TWI423840B - 處理氣體之裝置 - Google Patents

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TWI423840B
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Description

處理氣體之裝置
本發明係關於處理氣體之裝置,且特別用於包含固體微粒(例如SiO2 )之氣體以及酸性氣體(例如HCl)之處理中。
對於矽及化合物半導體應用兩者,越來越多地針對高速半導體器件使用磊晶沈積程序。磊晶層係謹慎生長之單晶矽薄膜。磊晶沈積在高溫(通常約800至1100℃)下之氫環境中以及真空狀況下利用矽來源氣體,通常為矽烷或氯矽烷化合物(例如三氯矽烷或二氯矽烷)之一。對於正在製造之器件常常視需要為磊晶沈積程序摻雜少量硼、磷、砷、鍺或碳。供應至程序室之蝕刻氣體可以包括鹵素化合物,例如HCl、HBr、BCl3 、Cl2 及Br2 ,以及其組合。程序運行之間可以使用氯化氫(HCl)或另一鹵素化合物(例如SF6 或NF3 )來清洗該室。
在此類程序中,供應至程序室的僅一小比例之氣體係消耗在該室內,且供應至該室的一高比例之氣體以及來自發生在該室內之程序的固體與氣體副產物會從該室排洩。一程序工具通常具有複數個程序室,其每一個可位於一沈積、蝕刻或清洗程序中之個別不同級處。因此,處置期間由從該等室所排洩之氣體之組合所形成的廢物流可以具有各種不同成分。
將廢物流排入環境中之前,對其進行處理以從中移除選定氣體及固體微粒。通常使用填充塔洗滌器從氣體流移除 酸性氣體,例如HF與HCl,在填充塔洗滌器中藉由流經洗滌器之洗滌液將酸性氣體收納於溶液中。矽烷為發火性的,因此透過洗滌器傳遞廢物流之前通常做法係透過一熱焚化爐傳遞廢物流以使存在於廢物流內之矽烷或其他發火性氣體與空氣發生反應。亦可在焚化爐內將任何全氟化合物(例如NF3 )轉換為HF。
矽烷燃燒時,產生大量矽石(SiO2 )微粒。雖然藉由填充塔洗滌器內之洗滌液可以將許多此等微粒收納於懸浮液中,但已觀察到洗滌液對相對較小微粒(例如具有小於1微米之尺寸)之捕獲係相對較差的。鑒於此,(例如)從US 2005/0123461瞭解到在洗滌器下游提供一靜電集塵器以從廢物流移除此等較小微粒。
圖10解說用於從氣體流移除固體微粒之洗滌器10與靜電集塵器12之熟知配置。洗滌器10之第一隔室14包含採用洗滌液(通常為水,其係在水入口18處進行接收並噴灑於填充塔16上)所灌洗之填充材料的填充塔16。支撐填充塔16之篩板20將洗滌液從填充塔14排放到洗滌器10之第二隔室22中。一排放元件24從第二隔室22排放洗滌液用於反向再循環至水入口18。
氣體入口26將氣體流傳遞至洗滌器10之第二隔室22中。該氣體向上穿過篩板20之孔進入第一隔室14中,其中將氣體流中所包含之酸性氣體及較大固體微粒傳輸至向下穿過填充材料之洗滌液。已洗滌氣體透過位於第一隔室14頂部處之氣體出口28離開洗滌器10,且藉由氣體入口30而傳遞 至靜電集塵器12之氣體入口。
靜電集塵器12包含兩靜電室34、36,其各在其一較低端處連接至一中間室38,該中間室38將氣體從一靜電室34之底部傳遞至另一靜電室36之底部。各靜電室34、36包含一中央定位內部電極40及一外部電極42,該外部電極環繞著內部電極40且可藉由室34、36之導電壁來提供。各靜電室34、36亦具有一水入口44,將一水流供應至該水入口44以產生一圍繞外部電極42之內表面向下流動並進入中間隔室38中之水"簾"。一排放元件46從中間隔室38排放水用於反向再循環至水入口44。
氣體入口30係經配置用以將氣體傳遞至靜電室34之頂部,而氣體出口48係經配置用以將氣體從靜電室36之頂部傳遞出去。
使用期間,向內部電極40之每一個施加一高電壓以在各靜電室34、36之內部與外部電極40、42間產生一靜電充電場、或電暈。氣體穿過電暈時,使氣體中所包含之任何微粒變為帶電並朝外部電極42汲取,在外部電極42中微粒進入水簾並得以沖洗於中間室38中。靜電室34(其中氣體利用水簾向下流經室34)係用以從氣體移除固體微粒,而靜電室36(其中氣體逆著水流向上流動)係用以從氣體移除更細微固體微粒及任何水滴。
