CN107224856A - 一种气体的处理方法与气体处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种气体的处理方法，所述气体中至少含有一氧化二氮(N2O)，所述气体的处理方法包含：输送所述气体至第一腔室内，提供第一能量于所述第一腔室内，使所述气体形成具有激发态的游离气体，其中所述游离气体至少包含一氧化氮(NO)及氮原子(N)；提供臭氧(O3)至第二腔室内，所述第二腔室具有第二能量，使所述臭氧形成具有激发态的氧原子(O)；分别输送所述第一腔室内的所述激发态的游离气体与所述第二腔室内的所述激发态的氧原子于第三腔室内进行反应，使所述第三腔室中的气体至少含有二氧化氮(NO2)；将所述第三腔室的气体输送至一第四腔室，所述第四腔室具有洗涤系统，所述洗涤系统至少含有可溶解所述二氧化氮(NO2)的溶剂。

Description

一种气体的处理方法与气体处理装置
技术领域
一种气体的处理方法与气体处理装置，尤其涉及一种将气体与臭氧分别独立进行处理裂解后再混合反应的气体净化方式。
背景技术
近年来，空气污染的议题备受重视，由于其对人类和生态环境有极大的负面影响。而造成空气污染的物质可以是固态颗粒、液态液滴、或是气体，有天然造成的如火山喷发的烟灰，也有藉由人类活动而产生的污染物，如汽机车排放废气中的一氧化碳或硫氧化物，或工厂燃烧排放的气体等等。
藉由人类活动产生的主要污染物包括有：
一、硫氧化物(SO×)：通常是二氧化硫，化学公式为S02。SO2由火山和其它工业过程产生。煤和石油常常含有硫，它们在燃烧时会产SO2，SO2通常在受到NO2等的催化进一步氧化，形成H2SO4，即酸雨。
二、氢氧化物(NO×)：氮氧化物，特别是高温燃烧所产生的二氧化氮，也可以通过闪电产生。它们会形成棕色烟雾或污染物，笼罩城市，二氧化氮是一种化学物质，公式为NO2，为最著名的空气污染物，这种棕红色的气体具有十分剌鼻的苦涩气味。
三、一氧化碳(CO)：CO是一种无色、无味、无刺激的有毒气体。是由不完全燃烧所产生的，如天然气、煤或木头等，汽车或机车排放的尾气是一氧化碳的主要来源。
四、挥发性有机物：挥发性有机污染物是常见的污染物。它们可能是甲烷(CH4)或是非甲烷(NMVOCs)。甲烷是极其强大的温室气体，导致全球变暖。其它挥发性碳氢化合有机物也是重要的温室气体，因为它们会产生臭氧，延长大气中甲烷的寿命，影响则依地区空气质量的不同而不同，芳香非甲烷苯类、甲苯、二甲苯则有致癌嫌疑，长期接触可能会导致白血病。
五、有毒金属：如铅和汞，特别是它们的合成物。
六、氯氟烃(CFCs)：能破坏臭氧层；产生这一气体的物质目前已经被禁用，这些气体可以从空调、冰箱、喷雾剂等散布，氯氟烃进入空气后升至平流层，在此它们与其它气体反应，破坏臭氧层，使得有害的紫外线到达地球表面，能导致皮肤癌、眼疾甚至伤害植物。
七、自由基：一种空中微粒，与心肺疾病有关。
八、氨气(NH3)：主要来自农业活动的过程，氨气的化学方程式是NH3，通常是一种刺激性强的气体，地面作物需要的相关营养成分，氨是肥料和滋养的先导，无论是直接还是间接，氨都是许多药物的合成成分。氨虽然被大量使用，但确是有腐蚀性的，伤身的物质，在大气中，氨气与氢氧化物和硫发生反应，形成次生颗粒。
九、臭气从垃圾、污水和工业过程中释放出来。
十、放射性废料：由核爆炸、核事件、战争爆破和自然过程，如氨的放射性衰变产生。
以上为主要造成空气污染的污染物与其产生的来源。
其中，以一氧化二氨(N2O)是大气中含量最多的氢氧化物，也是氨氧化物中化学性质最稳定的一种，因为对人体没有直接伤害，所以也就不像其他氮氧化物如NO或NO，受到重视，但是其严重破坏臭氧层已受到证实。
