本發(fā)明涉及用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110及利用了該燃燒裝置110的燃燒方法。更具體而言，涉及用于焚燒半導(dǎo)體及顯示器制造工藝中使用且排出的難分解性處理氣體(PFCs系列(CF₄，C₂F₆，C₂F₄，SF₆)及NF₃)及化學(xué)工藝中排出的其他多種難分解性有害氣體的系統(tǒng)中具備的燃燒裝置110。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體及顯示器制造工藝中較多采用的PFCs(全氟化碳)氣體是誘發(fā)地球溫室化的溫室氣體，其溫室化指數(shù)是CO₂的數(shù)千～數(shù)萬(wàn)倍，因此需要經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚碓O(shè)備之后排放到大氣中。

一般來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體制造工藝中為了在晶片上形成薄膜或進(jìn)行蝕刻而使用的多種反應(yīng)氣體具有爆炸性、劇毒性、窒息性，若直接排放到大氣中，則不僅對(duì)人體有害，還會(huì)誘發(fā)地球溫室化和環(huán)境污染。因此，在半導(dǎo)體設(shè)備的排氣線路上設(shè)置氣體凈化裝置即洗滌塔,用于將難分解性有害氣體安全分解消除后排出到大氣中。這些難分解性有害氣體，與為維持工序內(nèi)負(fù)壓而使用的真空泵的工作流體即氮(N₂)一起被稀釋為數(shù)百～數(shù)千ppm以下濃度之后流入洗滌塔。下面，將用惰性氣體稀釋難分解性有害氣體后狀態(tài)定義為廢氣。

已知難分解性PFCs中，CF₄在1600度以上溫度下進(jìn)行熱分解，SF₆在1200度以上溫度下進(jìn)行熱分解，NF₃在800度以上溫度下進(jìn)行熱分解。

PFCs中的CF₄、SF₆、NF₃在以與氟結(jié)合的狀態(tài)分解處理后以氟(F₂)及氫氟酸(HF)的形態(tài)排出，這些也是劇毒性爆炸性氣體，必需進(jìn)行后續(xù)處理，一般用水進(jìn)行清潔反應(yīng)后排出。

CF4(g)+O2(g)-->CO2(g)+2F2(g)

SF6(g)+O2(g)-->SO2+3F2(g)

2NF3(g)+O2(g)-->2NO+3F2(g)

2F2+2H2O-->4HF+O2

通過(guò)氧化反應(yīng)分解的F₂主要與周邊水分或燃燒后生成物H₂O反應(yīng)而以HF(g)或HF(l)形態(tài)排出。

如上所示，半導(dǎo)體制造工藝中用于除去半導(dǎo)體廢氣的洗滌塔大體可分為三種。1，間接氧化濕式，即通過(guò)引導(dǎo)加熱或電加熱器加熱方式氧化廢氣之后，通過(guò)采用水的后處理對(duì)氧化后生成的粒子或水溶性氣體進(jìn)行處理的方式，也稱作熱-濕式洗滌塔(heat-wet scrubber)。2，濕式，即用水處理廢氣內(nèi)包含的水溶性氣體之后排出的方式，也稱作濕式洗滌塔(wet scrubber)。3，直接燃燒濕式，即，通過(guò)天然氣或丙烷燃燒焚燒廢氣之后用水捕集水溶性氣體及粒子的方法，也稱作燃燒濕式洗滌塔(burn-wet scrubber)。

此外，上述半導(dǎo)體廢氣，主要包含硅的氣體(SiF₄，SiH₄等)與PFCs同時(shí)大量流入，當(dāng)采用上述熱濕式洗滌塔或燃燒濕式方法時(shí)，具有在洗滌塔內(nèi)部生成大量粉末的特性。這種粉末生成化學(xué)式的一例如下所示。

