TWI495829B - Exhaust gas treatment device - Google Patents

Description

廢氣處理裝置

本發明涉及廢氣淨化處理的技術領域，特別是有關於一種廢氣處理裝置。

周知，在半導體晶圓廠、光電廠、面板廠、太陽能廠於產製例如是晶圓或是各式面板等產品的過程中，有時會生成有害的廢氣。例如：以半導體晶圓廠來說，其製程中所生成的有害廢氣包含有單矽烷(SiH₄ )、氯氣(Cl₂ )、PFC(全氟化合物(perfluoro-compounds))等，在處理含有上述氣體的廢氣時，一般是使用濕式法、吸附法、加熱分解法及燃燒法等4種方法。

其中，加熱分解法是指在廢氣處理槽內設置加熱器，而加熱器在廢氣處理槽內形成一加熱腔室，當有害廢氣進入廢氣處理槽內到達加熱腔室時，藉由加熱器以熱輻射的方式加熱有害廢氣，迫使有害廢氣中所含有害物質接受高溫催化，而分解成無害物質；而濕式法是指使有害廢氣通過設置有多個灑水器的水洗室，藉由灑水器所噴灑的水幕與有害廢氣接觸，將有害廢氣中所含可溶於水的有害物質加以溶解，以達到淨化有害廢氣的效果；至於燃燒法是指利用火焰燃燒有害廢氣，以達到淨化有害廢氣的效果，由於用來提供火焰燃燒的燃氣是將甲烷(CH₄ )、乙烷(C₂ H₆ )、丙烷(C₃ H₈ )等燃料和空氣以既定比例混合而成，其中甲烷燃燒後會產生例如是一氧化碳(CO)等有害氣體，造成二次污染。因此，目前在以環保為前提而採取的半導體製程廢氣處理方式，是利用加 熱分解法搭配濕式法，來達到淨化廢氣的效果。

然而，由於傳統的廢氣處理裝置內缺乏延滯有害廢氣通過時間的設計，迫使有害廢氣在通過廢氣處理槽內接受加熱的時間較為短暫，導致在以加熱分解法淨化有害廢氣時，由於有害廢氣接受加熱時間的不足，導致有害廢氣中的有害物質難以完全催化，進而影響到有害廢氣的淨化效率，因此，如何能延滯有害廢氣在廢氣處理槽內接受加熱的時間，進而提升有害廢氣的淨化效率，已成為熟悉本技術領域人士所應面對的待以改善的重要課題。

有鑑於此，本發明之目的旨在提供一種廢氣處理裝置，藉由延滯有害廢氣在廢氣處理槽內受熱淨化的時間，進而提升有害廢氣的淨化效率。為能實現上述目的並解決問題，本發明之廢氣處理裝置的技術手段，包括：一廢氣處理槽，形成一廢氣進氣口及一廢氣出氣口，且該廢氣處理槽內的四周環繞配置一環狀加熱器，該環狀加熱器內間隔設置一加熱棒，該環狀加熱器與加熱棒之間形成一加熱腔室；一隔板，穿設於環狀加熱器與加熱棒之間，該隔板於加熱腔室內間隔形成一氣體流道。其中，該氣體流道之一進氣端連通廢氣進氣口，該氣體流道之一出氣端則通過加熱腔室連通廢氣出氣口，該廢氣自廢氣進氣口經由氣體流道通過加熱腔室流向廢氣進氣口。

依此，本發明是經由在環狀加熱器與加熱棒之間設置隔板進而形成的氣體流道，並利用該氣體流道延滯有害廢氣通過加熱腔室的時間，使廢氣能充分得到加熱，以淨化有害廢氣中所含有害物質，進而避免污染環境。

在實施上，本發明還包括：該氣體流道為蛇行式流道。依此，以延滯有害廢氣經由氣體流道通過加熱腔室的時間，使有害廢氣在加熱腔 室得到充分加熱，進而提升廢氣的淨化效率。

該隔板包含一外隔板及一內隔板，該外隔板穿設於環狀加熱器與加熱棒之間，該內隔板穿設於外隔板與加熱棒之間，該氣體流道是經由外隔板及內隔板於加熱腔室內間隔而形成。其中，該氣體流道包含一第一氣體流道、一第二氣體流道及一第三氣體流道，該第一氣體流道形成於環狀加熱器與外隔板之間，該第二氣體流道形成於外隔板與內隔板之間，該第三氣體流道形成於內隔板與加熱棒之間，該氣體流道之進氣端依序經由第一氣體流道、第二氣體流道及第三氣體流道連通出氣端。依此，藉由外隔板及內隔板在加熱腔室間隔形成氣體流道，進而延滯有害廢氣通過加熱腔室的時間，以提升有害廢氣的淨化效率。

