一种新型燃烧式尾气处理装置的制作方法

本发明涉及试条检测，具体为一种新型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、本发明公开了一种新型燃烧式尾气处理装置，它解决了现有技术中燃烧室尾气处理设备存在的燃烧不充分不均匀、有明火的技术问题，具有结构合理、安全性好、燃烧充分且均匀、无大范围明火的技术效果。所采用的技术方案如下：

2、一种新型燃烧式尾气处理装置，包括并列设置的两尾气处理组件，所述尾气处理组件包括：

3、过气单元，包括过气腔、多个第一尾气管和多个第二尾气管，所述第一尾气管和第二尾气管的第一端均伸入至过气腔内，所述第一尾气管的第二端与尾气气源连通，所述第二尾气管的第二端与另一尾气处理组件中的过气腔连通；优选地，所述第二尾气管的第二端与另一尾气处理组件中第一尾气管的内腔连通，且第二尾气管上设有单向阀，该单向阀允许尾气由第二尾气管的第一端向第二端流通。

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，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，形成所述金属纤维毡层的纤维丝外涂覆有催化尾气燃烧的催化剂，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，所述金属纤维毡的孔径沿径向方向自外而内渐小，所述金属纤维毡通过金属纤维丝烧结而成且可耐800～1450°高温。

7、在上述技术方案的基础之上，所述金属纤维毡的孔隙率为85～95％，且所述金属纤维毡的孔径大小为3～20μm。

8、在上述技术方案的基础之上，所述金属纤维毡层形成燃烧筒的内壁，且涂覆有催化剂的纤维毡靠近燃烧筒的内壁面设置，所述催化剂至少包括稀土金属氧化物类催化剂，用于催化氯代挥发性有机物燃烧。

9、在上述技术方案的基础之上，所述催化剂的种类包括两种及以上，且在金属纤维毡层中分区布置。

10、在上述技术方案的基础之上，多种所述催化剂在金属纤维毡层中沿厚度方向分区布置，和/或多种所述催化剂在一环形面内分区布置。

11、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。

12、在上述技术方案的基础之上，还包括点火单元，所述点火单元的点火头和外部气源与环形进气腔连通处位置对应，且所述点火单元的点火头贴近燃烧筒内壁面布置。

13、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及燃烧筒外，用于支撑燃烧筒和保温套筒。

14、在上述技术方案的基础之上，所述燃烧材料包括天然气和空气，所述外部气源连通有若干进气管用于分别通入天然气和空气，所述进气管径向伸入至环形进气腔内，所述进气管的末端封闭，且所述进气管伸入至环形进气腔的部分开设有周向布置的若干气孔，所述进气管内的燃烧材料可经气孔进入至环形进气腔内。

15、有益效果

16、本发明设计合理，两尾气处理组件并列设置，且任一尾气处理组件的过气腔通过多个第二尾气管与另一尾气处理组件中的过气腔连通，如此，任一尾气处理组件发生故障、内压急速升高时，也能及时泄压至另一尾气处理组件，且保证连续稳定地处理尾气，同时第二尾气管的设置有利于平衡两尾气处理组件的工作负荷，避免出现负荷不均匀导致其中一尾气处理组件过早更换的问题，有利于匹配两尾气处理组件的使用寿命。

17、本发明设计巧妙，燃烧筒围合形成燃烧室，燃烧筒包括金属纤维毡层，多种催化剂可涂覆在形成金属纤维毡的金属纤维丝上，且在金属纤维毡上分区布置，即多种催化剂可在金属纤维毡层中沿厚度方向分区布置，或多种所述催化剂在一环形面内分区布置，如此当尾气进入燃烧室并向金属纤维毡层扩散时，多种催化剂可分别催化尾气中对应成份燃烧，有利于提高尾气净化效果，使尾气充分燃烧。

18、本发明中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，有利于尾气均匀燃烧，提高尾气处理效率。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，金属纤维毡的孔径沿径向方向自外而内渐小，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。

19、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。

技术特征：

1.一种新型燃烧式尾气处理装置，其特征在于，包括并列设置的两尾气处理组件，所述尾气处理组件包括：

2.根据权利要求1所述的新型燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述金属纤维毡的孔径沿径向方向自外而内渐小，所述金属纤维毡通过金属纤维丝烧结而成且可耐800～1450°高温。

3.根据权利要求2所述的新型燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述金属纤维毡的孔隙率为85～95％，且所述金属纤维毡的孔径大小为3～20μm。

4.根据权利要求1～3中任一所述的新型燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述金属纤维毡层形成燃烧筒(61)的内壁，且涂覆有催化剂的纤维毡靠近燃烧筒(61)的内壁面设置，所述催化剂至少包括稀土金属氧化物类催化剂，用于催化氯代挥发性有机物燃烧。

5.根据权利要求4所述的新型燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述催化剂的种类包括两种及以上，且在金属纤维毡层中分区布置。

6.根据权利要求5所述的新型燃烧式尾气处理装置，其特征在于，多种所述催化剂在金属纤维毡层中沿厚度方向分区布置，和/或多种所述催化剂在一环形面内分区布置。

7.根据权利要求5或6所述的新型燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述保温套筒(62)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.根据权利要求7所述的新型燃烧式尾气处理装置，其特征在于，还包括点火单元(67)，所述点火单元(67)的点火头和外部气源与环形进气腔(65)连通处位置对应，且所述点火单元(67)的点火头贴近燃烧筒(61)内壁面布置。

9.根据权利要求8所述的新型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)及燃烧筒外，用于支撑燃烧筒(61)和保温套筒(62)。

10.根据权利要求8或9所述的新型燃烧式尾气处理装置，其特征在于，所述燃烧材料包括天然气和空气，所述外部气源连通有若干进气管(69)用于分别通入天然气和空气，所述进气管(69)径向伸入至环形进气腔(65)内，所述进气管(69)的末端封闭，且所述进气管(69)伸入至环形进气腔(69)的部分开设有周向布置的若干气孔，所述进气管(69)内的燃烧材料可经气孔进入至环形进气腔(65)内。

技术总结
本发明公开了一种新型燃烧式尾气处理装置，包括并列设置的两尾气处理组件，尾气处理组件包括过气单元、燃烧单元和冷却净化单元，过气单元包括过气腔、多个第一尾气管和多个第二尾气管，第一尾气管用于通入尾气气源，第二尾气管用于与另一尾气处理组件的过气腔连通；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、安全性好、燃烧充分且均匀、无大范围明火。

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：2024/5/16