2015年联合国于巴黎举办气候峰会，所述次的议题是以“抑制全球暖化”进行协议，目标是逐年减少温室气体排放，让地球在2100年时暖化速度减缓，全球气温不会上升超过1.5℃“2015联合国气候峰会，维基百科”；虽然各国递交的温室气体减排的标准不一，但是减少温室气体排放是已有的共识。美国环境保护署(USEPA)明列六种气体为减排对象，包含二氧化碳、甲烷、氧化亚氨、氢氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫；此举将迫使美国联邦政府自1970年清净空气法案(Clean Air Act)后，再次立法规范前述温室气体排放，因此在半导体产业中，有相当多的制程气体如氧化亚氮、甲烷、氢氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫等都会受到管制及盘点，对于业界厂务而言，无疑需要提前因应以避免遭受管制。
常见的温室气体对于全球暖化的影响程度亦不相同(称为全球暖化潜势GWP100)，C02为1，SF6为22,800，N2O为280；除此之外，N2O也是破坏大气臭氧层的主要气体，主要是因为N2O对真空紫外线(Vacuum UV,VUV)具有强烈的吸收能力，并分解为N2及O原子,使O原子再与臭氧O3反应生成O2，因此使臭氧减少，其化学式如下
N2O+hv→N2+O
O+O3→2O2
另外，目前空污问题相当著名的PM2.5以及雾霾光害及臭氧等议题，也是与NOx有关，因为在低层的空气中，汽机车排放废气中的氮氧化物，经过紫外线照射便分解成为NO与O原子，而NO与O2结合后形成NO2，再与水蒸气反应形成棕红色的硝酸，O原子则与O2结合成为臭氧，因此在空气污染严重的早晨，经常有棕红色的雾霾与臭氧影响健康。
在台湾半导体厂，对于温室气体的排放量及标准要求相当高，主要是国际半导体产业对环保的高标准自我要求，以争取国际形象，因此在巴黎协议签订后，各厂皆在努力研发N2O尾气消除及NOx的降低方法，其中最方便的莫过于燃烧法，电浆裂解法以及电热法。但前述方法中，必须付出相当昂贵的成本，例如燃料费用，电费以及电极损耗成本，加上半导体工厂中常以N2作为稀释气体的主要气体，但是在高温的燃烧法，电热法和电浆法都会将N2再次形成N2O及NOx，无形中造成二次污染。
在各国专利方面，美国专利号US5,206,002、US6,162,409、US6,649,132、US7,303,735中揭露，使用臭氧来处理N2O及NOx，但是依照其揭露的方法或设备，都需要使用高浓度臭氧进行氧化，相当于1.5摩尔的臭氧，因此在有限的成本架构下相当不易推广。
另外，对于恶臭气体如NH3,H2S等，使用紫外线进行分解的相关技术，则在中国专利号ZL03115442.5，日本专利号JP2000157621A、以及JP2001235201A中有提及，但是，其瓶颈的处在于，风量过大或是恶臭气体的浓度过高时，全波段紫外灯管将无法负荷，因此，处理效果不佳。
美国专利号US7,837,966中有提及，以紫外线与臭氧进行分解碳氢化物，并可设计模块化以组合方式降低碳氢化合物浓度，并有监控臭氧浓度以降低环境污染。其使用的UVC波长254nm的主要目的，在于将O3裂解成为O原子，以便与碳氢化物反应，并非直接裂解碳氢化物，另外反应腔体的流道设计是让碳氢化物的停留时间够久以便反应。
美国专利号US7,272,925中，以紫外线及臭氧降低NOx浓度，其中添加碳氢化物，并以UV波长254nm照射碳氢化物，臭氧及水气等，以产生催化剂，最终在使用催化剂进行消除NOx。
美国专利号US6,506,351中，则是提出，将臭氧加热至约50-150度C，再与NOx反应，生成N2O5后移除。
美国专利号US7,498,009，以UV加上NH3(Ammonia)在同一腔室内进行NOx处理，然而，NH3本身即为一有害气体，并且使用NH3易造成二次污染。US20100108489提到，为了生产NO气体，以N2O气体在UV腔体内裂解并重复循环与副产物反应最终生成NO，但生产过程需长达数十分钟，不仅效率偏低且最终产物仍属于氮氧化物。
在上述多项专利中，皆未提到N2O(笑气)的解决方案，虽广义NOx包含N2O，但是由于N2O相当稳定，如果没有特别处理，并不会完全裂解，因此，相较于NO及NO2的处理手法上，存在相当大的差异性，无论是中国专利，日本专利或是上述提到的美国专利，在机构设计上皆未考虑气体或是恶臭气体对于紫外线的吸收深度，以及臭氧半衰期及产生radical时机与反应顺序；因此在设计消除N2O的机制上，必须考虑N2O对紫外线的吸收，臭氧对紫外线的影响，进而设计出N2O与臭氧最佳反应时机及如何反应。
