CN210186776U - 一种用于半导体行业的废气处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于半导体行业的废气处理系统，包括用于过滤废气的沸石转轮以及用于催化燃烧有机物的催化直燃炉，沸石转轮包括吸附区与脱附区，吸附区连接有用于将废气输送至吸附区内进行过滤并将过滤后的废气输送至烟囱排放的第一风机，脱附区连接有用于向脱附区内输入气流并将脱附区内的废气输送至催化直燃炉的第二风机，脱附区的入口连接有用于加热输送至脱附区的气流的加热装置，催化直燃炉的出口用于连通烟囱以排放燃烧后的气体。采用了吸附加催化燃烧法对废气进行处理，催化燃烧可在较低的温度下实现VOCs完全氧化，因此在提高废气处理效果的同时，降低了废气的处理的能耗，且具体设备简单、能耗低、安全性能高。

Description

一种用于半导体行业的废气处理系统

技术领域

本实用新型涉及大气污染防治技术领域，更具体地说，涉及一种用于半导体行业的废气处理系统。

背景技术

随着我国经济的快速发展，挥发性有机物VOCs(volatile organic compounds)大量产生，VOCs中的碳氢化合物与氮氧化合物在紫外线的作用下反应生成臭氧，可导致大气光化学烟雾事件发生，危害人类健康和植物生长，且VOCs参与大气中二次气溶胶的形成，二次气溶胶多为细颗粒，不易沉降，能较长时间滞留在大气中，对光线的散射力较强，能显著降低大气能见度。目前我国大部分城市大气环境已呈现区域性霾污染、臭氧及酸雨等三大复合型污染特点，而VOCs是极重要的助推剂之一。这对人们的健康和生态系统的平衡造成了极大的威胁，VOCs污染治理已成为我国大气环境治理的重要问题。

VOCs的治理方法，可分为回收技术和销毁技术两类。回收技术是采用物理方法将VOCs回收的非破坏性方法，主要有吸附法、冷凝法、膜处理法等。销毁技术即通过化学或生物反应过程使VOCs废气氧化分解为无毒或低毒物质的破坏性方法，主要技术有直接燃烧、催化燃烧、等离子体技术、生物降解等。

在半导体行业VOCs特质为大风量，低浓度，因此目前以吸附法加燃烧法组合技术为主。直接燃烧法处理温度都在750℃以上，能耗大，设备运行成本高。

因此，如何解决处理挥发性有机物VOCs存在的能耗大且设备运行成本高的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种用于半导体行业的废气处理系统，该废气处理系统利用催化燃烧法加余热回收技术，在较低的温度下可实现VOCs完全氧化，且具体设备简单、能耗低、安全性能高。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于半导体行业的废气处理系统，包括用于过滤废气的沸石转轮以及用于催化燃烧有机物的催化直燃炉，所述沸石转轮包括吸附区与脱附区，所述吸附区连接有用于将废气输送至所述吸附区内进行过滤并将过滤后的废气输送至烟囱排放的第一风机，所述脱附区连接有用于向所述脱附区内输入气流并将所述脱附区内的废气输送至所述催化直燃炉的第二风机，所述脱附区的入口连接有用于加热输送至所述脱附区的气流的加热装置，所述催化直燃炉的出口用于连通烟囱以排放燃烧后的气体。

优选的，所述吸附区的入口连接有用于过滤杂质的第一过滤装置。

优选的，所述脱附区的进口与出口处还设有用于检测并显示所述吸附区的进口与出口处的压力的压力表。

优选的，所述沸石转轮为筒式沸石转轮。

优选的，所述加热装置为连接于所述催化直燃炉的出口的第一换热器，所述第一换热器的热侧端连接于所述催化直燃炉的出口，所述第一换热器的冷侧端连接于所述脱附区的入口。

优选的，还包括第二换热器，所述第二换热器的热侧端连接于所述第一换热器的热侧端，所述第二换热器的冷侧端分别连接于所述脱附区的出口与所述催化直燃炉的入口。

优选的，所述第一换热器的冷侧端的入口处连接有用于过滤杂质的第二过滤装置。

优选的，所述第二过滤装置与所述脱附区之间还设有与所述第一换热器并联的空气通道，所述空气通道上设有用于控制其开闭的连杆阀。

优选的，催化直燃炉与所述脱附区之间的通路上还设有用于向其内注入空气的新风阀。

本实用新型所提供的用于半导体行业的废气处理系统，包括用于过滤废气的沸石转轮以及用于催化燃烧有机物的催化直燃炉，沸石转轮包括吸附区与脱附区，吸附区连接有用于将废气输送至吸附区内进行过滤并将过滤后的废气输送至烟囱排放的第一风机，脱附区连接有用于向脱附区内输入气流并将脱附区内的废气输送至催化直燃炉的第二风机，脱附区的入口连接有用于加热输送至脱附区的气流的加热装置，催化直燃炉的出口用于连通烟囱以排放燃烧后的气体。

