CN219815812U - 半导体废气除湿装置及半导体废气处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及废气处理技术领域，公开一种半导体废气除湿装置及半导体废气处理设备，其中，半导体废气除湿装置包括变径水洗塔和除湿冷凝塔；变径水洗塔设有进气端和出气端，变径水洗塔的至少部分区域的横截面积设置成由进气端向出气端逐渐减小。废气经过初步降温处理后的气流由进气端进入到变径水洗塔内部，由于变径水洗塔的内径尺寸设置成由进气端向出气端逐渐收缩，气流被压缩，从而使得气流的流速增快，增速后的气流与位于出气端的第二冷凝喷头所喷洒出的冷却水流对冲混合，增强了气流与冷却水流的接触面积，从而增强了冷却水流对气流中水汽的冷凝效果；尽可能让废气呈较干燥的状态排入厂务酸排管路端，提高设备的运行稳定性。

Description

半导体废气除湿装置及半导体废气处理设备

技术领域

本实用新型涉及废气处理技术领域，尤其涉及半导体废气除湿装置及半导体废气处理设备。

背景技术

半导体制造工艺中的易燃易爆有毒的制程废气，类别大概有：有机废气和含有酸性/碱性物质的废气等，一般通过高温燃烧的方法进行降害化处理。高温燃烧后进行水洗处理，水洗处理后排出的气体中会含有大量水汽，如果这些水汽长时间在厂务排气管路端积累，大量的积液会影响排气管路端的负压，也会有酸排管路漏液等安全风险，严重者甚至会造成酸排管路损坏，危害现场工作人员的工作安全。但现有的半导体废气处理设备存在着除湿效果不佳的问题，影响了生产设备的运行稳定性。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种半导体废气除湿装置，尽可能让废气呈较干燥的状态排入厂务酸排管路端，避免了在厂务端酸排管路形成堵塞，提高设备的运行稳定性。

根据本实用新型第一方面实施例的半导体废气除湿装置，其包括变径水洗塔和除湿冷凝塔；变径水洗塔设有进气端和出气端，变径水洗塔的至少部分区域的横截面积设置成由进气端向出气端逐渐减小，变径水洗塔内设置第二冷凝喷头；除湿冷凝塔包括筒体和位于筒体内的冷却器，冷却器设有冷水进口和冷水出口，筒体设有相连通的废气出口和废气进口，废气进口与变径水洗塔的出气端连通。

根据本实用新型实施例的半导体废气除湿装置，由于变径水洗塔的至少部分区域的横截面积设置成由进气端向出气端逐渐收缩，气流被压缩，从而使得气流的流速增快，增速后的气流与位于出气端的第二冷凝喷头所喷洒出的冷却水流对冲混合，增强了气流与冷却水流的接触面积，从而增强了冷却水流对气流中水汽的冷凝效果；然后经过初次冷凝后的气流再由废气进口进入到除湿冷凝塔的筒体内，冷凝水通过冷水进口进入到冷却器内，然后从冷水出口流出，冷却器将气流中的水汽再次冷凝，进一步降低了废气气流中的水汽含量，尽可能让废气呈较干燥的状态排入厂务酸排管路端，避免了在厂务端清洁酸排管路形成堵塞，提高设备的运行稳定性。

根据本实用新型的一个实施例，冷却器包括冷水储存管和多个冷凝水管，冷水储存管设置有冷水进口和冷水出口，冷凝水管的进水端和出水端均与冷水储存管连通，在冷水储存管的高度方向分布多个冷凝水管。这样，冷凝水通过冷水进口进入到冷却器内后，与多个冷凝水管持续进行水流交换，为每个冷凝水管提供稳定的冷却温度，气流与多个冷凝水管充分接触，多个冷凝水管将气流中的水汽再次冷凝，进一步降低了废气气流中的水汽含量，尽可能让废气呈较干燥的状态排入厂务酸排管路端，避免了在厂务端清洁酸排管路形成堵塞，提高设备的运行稳定性。

根据本实用新型的一个实施例，冷凝水管沿冷水储存管的径向延伸，多个冷凝水管均布在筒体内。这样，均匀地提升了冷却效率。

根据本实用新型的一个实施例，冷凝水管为U形管或螺旋盘管。在其他实施方式中，冷凝水管的具体形状还可以根据实际情况进行适宜性调整。

根据本实用新型的一个实施例，变径水洗塔和除湿冷凝塔之间设置除湿室，除湿室内设有多组除湿单元。这样，气流通过除湿室内的多组除湿单元的干燥处理后，提升了废气的干燥和洁净程度，提升了设备的环保效率。

