CN1459324A - 在湿环境下预处理废气的装置和方法 - Google Patents

Abstract

来自上游半导体或LCD制造设备中的废气在被送入废气处理系统进行处理前对所述废气进行湿式预处理的装置和方法。该装置包括一种使试剂雾化的雾化喷嘴和一个处理段，在所述处理段中通过旋风方法利用雾化试剂预处理所述废气。所述处理段包括一个内管部件和一个外管部件。所述处理段包括一个废气入口、一个试剂入口、一个废气出口和一个废液出口。还提供一种包括多个湿式预处理单元的装置，每个单元分别处理来自各个CVD室的废气流。

Description

在湿环境下预处理废气的装置和方法

发明领域

本发明涉及废气处理，更具体地说，涉及在湿环境下对来自半导体或LCD设备制造过程中的废气进行预处理的装置和方法。

发明背景

在半导体或LCD设备制造过程中，如在低压化学蒸气沉积法、等离子增强化学蒸气沉积法和等离子蚀刻法中产生的废气可能含有有毒的、腐蚀性的或爆炸性的气体，如硅烷SiH4，胂AsH3，三氢化磷PH3，乙硼烷B2H6，四乙氧基硅烷(TEOS)Si(OC₂H₅)₄，氨NH₃，三氯化硼BCl₃，氯气Cl₂，六氟化硫SF₆，六氟乙烷C₂F₆和四氟化碳CF₄。因此，在这些制备过程中产生的废气在被排放到大气前一定要经过适当的处理。

特别地，用于清洁CVD处理室的全氟化合物(这里指“PFC”)气体如C₂F₆和CF₄已被公认对全球气候变暖有着重要影响，因为它们会吸收红外光并在大气中保留相当长的一段时间。因此，在半导体和LCD制造业中降低PFC气体的排放已成为一个重要的问题。为了解决这个问题，另一种PFC气体(NF₃)作为替代产品被应用于CVD室清洁应用中。

NF₃在清洁所述处理室方面比上面所述其他PFC气体具有更高的利用率，在清洁过程中极少产生PFC副产品。由于一种被称作摇控NF₃室清洁方法的方法能增加NF₃的利用率并降低PFC气体排放物，所以NF₃在半导体和LCD工业中已经引起了广泛的注意。然而，考虑到半导体和LCD工业的快速增长，预计用于清洁所述CVD室的NF₃数量会激增，因此，很好地处理NF₃会成为一个关键性问题。由于NF₃本身具有高利用率并几乎可以完全分解，所以解决该问题的答案在于处理NF₃分解产生的腐蚀性气体，如F和氟(F₂)。

解决该问题的方法可以被分为以下几类：湿法，其中在所述废气中包含的水溶性成分通过用水溶解该水溶性成分而被去除；燃烧法，废气中的易燃成分通过在高温下分解或燃烧而被处理；及吸附法，不能燃烧或水溶的成分通过吸附剂的化学或物理吸附而被去除。可从市场上购得的废气处理系统一般使用所述燃烧法与湿法或吸附法的结合，这是基于安全和成本的角度考虑，而不仅仅使用上述三种方法之中的一种方法。特别地，将湿法和燃烧法结合的方法(在这里被称作“燃烧-湿式处理系统”)被广泛地应用在废气处理中。

在所述燃烧-湿式处理系统中，废气顺序地通过燃烧处理步骤和湿式处理步骤。所述燃烧处理步骤燃烧废气中包含的可燃成分。所述湿式处理步骤分离在燃烧处理过程中产生的氧化硅粉末，及通过向废气中喷水除去废气中的水溶性成分。

然而，象其他类型的废气处理系统一样，燃烧-湿式处理系统仍然存在粉末堵塞和腐蚀的问题。也就是说，当所述CVD室排放的废气被送入废气处理系统时，在所述废气中包含的细粉会被渐渐地吸附到燃烧处理室的壁面、排管或导管上，这样会产生粉末堵塞。该粉末堵塞导致需要对所述废气处理系统进行经常地维修。此外，废气中包含腐蚀性气体如F和F₂容易粘着在排放管或导管的壁面上并腐蚀壁面，这样会缩短废气处理系统的使用寿命。增加所述废气处理系统的维修次数和缩短其使用寿命直接影响半导体和LCD设备的制造成本。

