专利名称：使用电能和化石燃料的气体净化方法及其气体净化器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于净化包含易燃气体和有毒气体的废气的方法和气体净化器。
背景技术：
通常，用于净化废气、易燃气体和有毒气体的方法分为其中利用水来洗净或冷却废气的湿式法；其中废气被燃烧的燃烧法；以及其中湿式法和燃烧法相结合的混合法。
特别地，在半导体制造工艺中使用的PFC(全氟化合物)气体吸收红外线，从而造成全球气候变化及全球变暖效应。为了抑制PFC气体的排放，在燃烧式净化器中，直接燃烧式净化器是众人关注的焦点。这种净化器利用燃料如LNG或LPG的燃烧所产生的热能热解PFC气体。
但是，因为传统的直接燃烧式净化器燃烧大量的化石燃料如LNG或LPG以净化一些需要很高的热能的PFC气体(CF4、C2F6等)，所以，虽然净化气体的效率被提高，但是能量效率显著降低，以致产生大量CO2气体。
发明内容
因此，本发明涉及一种用于净化废气的方法以及一种气体净化器，该方法和气体净化器能够基本避免由相关技术的限制和缺陷所造成的一个或多个问题。
本发明的目的是提供一种用于净化废气的方法以及一种气体净化器，该方法和气体净化器能够提高废气净化效率和能量效率并减少CO2气体的排放。
本发明的另一目的是提供一种能够防止燃烧室的内部被腐蚀的气体净化器。
本发明的又一目的是提供一种其中引入燃烧室的废气与燃料有效地混合的气体净化器。
本发明的再一目的是提供一种能够回收利用燃烧室的废热以提高热效率的气体净化器。
本发明还有一目的是提供一种即使一个气体净化单元停止工作也能够继续净化废气的气体净化器。
上述目的通过根据本发明的用于净化在半导体制造工艺中排放的废气的气体净化方法和气体净化器来实现。该方法特征在于，电能和化石能都被利用，并且根据气体中所含成分以及净化环境调整电能和化石能的利用率。
在本发明的另一方面，用于净化废气的方法包括一燃烧阶段，该阶段包括利用电加热器将燃烧室的温度升高到高于预定温度；当检测到燃烧室的温度高于该预定温度时，注入燃烧空气和点火燃料以产生点火火焰；以及，当检测到点火火焰时，注入主燃料及气体以产生主火焰并使气体燃烧。
在本发明的另一方面，提供一种带有一燃烧室的气体净化器，该燃烧室包括限定一燃烧腔的内部壳体；至少一个用于将废气引入燃烧腔的气体入口；用于将空气引入燃烧腔的空气入口；以及设置在燃烧腔的外周上并通过供电线路连接到电源的电加热器。并且，该燃烧腔包括用于在燃烧腔的温度升高到超过预定温度时将点火燃料引入燃烧室的点火燃料口；用于检测由注入点火燃料所产生的火焰的点火传感器；以及用于在点火传感器检测到点火火焰时供应大量燃料的主燃料口。
优选地，上述气体净化器还可包括一设置在电加热器外周上的绝热部件。
此外，可在燃烧室的外侧设置一外部壳体，并且可在该外部壳体和内部壳体之间设置一用于将空间分隔开的中间壳体。在这种情况下，所述电加热器设置在该中间壳体和内部壳体之间，并且所述绝热部件设置在该外部壳体和中间壳体之间。
优选地，可在燃烧腔中设置一用于在供应主燃料时检测火焰的主火焰传感器。
可选地，所述内部壳体可在其内表面上设置一镍制的防腐套筒。
此外，该防腐套筒可具有至少一个形成在其上部的湍流形成翼，以便由于湍流而加速引入的废气与燃料的混合，所述湍流形成翼通过局部地切断防腐套筒并以预定的角度弯曲切断部而形成。
优选地，所述主燃料口可连接到所述气体入口，使得废气在被引入燃烧腔之前与燃料混合。