根据本实用新型的一个实施例，除湿单元包括支撑固定架和吸附填料，支撑固定架设置有多个贯通的贯通孔洞，吸附填料铺设在支撑固定架的上方。

根据本实用新型的一个实施例，变径水洗塔包括第一壳体和固定连接于第一壳体的第二壳体，第一壳体设置进气端，第二壳体设置有出气端；沿第一壳体向第二壳体的方向，第一壳体的横截面积逐渐缩小，第二壳体的横截面积逐渐增大。详细地，在本实施例中，第一壳体呈正置锥台筒体，第二壳体呈倒置锥台筒体。在其他实施方式中，变径水洗塔的具体结构形式还可以根据实际情况进行适宜性调整。

根据本实用新型的一个实施例，还包括湿度传感器，湿度传感器设置在废气出口上。这样，在实际工作过程中，使用者可以通过湿度传感器监测从废气出口流出的气流湿度，实时监控气流湿度是否处于正常水平。

根据本实用新型第二方面实施例的半导体废气处理设备，其包括燃烧室、水箱和半导体废气除湿装置，水箱的上方设置燃烧室和除湿冷凝塔，水箱连通燃烧室与除湿冷凝塔。半导体制程废气(例如非甲烷总烃、氮氧化物、二氧化硫等)从进气管进入到废气燃烧处理的燃烧室进行燃烧处理，燃烧后的气流进入到水洗降温塔内，然后经过初步降温处理后的气流由进气端进入到变径水洗塔内部，由于变径水洗塔的内径尺寸设置成由进气端向出气端逐渐收缩，气流被压缩，从而使得气流的流速增快，增速后的气流与位于出气端的第二冷凝喷头所喷洒出的冷却水流重复对冲混合，增强了气流与冷却水流的接触面积，从而增强了冷却水流对气流中水汽的冷凝效果；然后经过初次冷凝后的气流再由废气进口进入到除湿冷凝塔的筒体内，气流与多个冷凝水管充分接触，多个冷凝水管将气流中的水汽再次冷凝，进一步降低了废气气流中的水汽含量，尽可能让废气呈较干燥的状态排入厂务端酸排管路，避免了在厂务端清洁酸排管路形成堵塞，提高设备的运行稳定性。

根据本实用新型的一个实施例，燃烧室与水箱之间连接有水洗降温塔，水洗降温塔内设置有第一降温喷头。第一降温喷头对燃烧后的气流喷洒降温水流进行初步降温处理。

本实用新型提出一种半导体废气除湿装置和半导体废气处理设备，以尽可能让废气呈较干燥的状态排入厂务端酸排管路，避免了在厂务端清洁酸排管路形成堵塞，提高设备的运行稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关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为本实用新型实施例的半导体废气处理设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的半导体废气除湿装置中冷水储存管和冷凝水管的示意图；

图3为本实用新型实施例的半导体废气除湿装置中变径水洗塔的示意图；

图4为本实用新型实施例的半导体废气除湿装置中除湿单元的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的吸附填料的正视图；

图6为图5所示吸附填料沿着A-A的半剖视图；

图7为本实用新型另一实施方式的半导体废气除湿装置中变径水洗塔的示意图。

附图标记：

1、进气管；2、燃烧室；3、水洗降温塔；31、第一降温喷头；4、变径水洗塔；41、第一壳体；42、第二壳体；43、中间连接环；51、筒体；52、冷水储存管；53、冷凝水管；54、冷却水电磁阀；55、冷却水流量计；6、湿度传感器；7、除湿室；71、吸附填料；8、水箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

图1至图6示意性地显示了一种含有半导体废气除湿装置的半导体废气处理设备。

如图1-6所示，该半导体废气除湿装置包括变径水洗塔4和除湿冷凝塔；变径水洗塔4设有进气端和出气端，变径水洗塔4的至少部分区域的横截面积设置成由进气端向出气端逐渐减小，变径水洗塔4内设置第二冷凝喷头；除湿冷凝塔包括筒体51和位于筒体51内的冷却器，冷却器设有冷水进口和冷水出口，筒体51设有相连通的废气出口和废气进口，废气进口与变径水洗塔4的出气端连通。这样，半导体制程废气(例如非甲烷总烃、氮氧化物、二氧化硫等)进入到水洗降温塔3内，同时第一降温喷头31对燃烧后的气流喷洒降温水流进行初步降温处理，然后经过初步降温处理后的气流由进气端进入到变径水洗塔4内部，由于变径水洗塔4的至少部分区域的横截面积设置成由进气端向出气端逐渐收缩，气流被压缩，从而使得气流的流速增快，增速后的气流与位于出气端的第二冷凝喷头所喷洒出的冷却水流对冲混合，增强了气流与冷却水流的接触面积，从而增强了冷却水流对气流中水汽的冷凝效果；然后经过初次冷凝后的气流再由废气进口进入到除湿冷凝塔的筒体51内，冷凝水通过冷水进口进入到冷却器内，然后从冷水出口流出，冷却器将气流中的水汽再次冷凝，进一步降低了废气气流中的水汽含量，尽可能让废气呈较干燥的状态排入厂务端酸排管路，避免了在厂务端清洁酸排管路形成堵塞，提高设备的运行稳定性。