在使用的过程中，待处理的废气可在第一风机的牵引下，从沸石转轮的吸附区的入口进入吸附区，废气在经过沸石转轮的吸附区后，废气中的VOCs会被吸附在沸石上，以对废气进行过滤处理，过滤处理后的废气便会在第一风机的牵引下，从沸石转轮中输送至烟囱排放。吸附有VOCs的沸石转动到沸石转轮的脱附区时，在第二风机的牵引下，被加热装置加热后的气流会从吸附区的入口流入脱附区，并流经沸石转轮上的沸石，以使沸石上的VOCs从沸石上脱附，并在第二风机的继续牵引下，从沸石上脱附的VOCs随着气流一起被输送至催化直燃炉内进行催化燃烧处理，而燃烧后产生的二氧化碳和水气被输送至烟囱进行排放。

因此，本实用新型所提供的用于半导体行业的废气处理系统，采用了吸附加催化燃烧法对废气进行处理，由于沸石对挥发性有机物VOCs的吸附处理效率在95％以上，催化燃烧可在较低的温度下(350-400℃)实现VOCs完全氧化，因此本实用新型在提高废气处理效果的同时，降低了废气的处理的能耗，节约了处理废气的成本，且具体设备简单、能耗低、安全性能高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型所提供用于半导体行业的废气处理系统具体实施例的示意图。

其中，1-第一过滤装置、2-压力表、3-沸石转轮、4-第一风机、5-烟囱、6-第二换热器、7-第一换热器、8-第二过滤装置、9-空气通道、10-连杆阀、11-催化直燃炉、12-新风阀、13-第二风机。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种用于半导体行业的废气处理系统，该废气处理系统利用催化燃烧法加余热回收技术，在较低的温度下可实现VOCs完全氧化，且具体设备简单、能耗低、安全性能高。

请参考图1，图1为本实用新型所提供用于半导体行业的废气处理系统具体实施例的示意图。

本实用新型所提供的用于半导体行业的废气处理系统，包括用于过滤废气的沸石转轮3以及用于催化燃烧有机物的催化直燃炉11，沸石转轮3包括吸附区与脱附区，吸附区连接有用于将废气输送至吸附区内进行过滤并将过滤后的废气输送至烟囱5排放的第一风机4，脱附区连接有用于向脱附区内输入气流并将脱附区内的废气输送至催化直燃炉11的第二风机13，脱附区的入口连接有用于加热输送至脱附区的气流的加热装置，催化直燃炉11的出口用于连通烟囱5以排放燃烧后的气体。

其中，沸石转轮3用于处理废气中的挥发性有机物VOCs，在废气流过沸石转轮3时，沸石转轮3会将VOCs吸附在沸石上，吸附有VOCs的沸石转动至脱附区时，吸附在沸石上的VOCs又会被加热装置加热后的气流从沸石上去除，并将有机物输送至催化直燃炉11内进行处理，沸石在吸附区与脱附区中循环转动，便可实现对VOCs的不断吸附与脱附，可有效处理废气中的VOCs。另外，第一风机4可连接于吸附区的出口，第二风机13可连接于脱附区的出口与催化直燃炉11的入口之间。

在使用的过程中，待处理的废气可在第一风机4的牵引下，从沸石转轮3的吸附区的入口进入吸附区，废气在经过沸石转轮3的吸附区后，废气中的VOCs会被吸附在沸石上，以对废气进行过滤处理，过滤处理后的废气便会在第一风机4的牵引下，从沸石转轮3中输送至烟囱5排放。吸附有VOCs的沸石转动到沸石转轮3的脱附区时，在第二风机13的牵引下，被加热装置加热后的气流会从吸附区的入口流入脱附区，并流经沸石转轮3上的沸石，并可使沸石上的VOCs从沸石上脱附，并在第二风机13的继续牵引下，从沸石上脱附的VOCs随着气流一起被输送至催化直燃炉11内进行催化燃烧处理，而燃烧后产生的二氧化碳和水气被输送至烟囱5进行排放。