为了解决这些问题，引入一种湿式预处理系统，在所述废气进入废气处理系统之前预先除去废气中包含的腐蚀性气体和细粉。使用了湿式预处理单元的废气处理系统被公开在Mark Holst等人的USP 5,955,037和HiroshiImamura的USP 5,649,855中。USP 5,955,037涉及一种包括湿式预处理单元的废气处理系统，所述湿式预处理单元用于在所述废气在被输入氧化室之前除去其中包含的细颗粒和酸性气体。USP 5,955,037中公开的湿式预处理单元包括一个湿式喷雾塔，在喷雾塔中通过将废气中的细粉吸附到水滴或水蒸气中以分离和除去颗粒物，从而消除所述颗粒物的团聚。更具体地说，水滴通过安装在喷雾塔上部的喷嘴向下输入喷雾塔，而废气通过安装在喷雾塔下部的入口向上输入喷雾塔。在湿式喷雾塔中向上流动的废气与反向流动的水滴逆流接触，从而初步地减少废气中的细粉和酸性气体。虽然所述湿式喷雾塔的安装和维修费用低，易于安装，压力损失低，但是由于水滴和废气的接触时间短，仍然不能充分地减少细粉和腐蚀性气体。

USP 5,649,985涉及一种有效地处理半导体设备制造过程产生的废气中有害物质的方法，并公开了一种水洗塔，所述水洗塔位于热分解设备的上游，通过水洗方式除去废气中包含的水溶性成分、水解成分和灰分。特别地，USP 5,649,985描述了一种由喷雾塔和文丘里管组成的水洗塔。所述文丘里管具有一个向上张开的部分(下称收缩管)，喉部和向下张开的裙部(下称扩大管)。用高压水雾预处理将要输入文丘里收缩管的废气，所述水雾由安装在所述收缩管顶部的喷嘴喷出。由于高压水雾在所述喉部被压缩为高速流，以及水雾和废气流具有同样的方向，因而在水和废气之间实现了高效地接触。

通过所述水雾和废气的接触以溶解或水解方式除去废气中的水溶性成分、水解成分和灰分。虽然USP5,649,985公开的复合水洗塔具有高处理效率，但是由于水和废气在喉部的快速流动而产生的压降是一个问题。水洗塔中的压降不利于废气(在下游氧化室热分解)排出所述氧化室。为了使所述热分解气体容易地排出所述氧化室，USP5,649,985公开的废气处理系统还包括一个排气扇。然而，排气扇的增加提高了所述废气处理系统的制造成本。

发明概述

因此，本发明的一个目的是提供一种预处理装置，该装置能经济而有效地预处理半导体或LCD设备制造过程中产生的废气。

本发明的另一个目的是提供一种湿式预处理装置，该装置可除去废气中包含的水溶性成分，因而降低了所述废气处理系统的负担。

本发明的另一个目的是提供一种湿式预处理装置，该装置能除去半导体或LCD设备制造过程中产生的细粉，因而防止粉末堵塞所述废气处理系统。

本发明的另一个目的是提供一种湿式预处理装置，该装置能除去腐蚀性物质，如在清洁CVD室的过程中产生的F₂，因而最大程度地降低了对这废气处理系统的腐蚀。

本发明的另一方面是提供一种预处理废气中包含的水溶性成分和细粉的方法，该方法使用一种利用了旋风效应的湿式预处理装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种在废气处理系统的上游和湿环境下预处理废气的装置，该装置包括一种使试剂雾化的喷雾器，和一个包括内管部件和外管部件的处理段。所述处理段包括一个废气入口和一个雾化试剂入口，所述废气入口用于输入废气到所述处理段，所述雾化试剂入口用于输入雾化试剂到处理段。在所述处理段内通过雾化试剂预处理废气。所述处理段还包括一个废气出口和一个废液出口，所述废气出口用于排放经雾化试剂预处理的废气，所述废液出口用于排放预处理步骤产生的废液。