进一步地，冷却器包括冷水储存管52和多个冷凝水管53，冷水储存管52设置有冷水进口和冷水出口，冷凝水管53的进水端和出水端均与冷水储存管52连通，在冷水储存管52的高度方向分布多个冷凝水管53。这样，冷凝水通过冷水进口进入到冷却器内后，与多个冷凝水管53持续进行水流交换，以为每个冷凝水管53提供稳定的冷却温度，气流与多个冷凝水管53充分接触，多个冷凝水管53将气流中的水汽再次冷凝，进一步降低了废气气流中的水汽含量，尽可能让废气呈较干燥的状态排入厂务端酸排管路，避免了在厂务端清洁酸排管路形成堵塞，提高设备的运行稳定性。冷水储存管52可以与半导体制程的冷却水管路连通，不用额外设置冷却水制造设备，具有节能环保的特点。冷水储存管52还可以与专用的冷水管路连通。

进一步地，冷凝水管53沿冷水储存管52的径向延伸，多个冷凝水管53均布在筒体51内。这样，均匀地提升了冷却效率。

进一步地，冷凝水管53为U形管或螺旋盘管。在其他实施方式中，冷凝水管53的具体形状还可以根据实际情况进行适宜性调整。

进一步地，变径水洗塔4和除湿冷凝塔之间设置除湿室7，除湿室7内设有多组除湿单元。这样，气流通过除湿室7内的多组除湿单元的干燥处理后，提升了废气的干燥和洁净程度，提升了设备的环保效率。

进一步地，除湿单元包括支撑固定架和吸附填料71，支撑固定架设置有多个贯通的贯通孔洞，吸附填料71铺设在所述支撑固定架的上方。

进一步地，变径水洗塔4包括第一壳体41和固定连接于第一壳体41的第二壳体42，第一壳体41设置进气端，第二壳体42设置有出气端；沿第一壳体41向第二壳体42的方向，第一壳体41的横截面积逐渐缩小，第二壳体42的横截面积逐渐增大。横截面可以理解为垂直于轴线的面。详细地，在本实施例中，第一壳体41呈正置锥台筒体51，第二壳体42呈倒置锥台筒体51。在其他实施方式中，变径水洗塔4的具体结构形式还可以根据实际情况进行适宜性调整。

进一步地，还包括湿度传感器6，湿度传感器6设置在废气出口上。这样，在实际工作过程中，使用者可以通过湿度传感器6监测从废气出口流出的气流湿度，实时监控气流湿度是否处于正常水平。

进一步地，还包括控制系统、冷却水电磁阀54以及冷却水流量计55；其中，冷却水电磁阀54设置在冷水进口，用以控制冷水进口的进水流量，冷却水流量计55设置在冷水出口，用以监测冷水出口的出水流量，湿度传感器6、冷却水电磁阀54以及冷却水流量计55均与控制系统电控连接。这样，当湿度传感器6监测到排出的气流中的湿度超过预设数值时，控制系统指令冷却水电磁阀54开启，将新的低温冷却水流灌入到冷水储存管52和多个冷凝水管53中，以增强冷凝水管53的冷凝效果，当冷却水流量计55监测到通过冷水出口流出的水流达到冷水储存管52和多个冷凝水管53总体积时，说明冷水储存管52和多个冷凝水管53内的冷凝水已经被更换为新的低温冷凝水，说明冷凝效果已调整到峰值，控制系统指令冷却水电磁阀54关闭，以节约低温冷凝水资源，从而达到节能环保的目的。

另一方面，本实用新型实施例还提供另一种变径水洗塔4的具体结构，如图7所示，该变径水洗塔4包括第一壳体41、中间连接环43、第二壳体42，第一壳体41呈正置锥台状，第二壳体42呈倒置锥台状，第二壳体42通过中间连接环43连通设置在第一壳体41上，进气端设置在第一壳体41，出气端设置在第二壳体42。在第一壳体41内形成体积逐渐收缩的气道，以便于将气流进行压缩，从而提升气流的流速。在其他实施方式中，变径水洗塔4的具体结构形式还可以根据实际情况进行适宜性调整。图7中的箭头指向为气流的流动方向。