SiH4(氣體)+2O2-->SiO2(粉末)+2H2O

但是,如上所示，半導(dǎo)體廢氣燃燒后生成的粉末，因人力和摩擦力，隨著時(shí)間經(jīng)過(guò)在燃燒腔內(nèi)壁上逐漸沉淀為較厚，從而具有更加堅(jiān)硬的結(jié)構(gòu)。

基于這種洗滌塔的廢氣處理方法，目前有燃燒焚燒法，觸媒分解法，熱等離子體焚燒法，電分解法等。

燃燒焚燒法，采用化石燃料(例如LNG)，存在有較低的PFCs處理效率和火焰穩(wěn)定性(焚燒處理穩(wěn)定性)確保問(wèn)題及燃燒后生成物(例如，NOx，CO)減少的問(wèn)題。

觸媒分解法，存在高濃度酸性氣體(HF，HCL等)造成的觸媒中毒問(wèn)題，較短的觸媒更換周期造成的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用加大問(wèn)題，針對(duì)粒子流入的系統(tǒng)壓力上升問(wèn)題。

此外，熱等離子體焚燒法和電熱分解法將電用作能源，與處理容量相比消耗過(guò)多電力，并且，熱等離子體焚燒法存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)吹管部件需要頻繁更換，且產(chǎn)生大量熱性NOx，在高容量處理時(shí)存在伴隨電力增大的附屬設(shè)備(變壓器等)大型化的問(wèn)題；電分解法則存在發(fā)熱體內(nèi)部結(jié)構(gòu)問(wèn)題(電加熱器腐蝕)造成的較短的更換周期，且很難加熱到1600℃以上高溫。

圖1簡(jiǎn)單示出現(xiàn)有的廢氣處理用洗滌塔系統(tǒng)1。如圖1所示，半導(dǎo)體廢氣處理用洗滌塔1包括：多個(gè)廢氣流入口112，連接在半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線上；燃燒器5，連接在上述廢氣流入口112上；燃燒裝置110，結(jié)合到上述燃燒器5上；水槽箱4，結(jié)合到上述燃燒裝置110的下端，使得燃燒裝置110生成的粉末被水捕集和沉淀；以及濕式塔3，與上述燃燒裝置110及水槽箱4一同結(jié)合，用水對(duì)通過(guò)了燃燒裝置110的微細(xì)粉末和水溶性氣體進(jìn)行處理。在此，上述燃燒裝置110和濕式塔3可通過(guò)特別的連接管相互連接，在上述濕式塔3的上部形成有排出管。

這種半導(dǎo)體廢氣處理用洗滌塔系統(tǒng)1，通過(guò)上述廢氣流入口112從半導(dǎo)體制造生產(chǎn)線被供給多種廢氣。這樣通過(guò)廢氣流入口112被供給的廢氣，通過(guò)燃燒器5被供應(yīng)到燃燒裝置110。上述燃燒裝置110內(nèi)側(cè)的廢氣通過(guò)上述燃燒器5燃燒，通過(guò)這種燃燒生成大量氟酸、氟及粉末。在如上所述的粉末中較重的粉末因重力下降到下部，降落的粉末在下部的水槽箱4中沉淀到水里。另一方面，不下降到上述水槽箱4的較輕的微細(xì)粉末，通過(guò)連接在燃燒裝置110和濕式塔3之間的連接管移動(dòng)到濕式塔3。如上所述移動(dòng)到濕式塔3的微細(xì)粉末，再次在上述濕式塔3被水捕集，被捕集的微細(xì)粉末再次降落到上述水槽箱4而沉淀在水中。當(dāng)然，通過(guò)上述濕式塔3被凈化的廢氣，通過(guò)排出管排放到大氣中。

如上所示，為了焚燒廢氣，需要在最高1600℃(CF₄時(shí))以上高溫下進(jìn)行氧化，如前所述，對(duì)于廢氣，用99％以上的惰性氣體(大部分N₂)稀釋難分解性有害氣體后投入到洗滌塔中進(jìn)行焚燒，所以存在連同不需要處理的惰性氣體也需要一起加熱的問(wèn)題，從而存在不僅處理效率低，能量利用效率也非常低的問(wèn)題。