因此，如何提出一种针对N2O气体的处理方法或设备，乃为业界亟欲改善与努力的方向所在。
发明内容
有鉴于此，本发明即在提供一种气体的处理方法，气体中至少含有一氧化二氮(N2O)，气体的处理方法包含：输送气体至第一腔室内，提供第一能量于第一腔室内，使气体形成具有激发态的游离气体，其中游离气体至少包含一氧化氮(NO)及一氮原子(N)；提供臭氧(O3)至第二腔室内，第二腔室具有第二能量，使O3形成具有激发态的氧原子(O)及O2；分别输送第一腔室内的激发态的游离气体与第二腔室内的激发态的氧原子至第三腔室内进行反应，使第三腔室中的气体至少含有二氧化氮(NO2)；将第三腔室的气体输送至第四腔室，第四腔室具有洗涤系统，洗涤系统至少含有可溶解NO2的溶剂。
所述的气体的处理方法，其中，第一能量与第二能量为热能或光能的其中之一或组合。
所述的气体的处理方法，其中，第一能量包含波长介于160-210nm的间的第一紫外线光源。
所述的气体的处理方法，其中，第二能量包含由发热装置所提供。
所述的气体的处理方法，其中，第二能量包含具有波长介于230-280nm的间的第二紫外线光源。
所述的气体的第四腔室内的处理方法，其中，洗涤系统的溶剂至少包含水分子(H2O)。
所述的气体的处理方法，其中，第一腔室、第二腔室或第三腔室，进一步具有扰流系统。
所述的气体的处理方法，其中，扰流系统具有可产生雷诺数大于或等于3000的紊流。
所述的气体的处理方法，其中，扰流系统包含多个散热片。
所述的气体的处理方法，其中，扰流系统包含由多个紫外线光源进行矩阵或错位排列组成，并且设置于第一腔室或第三腔室的气体流道处，据此，藉由气体的流动碰撞等紫外线光源而造成扰流效果。
所述的气体的处理方法，其中，扰流系统可为喷嘴。
所述的气体的处理方法，其中，第四腔室连结第五腔室；输入激发态的氧原子于第五腔室内进行反应，使第五腔室内至少含有二氧化氮(NO2)的气体；输送第五腔室内的含有二氧化氮(NO2)的气体至第四腔室内。
所述的气体的处理方法，其中，激发态的氧原子来自于第二腔室内所产生。
此外，本发明在提出一种气体处理装置，用于处理至少含有一氧化二氮(N2O)的气体，气体处理装置包含：第一腔室，包含第一进气口、第一出气口以及第一能量供应系统，气体自第一进气口进入第一腔室内；第二腔室，包含第二进气口、第二出气口以及第二能量供应系统，第一出气口与第二出气口分别与第三腔室的一第三进气口相连通；第三腔室透过第三出气口与第四腔室的第四进气口相连通；第四腔室包含洗涤系统，洗涤系统具有包含水分子(H2O)的溶剂。
所述的气体处理装置，其中，第一能量供应系统与第二能量供应系统来自热能或光能的其中之一、两者的组合。
所述的气体处理装置，其中，第一能量供应系统包含具有波长介于160-210nm的间的第紫外线光源。
所述的气体处理装置，其中，第二能量供应系统包含介于100-300℃的间的发热装置。
所述的气体处理装置，其中，第二能量供应系统包含具有波长介于230-280nm的间的第二紫外线光源。
所述的气体处理装置，其中，第一腔室、第二腔室或第三腔室，进一步设置扰流系统。
所述的气体处理装置，其中，扰流系统具有可产生雷诺数大于或等于3000的紊流。
所述的气体处理装置，其中，扰流系统包含多个散热片。
所述的气体处理装置，其中，扰流系统包含由多个紫外线光源进行矩阵或错位排列组成，并且设置于第一腔室、第二腔室或第三腔室的气体流道处，据此，藉由气体的流动碰撞等紫外线光源而造成扰流效果。
所述的气体处理装置，其中，扰流系统可为喷嘴。
所述的气体处理装置，其中，第四腔室透过第四出气口与第五腔室的第五进气口连通，第五腔室进一步具有第五外气进气口。
所述的气体处理装置，其中，第五外气进气口与第二腔室的第二出气口相连通。
所述的气体处理装置，其中，第五腔室进一步具有第五出气口，与第四腔室的第四进气口相连通。
所述的气体处理装置，其中，第一能量供应系统具有第一密闭容器，第一紫外线光源则设置于第一密闭容器内。