此外，所述燃烧室在其上部设有一热交换套，使得燃烧室内的热量受到阻挡而不能传递到传感器的上部，其中，穿过该热交换套的空气被输送到空气入口。
上述净化器还可包括一设置在燃烧室上端和热交换套之间的垫片。
优选地，可在一外罩内安装至少两个净化器。
根据用于净化废气的方法，由于同时利用电能和化石能来燃烧废气，所以，能量效率和气体净化效率同时得到提高。
本发明的气体净化器，通过利用构造成能够实现混合燃烧过程的燃烧室，可以在耗费少量燃料的情况下提高气体净化效率并且减少CO2气体的排放。
此外，所述气体净化器在内部壳体的内表面上设有一可替换的镍制防腐套筒，由此防止燃烧腔内侧被腐蚀，并延长燃烧腔的寿命。
此外，由于燃料入口与气体入口连接，并且湍流形成翼形成在燃烧腔内，所以，气体净化器可以加速燃料和废气的混合，因而提高燃烧效率。
设置在燃烧室上端的热交换套防止热量泄漏并能回收利用废热，因此提高热效率。
此外，根据本发明，可以在一个外罩内安装至少两个气体净化器，从而即使一个净化器由于操作故障而停止，气体净化过程也可以继续。
应该理解，本发明的前面所述的概括性说明和随后的详细说明是示例性的、说明性的，并且目的在于对要求保护的发明做出进一步说明。
后面的结合附图的说明有助于更好地理解本发明的其它目的、特征和优点。
图1是示意性示出本发明的一实施例的用于净化废气的方法中的燃烧阶段的流程图；图2是本发明的一实施例的气体净化器的透视图；图3是图2中的气体净化器的燃烧室的局部剖切的透视图；图4是图3中的燃烧室的截面图；图5是图3中的燃烧室的平面图；以及图6是本发明的另一实施例的气体净化器的主视图。
具体实施例方式
图1是示意性示出本发明的一实施例的用于净化废气的方法中的燃烧阶段的流程图。参照图1，在用于净化废气的方法的燃烧操作中，首先，在步骤110中利用电加热器加热燃烧室，然后，在步骤120中，如果被加热的燃烧室的内部温度高于设定的温度，则在步骤130中注入燃烧空气和点火燃料以产生点火火焰，然后，当在步骤140中检测到点火火焰时，在步骤150中注入主燃料，并且所述气体在高温下被净化。在步骤140a、150a、160a中，如果没有检测到由于点火燃料的注入而产生的点燃火焰或者由于主燃料注入而产生的主火焰，则在步骤140b、150b和160b中，停止和越过燃料的注入。
图2是根据本发明的一实施例的气体净化器的透视图。该气体净化器是一种混合型气体净化器，其中燃烧法和湿式法被结合。换句话说，如图2所示，气体净化器1包括一燃烧室10和一润湿室100。但是，本发明特征在于具有燃烧室10，并且相应地，燃烧室的局部剖切透视图、截面图以及平面图分别在图3至图5中示出。
如图所示，燃烧室10具有一限定一废气燃烧腔12的内部壳体11。该废气燃烧腔具有至少一个用于将废气引入其中的气体入口以及用于将空气引入其中的空气入口。
在内部壳体11的外周上设有一电加热器13，该电加热器通过供电线路15与外部电源(未示出)连接。此外，在电加热器13的外周上设有一绝热部件14。在燃烧室10的外部设有一外部壳体21，在外部壳体21和内部壳体11之间沿纵向设有一中间壳体22以分隔两者之间的空间。此处，电加热器13组装在中间壳体22和内部壳体11之间，绝热部件14组装在外部壳体21和中间壳体22之间。
也就是说，在燃烧室10中按照从外部到外部壳体21、绝热部件14、中间壳体22、电加热器13以及内部壳体11的顺序布置。
根据上述构造，废气燃烧腔12被电加热器13加热。此时，绝热部件14防止热量从废气燃烧腔12中泄漏，从而提高电加热器13的热效率。