需要兩個獨立水再循環系統以為洗滌器10與靜電集塵器兩者提供洗滌液、或水。此等再循環系統之每一個亦可包括一水處理單元,其用於在水再使用之前從水中移除酸性 物種,且此可促成與操作氣體處理裝置相關聯的相對較高成本。
本發明提供處理氣體之裝置,該裝置包含一外殼;一位於該外殼內之氣體洗滌器區段,該外殼具有一用於將氣體供應至該洗滌器區段之氣體入口;及一位於該外殼內以從該洗滌器區段接收氣體的靜電集塵器區段,該外殼具有一用於從該集塵器區段排洩氣體的氣體出口及一用於將洗滌液供應至該集塵器區段的洗滌液入口,該洗滌器區段係位於該外殼內以從該集塵器區段接收洗滌液,該外殼具有一用於從該洗滌器區段排放洗滌液的洗滌液出口。
在一共同外殼內提供該洗滌區段與該集塵器區段可以提供一種簡單且成本有效的處理氣體裝置,用以從中將酸性氣體及固體微粒移除。此等兩區段可以共享一共同洗滌液來源,從該共同洗滌液來源將洗滌液供應至該集塵區段。該洗滌液係藉由該洗滌區段從該集塵區段進行接收,且係從該洗滌區段透過該洗滌液出口進行排放。此洗滌液可以反向再循環至該洗滌液入口,因此僅需要一再循環迴路,與前述先前技術中所需要之兩個再循環迴路相反。
該洗滌器區段較佳位於該集塵器區段下方,從而明顯減少該氣體處理裝置之覆蓋面積。此亦可致能該洗滌液在重力下從該集塵器區段排放至該洗滌器區段而無需提供一用以將該洗滌液從一區段推動至另一區段之流體幫浦。
該洗滌器區段與該集塵器區段可以位於該外殼之一共同 組件內。或者,此等區段可以位於該外殼之個別組件內,該等個別組件可以使用一夾鉗或其他連接器件而連接在一起。在以上組態之任一組態中,該氣體入口可以位於該外殼之另一組件內,該另一組件係連接至該外殼之其內定位該洗滌器區段之該組件(較佳在該組件正下方)。一用於從該外殼排放洗滌液之排放器可以從該外殼之該組件接收洗滌液。可以在該外殼之其內定位該洗滌器區段之該組件與該外殼之其內定位該排放器之該組件之間固持一打孔板以提供前述洗滌液出口用於從該洗滌器區段排放洗滌液。此板可以與該外殼之該洗滌器區段組件整合。或者,該洗滌液出口可以經組態用以直接從該洗滌器區段排放來自該外殼之洗滌液。
該外殼較佳為管狀,更佳為實質上圓筒形,且該洗滌液入口係較佳經配置用以將洗滌液正切供應至該集塵器區段中。此可以產生一圍繞該集塵器區段之一外部電極之內壁的洗滌液之"簾"。此簾係用以捕獲使用期間藉由該集塵器區段所產生之該電場朝該壁所汲取之微粒,及防止沈積物形成於該外部電極之該內壁上。
可以採用插入該外殼之該集塵器區段中之一套筒的形式提供該集塵器區段之該外部電極。在此情況下,該外殼可以由塑膠或其他不導電材料製成。或者,該外殼(或至少該外殼之包含該集塵器區段之該組件)可以由導電材料(例如不銹鋼)形成以致能該外殼之該部分提供該集塵器區段之該外部電極。
該裝置較佳包含一將該外殼分割成該洗滌器區段與該集塵器區段之隔板。此隔板可為一實質上平面部件,其係附著於該外殼,且可以將其夾緊或以其他方式固持於該外殼之兩組件間。或者,該隔板可以連接至該集塵器區段之該外部電極。作為另一替代例,該隔板可以連接至該外殼之其內定位該洗滌器區段之該組件、或該外殼之其內定位該集塵器區段之該組件,或與之整合。
該集塵器區段位於該洗滌器區段上方時,該隔板可為實質上水平的。對於一圓筒形外殼,該隔板可以實質上垂直於該外殼之軸。
可以使用外部管路將該氣體從該洗滌器區段傳遞至該集塵器區段,從而致能圍繞該隔板將該氣體從一區段傳遞至另一區段。不過,此類管路可能傾向於為該洗滌器區段未從該氣體移除的固體微粒所阻塞。因此,用於將氣體從該洗滌器區段傳遞至該集塵器區段之構件係較佳形成於該隔板中以便該氣體從該洗滌器區段穿過該隔板進入該集塵器區段中,且因此不需要外部管路。此外,當該集塵器區段位於該洗滌區段上方時,僅存在與該氣體流向上穿過該隔板進入該集塵器區段中相關聯的相對較低電導損耗。
如上所述,該洗滌器區段與該集塵器區段可以提供於該外殼之一共同組件中,在該共同組件內提供一隔板,以將該外殼之此組件分割成這兩個區段。或者,各區段可以位於該外殼之一獨立組件內,藉由一夾鉗或其他連接器件將此等兩組件連接在一起。接著可以在此等兩組件之接合壁 中形成用於將該氣體從該洗滌器區段傳遞至該集塵器區段之該構件,該等壁提供該洗滌器區段與該集塵器區段間之該隔板。在另一替代例中,該外殼之容置該洗滌器區段之該組件可以具有一開口或孔徑,其在該外殼之此等組件連接在一起時係藉由該外殼之容置該集塵器區段之該組件之一壁或基底來關閉。在此情況下,該前述壁或基底將提供該兩區段間之該隔板,且包括用於將氣體從該洗滌器區段傳遞至該集塵器區段之該構件。