因此，本实用新型所提供的用于半导体行业的废气处理系统，采用了吸附加催化燃烧法对废气进行处理，由于沸石对挥发性有机物VOCs的吸附处理效率在95％以上，催化燃烧可在较低的温度下(350-400℃)实现VOCs完全氧化，因此本实用新型在提高废气处理效果的同时，降低了废气的处理的能耗，节约了处理废气的成本，且具体设备简单、能耗低、安全性能高。

在上述实施例的基础之上，考虑到废气中可能含有大颗粒杂质，为避免大颗粒杂质进入沸石转轮3中而影响沸石转轮3的正常工作和吸附效率，可在吸附区的入口连接用于过滤杂质的第一过滤装置1。优选的，第一过滤装置1可为设置在输送废气的管道上的滤网等结构，具体可根据实际需要而灵活设置。

在上述实施例的基础之上，考虑到连接于沸石转轮3的吸附区的入口与出口处的输气管道可能发生堵塞或漏气等现象，进而影响沸石转轮3的正常工作，因此，可在吸附区的进口与出口处设置用于检测并显示吸附区的进口与出口处的压力的压力表2。以便通过观察压力表2来检测输气管道中的压力是否正常，以便在发生问题时及时处理，优选的，压力表2可以为机械压力表。

在上述实施例的基础之上，考虑大沸石转轮3的具体结构选择，优选的，沸石转轮3为筒式沸石转轮，筒式转轮相较行业常用的圆盘式有如下优点：采用模块化沸石，有利后期维护保养；采用玻璃纤维基材具有较小比热容，相较圆盘式不需要冷却后在吸附，降低能耗。

在上述实施例的基础之上，为降低本实用新型在处理废气过程中的能耗，进而降低处理废气的成本，加热装置可为连接于催化直燃炉11的出口的第一换热器7，第一换热器7的热侧端连接于催化直燃炉11的出口，第一换热器7的冷侧端连接于脱附区的入口。

考虑到从催化直燃炉11的出口排出的气体的温度很高，因此，可利用催化直燃炉11的出口处排出的气体作为热源，以加热流入脱附区的气流，因此，可在催化直燃炉11的出口处连接第一换热器7，且第一换热器7的热侧端连通于催化直燃炉11的出口，第一换热器7的冷侧端连通于脱附区的入口，以便在第二风机13牵引下，流向脱附区的气流在经过第一换热器7时，从催化直燃炉11的出口排出的高温气流便会与流向脱附区的气流进行热量交换，通过第一换热器7的热量交换，以加热流向脱附区的气流，根据实际经验可知，流向脱附区的气流可被加热到180度至220度，从而无需其他热源来加热流入脱附区的气流，进而降低了本实用新型的能耗。

在上述实施例的基础之上，为进一步降低本实用新型在处理废气过程中的能耗，还包括第二换热器6，第二换热器6的热侧端连接于第一换热器7的热侧端，第二换热器6的冷侧端分别连接于脱附区的出口与催化直燃炉11的入口。

考虑到流入脱附区的气流在脱附区内去除吸附在沸石上的VOCs后，温度会降低至40度至60度，而这些气体需要被第二风机13输送至催化燃烧路炉内进行燃烧处理，催化直燃炉11的炉温在350度至400度左右，低温气流进入催化直燃炉11内会消耗炉内较多的热量，因此，可在第一换热器7的热侧端连接第二换热器6，且第二换热器6的冷侧端分别连通于脱附区的出口与催化直燃炉11的入口，以便使从脱附区流出的低温气流先经过第二换热器6后再流入催化直燃炉11内，从脱附区流出的低温气流经过第二换热器6时，从第一换热器7的热侧端流出的高温气流便会与从脱附区流出的低温气流进行热量交换，可将流向催化直燃炉11的气流加热到100度至140度，从而降低催化直燃炉11的能耗。

本实施例中，在催化直燃炉11的出口处连接有第一换热器7与第二换热器6，通过利用催化直燃炉11的出口处排放的高温气流分别加热流入脱附区与催化直燃炉11入口的气流，从而实现了热量的合理利用，大大降低了废气处理的成本。