内部壳体11设有一点火燃料口23、一主燃料口25以及一点火传感器24。
设置在内部壳体11侧部的点火燃料口23使得可以在废气燃烧腔12的温度被电加热器13升高到超过预定温度(即，点火温度)例如超过大约600℃时注入少量燃料如LNG或LPG。废气燃烧腔12的内部温度可以利用安装在燃烧室10侧部的温度测量装置30进行检测。电加热器13的加热温度可以根据废气的成分或净化环境合理地设定。
点火传感器24设置在废气燃烧腔12的上部以检测由通过点火燃料口23注入的少量燃料的燃烧而产生的火焰。传感器24优选为UV传感器。但是，也可以使用其它传感器来代替。
当点火传感器24检测到火焰时，通过主燃料口25注入大量燃料。优选地，主燃料口25连接到气体入口17，并与其相通，这样使得废气在被引入废气燃烧腔12之前与燃料混合，因而提高燃烧效率。
在废气燃烧腔12中设有一用于检测由主燃料燃烧而产生的火焰的主火焰传感器26，以便检测由主燃料的注入而引起的燃烧是否正常发生。
如此，燃烧室10的内部温度利用电能升高到预定温度，然后，燃烧化石燃料以净化废气，因而，尽管只使用少量的燃料，也可以获得较高的废气净化效率，并且还可以减少CO2气体的排放。此外，由于不使用单独的点火源，所以结构得到简化并且点火容易。
在内部壳体11的内部表面上设有一用于防止内部壳体11被腐蚀的套筒27。套筒27优选由镍制成。套筒27例如通过固定销28固定在内部壳体11上，这样使得可以替换套筒。这种做法可以延长燃烧室10的寿命。
优选地，在套筒27的上端形成有至少一个湍流形成翼29。该湍流形成翼29可以通过局部地切断套筒27并以预定的角度弯曲切断部而形成。该湍流形成翼29使得废气和燃料可以形成湍流，从而加速废气和燃料的混合以提高燃烧效率。
此外，在燃烧室10的上端设置一热交换套31，使得废气燃烧腔12的高温热量受到阻挡而不能传递到UV传感器24和26的上部。引入热交换套31的室温空气吸收废气燃烧腔12的高温热量，以防止废气燃烧腔12的高温热量直接被传递。此时，经过加热的空气可以被输送到空气入口19并用于燃烧废气(见图3中的箭头)。换句话说，热交换套31对待用于燃烧废气的空气进行预热，因而提高能量效率。
在燃烧室10的上端和热交换套31之间设置一垫片33以密封废气燃烧腔12，这样使得空气不会泄漏。
下面将参考
本发明的实施例的气体净化器的操作。
首先，电加热器工作，将废气燃烧腔12的内部加热到预定的温度。当温度测量装置30测量到废物燃烧腔12的温度达到设定的温度时，通过点火燃料口23注入少量燃料。由于点火燃料的注入，产生点火火焰。此时，点火火焰UV传感器检测到火焰。由于UV传感器传递一火焰检测信号，通过主燃料口供给大量主燃料，从而形成主火焰。此时，将主燃料引入废气燃烧腔12与废气混合，通过湍流形成翼使主燃料和废气进一步均匀混合。同时，室温空气穿过热交换套31被预热，然后供给到废气燃烧腔12，并用于燃烧废气。主火焰UV传感器检测到主燃料火焰的产生，这样使得操作者可确认燃烧的进程。
图6是本发明的另一实施例的气体净化器的主视图。如图所示，在一个外罩中安装有两个气体净化器，每个气体净化器都具有前面实施例所述的燃烧室。在图6的气体净化器中，即使一个净化器由于操作故障而停止，也可以继续气体净化操作。
本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种变型和变化。因此，本发明意欲涵盖在所附权利要求以及等同项的范围内对本发明做出的变型和变化。