根据本发明的另一方面，提供一种包括多个湿式预处理单元的多单元湿式预处理装置，以预处理来自半导体或LCD制造设备的多个处理室的废气流。

根据本发明的另一方面，提供了一种在废气进入废气处理系统之前在湿环境下对该废气进行预处理的方法，所述方法包括以下步骤：输入所述废气到处理段中；输入雾化的试剂到所述处理段中；在所述处理段中通过利用旋风效应预处理带有雾化试剂的废气，从而得到预处理的废气和废液；通过一个废气出口排放预处理的废气；及通过一个废液出口排放所述废液。

附图的简要说明

通过下面结合附图对实施方案的描述，本发明的上述目的和特征及其他目的和特征将会变得更加清楚。

图1是根据本发明一个实施方案的湿式预处理装置的示意图。

图2是根据本发明另一个实施方案的湿式预处理装置的示意图。

图3是根据本发明另一个实施方案的多单元湿式预处理装置的示意图。

图4显示了根据本发明的湿式预处理方法氨去除效率的试验结果。

发明详述

参照图1，本发明的湿式预处理装置10包括处理段20和雾化喷嘴15，处理段20使用旋风效应预处理所述废气。本发明建造的湿式预处理装置10具有废气入口11，试剂入口12，用于排放经湿式预处理的废气的废气出口21，及用于排放废水的废液出口31，所述废水包含从所述废气中去除的细粉和水溶性成分。

湿式预处理装置10的处理段20利用了旋风效应，在这里旋转流体的离心力将分散于所述流体中的固体颗粒或液滴与其分离。通过将所述试剂喷入在处理段20内作旋转运动的废气流，所述废气中的水溶性成分和细粉被分离。处理段20包括内管部件19和外管部件10a，其中外管部件10a具有上部圆筒部件17和下部圆锥部件18。因此，湿式预处理装置10的处理段20大体上为倒瓶状。安装在上部圆筒部件17顶部的连接器17a连接内管部件19和外管部件10a。废液出口31被安装在下部圆锥部件18的底部。外管部件10a的长度增加了所述废气和试剂的接触时间。然而，外管部件10a的长度一定要被调整到使旋风效应最大的长度。

内管19大体上为漏斗状，从上向下依次包括一个上部圆筒部件、一个锥形部件和一个下部圆筒部件。废气出口21被安装在内管部件19的顶部。用于连接内管部件19和外管部件10a的连接器19a被安装在内管部件19之锥形部件的正下方。内管部件19延伸到外管部件10a的上部圆筒部件17的较低端，从而即使通过喷嘴15在径向大范围地喷射所述试剂，经过预处理的废气在通过废气出口21之前不会再与所述试剂接触。通过互连连接器17a和连接器19a，内管部件19和外管部件10a被相互连接。所述互连例如通过一个夹子完成，从而在粉末堵塞的情况下容易维修所述湿式预处理装置。如图1虚线所示内管部件19的一部分延伸到外管部件10a中，为清楚计有关互连的具体结构在附图中没有显示。

废气入口11被安装在外管部件10a的上部圆筒部件17的外壁上，用于输入来自上游CVD主室的废气。废气入口11的建造应使得废气以与外管部件的上部圆筒部件17相垂直的方向输入，即废气入口11垂直于外管部件10a的上部圆筒部件17的外壁。废气入口11和试剂入口12的建造应使得所述废气和试剂在处理段20内并流，这样通过使所述废气和试剂以同一方向旋转而使得旋风效应最大化。试剂入口12被设置在废气入口11的上面以提高废气的预处理效率。

为了增加预处理效率，在试剂入口12安装雾化喷嘴15以雾化所述试剂。两个入口管13和14以直接压缩方式被连接到雾化喷嘴15，其中一个入口用于气体，另一个用于所述试剂。两个入口管分别被装上阀13a和14a以控制所述气体和试剂的流速。喷嘴15的末端延伸到试剂入口12内部，从而雾化试剂16被喷入处理段20以与所述废气反应。

