一种半导体废气脱硝系统和脱硝方法技术方案

本发明专利技术涉及半导体废气处理技术领域，尤其涉及一种半导体废气脱硝系统和脱硝方法，半导体废气脱硝系统包括水箱、反应塔、洗涤塔、臭氧发生器和变频轴流风扇，反应塔反应塔安装于水箱，并与水箱连通；反应塔上设置有进气口；洗涤塔的底部安装于水箱，并与水箱连通；洗涤塔的顶部设置有气体排放口；臭氧发生器与洗涤塔连通；变频轴流风扇安装于洗涤塔与水箱连通的位置。本发明专利技术的半导体废气脱硝系统在洗涤塔与水箱连通的位置安装有变频轴流风扇，配合火焰变化利用变频轴流风扇控制O3用量，节能减排，提高臭氧与氮氧化物混合均匀性，提高反应效率，进而提高脱硝效率。采用的厂务氧气源是臭氧发生器，可减少近一半占地面积。可减少近一半占地面积。可减少近一半占地面积。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体废气脱硝系统和脱硝方法


[0001]本专利技术涉及半导体废气处理
，尤其涉及一种半导体废气脱硝系统和脱硝方法。

技术介绍

[0002]在泛半导体行业CVD/PVD/ETCH/DIFF制程过程中，燃烧式或等离子废气处理设备(Local Scrubber)火焰温度1600℃以上，泵输送的废气包含大量氮气，经高温火焰产生高浓度NO
x
，最高峰值超1000mg/m3，而相关的行业排放标准要求＜50mg/m3。目前传统NO
x
脱除手段包括SCR(Selective Catalytic Reduction，选择性催化还原法)、SNCR(selective non
‑
catalytic reduction，选择性非催化还原法)与臭氧脱硝优缺点对比如下表1所示：
[0003]表1SCR、SNCR和臭氧脱硝技术的优缺点对比表
[0004][0005][0006]现有半导体行业燃烧式或等离子废气处理设备的风量较小，浓度高，传统SCR和SNCR要求空间大，反应路径长，市面尚未出现能进行NO
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脱除燃烧式或等离子废气处理设备，这主要面临问题如下：1、设备占地面积有限，设备占地都是事先规划好的，批量扩容几乎不可能；2、反应路径短，反应时间限制脱硝效果；3、传统SCR和SNCR所需温度空间大，额外
还原剂等厂务无法提供，运行成本高；4、传统SCR和SNCR造成氨逃逸等问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种半导体废气脱硝系统和脱硝方法，用以解决现有半导体行业燃烧式或等离子废气处理设备无法进行NO
x
脱除的问题。
[0008]根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种半导体废气脱硝系统，包括：
[0009]水箱；
[0010]反应塔，安装于所述水箱，并与所述水箱连通；所述反应塔上设置有进气口；
[0011]洗涤塔，所述洗涤塔的底部安装于所述水箱，并与所述水箱连通；所述洗涤塔的顶部设置有气体排放口；
[0012]臭氧发生器，与所述洗涤塔连通；
[0013]变频轴流风扇，安装于所述洗涤塔与所述水箱连通的位置。
[0014]在一种可能的设计中，沿着所述洗涤塔的底部向顶部方向，所述洗涤塔的内部依次设置有臭氧洗涤单元和水洗涤单元；所述臭氧洗涤单元与所述臭氧发生器连通。
[0015]在一种可能的设计中，所述臭氧洗涤单元包括第一臭氧洗涤单元和第二臭氧洗涤单元，沿着所述洗涤塔的底部向顶部方向，所述第一臭氧洗涤单元和所述第二臭氧洗涤单元依次设置。
[0016]在一种可能的设计中，所述第一臭氧洗涤单元的中上部设置有第一臭氧喷嘴；所述第二臭氧洗涤单元的中上部设置有第二臭氧喷嘴；所述第一臭氧喷嘴和所述第二臭氧喷嘴分别与所述臭氧发生器连通。
[0017]在一种可能的设计中，所述第二臭氧洗涤单元内设置有鲍尔环。
[0018]在一种可能的设计中，所述水洗涤单元内设置有喷水嘴和除沫器。
[0019]在一种可能的设计中，所述喷水嘴包括第一喷水嘴和第二喷水嘴，所述第一喷水嘴设置于所述水洗涤单元的下部，所述第二喷水嘴设置于所述第二含NOx气体吸收塔的中上部；所述除沫器设置于所述第一喷水嘴和所述第二喷水嘴之间。
[0020]在一种可能的设计中，所述反应塔包括：
[0021]燃烧腔体，所述燃烧腔体上设置有所述进气口；所述燃烧腔体内部设置有燃烧腔；
[0022]降温单元，所述降温单元的底部安装于所述水箱，并与所述水箱连通，所述降温单元的顶部与所述燃烧腔连通；所述降温单元内部安装有第三喷水嘴。