所述的气体处理装置，其中，第一密闭容器的管壁为高纯度石英、蓝宝石、或可穿透波长介于160-210nm的紫外线光源的材质。
所述的气体处理装置，其中，第二能量供应系统具有第二密闭容器，第二紫外线光源则设置于第二密闭容器。
所述的气体处理装置，其中，第二密闭容器的管壁为高纯度石英、蓝宝石、或可穿透波长介于230-280nm的紫外线光源的材质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
图1为本发明所提出的一种气体处理装置示意图。
图2至图4为扰流系统的示意图。
图5为本发明的另一种气体处理装置示意图。
图6为第一腔室与第二腔室的示意图。
图7、8、10为本发明所提出的一种气体的处理方法示意图。
图9为实验数据图
图例说明：
气体处理装置 100
第一腔室 10
第一进气口 101
第一出气口 102
第一能量供应系统 103
第一密闭容器 1032
第一能量 11
第一紫外线光源 111
第二腔室 20
第二进气口 201
第二出气口 202
第二能量 21
发热装置 211
第二紫外线光源 212
第二能量供应系统 203
第二紫外线光源 2032
第二密闭容器 2033
第三腔室 30
第三进气口 301
第三出气口 302
第四腔室 40
第四进气口 401
第四出气口 402
洗涤系统 41
溶剂 411
第五腔室 50
第五进气口 501
第五出气口 502
第五外气进气口 503
扰流系统 70
鳍片 701
紫外线光源 702
喷嘴 703
具体实施方式
由于本发明揭露一种气体处理方法与气体处理装置，其中，所使用的气体的氧化还原反应等相关基础原理已为相关技术领域具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，不再作完整描述。同时，以下文中所对照的图式，表达与本发明特征有关的结构示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，合先述明。
本发明提出一种气体处理装置100，用于处理一气体，在此所指的气体，是指包含有害的气体，其所产生的来源可以是如火力发电厂经过高温燃烧后所排出的气体，如SOx(硫氧化物)；半导体制程所产生的尾气，如CH4(甲烷)及N2O等。此气体处理装置100包含多个相连通的腔室：第一腔室10、第二腔室20、第三腔室30以及第四腔室40，特别适用于包含至少含有一氧化二氮(N2O)的气体的相关处理与净化，其中，各腔室的运作说明如下。
第一腔室10包含第一进气口101、第一出气口102以及第一能量供应系统103，而欲处理的气体自第一进气口101进入第一腔室10内，在第一腔室10内的第一能量供应系统103来热能或一光能的其中之一、或两者的组合，在较佳实施例中，第一能量供应系统103可包含有波长介于160-210nm的间的第一紫外线光源1031。当然，可以视欲处理的气体成分，选择给予更针对性的热能或光能，据此，可以使进入第一腔室10内的气体，产生具有激发态的游离气体。
第二腔室20，包含第二出气口202以及第二能量供应系统203，在第二腔室20中，用来放置针对前述输入第一腔室10中需要处理的气体设置其适合的气体反应物，因此，第二腔室20可以包含第二进气口201，随时补充气体反应物至第二腔室20的内。
第二能量供应系统203可以视此气体反应物的特性，设置其适合的能量，如来自热能或光能的其中之一、或两者的组合，在较佳实施例中，第二能量供应系统203包含介于100-300℃的间的发热装置211，或者，第二能量供应系统203可再包含具有波长介于230-280nm的间的第二紫外线光源2031。据此，可以将第二腔室20内的气体反应物产生具有激发态的气体反应物。
第三腔室30包含第三进气口301与第三出气口302。第四腔室则包含第四进气口401、第四出气口402以及洗涤系统41。