根据本实用新型另一方面，该半导体废气处理设备包括燃烧室2、水箱8和半导体废气除湿装置，水箱8的上方设置燃烧室2和除湿冷凝塔，水箱8连通燃烧室2与除湿冷凝塔。水箱8为水洗降温塔3和变径水洗塔4之间提供从右至左的连通气路，此外水箱8还起到集水的功能，位于水箱上方的部件中的水都可以回流落入水箱8中。这样，半导体制程废气(例如非甲烷总烃、氮氧化物、二氧化硫等)从进气管1进入到废气燃烧处理的燃烧室2进行燃烧处理，燃烧后的气流进入到水洗降温塔3内，然后半导体制程废气进入到水箱8流向变径水洗塔4，然后经过初步降温处理后的气流由进气端进入到变径水洗塔4内部，由于变径水洗塔4的内径尺寸设置成由进气端向出气端逐渐收缩，气流被压缩，从而使得气流的流速增快，增速后的气流与位于出气端的第二冷凝喷头所喷洒出的冷却水流重复对冲混合，增强了气流与冷却水流的接触面积，从而增强了冷却水流对气流中水汽的冷凝效果；然后经过初次冷凝后的气流再由废气进口进入到除湿冷凝塔的筒体51内，气流与多个冷凝水管53充分接触，多个冷凝水管53将气流中的水汽再次冷凝，进一步降低了废气气流中的水汽含量，尽可能让废气呈较干燥的状态排入厂务酸排管路端，避免了在厂务端清洁酸排管路形成堵塞，提高设备的运行稳定性。

进一步地，燃烧室2与水箱8之间连接有水洗降温塔3，水洗降温塔3内设置有第一降温喷头31。第一降温喷头31对燃烧后的气流喷洒降温水流进行初步降温处理。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。

Claims (10)

1.半导体废气除湿装置，其特征在于，包括：变径水洗塔和除湿冷凝塔；

所述变径水洗塔设有进气端和出气端，所述变径水洗塔的至少部分区域的横截面积设置成由所述进气端向所述出气端逐渐减小，所述变径水洗塔内设置第二冷凝喷头；

所述除湿冷凝塔包括筒体和位于所述筒体内的冷却器，所述冷却器设有冷水进口和冷水出口，所述筒体设有相连通的废气出口和废气进口，所述废气进口与所述变径水洗塔的出气端连通。

2.根据权利要求1所述的半导体废气除湿装置，其特征在于，所述冷却器包括冷水储存管和多个冷凝水管，所述冷水储存管设置有所述冷水进口和所述冷水出口，所述冷凝水管的进水端和出水端均与所述冷水储存管连通，在所述冷水储存管的高度方向分布多个所述冷凝水管。

3.根据权利要求2所述的半导体废气除湿装置，其特征在于，所述冷凝水管沿所述冷水储存管的径向延伸，多个所述冷凝水管均布在所述筒体内。

4.根据权利要求2所述的半导体废气除湿装置，其特征在于，所述冷凝水管为U形管或螺旋盘管。

5.根据权利要求1所述的半导体废气除湿装置，其特征在于，所述变径水洗塔和所述除湿冷凝塔之间设置除湿室，所述除湿室内设有多组除湿单元。

6.根据权利要求5所述的半导体废气除湿装置，其特征在于，所述除湿单元包括支撑固定架和吸附填料，所述支撑固定架设置有多个贯通的贯通孔洞，所述吸附填料铺设在所述支撑固定架的上方。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的半导体废气除湿装置，其特征在于，所述变径水洗塔包括第一壳体和固定连接于所述第一壳体的第二壳体，所述第一壳体设置进气端，所述第二壳体设置有出气端；沿所述第一壳体向所述第二壳体的方向，所述第一壳体的横截面积逐渐缩小，所述第二壳体的横截面积逐渐增大。

8.根据权利要求1所述的半导体废气除湿装置，其特征在于，还包括湿度传感器，所述湿度传感器设置在所述废气出口上。

9.一种半导体废气处理设备，其特征在于，包括：燃烧室、水箱和权利要求1至8中任意一项所述的半导体废气除湿装置，所述水箱的上方设置所述燃烧室和所述除湿冷凝塔，所述水箱连通所述燃烧室与所述除湿冷凝塔。

10.根据权利要求9所述的半导体废气处理设备，其特征在于，所述燃烧室与所述水箱之间连接有水洗降温塔，所述水洗降温塔内设置有第一降温喷头。