可以使用外部管路將該洗滌液從集塵器區段傳遞至該該洗滌器區段,從而致能圍繞該隔板,將該洗滌液從一區段傳遞至另一區段。不過,該隔板宜包含用於將洗滌液從該集塵器區段傳遞至該洗滌器區段之構件,從而免除提供用於將液體或氣體從一區段傳遞至另一區段之任何外部管路的需要。
用於將洗滌液從該集塵器區段傳遞至該洗滌器區段之該構件可以包含形成於該隔板中之複數個孔徑,且該洗滌液透過該等孔徑從該集塵器區段排放到該洗滌區段。該隔板可以打有孔徑,以便以從該集塵器區段排放之洗滌液噴淋該洗滌區段。該洗滌器區段可以包含填充材料,因此在該等兩區段間提供一打孔隔板可以提供該材料在該洗滌區段中相對較均勻之灌洗。
用於將氣體從該洗滌器區段傳遞至該集塵器區段之該構件宜包含形成於該隔板中之複數個氣體通道。此等氣體通道可以散置於該等前述孔徑中,或位於該隔板之一專用部 分中。在該較佳具體實施例中,該等氣體通道經組態用以將氣體供應至該集塵器區段中該等孔徑上方。例如,各氣體通道可以包含一從該隔板延伸至該集塵器區段中之管子或管。此可以致能該氣體進入該集塵器區段超過可以停留於該隔板上之一洗滌液的體積。
該洗滌區段具有一比該集塵器區段大之洗滌液需要的情況下,該外殼可以具有一額外洗滌液入口,其係用於將洗滌液供應至該洗滌區段,且其可經組態用以將洗滌液噴灑於該洗滌區段中。
可以在該外殼內定位複數個靜電集塵器區段以從該洗滌區段接收氣體。可以串列或並列配置此等集塵器區段。該外殼可以具有一用於使該複數個集塵器區段與該洗滌器區段分離的單一隔板,或具有複數個隔板,其各用於使一個別集塵器區段與該洗滌器區段分離。此等隔板之每一個可連接至其集塵器區段之一外部電極,或與之整合。該等集塵器區段亦可同心配置於該集塵器室內且包含一內部收集電極與外部收集電極,一相對應電極裝配件係同軸定位於其間以方便具有較大體積容量之裝置而無需裝置尺寸之相對應大增加。
圖1解說貫穿一處理氣體之裝置之一第一具體實施例的一垂直斷面。該裝置包含一管狀(較佳實質上圓筒形)外殼100,其具有一氣體入口102,其朝向外殼100之一端加以定位用於接收待處理氣體,及一氣體出口104,其朝向外 殼100之另一端加以定位用於從外殼100排洩已處理氣體。該外殼100進一步包含一洗滌液入口106,其用於接收洗滌液(例如水);及一排放元件108,自該排放元件108從外殼100排放洗滌液用於處理及返回至洗滌液入口106。如圖1所示,較佳朝向外殼100之上部(如圖所示)端鄰接氣體出口104來定位洗滌液入口106,排放元件108係朝向外殼100之下部(如圖所示)端加以定位。
在此第一具體實施例中,外殼100包含一第一組件110及一第二組件112,第二組件112係(例如)使用一位於此等組件110、112之凸緣114、116周圍的夾鉗而連接至第一組件110。此等組件110、112之每一個可由塑膠或其他非導電材料形成。外殼100之蓋子117(其形成氣體出口104)係固定於外殼100之第一組件110之開放上部端之凸緣115。
第一組件110容置用於處理穿過外殼100之氣體的氣體洗滌器區段118與靜電集塵器區段120。此等區段118、120係位於外殼100之第一組件110內以便氣體在穿過集塵器區段120之前穿過洗滌器區段118。視外殼100之幾何形狀而定,集塵器區段120可以位於洗滌器區段118之側、或與洗滌器區段118成一角度加以定位,提供適合的氣體管路,或對外殼100加以組態,以將氣體從一區段傳遞至另一區段。不過,如下面更詳細所述,集塵器區段120較佳位於洗滌器區段118上方。
洗滌器區段118包含填充材料之填充塔122。填充材料係藉由篩板124來支撐,篩板124具有複數個孔徑126,且係 連接至外殼100之第一組件110,或與之整合。
集塵器區段120包含一中央定位內部電極128,其係安裝於自蓋子117延伸之電絕緣固持器130中,以便內部電極128延伸至集塵器區段120中。內部電極128係為一外部電極132(其在此具體實施例中係採用導電套筒之形式)所環繞。外部電極132之上部開放端係焊接至一凸緣或軸環,該凸緣或軸環係位於外殼100之第一組件之凸緣115中所切割之溝槽中,以便外部電極132從凸緣115懸吊於外殼100中。