如圖1所示，在大部分現(xiàn)有技術(shù)中，燃料和氧化劑(氧氣)通過(guò)燃料流入口111、氧化劑流入口113，再經(jīng)存在于洗滌塔內(nèi)部的燃燒裝置110上附著的噴嘴供應(yīng)到燃燒裝置110之后，點(diǎn)火形成噴嘴附著火焰(nozzle-attached flame)，廢氣通過(guò)另外的追加性廢氣流入口112被投入到燃燒裝置110內(nèi)部。

圖2示出現(xiàn)有的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的廢氣和火焰的示意圖。此外，圖3示出現(xiàn)有的與廢氣的流動(dòng)交錯(cuò)噴射的火焰的示意圖，圖4示出圖3的火焰照片。

投入到燃燒裝置110的廢氣與火焰一致或傾斜地流動(dòng)的同時(shí)被加熱和氧化，在由燃料和氧化劑噴嘴的噴射角度決定的火焰的長(zhǎng)度方向和廢氣的流動(dòng)方向一致時(shí)，如圖2所示，高溫火焰和廢氣的混合變慢，因此，為了增進(jìn)混合,使其旋動(dòng)(swirl)，即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)(增進(jìn)混合方式)，或者如圖3及圖4所示，采用使得燃料及氧化劑噴嘴的噴射方向與廢氣的流動(dòng)方向交錯(cuò)的方法(Cross-flow方式),以使得廢氣抵住高溫火焰排出。

但是，在圖2的情況下，即使施以充分的旋動(dòng)，在有限大小的燃燒室內(nèi)燃燒氣體和廢氣很難充分混合，一般廢氣的流量大于燃燒氣體的流量，所以廢氣的大動(dòng)量(momentum)使得火焰不穩(wěn)定，甚至滅火，從而發(fā)生處理效率低下的問(wèn)題。此時(shí)，為了形成穩(wěn)定的火焰，提高其處理效率，需要追加使用燃料及氧化劑，這導(dǎo)致低效利用能源的問(wèn)題。

此外，圖3及圖4的情況下，形成為倒圓錐斜面形態(tài)的火焰沒(méi)能形成閉合的圓錐斜面，因廢氣的動(dòng)量具有開(kāi)放的形狀，因此廢氣不經(jīng)過(guò)高溫火焰而流出，造成分解效率降低的問(wèn)題。

(在先技術(shù)文獻(xiàn))

(專利文獻(xiàn)0001)韓國(guó)專利第0750406號(hào)

(專利文獻(xiàn)0002)韓國(guó)專利第0623368號(hào)

(專利文獻(xiàn)0003)韓國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2013-0086925號(hào)

(專利文獻(xiàn)0004)韓國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2005-0044309號(hào)

(專利文獻(xiàn)0005)韓國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)第2005-0113159號(hào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)課題

本發(fā)明是為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110及使用該燃燒裝置110的焚燒方法，其在用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110中,能夠?qū)崿F(xiàn)較高的效率和較高的能源利用效率，燃料使用量最少且使得所有廢氣充分達(dá)到自身能夠分解的高溫。

此外，其目的在于提供一種用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110及使用該燃燒裝置110的焚燒方法，其為了增加能源利用效率，且形成高溫火焰，在不使用如熱交換機(jī)那樣的追加裝置的情況下在多孔體內(nèi)部形成燃燒，從而通過(guò)多孔體自身的傳導(dǎo)及輻射熱傳導(dǎo)產(chǎn)生熱再循環(huán)，最終能夠容易實(shí)現(xiàn)超焓燃燒的高溫燃燒。