除湿器23被安装在废气出口21的上面，所述出口21被设置在处理段20的内管部件19的顶部。通过将废气出口21和除湿器入口22相结合，从而连接处理段20的除湿器23和内管部件19。用夹子联结废气出口21和除湿器入口22是优选的。除湿器23是一个与湿式预处理装置10的废气出口21和废气处理系统(图中未示出)互连的圆筒形管，其外壁被加热器24均匀地加热。除湿器23处安装上压缩气体供应器25以向除湿器23中引入压缩气。优选设置压缩气体供应器25，从而喷入除湿器23的压缩气体到达所述废气处理系统的入口。压缩气体供应器25包括气体管道26和中间联结的阀26a。为清楚计，所述废气处理系统的入口、废气处理系统和储藏室在图中没有记载。

优选地用聚合物涂布与所述腐蚀性废气接触的管道和预处理装置的构件，从而防止这些部件被腐蚀，所述聚合物例如含氟树脂(如TEFLON^TM)。

根据本发明使用湿式预处理装置10对废气进行湿式预处理的方法将在下面得到更详细地说明。

在半导体或LCD制备过程中产生的废气通过废气入口11被输入本发明的湿式预处理装置，废气沿与外管部件10a的上部圆筒部件17的外壁切线方向输入。用于预处理废气的雾化试剂16通过试剂入口12被输入湿式预处理装置10，所述试剂入口12被安装在外管部件10a的上部圆筒部件17的外壁上，所述试剂沿着上部圆筒部件17外壁的切线方向被输入所述预处理装置。象上面描述的，所述雾化试剂与废气同向流动。

根据本发明在湿式预处理装置10中使用的试剂包括中性水、自来水、氢氧化钠或氢氧化钙的稀溶液和电解水。所述试剂通过试剂入口管14被输入雾化喷嘴15。当使用中性水作为所述试剂时，中性水以100-500cc/min的流速被输入喷嘴15，或更优选以200-500cc/min的流速。由于优选的中性水流速小于500cc/min，本发明的湿式预处理装置10可使废水量最小化，同时提高了废气的处理效率。因此，本发明的湿式预处理方法是环保的，降低了所述试剂的使用量，并降低了半导体或LCD设备的制造成本。

使用中性水作为试剂的湿式预处理方法将在下面得到说明。

为了提高废气处理效率，湿式预处理装置10使用直接压缩型的雾化喷嘴15作为微滴发生器。所述试剂在雾化喷嘴15中被雾化，通过试剂入口12被喷入处理段20。当中性水被用作试剂时，所述中性水被雾化为小于50μm(umin)的微滴，该尺寸比通过传统方式得到的雾化微滴的尺寸小10倍。

因为处理效率依赖于所述试剂和废气的接触面积及所述试剂的温度，所以雾化微滴以下述方式提高了废气处理效率。首先，雾化微滴增加了试剂总表面积，因而增加了其与废气接触的面积。第二，在雾化喷嘴15中雾化试剂的方法是假绝热膨胀方法。因此，在所述雾化过程中所述试剂的温度下降，这增加了废气中的水溶性气态成分在所述试剂中的溶解度。

氮气通过气体入口管13被输入雾化喷嘴15，流速约为5-20lpm，更优选为10-20lpm。

阀13a和14a被设置在入口管的上游以控制所述试剂和氮气的流速，喷嘴15具备的直接压力可雾化所述试剂，雾化的试剂通过试剂入口12以全圆锥形喷入处理段20。

湿式预处理装置10利用旋风效应预处理所述废气。通过试剂入口12输入的试剂下降，沿着外管部件10a的内壁旋转。当废气通过外管部件10a的下部圆锥部件18下降时，由于外管部件10a下部逐渐变细而离心力保持不变，废气的旋转速度增加，这样可以得到最大的分离效果。废气中包含的细粉在外管部件10a下部圆锥部件18的较低端通过离心力和重力被分离和收集。废气中的水溶性成分被溶解在所述试剂中，并通过离心力和重力的分离作用被收集在下部圆锥部件18的较低端。由于所述废气和试剂沿着外管部件10a的内壁下降，废气与试剂接触时间增加。此外，废气和试剂的并流会使旋风效应最大化。