使用中,外部電極132係保持為電接地(0 V)。引線134使內部電極128與電源供應(未顯示)連接用於在電極128、132間施加一在20至50 kV之範圍內,較佳在40至50 kV之範圍內的電位。洗滌液入口106係經配置用以將洗滌液正切供應至外部電極132之頂部中以在外部電極132之內壁周圍產生一洗滌液之簾或"漩渦"。
隔板136係提供於外殼100內以將外殼100分割成洗滌器區段118與集塵器區段120。在此具體實施例中,藉由一焊接或以其他方式連接至外部電極132之開放下部(如圖所示)端的實質上平面板來提供隔板136。
在此第一具體實施例中,氣體與洗滌液兩者從一區段穿過隔板136而至另一區段。換言之,氣體從洗滌區段118穿過隔板136而至集塵器區段120,且洗滌液從集塵器區段120穿過隔板136而至洗滌區段118。該隔板具有複數個孔徑138,透過該等孔徑洗滌液從該集塵器區段120排放到該 洗滌區段118中的。此等孔徑138可以配置於在外殼100之縱向軸周圍延伸的許多同心環形陣列中,以便為填充塔之填充材料相對均勻地噴淋從集塵器區段120排放之洗滌液。因此,藉由將洗滌區段118定位於集塵器區段120正下方,無需為了將洗滌液從一區段傳遞至另一區段而提供任何其他內部或外部管路。
篩板124之孔徑126之每一個提供一用於將洗滌液從洗滌區段118排放到外殼100之第二組件112中的洗滌液出口,藉由排放元件108從該洗滌液出口排放洗滌液。
隔板136包含一或多個氣體通道,透過該(等)氣體通到將氣體從洗滌區段120傳遞至集塵器區段118。視洗滌液透過隔板136排放到集塵器區段120中所採用之速率而定,可以在隔板136之頂部表面上形成一洗滌液體積。鑒於此,較佳以管子140之形式提供各氣體通道,該管子從隔板136延伸至集塵器區段120中超過隔板136上形成之洗滌液體積之最大位準。此可以致能將氣體傳遞至集塵器區段120中而不會帶走其中過量的洗滌液。
使用中,氣體透過氣體入口102進入外殼100,並向上(如圖所示)穿過篩板124之孔徑126進入洗滌區段118中。該氣體逆著自隔板136噴淋於填充材料上之洗滌液流向上穿過洗滌區段118。在洗滌區段118內,將酸性氣體(例如HF或HCl)及相對較大固體微粒傳輸至洗滌液。已洗滌氣體透過管子140離開洗滌區段118並進入集塵器區段120。該氣體同樣逆著外部電極132之內壁上行進之洗滌液流在內部 與外部電極128、132間向上行進。電極128、132間之電位差產生一電暈,其為保留在氣體中之任何固體微粒充電,且朝外部電極汲取此等帶電物種,其中在外部電極132之內壁上所形成的洗滌液之簾內將其帶走。此外,進入集塵器區段之已洗滌氣體內所帶走之任何洗滌液小滴係藉由洗滌液之簾來捕獲。隨後透過氣體出口104從外殼100排洩如此處理之氣體流。
載送固體微粒及酸性物種(當兩者存在於進入外殼100之氣體中時)兩者之洗滌液透過篩板124中之孔徑126從洗滌器區段118排放到外殼100之第二組件112中。藉由排放元件108從該組件112排放洗滌液,並將其傳遞至宜位於外殼100附近之處理裝置(未顯示),以從洗滌液移除酸性物種及固體微粒。例如,可以使用一或多個過濾器從洗滌液移除微粒,及可以使用一離子交換裝置從洗滌液移除酸性物種。將如此處理之洗滌液返回至洗滌液入口106以便再使用。
與圖10所示裝置相比,圖1所示裝置之覆蓋面積小得多,且僅需要一液體再循環系統。此外,內部電極128之固持器130與靜電室34之電極40之固持器相比係位於一更加乾淨的環境中,因此固持器130上實質上無微粒堆積。
圖2(a)解說一處理氣體之裝置之一第二具體實施例。此第二具體實施例類似於圖1所示第一具體實施例,因此使用相同參考數字來表示第二具體實施例之與第一具體實施例之特徵相同的特徵,且不結合此第二具體實施例對該等 特徵作進一步論述。
第二具體實施例與第一具體實施例之不同之處為,以洗滌區段組件210與集塵器區段組件212取代第一具體實施例之第一組件110。洗滌區段組件210容置外殼100之洗滌區段118,而集塵器區段組件212容置外殼之集塵器區段120。洗滌區段組件210具有一帶凸緣底部(如圖所示)端214,其連接至組件112之帶凸緣頂部端;及一帶凸緣頂部端216,其連接至集塵器區段組件212之帶凸緣底部端218。