此外，其目的在于提供一種用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110及使用該燃燒裝置110的焚燒方法，其在對(duì)難分解性有害氣體進(jìn)行焚燒處理時(shí)，將用惰性氣體(主要為N₂)過(guò)分稀釋的廢氣與燃料及氧化劑進(jìn)行混合之后，供應(yīng)到多孔體內(nèi)部來(lái)進(jìn)行焚燒，從而通過(guò)內(nèi)部熱再循環(huán)以通過(guò)一般的燃燒技術(shù)無(wú)法達(dá)到的超高溫火焰進(jìn)行焚燒，因此能夠提高廢氣處理效率，進(jìn)而僅用少量燃料就可進(jìn)行處理，所以還能夠提高能源利用效率。

此外，為了初期高效形成火焰，以多孔體中的一部分移動(dòng)為其特點(diǎn)。在多孔體內(nèi)形成火焰面143時(shí)，存在溫度變穩(wěn)定為止所需時(shí)間較長(zhǎng)且效率降低的問(wèn)題。因此，在本研究中，為了高效形成火焰面143，不是在多孔體內(nèi)部形成火焰面143，而是多孔體的一部分移動(dòng)而確保用于形成火焰面143的空間。此時(shí)，其目的在于，確保用于形成火焰面143的充分的空氣，以在短時(shí)間內(nèi)高效形成火焰面143。

再有，其目的在于，在燃燒裝置110被驅(qū)動(dòng)而火焰面143的溫度降低，燃燒裝置110的效率降低的情況下，為了將火焰面143的溫度維持一定而多孔體的一部分移動(dòng)時(shí)，火焰面143的空間增大而確保用于形成火焰面143的充分的空氣，且火焰面143的溫度維持一定，從而燃燒裝置110的效率增加。

本發(fā)明的其他目的、特定的優(yōu)點(diǎn)以及新特征與附圖相關(guān)，將通過(guò)下面的詳細(xì)說(shuō)明和優(yōu)選實(shí)施例變得更加明確。

課題解決方案

本發(fā)明的目的可通過(guò)如下的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110來(lái)實(shí)現(xiàn)：用于焚燒廢氣的洗滌塔系統(tǒng)1上具備的燃燒裝置110,上述燃燒裝置110包括第一多孔體141、第二多孔體142及用于在內(nèi)部形成火焰面143的點(diǎn)火器，由上述點(diǎn)火器形成的上述火焰面143配置在上述第一多孔體141及上述第二多孔體142之間，為了形成上述火焰面143，上述第一多孔體141及上述第二多孔體142中至少一個(gè)移動(dòng)而生成超焓燃燒火焰。

此外，上述燃燒裝置110的特征在于，在一端形成燃料流入口111、廢氣流入口112及氧化劑流入口113，另一端形成排出口150,該排出口150用于排出廢氣焚燒后的排出氣體。

再有，上述燃燒裝置110的特征在于，燃料流入口111、廢氣流入口112及氧化劑流入口113形成的一端為燃燒裝置110的上部，形成了排出氣體排出的排出口150的另一端為下部。

此外，其特征在于，還包括預(yù)混合器，用于將通過(guò)上述燃料流入口111流入的燃料、通過(guò)上述廢氣流入口112流入的廢氣及通過(guò)上述氧化劑流入口113流入的氧化劑進(jìn)行混合來(lái)制造混合氣體。

此外，其特征在于，還包括分配器，該分配器設(shè)在上述預(yù)混合器和上述多孔體燃燒裝置110之間，從而使得在上述預(yù)混合器混合的氣體均勻地流入上述多孔體燃燒裝置110。

此外，其特征在于，上述第一多孔體141及上述第二多孔體142被導(dǎo)入到上述燃燒裝置110的中段部。其特征在于，上述第一多孔體141及上述第二多孔體142抵接燃燒裝置110內(nèi)部的所有內(nèi)壁而設(shè)置，以使得上述混合氣體通過(guò)上述多孔體。

