一种高效的燃烧式尾气处理装置的制作方法

本发明涉及有害气体处理，具体为一种高效的燃烧式尾气处理装置。

背景技术：

1、半导体行业相关产品如芯片制造中，各阶段都会产生不同的废气，例如：薄膜沉积工艺的热氧化工艺中产生含有未反应的含卤素氧化剂的酸性废气，cvd工艺产生含有sih4、sicl4、sih2cl2、ph3、hf、hcl、nh3等的废气，刻蚀工艺会产生酸、碱、有机废气，还包括一些气态副产物(如h2、no、nh3等)，掺杂工艺会产生含磷烷、砷烷的酸性废气等。这些尾气普遍具有有毒、易燃等性质，处理不当会产生严重的安全事故，造成严重的经济损失，还会对环境造成严重污染。

2、现有的半导体尾气处理设备基于原理的不同被划分为多种不同类型，如燃烧式尾气处理设备、等离子尾气处理设备、电加热尾气处理设备等。其中，现有的燃烧式尾气处理设备是通过反应室的燃烧头产生的高温火焰使尾气得到充分燃烧，不仅存在尾气在燃烧室燃烧不均匀、不充分的问题，而且存在较大范围的明火，安全性差。因此，现有技术还有待进一步发展。

技术实现思路

1、本发明公开了一种高效的燃烧式尾气处理装置，它解决了现有技术中燃烧式尾气处理设备存在的燃烧不均匀、有大范围明火的技术问题，具有结构合理、燃烧充分且均匀性好、无大范围明火安全性好的技术效果。所采用的技术方案如下：

2、一种高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，包括：

3、过气单元，包括过气腔和若干尾气管，若干尾气管的出口端伸入至过气腔内；

4、燃烧单元，包括燃烧筒、保温套筒和外筒，所述燃烧筒围合形成燃烧室，且所述燃烧室的进口端与过气腔连通，所述燃烧筒内壁面包括金属纤维毡层，所述保温套筒套设于燃烧筒外以起保温作用，所述外筒套设于保温套筒外且与保温套筒之间形成上下密闭的环形进气腔，所述环形进气腔可与外部气源连通，且所述保温套筒和燃烧筒被设计为，所述外部气源供给的燃烧材料可穿经保温套筒和燃烧筒进入燃烧室内；

5、冷却净化单元，包括与燃烧室出口端连通的冷却净化通道，用于对燃烧后的尾气进行冷却和净化；

6、在上述技术方案的基础之上，所述金属纤维毡通过金属纤维丝烧结制成且可耐800～1450°高温，所述金属纤维毡的孔径自外而内渐小。

7、在上述技术方案的基础之上，所述保温套筒包括耐高温玻璃棉层和铁铬铝纤维布层，且所述耐高温玻璃棉层与铁铬铝纤维布层叠交错设置。

8、在上述技术方案的基础之上，还包括支撑筒，所述支撑筒包括若干通孔且同轴地套设在保温套筒外，用于支撑燃烧筒和保温套筒。

9、在上述技术方案的基础之上，所述冷却净化单元包括沿气流方向依次设置的第一管段、水箱和第二管段，所述第一管段靠近燃烧单元设置用于对燃烧后的尾气冷却净化，所述第二管段与第一管段同侧并列设置用于对燃烧后的尾气冷却净化，且所述水箱用于盛装水且分别与第一管段和第二管段相连通。

10、在上述技术方案的基础之上，所述第一管段包括相套设的第一外管和第一内管，所述第一外管向上与燃烧室连通，所述第一内管向下与水箱内腔连通，所述第一外管和第一内管间围合形成底端封闭且上端与第一内管内腔连通的第一冷却腔，所述第一冷却腔连通有至少一第一进水管，以使冷却水在冷却腔内自下而上地蓄积并流入第一内管内。

