适用于废气处理的净化系统，其特征在于，包括：

燃烧室，所述燃烧室的上部设有第一进气口，其与第一进气管连通，其下部设有第一排气口；

喷淋管，其连通所述第一排气口设置在所述燃烧室的下方，所述喷淋管的外壁上设有一连接第一控制阀的第一入水口，其与设置在所述喷淋管内部的喷嘴连通；

沉降池，其连通所述喷淋管的另一端设置在所述喷淋管的下方，其侧壁的上部设有第二排气口，其侧壁靠近所述沉降池底部的部位设有连接第二控制阀的第一出水口，所述第二控制阀设置为使所述沉降池的液面低于所述第二排气口；

第一净化池，其顶部通过第一三通管连通所述第二排气口，所述第一净化池的上部分别设有第三排气口和连接第三控制阀的第二入水口，所述第一净化池的下部设有连接第四控制阀的第二出水口，所述第一三通管包括第一管口、第二管口和第三管口，其中，第一管口与所述第二排气口连通，第三管口通过导管连通到所述第一净化池的液面以下，所述第二管口和第三管口分别设有第一单向气阀和第二单向气阀；

第二净化池，其顶部通过第二三通管连通所述第三排气口，所述第二净化池的上部分别设有第四排气口和连接第五控制阀的第三入水口，所述第二净化池的下部设有连接第六控制阀的第三出水口，所述第二三通管包括第四管口、第五管口和第六管口，其中，第四管口与所述第三排气口连通，第六管口通过导管连通到所述第二净化池的液面以下，所述第五管口和第六管口分别设有第三单向气阀和第四单向气阀；

清水池，其顶部通过第三三通管连通所述第四排气口，所述清水池的上部分别设有第五排气口和连接第七控制阀的第四入水口，所述清水池的下部设有连接第八控制阀的第四出水口，所述第三三通管包括第七管口、第八管口和第九管口，其中，第七管口与所述第四排气口连通，第八管口通过导管与第六管口连通，第二管口、第五管口和第九管口均通过导管连通到所述清水池的液面以下，所述第八管口和第九管口分别设有第五单向气阀和第六单向气阀。

2.如权利要求1所述的适用于废气处理的净化系统，其特征在于，还包括四个气体检测装置，其用于实时收集排放气体的监测数据，所述第一进气管内设置有第一气体检测装置，所述第一管口设置有第二气体检测装置，所述第四管口设置有第三气体检测装置，第七管口设置有第四气体检测装置。

3.如权利要求2所述的适用于废气处理的净化系统，其特征在于，所述第一净化池和第二净化池内的液体均为氧化剂溶液。

4.一种如权利要求2所述的适用于废气处理的净化系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、每间隔预设时间采集所述第一气体检测装置、第二气体检测装置、第三气体检测装置、第四气体检测装置和第五气体检测装置的监测数据，分别得到第一进气管、第一管口、第四管口和第七管口排放气体中有毒有害气体的质量分数W₁、W₂、W₃和W₄；

步骤二、定义气体净化度P_i＝(W_i-W_i+1)/W_i，比较气体流入所述第一进气口与流出所述沉降池的的气体净化度P₁与第一预设值的大小，当P₁大于第一预设值时，关闭第二单向气阀，打开第一单向气阀，气体进入所述清水池后从所述清水池排出，否则关闭第一单向气阀，打开第二单向气阀，气体进入第一净化池内。

5.如权利要求4所述的适用于废气处理的净化系统的控制方法，其特征在于，还包括：

步骤三、比较气体流入第一净化池与流出第一净化池的的气体净化度P₂与第一预设值和第二预设值的大小，

当P₂大于第一预设值时，关闭第四单向气阀，打开第三单向气阀，气体进入所述清水池后从所述清水池排出；

当P₂大于第二预设值小于第一预设值时，关闭第三单向气阀，打开第四单向气阀，气体进入第二净化池内；

当P₂小于第二预设值时，关闭第三单向气阀，打开第四单向气阀，同时打开第四控制阀至排出所述第一净化池内的液体之后关闭所述第四控制阀，打开所述第三控制阀更换所述第一净化池内的液体后关闭所述第三控制阀。

6.如权利要求5所述的适用于废气处理的净化系统的控制方法，其特征在于，还包括：

步骤四、比较气体流入第二净化池与流出第二净化池的气体净化度P₃与第一预设值和第二预设值的大小，

当P₃大于第一预设值时，关闭第五单向气阀，打开第六单向气阀，气体进入所述清水池后从所述清水池排出；

当P₃大于第二预设值小于第一预设值时，关闭第六单向气阀，打开第五单向气阀，气体从第八管口流向与所述第四管口连通的导管，进入所述第二净化池内；

当P₃小于第二预设值时，关闭第六单向气阀，打开第五单向气阀，同时打开第六控制阀至排出所述第二净化池内的液体之后关闭所述第六控制阀，打开所述第五控制阀更换所述第二净化池内的液体后关闭所述第五控制阀。

7.如权利要求6所述的适用于废气处理的净化系统的控制方法，其特征在于，所述第一预设值为9/10，第二预设值为1/10。