此外，其特征在于，上述混合氣體依次接觸上述第一多孔體141、上述火焰面143及上述第二多孔體142，其特征還可在于，混合氣體先接觸的上述第一多孔體141的氣孔大小小于上述第二多孔體142的氣孔大小。

此外，其特征在于，在用于形成上述火焰面143的點(diǎn)火步驟，上述第一多孔體141及上述第二多孔體142的間隔增加。還可以包括用于測(cè)定上述點(diǎn)火步驟的上述火焰面143的溫度的單元。若測(cè)定的火焰面143的溫度為規(guī)定溫度以上，則上述第一多孔體141及上述第二多孔體142的間隔可減小。

再有，其特征在于，上述第一多孔體141及上述第二多孔體142由蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷球床(ceramic ball bed)中至少一個(gè)構(gòu)成。

此外，其特征在于，通過(guò)上述氧化劑流入口流入的氧化劑是氧氣或空氣。其特征在于，流入的廢氣包括在半導(dǎo)體或顯示器制造工藝中排出的難分解性有害氣體及用于稀釋上述有害氣體的惰性氣體。

再有，本發(fā)明的其他目的是以包括上述燃燒裝置110為特征的洗滌塔系統(tǒng)1。

此外，本發(fā)明的其他目的可通過(guò)采用了用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110的廢氣處理方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，采用了用于焚燒廢氣的洗滌塔系統(tǒng)1中具備的燃燒裝置110的廢氣處理方法，包括如下的步驟來(lái)執(zhí)行超焓燃燒：為了驅(qū)動(dòng)燃燒裝置110而增大包含在燃燒裝置110的中段部的第一多孔體141及第二多孔體142的間隔的第一步驟；由上述第一多孔體141及上述第二多孔體142之間存在的點(diǎn)火器形成火焰面143的第二步驟；用于測(cè)定上述火焰面143的溫度的第三步驟；以及若上述火焰面143的溫度為規(guī)定溫度以上，則減小上述第一多孔體141及上述第二多孔體142的間隔的第四步驟。

此外，其特征在于，還包括燃料、廢氣和氧化劑分別通過(guò)燃燒裝置110一端形成的燃料流入口111、廢氣流入口112及氧化劑流入口113流入上述燃燒裝置110內(nèi)部的第五步驟。

此外，其特征在于，還包括將上述流入的燃料、廢氣、氧化劑導(dǎo)入預(yù)混合器來(lái)制造混合氣體的混合步驟，在上述混合步驟之后，還可包括上述混合氣體通過(guò)設(shè)在上述預(yù)混合器和上述第一多孔體141之間的分配器而均勻流入上述第一多孔體141的步驟。

此外，其特征在于，還包括上述流入的燃料、廢氣、氧化劑依次接觸第一多孔體141、火焰面143及第二多孔體142的步驟。

再有，其特征在于，還包括在因上述流入的燃料、廢氣、氧化劑通過(guò)上述火焰面143而上述火焰面143的溫度降低的情況下切斷燃料、廢氣、氧化劑的流入的步驟，還包括：在切斷的狀態(tài)下，增加上述第一多孔體141及第二多孔體142的間隔的步驟；利用上述第一多孔體141及上述第二多孔體142之間存在的點(diǎn)火器追加形成火焰面143的步驟；測(cè)定上述火焰面143的溫度的步驟；若上述火焰面143的溫度為規(guī)定溫度以上，則減小上述第一多孔體141及上述第二多孔體142的間隔的步驟。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒器設(shè)計(jì)中，能夠?qū)崿F(xiàn)較高的處理效率和較高的能源利用效率，具有燃料使用量最少的同時(shí)使得所有廢氣充分到達(dá)自身能夠被分解的高溫的效果。

此外，具有如下效果：在不使用如熱交換機(jī)那樣的追加裝置的情況下在多孔體內(nèi)部形成燃燒，從而通過(guò)多孔體自身的傳導(dǎo)及輻射熱傳導(dǎo)產(chǎn)生熱再循環(huán)，最終能夠容易實(shí)現(xiàn)超焓燃燒。