11、在上述技术方案的基础之上，所述第一内管向外延伸形成第一延长段，所述第一延长段与水箱顶面固接，所述第一延长段的侧壁上周向设有若干喷水孔，所述喷水孔的轴线向内且向下延伸。

12、在上述技术方案的基础之上，所述第二管段包括贯通的中空腔，所述中空腔向下与水箱连通，所述中空腔末端与尾气排出口连通，所述中空腔内设有若干孔板，若干所述孔板轴向间隔布置且将中空腔分割为若干子腔室，且至少一所述子腔室内设有雾化器，所述雾化器可向子腔室内喷洒水雾以降温并净化燃烧后的尾气，至少一所述子腔室内盛装有若干冷凝吸附球，所述冷凝吸附球呈疏松多孔状。

13、在上述技术方案的基础之上，还包括水泵，所述水泵用于使水在箱体、第一管段和第二管段间循环。

14、在上述技术方案的基础之上，相邻两所述孔板有相位差地布置，以使相邻两孔板上的通孔错开布置。

15、在上述技术方案的基础之上，还包括液气分离器，所述液气分离器包括分离器壳体，所述分离器壳体的内壁上固设有若干挡板，所述挡板的末端经过分离器壳体中心线向内且向下延伸，若干所述挡板间形成的流通路径呈蜿蜒曲折状，以使液气混合体向上穿经流通路径时可多次与挡板碰撞。

16、有益效果

17、本发明结构合理，燃烧筒围合形成燃烧室，当燃烧材料穿经燃烧筒并在贴近燃烧筒位置处被引燃时，可环向均匀地加热燃烧室，能迅速提升并稳定维持燃烧室的温度，如此待处理尾气穿经燃烧室时，有利于充分燃烧，提高尾气处理效率。

18、本发明中，燃烧筒包括金属纤维毡，金属纤维毡为疏松多孔状材质，燃烧材料穿经金属纤维毡的过程中被多次分隔为若干股气流，一方面使燃烧材料的各组分充分混匀，另一方面若干股燃烧材料在贴近燃烧筒内壁面处被点燃时，不仅每股燃烧材料形成的火苗较微小，而且还可避免产生大面积明火，极大地提高了安全性。此外，金属纤维毡的孔径自外而内渐小，当环形进气腔内燃烧材料在正压作用下穿经金属纤维毡过程中，燃烧材料流速放缓且多次、愈频繁地与纤维毡中的纤维丝碰撞，即燃烧材料在金属纤维毡中穿行阻力渐大，使燃烧材料在金属纤维毡贴近燃烧室处富集，如此当点燃燃烧材料时，可使燃烧材料充分燃烧，高效地释放热量以维持燃烧室的高温状态，有利于降低燃烧成本，同时可大大减少不充分燃烧生产的“黑烟”，有利于维持燃烧室的洁净状态。本发明中燃烧筒外套设有保温套筒，其中保温套筒可采用玻璃棉层和铁铬铝纤维布层层叠交错布置，保温效果好，使环形进气腔内温度维持在设定温度，同时有利于维持保温套筒的结构、提高使用寿命，避免长时间使用后塌陷，此外还包括支撑筒，如骨架般制成燃烧筒和保温套筒，使燃烧材料以设定方式进入燃烧室内。

19、本发明中，燃烧筒出口端还依次连通有第一管段、水箱和第二管段，可分步骤地对燃烧后的高温尾气进行冷却和净化，有利于提高尾气处理效果，此外第一管段和第二管段同侧并列设置，有利于使结构紧凑，节省空间。

20、此外，第二管段内包含若干子腔室，子腔室内的冷凝吸附球呈疏松多孔状，不仅对气流起到减速作用，延长尾气的冷凝时间，而且其疏松多孔的构造还便于尾气与冷凝水充分接触，一方面提高冷凝效果，另一方面还可及时冲刷冷凝吸附球，延迟其使用寿命。