在上述实施例的基础之上，考虑到流入脱附区的气流一般为空气，通过第二风机13将空气牵引至第一换热器7的冷侧端，以便空气进入脱附区前先经第一换热器7进行加热，为避免空气中的大颗粒杂质进入第一换热器7，可在第一换热器7的冷侧端的入口处连接有用于过滤杂质的第二过滤装置8。优选的，第二过滤装置8也可以是滤网等装置，具体可根据实际情况而灵活设置。

在上述实施例的基础之上，考虑到从催化直燃炉11的出口流出的气流的温度很高，因此，当流入脱附区的气流经过第一换热器7与催化直燃炉11的出口流出的气流进行热量交换时，可能导致流入脱附区的气流的温度过高，进而影响沸石转轮3的正常使用，例如可能导致火灾等现象，因此，可在第二过滤装置8与脱附区之间还设置与第一换热器7并联的空气通道9，且空气通道9上设有用于控制其开闭的连杆阀10。以便当流入脱附区内的气流过热时，可打开连杆阀10，以使常温空气与经过第一换热器7的气流混合，降低流入脱附区的气流的温度，且由于连杆阀10可调整阀门开闭的大小，因此，还可根据实际需要而灵活调整常温空气的输入比例。

在上述实施例的基础之上，为进一步避免输气管道内的温度过高，提高本实用新型的安全性，优选的，可在催化直燃炉11与脱附区之间的通路上设置用于向其内注入大气的新风阀12。以便在需要时，打开新风阀12，使常温空气流入输气管道内，例如在设备停止使用时，便可打开新风阀12，以快速降低设备的温度，以使设备与管道冷却至常温状态。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的用于半导体行业的废气处理系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于半导体行业的废气处理系统，其特征在于，包括用于过滤废气的沸石转轮(3)以及用于催化燃烧有机物的催化直燃炉(11)，所述沸石转轮(3)包括吸附区与脱附区，所述吸附区连接有用于将废气输送至所述吸附区内进行过滤并将过滤后的废气输送至烟囱(5)排放的第一风机(4)，所述脱附区连接有用于向所述脱附区内输入气流并将所述脱附区内的废气输送至所述催化直燃炉(11)的第二风机(13)，所述脱附区的入口连接有用于加热输送至所述脱附区的气流的加热装置，所述催化直燃炉(11)的出口用于连通烟囱(5)以排放燃烧后的气体。

2.根据权利要求1所述的用于半导体行业的废气处理系统，其特征在于，所述吸附区的入口连接有用于过滤杂质的第一过滤装置(1)。

3.根据权利要求2所述的用于半导体行业的废气处理系统，其特征在于，所述脱附区的进口与出口处还设有用于检测并显示所述吸附区的进口与出口处的压力的压力表(2)。

4.根据权利要求3所述的用于半导体行业的废气处理系统，其特征在于，所述沸石转轮(3)为筒式沸石转轮。

5.根据权利要求1至4任一项所述的用于半导体行业的废气处理系统，其特征在于，所述加热装置为连接于所述催化直燃炉(11)的出口的第一换热器(7)，所述第一换热器(7)的热侧端连接于所述催化直燃炉(11)的出口，所述第一换热器(7)的冷侧端连接于所述脱附区的入口。

6.根据权利要求5所述的用于半导体行业的废气处理系统，其特征在于，还包括第二换热器(6)，所述第二换热器(6)的热侧端连接于所述第一换热器(7)的热侧端，所述第二换热器(6)的冷侧端分别连接于所述脱附区的出口与所述催化直燃炉(11)的入口。

7.根据权利要求6所述的用于半导体行业的废气处理系统，其特征在于，所述第一换热器(7)的冷侧端的入口处连接有用于过滤杂质的第二过滤装置(8)。

8.根据权利要求7所述的用于半导体行业的废气处理系统，其特征在于，所述第二过滤装置(8)与所述脱附区之间还设有与所述第一换热器(7)并联的空气通道(9)，所述空气通道(9)上设有用于控制其开闭的连杆阀(10)。

9.根据权利要求8所述的用于半导体行业的废气处理系统，其特征在于，所述催化直燃炉(11)与所述脱附区之间的通路上还设有用于向其内注入空气的新风阀(12)。

Images