此外，具有如下效果：在對(duì)難分解性有害氣體進(jìn)行焚燒處理時(shí)，將用惰性氣體(主要為N₂)過(guò)分稀釋的廢氣與燃料及氧化劑進(jìn)行混合之后，供應(yīng)到多孔體內(nèi)部來(lái)進(jìn)行焚燒，從而通過(guò)內(nèi)部熱再循環(huán)，以通過(guò)一般的燃燒技術(shù)無(wú)法達(dá)到的超高溫火焰進(jìn)行焚燒，從而能夠提高廢氣的處理效率，進(jìn)而僅用少量燃料就可進(jìn)行處理，因此還能夠提高能源利用效率。

此外，為了初期高效形成火焰，以多孔體中的一部分移動(dòng)為其特點(diǎn)。在多孔體內(nèi)形成火焰面143時(shí)，產(chǎn)生溫度變穩(wěn)定為止所需時(shí)間較長(zhǎng)且效率降低的問(wèn)題。因此，在本研究中，為了高效形成火焰面143，不是在多孔體內(nèi)部形成火焰面143，而是多孔體的一部分移動(dòng)而確保用于形成火焰面143的空間。此時(shí)，具有如下效果：確保用于形成火焰面143的充分的空氣，以在短時(shí)間內(nèi)高效形成火焰面143。

再有，在燃燒裝置110被驅(qū)動(dòng)而火焰面143的溫度減小，燃燒裝置110的效率降低的情況下，具有如下效果：為了將火焰面143的溫度維持一定而多孔體的一部分移動(dòng)時(shí)，火焰面143的空間增大而確保用于形成火焰面143的充分的空氣，且火焰面143的溫度維持一定，從而燃燒裝置110的效率增加。

雖然結(jié)合上述的優(yōu)選實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但只要是本領(lǐng)域的技術(shù)人員，將會(huì)容易認(rèn)識(shí)到在不脫離本發(fā)明的主旨和范圍的情況下可進(jìn)行多種其他修改和變形，這種變更和修改顯然均屬于后附的權(quán)利要求范圍內(nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有廢氣處理用洗滌塔系統(tǒng)1的主視圖。

圖2是現(xiàn)有的產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)的廢氣和火焰的示意圖。

圖3是現(xiàn)有的與廢氣的流動(dòng)交錯(cuò)噴射的火焰的示意圖。

圖4是圖3的火焰照片。

圖5是采用本發(fā)明的一實(shí)施例的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110的廢氣處理方法的流程圖。

圖6示出本發(fā)明的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110的動(dòng)作方法。

圖7示出現(xiàn)有燃燒裝置110中流動(dòng)的廢氣的理論溫度(焓)和本發(fā)明的一實(shí)施例的燃燒裝置110中流動(dòng)的廢氣的溫度(焓)的圖表。

<附圖標(biāo)記說(shuō)明>

1:洗滌塔系統(tǒng) 2:火焰 3:濕式塔

4:水槽箱 5:燃燒器 110:燃燒裝置

111:燃料流入口 112:廢氣流入口 113:氧化劑流入口

141:第一多孔體 142:第二多孔體 150:排出口

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員容易實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的動(dòng)作原理的過(guò)程中，當(dāng)判斷為對(duì)關(guān)聯(lián)公知功能或結(jié)構(gòu)的具體說(shuō)明有可能沒(méi)必要地使本發(fā)明的主旨變得不清楚時(shí)，省略其相關(guān)說(shuō)明。

此外，在所有附圖中，對(duì)發(fā)揮類似功能和作用的部分使用相同的附圖標(biāo)記。在整個(gè)說(shuō)明書中，若某些部分與其他部分連接，則不僅包括其直接連接的情況，還包括在他們之間隔著其他部件間接連接的情況。此外，所謂包括某些構(gòu)成要素，只要沒(méi)有特別相反的記載，不表示排除其他構(gòu)成要素，而表示可包括其他構(gòu)成要素。