使用旋风方法的湿式预处理装置10相对于使用喷淋塔方法(USP5955037)和文丘里方法(USP5649985)的湿式预处理装置具有如下技术优点。所述旋风方法比喷淋塔方法具有更高的废气处理效率。在USP5,955,037公开的使用了喷淋塔方法的湿式预处理装置中，所述废气与试剂逆流接触，这样会减少废气和水滴的接触时间，并因而降低了处理效率。在USP5,649,985公开的使用了文丘里方法的装置可以获得比本发明装置更高的处理效率，因为废气与试剂并流接触及所述试剂通过文丘里管喉部时被压缩。然而，所述文丘里方法的缺点是压损大。已知所述文丘里装置的压损比喷淋塔装置高10倍。相比之下，本发明利用旋风方法的装置10的压损比文丘里型装置的压损小，从而不象USP5,649,985公开的装置那样需要额外的通风机。

已分离的细粉、废液(如其中溶解了水溶性成分的试剂)和泥浆沉积物通过废液出口31被排放并被收集在贮槽中(图中未示出)。在处理段20经过预处理的废气在所述处理段的中心形成一种螺旋上升的气流，沿着内壁部件19向上移动，并通过出口21被排放到所述废气处理系统。

从废气出口21排出的经过预处理的气体流过包裹了加热器24的除湿器23，然后流入废气处理系统。预处理的废气容易包含大量夹带的试剂和水蒸气。除湿器23防止高湿度的废气腐蚀废气处理系统的加热器24，因而提高了所述废气处理系统的使用寿命。除湿器23使用重力以降低所述废气的湿度。也就是说，包含大量水滴的废气由于施加其上的重力而不能通过除湿器23，这样的废气被收集在外管圆锥部件10a的下部圆锥部件18的底部，然后通过废液出口31排出。通过压缩气体供应器25喷射干燥气体至除湿器23中所述预处理过的废气可被进一步地除湿。阀26a控制所述干燥气体的流速。氮气或洁净干燥的空气可作为干燥气，但是优选加热的氮气。

安装在除湿器23上的压缩气体供应器25还具有另一个用途。当经过预处理的废气被输入所述废气处理系统时，在废气处理系统的入口处所述废气会与氧气反应形成粉末，从而产生粉末堵塞。而朝所述废气处理系统的入口喷射压缩气体能吹走粉末，从而防止在所述废气处理系统的入口处堵塞。为了实现这些目的，优选地所述压缩气体供应器25直对所述废气处理系统的入口方向。氮气或洁净干燥的空气可作为干燥气，但是优选加热的氮气。

安装加热器24是防止当预处理的废气流向废气处理系统时沉积在所述管道上。相当湿度的预处理气体会沉积在冷管上，从而引起粉末堵塞。加热器的温度优选在约50-200℃，更优选约100-150℃。

参照图2，湿式预处理装置30除了产生旋风效应的处理段20与图1有所不同外，其他结构与图1的相同。虽然在图1中装置10的外管部件10a具有上部圆筒部件17和下部圆锥部件18，但是在图2中装置10的外管部件10a仅仅包括一个直筒部件。由于湿式预处理装置30的外管圆筒部件10a呈直筒状，废气的旋转速度不会随着废气沿装置30外管部件10a下降而增加。因此，装置30的处理段20不能得到象装置10那样大的分离效应。

虽然装置30外管部件10a的直筒会降低废气的预处理效率，但是会降低所述湿式预处理装置的制造成本，因为直筒形外管部件制造起来比上部为圆筒形和下部圆锥形的外管部件更便宜。湿式预处理装置制造成本的降低相应地降低了半导体或LCD设备的制造成本。

参照图3，典型的多单元装置40包括三个湿式预处理单元10，它们具有相同的结构。在图3中，为清楚计，气体入口管13、试剂入口管14和其上设置的阀被省略。湿式预处理单元10的外管部件10a也可为图2所示的直筒结构以降低所述装置的制造成本。

仍然参照图3，多单元装置40包括预存储池32，所述预存储池32是一个被安装在存储池上游的圆筒池。每个湿式预处理单元10通过废液出口31和连接管39的偶合被连接到预处理池32上。包括溢流管的液位保持设备33被安装在预存储池32的顶部，从而使中性水在预存储池32中维持一个预定的液位高度。优选地，所述液位保持设备33被设置在预存储池32的顶部以上。液位保持设备33优选地垂直向上延伸到预定液位高度，该高度位于废液出口31和预存储池32之间，然后沿预存储池32平行沿伸，再围绕预存储池32向下延伸到存储池。

