[發明專利]一種等離子體廢氣處理裝置及方法

有效

• 申請號: 201910202476.6
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109821373B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 鄭煜;蔣連瓊;吳雄輝;何浩;吳瑤;劉志杰;段吉安
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: B01D53/32
• 分類號: B01D53/32;B01D53/18;B01D47/06
• 代理公司: 長沙軒榮專利代理有限公司 43235
• 代理人: 黃藝平

本發明提供了一種等離子體廢氣處理裝置及方法，屬于廢氣處理技術領域。等離子體廢氣處理裝置包括熱反應系統、進氣系統、降溫系統、多級凈化洗滌系統、排氣系統和液體循環系統，結構緊湊、安全可靠。等離子體廢氣處理方法為待處理廢氣由進氣系統進入熱反應系統中進行高溫裂解反應，然后進入降溫系統進行急冷和初步凈化；再進入多級洗滌系統進行多次洗滌凈化；最后在引風機的作用下經過脫水層由煙囪排出。廢氣經高溫裂解、降溫和初步凈化、多級凈化的步驟顯著提高了凈化速度，該方法可處理的廢氣包括全氟化物、易燃物、腐蝕與毒物等，凈化徹底，安全可靠。

技術領域

本發明涉及廢氣處理技術領域，特別涉及一種等離子體廢氣處理裝置及方法。

背景技術

集成電路產業發展已上升為國家戰略，關乎國防科技、國家安全等國計民生等方方面面。集成電路產業的高速增長，背后所隱藏的工業污染問題也日益受到重視。在集成電路制造過程中必須使用大量的易燃性、腐蝕性或高毒性的化學原料，在集成電路制造過程中化學原料的利用率均被設定在一個非常低的比例。如此，在集成電路制造過程中未完全反應的殘余化學原料、反應副產物、原料槽中蒸發的有害蒸汽均由尾氣收集系統排入風管中，大部分的尾氣均直接輸送至中央尾氣處理系統(Central Scrubber Systems)加以處理；少數高危特殊氣體經過局部尾氣處理系統(Local Scrubber Systems)處理成較為穩定的成份，再輸送至中央尾氣處理系統做進一步的處理。

集成電路制造產線主要分區為擴散、黃光、刻蝕和薄膜四大區，每個區的制造工藝特性與使用的原料、副產物與機臺各不相同，尾氣的性質也有明顯的不同。黃光區主要是有機原料和副產物，尾氣可直接輸送至中央尾氣處理系統加以處理。擴散、刻蝕和薄膜區使用或生產大量的易燃性、腐蝕性或高毒性的化學原料和副產物。腐蝕性，如HBr、HF、HCl等；毒性，如Cl₂等；全氟化物，如CF₄、C₂F₆、CHF₃、NF₃、SF₆、C₄F₈、CxClyFz等。有些化合物分子結構十分穩定、對人體不會造成危害，但有些會對人體造成非常大的危害，必須進行嚴格處理。此部分的氣體必須在工藝機臺邊上的局部尾氣處理系統進行先期處理，再輸送至中央尾氣處理系統做進一步的處理。

另外，包括特種氣體存放柜、特種氣體匯流處等緊急排氣系統排放的尾氣，也必須通過局部尾氣處理系統進行先期處理，再輸送至中央尾氣處理系統做進一步的處理。

集成電路制造工藝的局部尾氣處理系統，常用方法有干式吸附法、濕洗法、電熱濕洗法、燃燒濕洗法。干式吸附法采用吸附劑吸附，效率低；濕洗法只適用于易溶于水的氣體；電熱濕洗法溫度只有800～1100℃，只能處理NF₃此類不穩定的氟化物；燃燒濕洗法溫度可達1600℃，可處理部分全氟化物，對于分子結構十分穩定的全氟化物處理能力有限，且燃燒濕洗法需要通入CH₄、C₃H₈和O₂等燃燒氣體，燃燒后會生產溫室效應氣體CO₂。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種結構緊湊，安全可靠的等離子體廢氣處理裝置。本發明的另一個目的是提供一種廢氣處理方法，實現全氟化物、易燃物、腐蝕與毒物等的高效率去除。

為實現本發明目的之一的技術方案是：

一種等離子體廢氣處理裝置，包括：

熱反應系統，所述熱反應系統包括等離子體發生器和等離子體反應器，所述等離子體發生器產生的熱等離子體射流進入等離子體反應器后對等離子體反應器內的廢氣進行凈化處理；

進氣系統，所述進氣系統安裝在所述等離子體反應器的頂部，廢氣由進氣系統進入所述等離子體反應器內；