蓋子117係固定於集塵器區段組件212之開放上部端之凸緣215。如同第一具體實施例中,外部電極132之上部開放端係焊接至一凸緣或軸環,該凸緣或軸環係位於外殼100之集塵器區段組件212之凸緣215中所切割之溝槽中,使得外部電極132從凸緣215懸吊於外殼100中。
第二具體實施例與第一具體實施例之不同之處也為,以夾緊或以其他方式固持於外殼100之區段組件210、212間之隔板236取代隔板136。隔板236可由塑膠材料形成。如圖2(a)與2(b)所示,與第一具體實施例之隔板136類似,隔板236包含複數個孔徑238,透過開等孔徑洗滌液從集塵器區段120排放到洗滌區段118中的。此等孔徑238係配置於在外殼100之縱向軸周圍延伸的許多同心環形陣列(此具體實施例中為三個)中,以便為填充塔之填充材料相對均勻地噴淋從集塵器區段120排放之洗滌液。該隔板亦包含複數個管子240,其從隔板236延伸至集塵器區段120中超過 隔板236上形成之洗滌液之最大位準。此等管子240亦可配置於在外殼100之縱向軸周圍延伸的許多同心環形陣列(此具體實施例中為兩個)中。如圖2(b)所示,可以在環形陣列中之鄰接管子240間提供孔徑238。
圖3至7分別解說一處理氣體流之裝置的第三至第七具體實施例。此等具體實施例之每一個係基於圖2(a)所示第二具體實施例,因此使用相同參考數字來表示此等具體實施例之與第二具體實施例之特徵相同的特徵,且不對該等特徵作進一步論述。
首先參考圖3(a)與3(b),在處理氣體之裝置之第三具體實施例中,以隔板336取代第二具體實施例之隔板236,該隔板336具有單一中央定位管子340用於將氣體從洗滌器區段118傳遞至集塵器區段120。在隔板336中管子340周圍定位四個同心孔徑338陣列用於將洗滌液從集塵器區段120傳遞至洗滌區段118。
圖4(a)與4(b)解說一處理氣體之裝置的第四具體實施例。在此第四具體實施例中,以隔板436取代第二具體實施例之隔板236,隔板436具有五個同心孔徑438陣列,其係用於將洗滌液從集塵器區段120傳遞至洗滌器區段118;及一類似中央孔徑439。為了致能將氣體從洗滌器區段118傳輸至集塵器區段120,洗滌器區段組件210具有複數個朝向其上部(如圖所示)端之氣體出口440,而集塵器區段組件212具有複數個朝向其下部(如圖所示)端之氣體入口442。將氣體出口440連接至氣體入口442之外部管路(未顯示)將 已洗滌氣體從一區段傳遞至另一區段。
圖5(a)與5(b)解說一處理氣體之裝置的第五具體實施例。在此第五具體實施例中,以具有複數個管子540之隔板536取代第二具體實施例之隔板236,該等管子從隔板536延伸至集塵器區段120中超過使用期間將停留於隔板536上之洗滌液之最大位準。為了致能將洗滌液從集塵器區段120傳輸至洗滌器區段118,集塵器區段組件212具有一朝向其下部(如圖所示)端且在管子540之頂部下方加以定位的洗滌液出口542。洗滌器區段組件210具有一朝向其上部(如圖所示)端的洗滌液入口544。將洗滌液出口542連接至洗滌液入口544之外部管路(未顯示)將洗滌液從一區段傳遞至另一區段。可以在該管路中提供一液體幫浦以從集塵器區段120抽取洗滌液及在所抽取之洗滌液內產生足夠壓力以產生從洗滌液入口544之噴嘴546噴灑於洗滌器區段118之填充材料上之洗滌液。
圖6解說一處理氣體之裝置的一第六具體實施例。在此第六具體實施例中,以導電集塵器區段組件612取代外殼100之集塵器區段組件212,集塵器區段組件612具有一連接至外殼100之洗滌區段組件210之帶凸緣開放端216的帶凸緣底部(如圖所示)端618。此致能外殼100之集塵器區段組件612用作集塵器區段120之外部電極,從而移除環繞著內部電極128提供導電套筒132之需要。
圖7(a)與7(b)解說一處理氣體之裝置的第七具體實施例。在此第七具體實施例中,以集塵器區段組件712取代 集塵器區段組件212,該組件712包含複數個(此範例中為三個)經定位用以從洗滌區段118接收氣體之集塵器區段720。組件712具有一連接至外殼100之洗滌區段組件210之帶凸緣頂部(如圖所示)端216的帶凸緣底部(如圖所示)端718,及一連接至外殼100之覆蓋物組件732(其取代第二具體實施例之蓋子117)之帶凸緣底部端730的帶凸緣頂部端716。覆蓋物組件732包含一用於從集塵器區段720排洩氣體之氣體出口704。形成於覆蓋物組件732中之氣體歧管734將氣體從集塵器區段720傳遞至氣體出口704。覆蓋物組件732進一步包含一用於將洗滌液供應至該等集塵器區段720之每一者之洗滌液入口706。