還包含一水洗室，該水洗室是設置於廢氣進氣口之一端或廢氣出氣口之一端。其中該水洗室為多個，所述水洗室是分別設置於廢氣進氣口之一端及廢氣出氣口之一端。依此，利用水洗室將有害廢氣中可溶於水的有害物質加以溶解，同時冷卻加熱後的廢氣，以利於排放至外界大氣中，而不會造成環境的污染。

還包含一高壓空氣進氣口，形成於廢氣處理槽上且連通氣體流道之進氣端。依此，利用高壓空氣帶動有害廢氣通過氣體流道，並提供有害廢氣中所含有害物質在接受高溫催化時需要的氧氣。

該廢氣處理槽外部包覆有一隔熱層。依此，能減少廢氣處理槽在處理有害廢氣時所發出的高溫影響到外界環境。

該廢氣處理裝置是一配置於半導體晶圓廠、光電廠、面板廠、太陽能廠之廢氣處理裝置。依此，藉由廢氣處理裝置來淨化例如是半導體等製程中所生成的有害廢氣，以避免汙染環境。

以上所述之方法與裝置之技術手段及其產生效能的具體實施細節，請參照下列實施例及圖式加以說明。

10‧‧‧廢氣處理槽

11‧‧‧廢氣進氣口

12‧‧‧廢氣出氣口

13‧‧‧高壓空氣進氣口

131‧‧‧高壓空氣管

20‧‧‧環狀加熱器

21‧‧‧加熱腔室

22‧‧‧氣體流道

221‧‧‧進氣端

222‧‧‧出氣端

223‧‧‧第一氣體流道

224‧‧‧第二氣體流道

225‧‧‧第三氣體流道

30‧‧‧加熱棒

40‧‧‧隔板

41‧‧‧外隔板

411‧‧‧口部

412‧‧‧上座部

42‧‧‧內隔板

421‧‧‧第一口部

422‧‧‧第二口部

423‧‧‧下座部

50‧‧‧隔熱層

60‧‧‧水洗室

61‧‧‧灑水器

70‧‧‧廢氣管

圖1是本發明之第一種實施例的配置示意圖。

圖2是本發明之第二種實施例的配置示意圖。

圖3是本發明之第三種實施例的配置示意圖。

圖4是本發明之第四種實施例的配置示意圖。

圖5是圖4中的局部放大示意圖。

請參閱圖1，揭示出本發明之第一種實施例的配置示意圖，說明本發明提供一種廢氣處理裝置，包括一廢氣處理槽10、一環狀加熱器20、一加熱棒30及一隔板40。其中：廢氣處理槽10為一金屬製的容器，該廢氣處理槽10的槽壁上形成有相連通的廢氣進氣口11及廢氣出氣口12，該廢氣進氣口11與一廢氣管70相連通，廢氣是由廢氣管70自廢氣進氣口11進入廢氣處理槽10內而由廢氣出氣口12流出，而廢氣處理槽10內的四周環繞配置有環狀加熱器20，且在環狀加熱器20內間隔設置有一加熱棒30，在實施上，該廢氣進氣口11設於廢氣處理槽10的外壁且受隔板40的間隔而相對鄰近該環狀加熱器20，該廢氣出氣口12形成於廢氣處理槽10的底部中心，加熱棒30可以是設置於環狀加熱器20的中心位置，而環狀加熱器20與加熱棒30之間形成有加熱腔室21，當有害廢氣進入加熱腔室21後，同時受到由環狀加熱器20與加熱棒30所發生的高熱來加以催化，以增加有害廢氣受熱淨化時的效果。在本實施例中，環狀加熱器20與加熱棒30為電熱式加熱器，相較燃燒式加熱器來說，可避免作為燃料的燃氣於燃燒後產生有害氣體，造成二次污染。

