废气处理系统、燃烧控制方法及余热回收控制方法与流程

本发明涉及半导体加工，尤其涉及一种废气处理系统、燃烧控制方法及余热回收控制方法。

背景技术：

1、集成电路在生产与制造过程中，会使用大量氢气，未使用完的大量氢气会残留在尾气当中，由于氢气属于易燃气体，无法直接排放，因此需要对含有氢气的尾气进行处理。氢气燃烧时会产生大量热量，且氢气属于易燃易爆气体，爆炸范围较宽，较为危险。

2、目前，半导体废气处理设备中，仅通过燃烧的方式对氢气进行处理。然而，在氢气燃烧过程中，缺乏一定的安全防护，易发生安全事故，并且氢气燃烧过程中产生的大量热量无法得到有效利用。另外，目前的半导体废气处理设备仅能够处理在50～100slm以内的氢气，对于200slm以上流量较大的氢气处理较为困难。

3、因此，亟需一种废气处理系统、燃烧控制方法及余热回收控制方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种废气处理系统、燃烧控制方法及余热回收控制方法，用以解决现有技术中半导体废气处理设备安全系数低以及无法实现热回收利用的缺陷，有效提升含氢废气处理的安全系数，并实现热回收利用。

2、本发明第一方面提供一种废气处理系统，包括：进气模块、燃烧模块和热量回收模块；

3、所述进气模块包括第一进气管和第二进气管，所述燃烧模块包括燃烧室和点火装置，所述点火装置设置于所述燃烧室内，所述第一进气管和所述第二进气管与所述燃烧室均连通，所述第一进气管用于向所述燃烧室通入尾气，所述第二进气管用于向所述燃烧室通入空气，所述第一进气管的出口端套设有进气罩，所述进气罩的出口端与所述燃烧室连通，所述第二进气管与所述进气罩连通；

4、所述热量回收模块与所述燃烧室连接，所述热量回收模块用于回收氢气燃烧产生的热量。

5、根据本发明提供的废气处理系统，所述第一进气管的出口端设有第一收缩段，所述进气罩的出口端设有第二收缩段，所述第二收缩段套设于所述第一收缩段的外侧，所述第一收缩段和所述第二收缩段的出口端均设有等径段。

6、根据本发明提供的废气处理系统，所述第一进气管上设有缓冲装置，所述缓冲装置的内径大于所述第一进气管的内径。

7、根据本发明提供的废气处理系统，所述缓冲装置的体积s1满足：

8、

9、其中，k为比例系数，k≥1.1，d为所述第一进气管进气端的内径，h为所述第一进气管的长度，p为所述第一进气管内部的压力，pin为所述第一进气管的进气压力，pex为所述燃烧室的出口压力。

10、根据本发明提供的废气处理系统，所述第一进气管上设有uv检测装置和第一阀门，所述uv检测装置与所述第一阀门通信连接。

11、根据本发明提供的废气处理系统，所述热量回收模块包括热回收管路和负载管路，所述热回收管路包括相互连接的内管段和外管段，所述内管段设置于所述燃烧室内，所述外管段上设有第一驱动泵，所述负载管路与所述热回收管路连接。

12、根据本发明提供的废气处理系统，所述外管段上设有比例阀和散热装置，所述比例阀的第一出口与所述负载管路的进口端连接，所述比例阀的第二出口与所述散热装置连接。

13、本发明第二方面提供一种燃烧控制方法，包括：

14、预设多个氢气体积比例数据数值区间；

15、获取缓冲装置内的当前氢气体积比例数据β；

16、根据当前氢气体积比例数据落入的数值区间调节第二进气管的进气量。

17、根据本发明提供的燃烧控制方法，所述根据当前氢气体积比例数据落入的数值区间调节第二进气管的进气量，包括：

18、当β＜4％时，控制第二进气管上风机的流量airflow为：

19、airflow＝1*pex*kp*e(t)+ki*∫e(t)dt+kd*de(t)/dt；

20、当4％＜β＜10％时，控制第二进气管上风机的流量airflow为：

21、airflow＝1.5*pex*kp*e(t)+ki*∫e(t)dt+kd*de(t)/dt；

22、当10％＜β＜50％时，控制第二进气管上风机的流量airflow为：

23、airflow＝3*pex*kp*e(t)+ki*∫e(t)dt+kd*de(t)/dt；

24、当50％＜β＜75.6％时，控制第二进气管上风机的流量airflow为：

25、airflow＝3*pex*kp*e(t)+ki*∫e(t)dt+kd*de(t)/dt；

26、当β＞75.6％时，控制第二进气管上风机的流量airflow为：

27、airflow＝1.3*pex*kp*e(t)+ki*∫e(t)dt+kd*de(t)/dt；

28、其中，pex为燃烧室的出口压力，kp*e(t)为pid比例控制部分，ki*∫e(t)dt为pid积分控制部分，kd*de(t)/dt为pid微分控制部分。

29、本发明第三方面提供一种余热回收控制方法，包括：

30、获取进入负载前的循环换热介质的当前温度数据tc2；

31、计算所述负载前的当前温度数据tc2与负载目标温度tcset之间的差值△t；

32、根据△t的大小调节调节阀的开度，以使负载前的当前温度数据tc2与负载目标温度tcset保持一致。

33、根据本发明提供的余热回收控制方法，所述根据△t的大小调节比例阀的开度，包括：

34、预设多个负载前的当前温度数据tc2与负载目标温度tcset之间的差值的数值区间；

35、根据负载前的当前温度数据tc2与负载目标温度tcset之间的差值△t落入的数值区间调节比例阀的开度。

36、根据本发明提供的余热回收控制方法，所述根据负载前的当前温度数据tc2与负载目标温度tcset之间的差值△t落入的数值区间调节比例阀的开度，包括：

37、获取第一驱动泵出口的当前温度数据tc1；

38、当△t>180时，控制比例阀的开度op为：

39、op＝100％；

40、当150<△t<180时，控制比例阀的开度op为：

41、

42、当130<△t<150时，控制比例阀的开度op为：

43、

44、当100<△t<130时，控制比例阀的开度op为：

45、

46、当70<△t<100时，控制比例阀的开度op为：

47、

48、当40<△t<70时，控制比例阀的开度op为：

49、

50、当20<△t<40时，控制比例阀的开度op为：

51、

52、当10<△t<20时，控制比例阀的开度op为：

53、

54、其中，△c1为设定值偏差设定，β为当前氢气体积比例数据，△c2为比例常数。

55、本发明提供的废气处理系统、燃烧控制方法及余热回收控制方法，能够安全处理大量氢气，并回收利用氢气燃烧过程中产生的热量，解决了现有技术中半导体废气处理设备安全系数低以及无法实现热回收利用的缺陷，有效提升含氢废气处理的安全系数，并实现热回收利用。

56、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。