专利名称：具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统的制作方法
技术领域：
本发明提供一种挥发性有机废气处理系统，特别是指一种具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统。
工业安全卫生考量挥发性有机气体对人体产生的危害，对于挥发性有机气体，国内外法规都定有一定的浓度标准及臭味阀值，劳工暴露环境必须在其值以下。近来环保对于挥发性有机气体的排放也定下管制法规，包括半导体制造、封装业等都在管制行列。对于挥发性有机气体的处理，在浓度高时，多采用冷凝法收集较有效率，而在低浓度大风量时则以物理吸附方式浓缩处理，再将浓缩后的气体送往小型焚化炉燃烧或在冷凝回收较为经济有效。以半导体业晶圆厂产生的有机废气成分为例，常含有如二甲基二硫醇(Dimethyl Sulfoxide)、N-甲基喀酮(N-MeihylPyrolidone)、乙醇铵(2-Aminoethanol)、二甲基二硫醇(DithiolethyleneGlycol)、二甲基硫醇(Dimeihyl Sulfide)、异丙醇(Isopropyl Alcohol)、丙酮(Acetone)等化合物以特殊的转轮吸附浓度废气后，再以燃烧炉或焚化炉温度摄氏732度以上，燃烧分解这些挥发性有机物质以及臭气和毒气最有效。目前吸附浓缩处理加上燃烧焚化的方式，进行挥发性有机气体的废气排放处理，已广被半导体制造业界所采用。吸附处理设备，可以以蜂巢状转轮式或堆积床式的双塔式，或多塔式方式，或是以流体化床方式运作，其中以转轮式最适合大风量(风量大于10000CMH)的废气处理。
图1所示即为，习用的挥发性有机废气处理系统，其中挥发性有机废气是通过转轮式吸附式处理设备50的吸附式处理设备的吸附处理侧51，被吸附在吸附转轮所涂覆的吸附剂上，气流于是成为干净气流而可由烟囱90排放。转轮式则连续以慢速转动。而当转轮旋转进入吸附式处理设备的再生处理侧52时，另一股气流，通过吸附式处理设备的再生处理侧52，接著被第二热交换器40加热到再生温度，再次通过吸附式处理设备的再生处理侧52，进行再生脱附的功能，此时因被吸附的挥发性有机物质受热成功脱附到气流中，因此得到浓缩到较高浓度的挥发性有机气流；例如，52吸附式处理设备的再生处理侧面积通常被设计成转轮面积的十二分之一，所得到浓缩比就在约十一-十二倍左右。得到的浓缩废气再通过第一热交换器30被预热，最后送入焚化炉10，此时有机气体部分被燃烧成为水及二氧化碳为主的物质，气流再经过热交换器30、40回收热后并入烟囱90排放到大气。会加装设置旁通风管80后，常造成废气经由旁通风管泄漏到烟囱90，直接排放到大气，致使在烟囱90出口处测到的废气浓度值变高，而使总和的废气处理效率降低，严重时常发生不符环保法规的标准除非旁通风管80内装有隔离风门82，且此隔离风门82密闭良好，但实际的状况是，一般的风门泄漏都太大，尤其系统设计时，旁通风管80设置的隔离风门处于风向正压处，一般的隔离风门非常容易泄漏，如要完全不泄漏的隔离风门，由于气密性设计，又特别的贵，况且不易永远维持绝对气密。另外，由于吸附转轮或是吸附处理设备的压损都是相当的大，通常50-75mm-aq，致使整个废气处理系统的机内静压通常就有约一70-120mm-aq，主风机的静压需求必须相对提高甚多，造成其耗能也高，这点在相同风量要求下，根据风机的性能曲线，相当易于得证，同时由于废气处理系统静压需求高，在系统开停机的时候也容易造成压力变化太大，使整个废气排气风量不稳定并影响产品品质，最重时会影响半导体厂的生产停顿。
本发明的目的在于提供一种具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，其可改善现有技术的不足，而可以提升系统的稳定性及安全性。
本发明的技术方案为本发明以设计了一具有去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，以提升系统的稳定性及安全性。本发明一种具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，包含一焚化炉，一鼓风机，一第一热交换器，一第二热交换器，一吸附式处理床，一第一风机，一第二风机，一旁通风管，一具自动平衡并改变开度的装置，一烟囱，其中具有一前一后的二风机，且分别放置于转轮式吸附处理床之前与之后，并且在第一风机的出风口后与第二风机的出风口后方，有一旁通风管相连接，在旁通风管内并装有一自动平衡并改变开度的装置，且此旁通管的长度是为其内径的二倍及二倍以上。以避免气流未开展产生的不顺的扰动，造成类似交叉污染现象。