而第一腔室10的第一出气口102与第二腔室20的第二出气口202分别与第三腔室30的第三进气口301相连通。据此，透过第一腔室10可先单独处理需要净化的气体，藉由第一能量供应系统103产生具有激发态的游离气体的后，再输入至第三腔体30；第二腔室20的气体反应物也先透过第二能量供应系统203产生具有激发态的气体反应物的后，再输入第三腔室30中。如此一来，进入第三腔室30的激发态的游离气体可以与激发态的气体反应物充分反应。
而第三腔室30透过第三出气口302与第四腔室40的第四进气口401相连通，将第三腔室30内已经充分反应后的气体输入第四腔室40的内；第四腔室40包含洗涤系统41，此洗涤系统41具有包含水分子(H2O)的溶剂411，藉此将第四腔室40内的气体溶解。
要特别说明的是，藉由第一腔室10与第二腔室20，分别对要处理的气体与气体反应物进行单独处理，再输入至第三腔室30混合并进行反应，主要在于，一般的废气气体中含有复杂的多种气体，如果直接加入气体反应物直接与废气的气体反应，会产生复杂且反复的裂解、结合的过程，反而会导致反应的效果不佳，净化的效率降低，藉由本发明所提出的气体处理装置100，分别藉由第一腔室10将要处理的气体产生具有激发态的游离气体，第二腔室20将气体反应物产生具有激发态的气体反应物，再使这两种处于激发态的气体输入至第三腔室30进行反应，可以达到更高的反应效率。
此外，在较佳实施例中，于第一腔室10或第三腔室30中，进一步设置扰流系统70，据此，在第一腔室10中，可以使让要处理的气体与第一能量供应系统103反应更均匀、更有效率；让第三腔室30中的激发态的游离气体与激发态的气体反应物反应更均匀、更有效率。因此，扰流系统70为具有可产生雷诺数大于或等于3000的紊流，而扰流系统70的配置，并不特别局限，只要能够于第一腔室10与第三腔室30内，有效形成扰流的效果即可，如果能形成紊流者更佳。
如图2所示，在第一腔室10或第三腔室30内，扰流系统70为包含复数个鳍片701者，且分散于第一腔室10或第三腔室30的气体流道处。请参考图3，扰流系统70也可以是由多个紫外线光源702进行矩阵或错位排列组成，并且设置于第一腔室10或第三腔室30的气体流道处，据此，藉由气体的流动碰撞紫外线光源702而造成一扰流效果，同时也增加紫外线光源702有效的气体反应面积。或者，请参考图4，扰流系统70也可以是由多个喷嘴703所构成，藉由喷嘴703所喷出的气流，可以使气体混合更为均匀，反应效率更好。同理，若第二腔室20中的气体反应物与第二能量供应系统203有此需求，视成本的考虑，亦可于第二腔室20内设置扰流系统70，加速产生激发态的气体反应物的效率。
请参考图5，在另一实施例中，还包含第五腔室50，包含第五进气口501与第五出气口502，第五进气口501与第四腔室40的第四出气口402相连通，据此，在第四腔室40内透过洗涤系统41处理后，尚未被洗涤系统41中的溶剂411溶解的气体，可透过此第四出气口402注入至第五腔室50，此第五腔室50内可以包含有气体反应物，在第五腔室50中的气体反应物，可以使用与第二腔室20相同的气体反应物，但不以此为限。因此，第五腔室50进一步具有第五外气进气口503与第二腔室20的第二出气口202相连通，输入激发态的气体反应物，与第五腔室50内的尚未被溶剂411溶解的气体进行反应，再将反应后的气体透过第五出气口502连通至第四腔室40的第四进气口401，将其导入第四腔室40内，再经过洗涤系统41重复处理。
在此要说明的是，在第五腔室50内，亦可设置如前所述的扰流系统70，据此可增加激发态气体反应物充分与第五腔室50内且来自于第四腔室40尚未被溶解的气体反应。
请参考图6，在此实施例中，于第一能量供应系统103中，具有至少一个第一密闭容器1032，其材质可视第一能量供应系统103的来源而配合，例如，如果是热能，则第一密闭容器1032可以使用导热数较佳的材质，如果是来自如本实施例所述的第一紫外线光源1031，则第一密闭容器1032的管壁为高纯度石英或蓝宝石、或可穿透光源的材质。本实施例将第一紫外线光源1031设置于第一密闭容器1032内，据此，可以扩大第一紫外线光源1031照射的有效反应面积，而，为了不影响第一紫外线光源1031的穿透效果，在本实施例中，第一密闭容器1032的管壁为可穿透波长介于160-210nm的紫外线光源的材质。