权利要求
1.一种用于净化半导体制造工艺中所排放的气体的方法，其特征在于，电能和化石能都被利用，并且根据气体所含成分和净化环境来调整电能和化石能的利用率。
2.一种用于净化气体的方法，该方法包括燃烧在半导体制造工艺中排放的气体的阶段，其中，所述燃烧阶段包括利用电加热器将燃烧室的温度升高到高于预定温度；当检测到燃烧室的温度高于该预定温度时，注入燃烧空气和点火燃料以产生点火火焰；以及当检测到点火火焰时，注入主燃料和气体以产生主火焰并使气体燃烧。
3.一种设有燃烧室的气体净化器，所述燃烧室包括限定一燃烧腔的内部壳体；至少一个用于将废气引入燃烧腔的气体入口；用于将空气引入燃烧腔的空气入口；以及设置在燃烧腔的外周上并通过供电线路连接到电源的电加热器，其中，所述燃烧腔包括用于在燃烧腔的内部温度升高到超过预定温度时将点火燃料引入燃烧室的点火燃料口；用于由注入点火燃料所产生的火焰的点火传感器；以及用于在点火传感器检测到点火火焰时供应大量燃料的主燃料口。
4.根据权利要求3所述的气体净化器，其特征在于，还包括设置在电加热器的外周上的绝热部件。
5.根据权利要求4所述的气体净化器，其特征在于，在燃烧室的外侧设有一外部壳体，在外部壳体和内部壳体之间设有一用于将二者之间的空间分隔开的中间壳体，所述电加热器设置在中间壳体和内部壳体之间，以及所述绝热部件设置在外部壳体和中间壳体之间。
6.根据权利要求3所述的气体净化器，其特征在于，在燃烧腔中设有一用于检测由供应的主燃料所产生的火焰的主火焰传感器。
7.根据权利要求3所述的气体净化器，其特征在于，所述主燃料口连接到气体入口，使得废气在被引入燃烧腔之前与燃料混合。
8.根据权利要求3所述的气体净化器，其特征在于，所述内部壳体在内表面上可拆卸地设有一镍制的防腐套筒。
9.根据权利要求8所述的气体净化器，其特征在于，所述防腐套筒具有至少一个形成在套筒上部的湍流形成翼，该湍流形成翼通过局部地切断防腐套筒并以预定角度弯曲切断部而形成，以便由于形成的湍流而加速引入的废气和燃料之间的混合。
10.根据权利要求3所述的气体净化器，其特征在于，所述燃烧室在上部设有一热交换套，从而燃烧室的内部热量受到阻挡而不能传递到传感器的上部，其中，穿过该热交换套的空气被输送到空气入口。
11.根据权利要求10所述的气体净化器，其特征在于，还包括一设置在燃烧室上端和热交换套之间的密封垫片。
12.根据权利要求3至11中的任一项所述的气体净化器，其特征在于，至少两个净化器安装在一外罩中。
全文摘要
本发明涉及一种同时使用电能和化石能的燃烧类型的气体净化方法以及实施该方法的气体净化器。该气体净化器具有一燃烧室，该燃烧室包括限定一燃烧腔的内部壳体；至少一个用于将废气引入燃烧腔的气体入口；用于将空气引入燃烧腔的空气入口；以及设置在燃烧腔的外周上并通过供电线路连接到电源的电加热器。并且，该燃烧腔包括用于在燃烧腔的温度升高到高于预定温度时将点火燃料引入燃烧室的点火燃料口；用于由注入点火燃料而产生的火焰的点火传感器；以及用于在点火传感器检测到点火火焰时供应大量燃料的主燃料口。本发明的气体净化方法和气体净化器，同时使用电能和化石能，由此，同时提高能量效率和气体净化效率并且减少CO
文档编号B01D53/34GK101076390SQ200480044569
公开日2007年11月21日 申请日期2004年12月8日 优先权日2004年12月8日
发明者金东秀 申请人:M.A.T.株式会社