其中自动平衡并改变开度的装置是以一逆止风门为之，且该逆止风门的面积小于风管的正截面积。或是以一能改变其风门档片角度的阻风门为之，该阻风门可为蝶型逆止风门或方形逆止风门，而其驱动方式采用气流的两端压差自动平衡驱动。
其中转轮式吸附式处理床的吸附材质是为扭胶或分子筛或活性碳或高分子聚合物。转轮式吸附式处理床是指转轮式，或堆积床或流动床。
其中第一风机再被并联一个以上的风机。第一风机及第二风机，是以变频器做为转速与风量或压力控制。
其中具有第一热交换器，或具有第二热交换器，或同时具有第一或第二热交换器。以避免气流未开展产生的不顺的扰动，造成类似交叉污染现象。
为进一步说明本发明的结构及其特征，以下结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中图1是习用的挥发性有机废气处理系统；图2是具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统。
为使贵审查委员更明了本案，特以一实施例，如图2所示，说明如下。如前所述，本发明一种具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，包含一焚化炉10，一鼓风机20，一第一热交换器30，一第二热交换器40，一转轮式吸附式处理床50，一第一风机71，一第二风机72，一旁通风管80，一具自动平衡并改变开度的装置81(已有技术)，一烟囱90，其中具有一前一后的二风机71、72，且分别放置于转轮式吸附处理床50之前与之后，并且在第一风机71的出风口后与第二风机72的出风口后方，有一旁通风管80相连接，在旁通风管80内并装有一自动平衡并改变开度的装置81，且此旁通风管80的长度是为其内径的二倍及二倍以上。
其中自动平衡并改变开度的装置81是以一逆止风门为之，且该逆止风门的面积小于风管的正截面积。自动平衡并改变开度的装置81或是以一能改变其风门档片角度的阻风门为之，该阻风门可为蝶型逆止风门或方形逆止风门，而其驱动方式采用气流的两端压差自动平衡驱动。
其中转轮式吸附式处理床50的吸附材质是为扭胶或分子筛或活性碳或高分子聚合物。其中转轮式吸附式处理床50是指转轮式，或堆积床或流动床。
其中第一风机71再被并联一个以上的风机。第一风机71及第二风机72，是以变频器做为转速与风量或压力控制。
其中具有第一热交换器30，或具有第二热交换器40，或同时具有第一或第二热交换器30、40。
本发明的优点是采用两组风车串连使用已减少单一风车切换时快速加载或泄载的缺点，并且加上一自动平衡并改变开度的特殊装置的去偶合平衡风管，如图2所示，让两台风机的静压与风量得以有独立(independent)操作的特性，另外，亦开发了具有自动平衡并改变开度的特殊装置，本发明以一简单的逆止风门，修改其内部构造使产生一最小的开度，另一方面以精准的压力控制使排放短囱保持微正压状态最高的处理效率。提供了旁通风管的阻力，去除了泄压的缺点。另方面，此一自动平衡使得定并改变开度的特殊装置，也同样提供再执行旁通功能时，让风门近乎全开，得以顺利旁通的功能，不会增加系统的压差，由于旁通管两端的压力差为零，除可以让系统的废气处理效率最高外，控制上也较容易与稳定。此时吸附处理床吸附侧51处静压为约是微正压。旁通管两端的压力差，在实务上由于不可能恰为零压，因此本系统可控制在微负压或微正压操作，唯实际运转上，调在微负压操作可产生造成“逆向流”(reverse flow)，又比设为微正压时，污染排放效率上要来得好些。本系统加上一具有最小风量控制装置的旁通风管，称之为去偶合平衡风管，使得第一风机71和第二风机72能独立运作，因此，第一风机71的静压负责污染来源端的静压和些许约5-15mm-aq的风机出口微正尘，而第二风机72则负责整个废气系统的所需静压和调控去偶台风管的压差，此一设计，使得新系统开停机时因前后风机去偶合独立运作，风量变化极为稳定可减少制程不必要的当机损失。并可以容易地且稳定控制整各系统，此可由第一风机71出口静压变化极小得以证明。仅以下实例说明本发明系统对废气处理效率的改善和控制，废弃处理效率的计算方式如下所示实施例一挥发性有机气体废气排放流量约55000CMH(Cubic Meeterper Hour)，主要成分为MEA、NMP、二甲基二硫醇(DimethylSulfoxide)、异丙醇(Isopropyl Alcohol)、硫醇类等，挥发性有机气体的浓度是以测量THC(总碳氢化物，Total Hydrocarbon)的FID仪器测量，取样是依据环保法规定义。以本发明系统处理结果汇整如下表