[0023]根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种半导体废气脱硝方法，采用上述的半导体废气脱硝系统；所述半导体废气脱硝方法包括如下步骤：
[0024]半导体废气、氮气和压缩气体进入所述反应塔内在高温火焰条件下反应生成第一含NOx气体后，降温；
[0025]降温后的所述第一含NOx气体进入所述水箱内进行初步吸收，再进入所述洗涤塔内的臭氧洗涤单元与臭氧反应生成第二含NOx气体；根据反应塔内高温火焰的变化来调节所述变频轴流风扇的频率，同时控制所述洗涤塔内臭氧的用量；
[0026]所述第二含NOx气体进入所述洗涤塔内的水洗涤单元进行二次吸收后经所述气体排放口排出。
[0027]在一种可能的设计中，所述降温至≤30℃。
[0028]在一种可能的设计中，所述水箱中的液体包括过氧化氢。
[0029]在一种可能的设计中，所述水箱中的液体包括缓冲溶液。
[0030]在一种可能的设计中，控制所述水箱中液体的pH值在7
‑
8。
[0031]本专利技术提供的一种半导体废气脱硝系统和脱硝方法，半导体废气脱硝系统包括水箱、反应塔、洗涤塔、臭氧发生器和变频轴流风扇。反应塔利用燃烧式或者等离子反应腔高温裂解有毒有害制程半导体废气，大量氮气与压缩空气在高温火焰条件下产生主要包括NO的第一含NOx气体。水箱中的液体包括过氧化氢，过氧化氢不仅起到反应介质的作用，还可以作为氧化剂脱除NOx，洗涤塔用于进一步对经过水箱中吸收液处理后的含NOx气体进行洗涤，洗涤塔与臭氧发生器连通，臭氧发生器提供的臭氧能与含NOx气体中的NO进一步反应生成NO2，NO2与臭氧反应生成N2O5，N2O5溶于水达到脱硝的目的。在洗涤塔与水箱连通的位置安装有变频轴流风扇，配合火焰变化利用变频轴流风扇控制O3用量，节能减排，提高臭氧与NOx混合均匀性，提高反应效率，进而提高脱硝效率。本实施例的半导体废气脱硝系统的厂务氧气源是臭氧发生器，可减少近一半占地面积，O3产量与臭氧发生器体积成正比，采用H2O2和O3去除方法的结合，减少O3用量，进一步减少半导体废气脱硝系统的占地面积。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本专利技术提供的一种半导体废气脱硝系统的结构示意图；
[0034]图2是本专利技术提供的一种半导体废气脱硝系统中半导体废气流量与臭氧洗涤单元内的反应时间关系图。
[0035]附图标记：
[0036]1：水箱；2：反应塔；20：进气口；201：半导体废气进气口；202：N2进气口；203：压缩气体进气口；21：燃烧腔体；210：燃烧腔；22：降温单元；220：第三喷水嘴；3：洗涤塔；30：气体排放口；31：臭氧洗涤单元；311：第一臭氧洗涤单元；3110：第一臭氧喷嘴；312：第二臭氧洗涤单元；3120：第二臭氧喷嘴；3121：鲍尔环；32：水洗涤单元；320：喷水嘴；3201：第一喷水嘴；3202：第二喷水嘴；321：除沫器；4：臭氧发生器；5：变频轴流风扇。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体废气脱硝系统，其特征在于，包括：水箱；反应塔，安装于所述水箱，并与所述水箱连通；所述反应塔上设置有进气口；洗涤塔，所述洗涤塔的底部安装于所述水箱，并与所述水箱连通；所述洗涤塔的顶部设置有气体排放口；臭氧发生器，与所述洗涤塔连通；变频轴流风扇，安装于所述洗涤塔与所述水箱连通的位置。2.根据权利要求1所述的半导体废气脱硝系统，其特征在于，沿着所述洗涤塔的底部向顶部方向，所述洗涤塔的内部依次设置有臭氧洗涤单元和水洗涤单元；所述臭氧洗涤单元与所述臭氧发生器连通。3.根据权利要求2所述的半导体废气脱硝系统，其特征在于，所述臭氧洗涤单元包括第一臭氧洗涤单元和第二臭氧洗涤单元，沿着所述洗涤塔的底部向顶部方向，所述第一臭氧洗涤单元和所述第二臭氧洗涤单元依次设置。4.根据权利要求3所述的半导体废气脱硝系统，其特征在于，所述第一臭氧洗涤单元的中上部设置有第一臭氧喷嘴；所述第二臭氧洗涤单元的中上部设置有第二臭氧喷嘴；所述第一臭氧喷嘴和所述第二臭氧喷嘴分别与所述臭氧发生器连通。5.根据权利要求4所述的半导体废气脱硝系统，其特征在于，所述第二臭氧洗涤单元内设置有鲍尔环。6.根据权利要求2所述的半导体废气脱硝系统，其特征在于，所述水洗涤单元内设置有喷水嘴和除沫器。7.根据权利要求6所述的半导体废气脱硝系统，其特征在于，所述喷水嘴包括第一喷水嘴和第二喷水嘴，所述第一喷水嘴设置于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张坤，
申请(专利权)人：北京京仪自动化装备技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：