集塵器區段720係並排平行配置以從洗滌區段118接收氣體。集塵器區段720之每一者包含一內部電極128,其係固持於位於覆蓋物組件732中之固持器130中;及一外部電極132,其在內部電極128周圍延伸。外部電極132之上部開放端係焊接至一凸緣或軸環,該凸緣或軸環係位於外殼100之集塵器區段組件712之凸緣716中所切割之溝槽中,以便外部電極132從凸緣716懸吊於外殼100中。
以隔板736取代第二具體實施例之隔板236,該隔板736包含複數個孔徑738,透過該等孔徑洗滌液從集塵器區段720排放到洗滌區段118。此等孔徑238係配置於在外殼100之縱向軸周圍延伸的許多同心環形陣列(此具體實施例中為三個)中,以便為填充塔之填充材料相對均勻地噴淋從集塵器區段720排放之洗滌液。該隔板亦包含複數個管子 740,針對各集塵器區段720存在一管子740且各管子740從隔板736延伸至一個別集塵器區段720中,以將已洗滌氣體平行傳遞至集塵器區段720中。各管子740係與其集塵器區段720之外部電極132實質上同心。
圖8解說一處理氣體之裝置的一第八具體實施例。此第八具體實施例類似於圖7(a)所示第七具體實施例,因此使用相同參考數字來表示第八具體實施例之與第七具體實施例之特徵相同的特徵,且不結合此第八具體實施例對該等特徵作進一步論述。
在此第八具體實施例中,以圖1所示第一具體實施例之外殼100之第一組件110取代外殼100之洗滌區段組件210及集塵器區段組件712。以複數個導電隔板836取代第七具體實施例之隔板736,針對各集塵器區段720存在一隔板836且各隔板836係焊接或以其他方式連接至其集塵器區段720之外部電極132之開放底部(如圖所示)端。各隔板836包含一環形孔徑838陣列,透過該陣列洗滌液從該集塵器區段720排放到該洗滌區段118。隔板836亦包含一管子840,其從隔板836延伸至集塵器區段720中以將已洗滌氣體傳遞至集塵器區段720中。管子840係與集塵器區段720之外部電極132實質上同心。
圖9解說一處理氣體之裝置的一第九具體實施例。此第九具體實施例類似於圖1所示第一具體實施例,因此使用相同參考數字來表示第九具體實施例之與第一具體實施例之特徵相同的特徵,且不結合此第九具體實施例對該等特 徵作進一步論述。
第九具體實施例與第一具體實施例之不同之處為,已移除第一具體實施例之隔板136因而氣體從洗滌器區段118自由行進至集塵器區段120,且因而洗滌液從集塵器區段120自由行進至洗滌器區段118。由於此將導致填充塔之填充材料122之相對較不均勻灌洗(最外面之填充材料比最裏面之填充材料更多地得以灌洗),所以在外殼100中提供一額外洗滌液入口902用於將額外洗滌液供應至洗滌器區段118之至少中央部分。如圖9所示,可以提供一噴嘴904用於將額外洗滌液噴灑於填充塔之填充材料122上。
最後,圖11解說一處理氣體流之裝置的一第十具體實施例。此具體實施例係基於圖2(a)所示第二具體實施例,因此使用相同參考數字來表示此等具體實施例之與第二具體實施例之特徵相同的特徵,且不對該等特徵作進一步論述。
在此第十具體實施例中,集塵器區段組件212與第二具體實施例之集塵器區段組件的不同之處為,其包含一中央定位內部收集電極1132及一外部收集電極132,高電壓電極裝配件1128係同軸安裝於內部與外部收集電極1132、132之間。
如同第二具體實施例中,外部收集電極132係焊接於一凸緣或軸環中,該凸緣或軸環係位於外殼100之集塵器區段組件212之凸緣215中所切割之溝槽中。
內部收集電極1132係焊接於一位於切割於蓋子117中的 一溝槽中之軸環的一實質上圓筒形金屬管,以便內部收集電極延伸至集塵器120中。內部收集電極1132具有一用於接收洗滌液之水饋送入口1106。
高電壓電極裝配件1128係安裝於自蓋子117延伸之電絕緣固持器(未顯示)中,以便高電壓電極裝配件1128在內部與外部收集電極1132、132之間同軸延伸至集塵器區段120中;為外部收集電極132同軸環繞及同軸環繞著內部收集電極1132。電極裝配件1128較佳具有在其軸處環繞著內部收集電極1132之環狀形式,不過亦可為(例如)六邊形或五邊形。