表中的“逆向流”表示气流方向为自下游逆流向上游处。
由上实施例可知，本发明系统具有系统风压变化小、易稳定控制，且废气处理效率稳定而优良。
废气去除效率＝(进入系统的污染物总浓度-离开系统的污染物缯浓度)÷进入系统的污染物总浓度×100％
如上所述，本发明具有改善旁通风管处于风向正压处，废气排放经由旁通风管泄漏，而使总和的废气处理效率降低的缺点，另外，降低风机的静压，所以，提高风机效率也降低耗能。而同时在实务上，本系统的控制方式具有易控制、高稳定性的优点，且两风机互不相依不会因废气处理系统的故障或维修而影响制程运作，不仅控制较为容易及可靠并且较为经济。
虽然本发明以上述实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当事申请专利范围所界定者为准，并不为此一实施例所限。
权利要求
1.一种具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，包含一焚化炉，一鼓风机，一第一热交换器，一第二热交换器，一转轮式吸附式处理床，一第一风机，一第二风机，一旁通风管，一自动平衡并改变开度的装置，一烟囱，其特征在于，其中具有一前一后的二风车，且分别放置于吸附处理床之前与之后，并且在第一风机的出风口后与第二风机的出风口后方，有一旁通风管相连接，在旁通风管内并装有一自动平衡并改变开度的装置，且此旁通管的长度是为其内径的二倍及二倍以上。
2.根据权利要求1所述的具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，其特征在于，其中自动平衡并改变开度的装置是以一逆止风门为之，且该逆止风门的面积小于风管的正截面积。
3.根据权利要求1所述的具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，其特征在于，其中自动平衡并改变开度的装置是以一能改变其风门档片角度的阻风门为之，该阻风门可为蝶型逆止风门或方形逆止风门，而其驱动方式采用气流的两端压差自动平衡驱动。
4.根据权利要求1所述的具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，其特征在于，其中转轮式吸附式处理床的吸附材质是为扭胶或分子筛或活性碳或高分子聚合物。
5.根据权利要求1所述的具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，其特征在于，其中转轮式吸附式处理床是指转轮式，或堆积床或流动床。
6.根据权利要求1所述的具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，其特征在于，其中第一风机再被并联一个以上的风机。
7.根据权利要求1所述的具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，其特征在于，其中第一风机及第二风机，是以变频器做为转速与风量或压力控制。
8.根据权利要求1所述的具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统，其特征在于，其中具有第一热交换器，或具有第二热交换器，或同时具有第一或第二热交换器。
全文摘要
本发明主要是开发一种,即具有一去偶合平衡风管的挥发性有机废气处理系统,其特征在于以两组串连的风车,分别放置于吸附处理设备之前与之后,并且在第一风机的出风口后与第二风机的出风口后方,另以有一旁通风管相连接,在旁通风管内并装有一具最大及最小开度的风量自动平衡控制装置;此改善系统在环保上,可获得较佳的废气处理效率及操作稳定性。
文档编号F23G7/06GK1353271SQ0013226
公开日2002年6月12日 申请日期2000年11月14日 优先权日2000年11月14日
发明者郑石治 申请人:郑石治