下面，對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施例的洗滌塔系統(tǒng)1上具備的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110的結(jié)構(gòu)及利用了該燃燒裝置110的廢氣處理方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，圖5示出利用了本發(fā)明的一實(shí)施例的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110的廢氣處理方法的流程圖。此外，圖6示出本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110的工作步驟。

如圖6所示，本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110，一端包括燃料流入口111、廢氣流入口及氧化劑流入口，另一端包括用于排出廢氣焚燒后的排出氣體的排出口150，中段部包括第一多孔體141、第二多孔體142及火焰面143。

上述用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110的特征在于，在投入燃料、廢氣及氧化劑之前，首先在第一多孔體141及第二多孔體142之間形成火焰面143。為了高效形成火焰，第二多孔體142移動(dòng)，從而第一多孔體141及第二多孔體142的間隔增大。隨著第一多孔體141及第二多孔體142的間隔增大，確保形成火焰面143的空間，供應(yīng)用于形成火焰面143的充分空氣，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)高效形成火焰面143。測(cè)定此時(shí)形成的火焰面143的溫度，若測(cè)定為規(guī)定溫度以上，則為了焚燒處理，第二多孔體142重新移動(dòng)到第一多孔體141側(cè)，從而第一多孔體141及第二多孔體142的間隔減小。

此外，在第一多孔體141及第二多孔體142之間形成火焰面143時(shí)，本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110具備預(yù)混合器，由該預(yù)混合器混合的氣體流入上述多孔體燃燒裝置，所述預(yù)混合器用于將通過(guò)上述燃料流入口111流入的燃料、通過(guò)上述廢氣流入口流入的廢氣和通過(guò)上述氧化劑流入口113流入的氧化劑進(jìn)行混合。

實(shí)施方式

本發(fā)明的第一實(shí)施例的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110，在預(yù)混合器和上述陶瓷多孔體燃燒裝置110之間具備分配器，以使得在上述預(yù)混合器混合的氣體均勻地流入上述陶瓷多孔體燃燒裝置。

此外，多孔體燃燒裝置110由具有特定大小氣孔的陶瓷多孔體構(gòu)成，這種陶瓷多孔體構(gòu)成為可抵接上述燃燒裝置110的中段部側(cè)的所有內(nèi)壁，從而從分配器流入的所有預(yù)混合氣體可通過(guò)上述多孔體。此外，這種多孔體的厚度方向中心面上形成火焰。

此外，優(yōu)選構(gòu)成這種燃燒裝置110的陶瓷多孔體由蜂窩陶瓷、泡沫陶瓷及陶瓷球床中至少一個(gè)構(gòu)成。

此外，本發(fā)明的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110可包括用于對(duì)燃燒裝置主體外壁進(jìn)行隔熱的隔熱層。

此外，如前所述，通過(guò)廢氣流入口流入的廢氣包括：從半導(dǎo)體或顯示器制造工藝排出的難分解性有害氣體；以及用于稀釋上述有害氣體的惰性氣體。

首先，整體上，采用了本發(fā)明的一實(shí)施例的用于難分解性有害氣體焚燒處理的燃燒裝置110的廢氣處理方法，燃料、廢氣和氧化劑分別通過(guò)在燃燒裝置主體一端形成的燃料流入口111、廢氣流入口以及氧化劑流入口113流入上述燃燒裝置主體內(nèi)部所具備的預(yù)混合器中。通過(guò)氧化劑流入口流入的氧化劑為了高溫反應(yīng)優(yōu)選使用氧氣，但是由于能夠?qū)崿F(xiàn)熱再循環(huán)及超焓燃燒，根據(jù)情況用于稀釋難分解性有害氣體的惰性氣體的量相對(duì)少時(shí)，即難分解性有害氣體的濃度較高的情況下，將空氣代替氧氣用作氧化劑，從而還能夠削減氧氣消耗費(fèi)用。此外，在本發(fā)明的一實(shí)施例中，作為通過(guò)燃料流入口111流入的燃料，使用LNG、LPG。