使用中,外部與內部收集電極132、1132係保持為電接地(0 V)。高電壓電極裝配件1128係連接至一電源供應(未顯示),其係用於在高電壓電極裝配件1128與內部及外部收集電極1132、132之間施加一(例如)20至50 kV之電位。洗滌液入口106係經配置用以將洗滌液正切供應至外部收集電極132之頂部中以在外部電極132之內壁周圍產生一洗滌液之簾或"漩渦"。洗滌液入口1106係經配置用以將洗滌液供應至內部收集電極1132之頂部以在內部電極1132之外壁周圍產生一洗滌液之簾。
第十具體實施例致能集塵器區段120之較高體積容量而不使集塵器單元120之激發電壓增加至不切實際之值,或致能水平較小集塵器區段120中之有效洗滌。
總而言之,一種處理氣體之裝置包含一外殼,該外殼包含一氣體洗滌器區段及一位於該洗滌器區段上方之靜電集 塵器區段。一隔板可位於該外殼內以使該集塵器區段與該洗滌器區段分離。該外殼具有一氣體入口,其用於將氣體供應至該洗滌器區段;一氣體出口,其用於從該集塵器區段排洩氣體;一洗滌液入口,其用於將洗滌液供應至該集塵器區段;及一洗滌液出口,其用於從該洗滌器區段排放洗滌液。在一具體實施例中,該隔板包含一組氣體通道,其用於將氣體從該洗滌器區段傳遞至該集塵器區段;及一組孔徑,透過該等孔徑洗滌液從該集塵器區段排放到該洗滌器區段中。
10‧‧‧洗滌器
12‧‧‧靜電集塵器
14‧‧‧第一隔室
16‧‧‧填充塔
18‧‧‧水入口
20‧‧‧篩板
22‧‧‧第二隔室
24‧‧‧排放元件
26‧‧‧氣體入口
28‧‧‧氣體出口
30‧‧‧氣體入口
34,36‧‧‧靜電室
38‧‧‧中間室
40‧‧‧內部電極
42‧‧‧外部電極
44‧‧‧水入口
46‧‧‧排放元件
48‧‧‧氣體出口
100‧‧‧外殼
102‧‧‧氣體入口
104‧‧‧氣體出口
106‧‧‧洗滌液入口
108‧‧‧排放元件
110‧‧‧第一組件
112‧‧‧第二組件
114,115,116‧‧‧凸緣
117‧‧‧蓋子
118‧‧‧氣體洗滌器區段
120‧‧‧靜電集塵器區段
122‧‧‧填充塔
124‧‧‧篩板
126‧‧‧洗滌液出口/孔徑
128‧‧‧內部電極
130‧‧‧固持器
132‧‧‧外部電極/外部收集電極
134‧‧‧引線
136‧‧‧隔板
138‧‧‧孔徑
140‧‧‧氣體通道/管子
210‧‧‧洗滌區段組件
212‧‧‧集塵器區段組件
214‧‧‧帶凸緣底部端
215‧‧‧凸緣
216‧‧‧帶凸緣頂部端
218‧‧‧帶凸緣底部端
236‧‧‧隔板
238‧‧‧孔徑
240‧‧‧管子
336‧‧‧隔板
338‧‧‧孔徑
340‧‧‧管子
436‧‧‧隔板
438‧‧‧孔徑
439‧‧‧中央孔徑
440‧‧‧氣體出口
442‧‧‧氣體入口
536‧‧‧隔板
540‧‧‧管子
542‧‧‧洗滌液出口
544‧‧‧洗滌液入口
546‧‧‧噴嘴
612‧‧‧集塵器區段組件
618‧‧‧帶凸緣底部端
704‧‧‧氣體出口
706‧‧‧洗滌液入口
712‧‧‧集塵器區段組件
716‧‧‧帶凸緣頂部端
718‧‧‧帶凸緣底部端
720‧‧‧集塵器區段
730‧‧‧帶凸緣底部端
732‧‧‧覆蓋物組件
734‧‧‧氣體歧管
736‧‧‧隔板
738‧‧‧孔徑
740‧‧‧管子
836‧‧‧隔板
838‧‧‧孔徑
840‧‧‧管子
902‧‧‧額外洗滌液入口
904‧‧‧噴嘴
1106‧‧‧水饋送入口
1128‧‧‧高電壓電極裝配件
1132‧‧‧內部收集電極
已參考附圖僅以範例方式說明本發明之較佳特徵,其中:圖1解說貫穿一處理氣體之裝置之一第一具體實施例的一垂直斷面;圖2(a)解說貫穿一處理氣體之裝置之一第二具體實施例的一垂直斷面,而圖2(b)解說圖2(a)之裝置之一隔板之俯視圖;圖3(a)解說貫穿一處理氣體之裝置之一第三具體實施例的一垂直斷面,而圖3(b)解說圖3(a)之裝置之一隔板之俯視圖;圖4(a)解說貫穿一處理氣體之裝置之一第四具體實施例的一垂直斷面,而圖4(b)解說圖4(a)之裝置之一隔板之俯視圖;圖5(a)解說貫穿一處理氣體之裝置之一第五具體實施例 的一垂直斷面,而圖5(b)解說圖5(a)之裝置之一隔板之俯視圖;圖6解說貫穿一處理氣體之裝置之一第六具體實施例的一垂直斷面;圖7(a)解說貫穿一處理氣體之裝置之一第七具體實施例的一垂直斷面,而圖7(b)解說圖7(a)之裝置之一隔板之俯視圖;圖8解說貫穿一處理氣體之裝置之一第八具體實施例的一垂直斷面;圖9解說貫穿一處理氣體之裝置之一第九具體實施例的一垂直斷面;圖10解說貫穿一熟知的處理氣體之裝置的垂直斷面;及圖11解說貫穿一處理氣體流之裝置之一第十具體實施例的一垂直斷面。