隔板40是呈環狀且圍繞設置於環狀加熱器20與加熱棒30之間，藉由隔板40將加熱腔室21間隔形成一氣體流道22，該氣體流道22鄰近廢氣進氣口11的一端形成一進氣端221，而該氣體流道22鄰近廢氣出氣口12的一端則形成一出氣端222，廢氣是經由廢氣進氣口11通過進氣端221進入氣體流道22內而由出氣端222流向廢氣出氣口12，藉由廢氣通過氣體流道22以延長廢氣通過加熱腔室21的行程，進而增加廢氣通過加熱腔室21的時間，使廢氣能得到充分的加熱。

進一步的說，請參閱圖2，揭示本發明的第二種實施例的配置示意圖，說明圖1中所示的隔板40實質上可以包含外隔板41及內隔板42，而外隔板41及內隔板42分別為一圓形管體，外隔板41是藉由一上座部412組設於廢氣處理槽10的頂部並朝底部延伸，內隔板42是是藉由一下座部423組設置於廢氣處理槽10的底部並朝頂部延伸，外隔板41位於廢氣處理槽10頂部的一端封閉，而延伸至廢氣處理槽10底部的一端具有一口部411，內隔板42位於廢氣處理槽10底部的具有一第一口部421，而延伸至廢氣處理槽10頂部的一端具有一第二口部422，藉由外隔板41與內隔板42將位於環狀加熱器20與加熱棒30之間的加熱腔室21區隔形成一蛇行式的氣體流道22。

更進一步的說，請再參閱圖2，說明圖2中所示的氣體流道22包含一第一氣體流道223、一第二氣體流道224及一第三氣體流道225，該第一氣體流道223是形成於環狀加熱器20與外隔板41之間，該第二氣體流道224是形成於外隔板41與內隔板42之間，該第三氣體流道225是形成於內隔板42與加熱棒30之間，當有害廢氣經由廢氣進氣口11進入加熱腔室21後，先經由進氣端221後進入第一氣體流道223，再通過外隔板41的口部411進入第二氣體流道224，接 著，通過內隔板42的第二口部422進入第三氣體流道225，而由出氣端222經由內隔板42的第一口部421流向廢氣出氣口12，並藉由環狀加熱器20與加熱棒30使有害廢氣在通過第一氣體流道223與第三氣體流道225時，能保持穩定的溫度，進而有利於維持有害廢氣的淨化效率。

此外，請參閱圖3，揭示本發明的第三種實施例的配置示意圖，說明本發明之廢氣處理裝置還包含有水洗室60，而水洗室60是指在有害廢氣通過的區域內配置有多個灑水器61，藉由灑水器61所噴灑的水幕與廢氣的接觸，將有害廢氣中所含可溶於水的有害物質加以溶解，藉以達到淨化有害廢氣的機能。水洗室60能設置於廢氣處理槽10之廢氣進氣口11或廢氣出氣口12之一端，又或者同時設置於廢氣處理槽10之廢氣進氣口11及廢氣出氣口12之一端。其中，設置於廢氣進氣口11之一端的水洗室60，使廢氣在受熱淨化前，先將有害廢氣中所含可溶於水的有害物質加以溶解，而設置於廢氣出氣口12之一端的水洗室60，除能將有害廢氣中所含可溶於水的有害物質加以溶解外，並具有冷卻高溫廢氣的功能。在本實施例中，在廢氣處理槽10的廢氣進氣口11之一端及廢氣出氣口12之一端分別設置有水洗室60，使廢氣在接受加熱處理前，先將有害廢氣中所含可溶於水的有害物質加以溶解，能避免有害廢氣中可溶於水的有害物質在接受加熱處理時產生變質，進而生成新的有害物質，當有害廢氣在受熱淨化後，則能藉由水洗室60將原本殘留及因受熱而產生的可溶於水之有害物質加以溶解，以及將高溫的廢氣加以冷卻，進而提升淨化有害廢氣的效果。

接著，請參閱圖4，揭示本發明的第四種實施例的配置示意圖，說明本發明之廢氣處理裝置還包含一高壓空氣進氣口13，其形成於廢氣處理槽10的槽壁上且連通氣體流道22之進氣端221，高壓空氣進氣口13連接一高壓空氣管 131，藉由高壓空氣管131導入的高壓空氣與有害廢氣接觸及混合後，來帶動有害廢氣通過氣體流道22，並提供有害廢氣在接受高溫催化時所需的氧氣(O₂ )。