技术特征：

1.一种高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述金属纤维毡通过金属纤维丝烧结制成且可耐800～1450°高温，所述金属纤维毡的孔径自外而内渐小。

3.根据权利要求1所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述保温套筒包括耐高温玻璃棉层和铁铬铝纤维布层，且所述耐高温玻璃棉层与铁铬铝纤维布层叠交错设置。

4.根据权利要求1～3中任一所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，还包括支撑筒(66)，所述支撑筒(66)包括若干通孔且同轴地套设在保温套筒(62)外，用于支撑燃烧筒(61)和保温套筒(62)。

5.根据权利要求4所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述冷却净化单元包括沿气流方向依次设置的第一管段(5)、水箱(3)和第二管段(4)，所述第一管段(5)靠近燃烧单元(6)设置用于对燃烧后的尾气冷却净化，所述第二管段(4)与第一管段(5)同侧并列设置用于对燃烧后的尾气冷却净化，且所述水箱(3)用于盛装水且分别与第一管段(5)和第二管段(4)相连通。

6.根据权利要求5所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述第一管段(5)包括相套设的第一外管(51)和第一内管(52)，所述第一外管(51)向上与燃烧室(64)连通，所述第一内管(52)向下与水箱(3)内腔连通，所述第一外管(51)和第一内管(52)间围合形成底端封闭且上端与第一内管(52)内腔连通的第一冷却腔，所述第一冷却腔连通有至少一第一进水管(100)，以使冷却水在冷却腔内自下而上地蓄积并流入第一内管(52)内。

7.根据权利要求6所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述第一内管(52)向外延伸形成第一延长段，所述第一延长段与水箱(3)顶面固接，所述第一延长段的侧壁上周向设有若干喷水孔(200)，所述喷水孔(200)的轴线向内且向下延伸。

8.根据权利要求6所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述第二管段(4)包括贯通的中空腔，所述中空腔向下与水箱(3)连通，所述中空腔末端与尾气排出口连通，所述中空腔内设有若干孔板(41)，若干所述孔板(41)轴向间隔布置且将中空腔分割为若干子腔室(42)，且至少一所述子腔室(42)内设有雾化器(2)，所述雾化器(2)可向子腔室(42)内喷洒水雾以降温并净化燃烧后的尾气，至少一所述子腔室(42)内盛装有若干冷凝吸附球，所述冷凝吸附球呈疏松多孔状。

9.根据权利要求8所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，还包括水泵，所述水泵用于使水在箱体(3)、第一管段(5)和第二管段(4)间循环。

10.根据权利要求9所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，相邻两所述孔板(41)有相位差地布置，以使相邻两孔板(41)上的通孔错开布置。

11.根据权利要求5～10中任一所述的高效的燃烧式尾气处理装置，其特征在于，还包括液气分离器(1)，所述液气分离器(1)包括分离器壳体(11)，所述分离器壳体(11)的内壁上固设有若干挡板(12)，所述挡板(12)的末端经过分离器壳体(11)中心线向内且向下延伸，若干所述挡板(12)间形成的流通路径呈蜿蜒曲折状，以使液气混合体向上穿经流通路径时可多次与挡板碰撞。

技术总结本发明公开了一种高效的燃烧式尾气处理装置，包括过气单元、燃烧单元和冷却净化单元，过气单元用于通入尾气；燃烧单元包括套设设置的燃烧筒、保温套筒和外筒，燃烧筒内壁面包括金属纤维毡层，保温套筒和燃烧筒被设计为，所述外部气源供给的燃烧材料可穿经保温套筒和燃烧筒进入燃烧室内；冷却净化单元，包括与燃烧室出口端连通的冷却净化通道，用于对燃烧后的尾气进行冷却和净化。本发明结构合理、燃烧充分且均匀性好、无大范围明火安全性好。技术研发人员：崔汉博,崔汉宽,陈刚,王占杰受保护的技术使用者：上海高笙集成电路设备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/24