100‧‧‧外殼
102‧‧‧氣體入口
104‧‧‧氣體出口
106‧‧‧洗滌液入口
108‧‧‧排放元件
110‧‧‧第一組件
112‧‧‧第二組件
114,115,116‧‧‧凸緣
117‧‧‧蓋子
118‧‧‧氣體洗滌器區段
120‧‧‧靜電集塵器區段
122‧‧‧填充塔
124‧‧‧篩板
126‧‧‧洗滌液出口/孔徑
128‧‧‧內部電極
130‧‧‧固持器
132‧‧‧外部電極/外部收集電極
134‧‧‧引線
136‧‧‧隔板
138‧‧‧孔徑
140‧‧‧氣體通道/管子

Claims (27)

  1. 一種處理包含酸性氣體及微粒的氣體之裝置,該裝置包含:一外殼;一氣體洗滌器區段,其係位於該外殼內,該外殼具有一用於將氣體供應至該洗滌器區段之氣體入口;及一靜電集塵器區段,其係位於該外殼內,以從該洗滌器區段接收氣體,該外殼具有一用於從該集塵器區段排洩氣體的氣體出口,及一用於將洗滌液供應至該集塵器區段的洗滌液入口;其特徵在於:該洗滌器區段係位於該外殼內之位於該集塵器區段下方的一填充塔洗滌器區段,以從該集塵器區段接收洗滌液,該外殼具有一用於從該洗滌器區段排放洗滌液的洗滌液出口。
  2. 如請求項1之裝置,其中該外殼包含複數個互連組件,且其中該洗滌器區段與該集塵器區段係位於該外殼之一共同組件內。
  3. 如請求項1之裝置,其中該外殼包含複數個互連組件,且其中該洗滌器區段與該集塵器區段係位於該外殼之個別組件內。
  4. 如請求項2或請求項3之裝置,其中該外殼內定位該集塵器區段之該組件包含該集塵器區段之一電極之至少部分。
  5. 如請求項1之裝置,其中該外殼係管狀,以實質上圓筒 形較佳。
  6. 如請求項5之裝置,其中該洗滌液入口經配置以將洗滌液正切供應至該集塵器區段中。
  7. 如請求項1之裝置,包含一將該外殼分割成該洗滌器區段與該集塵器區段的隔板。
  8. 如請求項7之裝置,其中該隔板係連接至該集塵器區段之一電極。
  9. 如請求項7之裝置,其中該外殼包含複數個組件,且該隔板係固持於該外殼之兩組件之間。
  10. 如請求項7之裝置,其包含圍繞該隔板將氣體從該洗滌器區段傳遞至該集塵器區段之構件。
  11. 如請求項7之裝置,其中該隔板包含用於將氣體從該洗滌器區段傳遞至該集塵器區段之構件。
  12. 如請求項11之裝置,其中用於將氣體從該洗滌器區段傳遞至該集塵器區段之該構件包含形成於該隔板中的一或多個氣體通道。
  13. 如請求項7之裝置,其包含圍繞該隔板將洗滌液從該集塵器區段傳遞至該洗滌器區段之構件。
  14. 如請求項7之裝置,其中該隔板包含用於將洗滌液從該集塵器區段傳遞至該洗滌器區段之構件。
  15. 如請求項14之裝置,其中用於將洗滌液從該集塵器區段傳遞至該洗滌器區段之該構件包含形成於該隔板中的複數個孔徑。
  16. 如請求項15之裝置,其中該等孔徑係分散在該隔板周 圍。
  17. 如請求項15之裝置,其中該一或多個氣體通道經組態以將氣體供應至該集塵器區段中超過該等孔徑。
  18. 如請求項12之裝置,其中該或各氣體通道包含一從該隔板延伸至該集塵器區段中之管子。
  19. 如請求項7之裝置,其中該隔板係實質上平面的。
  20. 如請求項1之裝置,其中該洗滌器區段包含填充材料。
  21. 如請求項1之裝置,其中該外殼包含一用於將洗滌液供應至該洗滌區段之額外洗滌液入口。
  22. 如請求項21之裝置,其中該額外洗滌液入口經組態以將洗滌液噴灑於該洗滌區段中。
  23. 如請求項1之裝置,其包含複數個位於該外殼中以從該洗滌區段接收氣體之靜電集塵器區段。
  24. 如請求項23之裝置,其中該等集塵器區段經配置以從該洗滌區段平行接收氣體。
  25. 如請求項23之裝置,其中該外殼包含複數個用於將該外殼分割成該複數個集塵器區段之隔板。
  26. 如請求項25之裝置,其中該複數個隔板之每一者包含其個別集塵器區段之一電極之至少部分。
  27. 如請求項1之裝置,其包含複數個同軸集塵器區段。
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