排放管41被安装在预存储池32的底部，向前延伸并通过阀37与液位保持设备33管道相连。连接预存储池32和存储池的管道优选直线形以抑制粉末堵塞。密封件38被安装在预存储池32的边缘，预存储池的压缩液体供应器36被安装在其中一个密封件38处。

多单元预处理装置40被用来预处理来自半导体或LCD设备制造装置中一组操作室的数条废气流。半导体或LCD设备制造装置的每个室使用不同的试剂气体以沉积不同的物质。需要与所述制造装置的每个室相对应的单个预处理单元，防止在不同的废气流之间发生意外的爆炸反应，以及防止粉末堵塞。因此，在多单元湿式预处理装置中单元数量取决于所述半导体或LCD设备制造装置中操作室的数量。

一种使用多单元湿式预处理装置40进行湿式预处理的方法将在下面得到更详细的说明。

来自每个CVD室的废气流在被送入废气处理系统之前经过图1所示同样的湿式预处理。因此，下面仅仅介绍所述废液通过废液出口31被排出的程序。

建造预存储池32以有效地除去湿式预处理单元10排放的粉末。如果象图1和2中所示装置10和20那样没有预存储池32会产生堵塞，因为排放管从废液出口31到存储池不可能是直的，而弯管使得包含粉末的废液难以到达存储池。因此，在所述存储池的上游安装预存储池32能有效地抑制粉末堵塞。

预存储池32中的粉末通过下述方式被除去。预存储池32保存通过废液出口31排放的废液和所述试剂(如中性水)。在所述废液中包含的粉末由于比重差而沉积在预存储池32的底部。当所述粉末积累到一定程度，压缩的流体通过压缩流体供应器36被喷射到预存储器32，从而使得所述粉末均匀地分散在所述中性水中。喷射到预存储池32的压缩流体包括氮气和清洁干燥的空气。中性水可代替压缩气以用来搅拌所述粉末。

当与压缩流体供应器36互锁的阀37被打开时，分散在所述中性水中的粉末通过导管41流向存储池。由于所述粉末均匀地分散在中性水中，与没有预存储池的装置相比所述粉末可以被更有效地移走。定期地喷入压缩流体和开启阀37，可以在预存储池32中方便地去除粉末35，并因而维护了装置40。在预存储池32中积累的粉末可通过定期地开启密封件38而被清除。

在预存储池32中保持的中性水液位被优选地维持在如图3所示预定的液位34。通过废液出口31排放的废液被收集在预存储池32中。当所述废液的液位超过预定液位34时，高出预定液位34的额外废液便会流向存储池，从而在预存储池32中保持稳定的废液液位。在装置40的工作过程中，优选地预存储池32被充满废液，因为通过装置40的每个湿式预处理设备10流动的废气流会在所述预存储池32中相互接触，从而产生爆炸反应或粉末堵塞。

象上面描述的，根据本发明的装置具有如下优点。

第一，在废气流入废气处理系统之前，所述湿式预处理装置能显著地降低废气中包含的水溶性成分的数量，净化率约为80％。例如，参照图4，当所述废气通过本发明的湿式预处理装置时，来自上游CVD室的废气中80％的氟气或氨气被除去，这样可以十分明显地抑制输入废气处理系统的腐蚀性氟气的量，及抑制在所述废气处理系统中形成含氮化合物。这反过来解除了废气处理系统的处理负荷，及抑制有害物质向大气的释放。

仍然参照图4，显示了经过湿式预处理的氨浓度和相应的氨去除率相对于输入雾化喷嘴的中性水之流速变化，其中最初的氨浓度是5794ppmV，输入所述雾化喷嘴的氮气流速为19lpm。随着所述中性水流速的变化，氨去除率没有明显地变化，但是当所述中性水的流速为300cc/min时，氨去除率达到80％。由于本发明的装置可将细粉在其被送至废气处理系统之前除去，所以在废气处理系统中可以显著地抑制粉末堵塞。