同理，于第二能量供应系统203中，具有至少一个第二密闭容器2033，其材质亦视第二能量供应系统203的来源而配合，例如，如果是热能，则第二密闭容器2033可以使用导热数较佳的材质，如果是来自如本实施例所述的第二紫外线光源2032，则第二密闭容器2033的管壁为高纯度石英或蓝宝石、或可穿透光源的材质。本实施例将第二紫外线光源2032设置于第二密闭容器2033内，据此，可以扩大第二紫外线光源2032照射的有效反应面积，而，为了不影响第二紫外线光源2032的穿透效果，在本实施中，第二密闭容器2033的管壁为可穿透波长介于230-280nm的紫外线光源的材质。
请参考图7，本发明再提出一种气体的处理方法，在此所指的气体，是指包含有害的气体，其所产生的来源可以是如火力发电厂经过高温燃烧后所排出的气体，如SOx(硫氧化物)；半导体制程所产生的尾气，如CH4(甲烷)及N2O等，且此气体中至少含有一氧化二氮(N2O)的气体，本气体的处理方法包含：输送此气体至第一腔室10内，提供第一能量11于第一腔室10内，使此气体形成具有激发态的游离气体，其中此游离气体至少包含一氧化氮(NO)及氮原子(N)，在此要特别说明的是，第一能量11为前述第一能量供应系统103所提供，主要的目的在于能够提供适当的能量于第一腔室10内，进一步使此气体产生裂解，并且气体形成具有激发态的游离气体，其中包含一氧化氮(NO)及氮原子(N)，因此，第一能量11可以是热能或光能的混合提供，或是单一方式提供而来。在本实施例中，采用波长介于160-210nm的间的第一紫外线光源111，藉由此波段的紫外线，可以将气体中的一氧化二氮(N2O)裂解成NO+N，其反应式为下式(1)。
N2O+hv->NO+N(4S) (1)
输送臭氧(O3)至第二腔室20内，在本实施例中所使用的臭氧，即为前述的气体反应物，主要是臭氧中的氧原子(O)可以有效的处理氧化二氮(N2O)。因此，第二腔室20具有一第二能量21，藉由此第二能量21使臭氧形成具有激发态的氧原子(O)，在此要特别说明的是，第二能量21为前述第二能量供应系统203所提供，主要在于能够适当的供给适合的能量于第二腔室20内，进一步促进臭氧的裂解，因此，其可以是热能或光能的混合提供，或是单一方式提供而来。在本实施例中，第二能量21是由发热装置211所提供，当然，此发热装置211可以直接设置在第二腔室20内部，或设置在第二腔室20外部，只要让第二腔室20维持在100-300℃的温度即可，据此，可以使臭氧更快速的裂解成O2与O，并且使氧原子成为激发态，其反应式如下式(2)。
O3+energy→O(1D)+O2 (2)
请参考图8，在另一实施例中，第二能量21则是使用波长介于230-280nm的间的第二紫外线光源212，据此，亦可以使臭氧快速的裂解成O2与O，并且使氧原子成为激发态。
接着，分别将第一腔室10内的激发态的游离气体、与第二腔室20内的激发态的氧原子输入至第三腔室30内，并进行反应，进而使第三腔室30中的经过反应后的气体中，至少含有二氧化氮(NO2)，其反应式至少包含如下(3)至(4)。
O(1D)+N2O→2NO (3)
O(1D)+NO→NO2 (4)
接着，将第三腔室30中经过反应用的气体输送至第四腔室40内，第四腔室40具有洗涤系统41，此洗涤系统41至少含有可溶解二氧化氮(NO2)的溶剂411，较佳的方式为，此溶剂411至少包含水分子(H2O)，据此，可以使二氧化氮(NO2)被溶解成HNO3。当然，可以视第三腔室内气体的成分，选择适合的溶剂411的成分，而在本实施例中，洗涤系统41中所使用的溶剂411，使用水来当溶剂，其反应式为下式(5)。
NO2+H2O→2HNO3 (5)
在此要特别说明的是，本发明进一步提出扰流系统70，可以分别设置在第一腔室10、第二腔室20或第三腔室30，其主要目的在于，使各腔室内的气体产生紊流使彼此反应更完全，以第一腔室10为例，如果其第一能量11是使用第一紫外线光源111，则由于紫外线的穿透深度大约于0.1～3公分左右，因此，如果要使气体均匀被紫外线照射，可能要增加紫外线灯管的配置数量，但是如此会提高成本，因此，如果在配置一定数量的第一紫外线光源111下，利用扰流系统70增加第一腔室10的内的气流，则可以提高第一紫外线光源111的处理效率，在同一时间与空间内，提高产生激发态的游离气体。