此外，預(yù)混合器對(duì)流入的廢氣、燃料和氧化劑進(jìn)行預(yù)混合。此外，這種預(yù)混合器可構(gòu)成為與多孔體燃燒裝置110形成一個(gè)整體，也可以獨(dú)立裝置與多孔體燃燒裝置110相結(jié)合。

此外，通過(guò)設(shè)在預(yù)混合器和陶瓷多孔體燃燒裝置之間的分配器，在上述預(yù)混合器混合的氣體均勻地流入上述多孔體燃燒裝置110。預(yù)混合的所有氣體在經(jīng)過(guò)燃燒裝置主體110內(nèi)部具備的由多孔體構(gòu)成的陶瓷多孔體燃燒裝置的同時(shí)，廢氣通過(guò)陶瓷多孔體燃燒裝置110內(nèi)部形成的火焰焚燒。

由多孔體構(gòu)成的多孔體燃燒裝置110是本發(fā)明的核心結(jié)構(gòu)，如前所述，在用于形成上述火焰面143的點(diǎn)火步驟，若上述第一多孔體141及上述第二多孔體142的間隔增大而形成火焰面143，且上述火焰面143的溫度為規(guī)定溫度以上，則第一多孔體141及上述第二多孔體142的間隔減小而實(shí)施焚燒。

預(yù)混合的所有氣體通過(guò)上述第一多孔體141、火焰面143及上述第二多孔體142，從而能夠利用多孔體內(nèi)超焓燃燒實(shí)現(xiàn)能量集中。

圖7是示出在現(xiàn)有燃燒裝置110中流動(dòng)的廢氣的理論溫度(焓)和在本發(fā)明的一實(shí)施例的燃燒裝置110中流動(dòng)的廢氣的溫度(焓)的圖表。將在沒(méi)有向外部的熱損失時(shí)條件下的燃料和氧化劑燃燒而可達(dá)到的最大溫度稱作絕熱火焰溫度(adiabatic flame temperature)，此時(shí)，若從高溫燃燒氣體向冷的未燃?xì)怏w(unburned gas)形成熱再循環(huán)，則能夠達(dá)到絕熱火焰溫度以上的高溫，將此時(shí)稱作超焓燃燒。如圖7所示，若不為熱再循環(huán)而使用如熱交換器那樣的附加裝置，而是在陶瓷多孔體內(nèi)部形成燃燒，則通過(guò)多孔體自身的傳導(dǎo)和輻射熱傳遞發(fā)生熱再循環(huán)，最終能夠容易達(dá)到超焓燃燒。

因此，在對(duì)難分解性有害氣體進(jìn)行焚燒處理時(shí)，若將利用惰性氣體過(guò)度稀釋的廢氣與燃料及氧化劑混合之后供應(yīng)到多孔體內(nèi)部來(lái)進(jìn)行焚燒，則可通過(guò)內(nèi)部熱再循環(huán)以通常的燃燒技術(shù)無(wú)法達(dá)到的超高溫火焰進(jìn)行焚燒，從而能夠提高廢氣的處理效率，進(jìn)而僅用少量的燃料就可進(jìn)行處理，因此還能夠提高能源利用效率。即，例如，通常要處理大約200LPM左右的難分解性有害氣體需要大約50LPM左右的LNG，但是若使用具備本發(fā)明的一實(shí)施例的陶瓷多孔體燃燒裝置的裝置，則處理相同量的有害氣體消耗大約20LPM左右的LNG。

以上參照上述實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明，但只要是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員當(dāng)然能夠在不脫離上述技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種置換、添加和變形，這種變形的實(shí)施方式也應(yīng)理解為屬于后附的權(quán)利要求范圍所定義的本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。