第二，本发明的湿式预处理装置显著地减少了废气处理系统的处理负荷。根据图4可以看出，所述湿式预处理装置将废气处理系统的处理负荷降低了80％，这样增加了废气处理系统的组成构件的使用寿命并相应地降低了维修成本，还能增加废气处理系统的工作时间及相应地降低了半导体或LCD设备的制造成本。

第三，本发明的湿式预处理装置能除去在半导体或LCD设备制造过程中排放的腐蚀性气体和部分氟气。所以，根据本发明的装置能有效地处理用于清洁半导体或LCD制造工艺中主CVD室的NF₃。因此，在半导体或LCD制造工艺中使用的废气处理系统期望采用本发明的湿式预处理装置，从而预处理NF₃气体。

虽然参照具体的实施方案对本发明进行了描述，但是本领域技术人员应该认识到一些变化和修改同样落在本发明权利要求定义的主题和保护范围之内。

Claims (14)

1、一种在废气处理系统的上游和湿环境下预处理废气的装置，包括：

一种使试剂雾化的喷雾器；和

一个包括内管部件和外管部件的处理段，

其中所述处理段包括一个废气入口和一个雾化试剂入口，所述废气入口用于输入废气到所述处理段，所述雾化试剂入口用于输入雾化试剂到处理段，在所述处理段内通过雾化试剂预处理废气，及

其中所述处理段还包括一个废气出口和一个废液出口，所述废气出口用于排放经雾化试剂预处理的废气，所述废液出口用于排放预处理步骤产生的废液。

2、根据权利要求1的装置，其中所述外管部件包括一个上部圆筒部件和下部圆锥部件。

3、根据权利要求1的装置，其中所述外管部件为圆筒形。

4、根据权利要求1-3中任一项所述的装置，还包括：

一种除湿器，用于减少从所述废气出口排放的预处理废气的湿度，所述除湿器被安装在所述废气出口和所述废气处理系统之间；及

一种安装在所述除湿器外壁的加热器。

5、根据权利要求4的装置，其中所除湿器包括一个压缩气体供应器，所述供应器用于提供低湿度的压缩气至所述除湿器中。

6、一种包括多个权利要求1-3中任一项所述装置的多单元湿式预处理装置。

7、根据权利要求6的装置，还包括：

一种除湿器，用于减少从所述废气出口排放的预处理废气的湿度，所述除湿器被安装在所述废气出口和所述废气处理系统之间；及

一种安装在所述除湿器外壁的加热器。

8、根据权利要求7的装置，还包括：

一个用于保存从所述废液出口排放的废液的预存储池，所述废液在被排入存储池之前先被保存在该预存储池中；

一种液位保持设备，在所述装置的操作过程中该设备使得废液充满所述预存储池；及

一种压缩流体供应器，用于提供压缩流体至所述预存储池中。

9、如权利要求7或8所述装置，其中所述除湿器包括一种压缩气体供应器，用于提供低湿度的压缩气体至所述除湿器中。

10、一种在废气进入废气处理系统之前在湿环境下对该废气进行预处理的方法，所述方法包括以下步骤：

输入所述废气到处理段中；

输入雾化的试剂到所述处理段中；

在所述处理段中利用旋风效应用雾化试剂预处理废气，从而得到预处理的废气和废液；

通过一个废气出口排放预处理的废气；及

通过一个废液出口排放所述废液。

11、根据权利要求10的方法，其中所述雾化试剂由中性水、自来水、氢氧化钠或氢氧化钙的稀溶液和电解水中的至少一种构成。

12、根据权利要求10的方法，其中输入雾化试剂的步骤包括使用流速约为5-20lpm的氮气流雾化流速约为100-500cc/min的中性水。

13、根据权利要求10的方法，在排放所述废液的步骤前，还包括如下步骤：

从所述废气出口排出的预处理废气被除湿；及

加热经过预处理和除湿的废气。

14、根据权利要求13的方法，其中所述加热步骤包括用加热器加热经过预处理和除湿的废气，使得所述废气的温度保持在约50-200℃。

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