而以第三腔室30为例，当第一腔室10与第二腔室20的气体分别输入激发态的游离气体与激发态的氧原子至第三腔室30内的后，透过扰流系统70，可以促进激发态的游离气体与激发态的氧原子的碰撞效率，提高二氧化氮(NO2)的生成量。因此，较佳的方式为，扰流系统70为具有一可产生雷诺数大于或等于3000的紊流。而如何达到此具体效果有几种方式可以视情况使用，如前气体处理装置100所述中，图2所述的鳍片701，或图3中所述的由多个紫外线光源702进行矩阵或错位排列组成，或如图4中所述的喷嘴703，皆可造成一扰流效果，而促进激发态的游离气体与激发态的氧原子的碰撞效率，提高二氧化氮(NO2)生成量。
请参考图9，为利用本发明所提出的气体处理装置100，并且依照本发明所提出的气体的处理方法，加以实验，实验条件如下：
对照组：于第一腔室10中输入欲处理的至少包含有氧化二氮(N2O)的气体，第一腔室10中的第一能量供应系统103使用具有波长介于160-210nm的间的第一紫外线光源1031；第二腔室20中输入臭氧，并且第二能量供应系统203以加热装置对第二腔室20升温，温度从50度至300度分阶段测试，分别侦测第一腔室10与第四腔室40内，一氧化二氮(N2O)的气体浓度(ppm)变化与消除率(DRE)，所得数据分别以(◆)、(▲)作为标示。
对照组：于第一腔室10与第二腔室20中皆不预先处理即传至第三腔室30中，并对第三腔室30升温，温度从50度至300度分阶段测试，分别侦测第一腔室10与第四腔室40内，氮氧化物(NOx)的气体浓度(ppm)变化，所得的数据以(▓)表示；可看出实验组相较于对照组具有明显提升削减率的功效；另外，观察其削减率(DRE)也可证明本发明具有足够的新颖性与进步性。
请参考图10，本发明所提出的气体的处理方法，进一步包含第五腔室50，针对于第四腔室40中的不溶于水的NO气体，进行再处理，第四腔室40透过第四出气口402与第五腔室50的第五进气口501相连通，将第四腔室40内未处理完全的气体导入第五腔室50内，并且，自第五外气进气口503输入激发态的氧原子于第五腔室50内进行反应，进而使所述第五腔室50内至少含有二氧化氮(NO2)的气体，其反应式至少包含下式(7)。
O(1D)+NO→NO2 (7)
接着，再将第五腔室50内含有二氧化氮(NO2)的气体透过第五出气口502输入至第四腔室40内，经过洗涤系统41再次处理。
在此，要特别说明的是，自第五外气进气口503所输入的激发态的氧原子，可以是来自于第二腔室20内所产生的激发态的氧原子，透过第二腔室20的第二出气口202与第五外气进气口503相连通，据此，当第二腔室20中的臭氧经过裂解后产生激发态的氧原子的后，透过第二出气口202分别传送到第三腔室30与第五腔室50，可以充分利用并且提高使用效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用以限定本发明的申请专利权利；同时以上的描述，对于熟知本技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种气体的处理方法，所述气体中至少含有一氧化二氮(N2O)，所述气体的处理方法，其特征在于包含下列步骤：
输送所述气体至第一腔室内，提供第一能量于所述第一腔室内，使所述气体形成具有激发态的游离气体，其中所述游离气体至少包含一氧化氮(NO)及氮原子(N)；
提供臭氧(O3)至第二腔室内，所述第二腔室具有第二能量，使所述臭氧形成具有激发态的氧原子(O)；
分别输送所述第一腔室内的所述激发态的游离气体与所述第二腔室内的所述激发态的氧原子于第三腔室内进行反应，使所述第三腔室中的气体至少含有二氧化氮(NO2)；
将所述第三腔室的气体输送至一第四腔室，所述第四腔室具有洗涤系统，所述洗涤系统至少含有可溶解所述二氧化氮(NO2)的溶剂。