請參閱圖5，揭示圖4中的局部放大示意圖，說明本發明之廢氣處理槽10在加熱淨化有害廢氣時的溫度約在攝氏950度到攝氏1100度之間，為避免廢氣處理槽10所產生的高溫對環境及人體造成影響，因此在廢氣處理槽10的表面包覆一隔熱層50，除了藉由隔熱層50來減少廢氣處理槽10所發出的高溫影響到外界環境外，同時能避免廢氣處理槽10內的熱能因流失到外界而導致溫度下降，進而影響到有害廢氣的淨化效率。

此外，本發明之廢氣處理裝置是用來淨化工業產製物品的過程中所生成有害的廢氣。在本實施例中，廢氣處理裝置是配置於半導體晶圓廠、光電廠、面板廠、太陽能廠內，用以淨化例如是半導體製程中所生成的有害廢氣。

根據以上實施例之說明，本發明之廢氣處理裝置首先是利用環狀加熱器及加熱棒以內外雙側同時朝有害廢氣加熱，避免有害廢氣在加熱時因受熱不均而降低其淨化率，此外，利用外隔板及內隔板將加熱腔室區隔形成蛇行式的氣體流道，以延滯有害廢氣在廢氣處理槽內受熱淨化的時間，進而提升有害廢氣的淨化效率。

以上實施例僅為表達了本發明的較佳實施方式，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本發明所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出複數變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明應以申請專利範圍中限定的請求項內容為準。

10‧‧‧廢氣處理槽

11‧‧‧廢氣進氣口

12‧‧‧廢氣出氣口

20‧‧‧環狀加熱器

21‧‧‧加熱腔室

22‧‧‧氣體流道

221‧‧‧進氣端

222‧‧‧出氣端

30‧‧‧加熱棒

40‧‧‧隔板

70‧‧‧廢氣管

Claims (6)

1. 一種廢氣處理裝置，包括：一廢氣處理槽，形成一廢氣進氣口及一廢氣出氣口，且該廢氣處理槽內的四周環繞配置一環狀加熱器，該廢氣進氣口設於廢氣處理槽的外壁且受一隔板的間隔而相對鄰近該環狀加熱器，該環狀加熱器內間隔設置一加熱棒，該廢氣出氣口形成於廢氣處理槽的底部中心，該環狀加熱器與加熱棒之間形成一加熱腔室；該隔板，穿設於環狀加熱器與加熱棒之間，該加熱腔室內經由隔板間隔形成一氣體流道；其中，該隔板包含外隔板及內隔板，外隔板由一上座部組設於廢氣處理槽的頂部並朝底部延伸，使外隔板穿設於環狀加熱器與加熱棒之間，該內隔板由一下座部組設置於廢氣處理槽的底部並朝頂部延伸，使內隔板穿設於外隔板與加熱棒之間，且外隔板與內隔板將位於環狀加熱器與加熱棒之間的加熱腔室區隔形成一蛇行式的氣體流道，該氣體流道之一進氣端連通廢氣進氣口，該氣體流道之一出氣端則通過加熱腔室連通廢氣出氣口，該廢氣自廢氣進氣口經由氣體流道通過加熱腔室流向廢氣進氣口。
2. 如申請專利範圍第1項所述的廢氣處理裝置，其中該氣體流道包含一第一氣體流道、一第二氣體流道及一第三氣體流道，該第一氣體流道形成於環狀加熱器與外隔板之間，該第二氣體流道形成於外隔板與內隔板之間，該第三氣體流道形成於內隔板與加熱棒之間，該氣體流道之進氣端依序經由第一氣體流道、第二氣體流道及第三氣體流道連通出氣端。
3. 如申請專利範圍第1項所述的廢氣處理裝置，其中還包含一水洗室，該水洗室是設置於廢氣進氣口之一端或廢氣出氣口之一端。
4. 如申請專利範圍第3項所述的廢氣處理裝置，其中該水洗室為多個，所述水洗室是分別設置於廢氣進氣口之一端 及廢氣出氣口之一端。
5. 如申請專利範圍第1項所述的廢氣處理裝置，其中還包含一高壓空氣進氣口，形成於廢氣處理槽上且連通氣體流道之進氣端。
6. 如申請專利範圍第1項所述的廢氣處理裝置，其中該廢氣處理槽外部包覆有一隔熱層。