2.如权利要求1所述的气体的处理方法，其特征在于，所述第一能量与所述第二能量为热能或光能的其中之一或组合，其中所述热能包含发热装置。
3.如权利要求2所述的气体的处理方法，其特征在于，所述第一能量包含波长介于160-210nm的间的第一紫外线光源；所述第二能量包含具有波长介于230-280nm的间的第二紫外线光源。
4.如权利要求1所述的气体的处理方法，其特征在于，所述第一腔室、所述第二腔室或所述第三腔室，进一步具有扰流系统，且所述扰流系统具有可产生雷诺数大于或等于3000的紊流。
5.如权利要求4所述的气体的处理方法，其特征在于，所述扰流系统包含由多个紫外线光源进行矩阵或错位排列组成，并且设置于所述第一腔室、第二腔室或所述第三腔室的气体流道处，据此，藉由气体的流动碰撞所述等紫外线光源而造成扰流效果。
6.如权利要求1所述的气体的处理方法，其特征在于，所述第四腔室连结一第五腔室；输入激发态的氧原子于所述第五腔室内进行反应，使所述第五腔室内至少含有二氧化氮(NO2)的气体；输送所述第五腔室内的所述含有二氧化氮(NO2)的气体至所述第四腔室内。
7.一种气体处理装置，用于处理至少含有一氧化二氮(N2O)的气体，所述气体处理装置其特征在于包含：
第一腔室，包含第一进气口、第一出气口以及第一能量供应系统，所述气体自所述第一进气口进入第一腔室内；
第二腔室，包含第二出气口以及第二能量供应系统，所述第一出气口与所述第二出气口分别与第三腔室的第三进气口相连通；
所述第三腔室透过第三出气口与第四腔室的第四进气口相连通；
所述第四腔室包含洗涤系统，所述洗涤系统具有包含水分子(H2O)的溶剂。
8.如权利要求7所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一能量供应系统与所述第二能量供应系统来自热能或光能的其中之一、两者的组合。
9.如权利要求7所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一能量供应系统包含具有波长介于160-210nm的间的第一紫外线光源。
10.如权利要求8所述的气体处理装置，其特征在于，所述第二能量供应系统包含介于100-300℃的间的发热装置。
11.如权利要求8所述的气体处理装置，其特征在于，所述第二能量供应系统包含具有波长介于230-280nm间的第二紫外线光源。
12.如权利要求7所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一腔室、所述第二腔室或所述第三腔室，进一步设置扰流系统，且所述扰流系统具有可产生雷诺数大于或等于3000的紊流。
13.如权利要求12所述的气体处理装置，其特征在于，所述扰流系统包含多个散热片或多个喷嘴的其中之一或组合而成。
14.如权利要求12所述的气体处理装置，其特征在于，所述扰流系统包含由多个紫外线光源进行矩阵或错位排列组成，并且设置于所述第一腔室、第二腔室或所述第三腔室的气体流道处，据此，藉由气体的流动碰撞所述等紫外线光源而造成一扰流效果。
15.如权利要求7所述的气体处理装置，其特征在于，进一步包含第五腔室，所述第五腔室包含第五进气口，所述第四腔室透过第四出气口与所述第五进气口连通，所述第五腔室进一步具有第五外气进气口与第五出气口，所述第五外气进气口与所述第二腔室的所述第二出气口相连通，所述第五出气口与所述第四腔室的所述第四进气口相连通。
16.如权利要求7所述的气体处理装置，其特征在于，所述第一能量供应系统具有第一密闭容器，所述第一紫外线光源则设置于所述第一密闭容器内，且所述第一密闭容器的管壁为高纯度石英、蓝宝石、或可穿透波长介于160-210nm的紫外线光源的材质。
17.如权利要求7所述的气体处理装置，其特征在于，所述第二能量供应系统具有第二密闭容器，所述第二紫外线光源则设置于所述第二密闭容器，所述第二密闭容器的管壁为高纯度石英、蓝宝石、或可穿透波长介于230-280nm的紫外线光源的材质。
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