工业废气的动态氧化制造技术

工业废气的动态氧化，本发明专利技术的技术方案将有害工业废气通过加热腔内的加热棒和圆柱体加热到自燃温度。加热的套子和氧气在燃烧腔内混合，气体自燃并燃烧。引入空气冷却燃烧出去。从冷却的气体中分离颗粒。排出纯的无害气体和空气。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及降低或消除有害气体排放的方法和设备。污染的气体被分解、清洁和中和。本专利技术特别涉及适用于全球变暖气体和其它难于分解的其他。这些气体包括全氟化碳(PFC)、四氟甲烷(CF4)、六氟乙烷(C2F6)和许多其它消耗臭氧层的全球变暖和温室气体。 本专利技术也可以通过除去三氢化砷(AsH3)或三氢化磷(PH3)等气体，从而用于分解半导体工艺中排放气流的分解。清洁、中和和分解这些类型的气体需要高温。
技术介绍
现有系统不能提供足够的热有效清除排出气流中的全球变暖气体。以前的气体清洁系统包括被控的分解/氧化(CDO)及其它。这些以前的系统性能效率低，设备维修期间停工时间长。在工业中，如半导体工业，对气体清洁系统存在巨大的需求，从而符合环境排放的法律和法规。现有气体清洁系统中使用了加热器。不过，加热器不能完全加热所有的气体，而且加热器变脏，不能有效传递热量。它们也对颗粒状的污染物或反应产物不堪重负，从而影响了气体自由穿过清洁系统。加热器和空腔的定期清洗是必要的，从而不得不停止系统的动作，或者将处理设备从生产线拿下，这就需要连个系统和更多的花费。如果这些系统不进行清洗，则污染气体会排放出来。因此，需要改进的设备和系统，用于污染气体的处理方法和设备，以清洁加热器隔间。还需要改进的设备和系统，用于中和、清除和清洁化学工艺中的气体和废气。还需要改进的系统，其能有效的中和化学工艺中排放的气体、有害组分和污染物。该系统应该确保完成或基本完成气流中任何污染气体的中和与清除。还需要该系统是简单和便宜的，易于建设和操作，操作时不需要燃料源。所需要的系统要能够每分钟处理含有污染气体的气流，其中污染气体的体积含量从痕量到几十至几百升。
技术实现思路
专利技术概述本专利技术提供一种通过将可燃气体在升高到自燃温度、对其进行动态氧化的设备和方法。该新专利技术将可燃气体升至自燃温度，并从几乎和可燃气体垂直的方向输入含有氧化剂如氧气的空气和气体。该方法允许可燃气体自动点燃，并使其在超过环境氧化性气体的情况下进行动态氧化，从而在没有加速氧化或爆炸的风险下实现完全氧化。该新专利技术包括将易燃的或可燃的工业废气进行合并，并加热到高于自燃温度 (AIT)，并对加热的气体进行动态氧化，从而使气体进行受控的燃烧。在这个过程中，加热的气体似乎是自燃的(实际不是)。一热单元在一空腔内加热有害的废气流至升高的温度，即600°C至1800°C之间， 优选为900°C至1200°C，直至约2000°C或2000-3000F，或更高，此时气体变成自燃的。热气体在暴露于空气或其它氧化性气体时自燃。空气横向供给高热并能自燃的气流。加热的气4体在接触到空气时能自燃。快速扩散的燃烧产物和进来的空气产生扰动，完成混合过程，并完成可燃气体的燃烧。在扰动混合时的过量空气确保自燃，并在温度降低到不可燃之前完成热的自燃气体的燃烧。扰动确保了加热的废气流完全燃烧。通过重力和机械分离的方法从加热的进气、加热管、最终的气体产品和过量的空气中除去颗粒。最终的氧化气体、燃烧产物和已冷却的气体，通过重力、旋风分离器、过滤器或冷却的洗涤器进行颗粒的分离，并将冷却的燃烧产物通过冷却的排气管或喷雾器进行排出ο在排气中是纯的无害气体。废气加热腔内的高温电极在无氧环境中迅速加热废气。气体的加热导致颗粒和炭吸附到加热管上。加热管定期进行剐蹭。剐蹭的颗粒落入罐中。燃烧最终的产品在过量的空气和冷却盘管中冷却。气体快速氧化形成的颗粒落入罐中。该颗粒从最终的气体产品中过滤，或在旋风分离器中除去。有害气体的动态氧化包括将有害气体引入到一个空腔内，在该空腔内加热气体至自燃温度，向加热的气体输入氧气，有害气体和氧气一起自燃，燃烧有害气体，得到无害的燃烧气体产物。冷却燃烧产物，在排出冷却和清洁的燃烧产物之前，从燃烧产物中除去颗粒物。有害气体用深入到空腔内的棒或圆柱体进行加热。棒或圆柱体部分延伸到空腔内。在靠近或在空腔的开口端将氧气引入到加热的气体。在一个实例中，在空腔的开口端之前，在空腔中向加热的气体引入氧气。向空腔中引入有害气体进一步包括，在靠近空腔封闭端，通过多个进口引入有害气体。可以在空腔内将可燃气体加入到有害气体中。燃烧产物的冷却包括向燃烧产物中输入冷却空气。以一个角度输入冷却气体实现燃烧产物中颗粒物的清洁，在旋风分离器中产生旋风，并收集从旋风中分离出来的颗粒。燃烧产物和冷却空气流过热交换器。清洁包括过滤燃烧产物和在排出之前通过过滤器冷却空气。新的动态氧化设备包括连接有害气体源的进口 ；连接进口的加热腔；设在空腔内将有害气体加热到自燃温度的加热棒或圆柱体；连接加热腔的燃烧腔，以便将加热的有害气体输入到燃烧腔内；连接燃烧腔的氧气源，从而将氧气引入到已经加热到自燃温度的有害气体中，并在燃烧腔内燃烧该加热的气体。冷却腔连接到燃烧腔，以便冷却燃烧的气体。颗粒分离腔连接到冷却腔，以便分离燃烧气体中的颗粒，排气管道连接到分离腔。套装在排气管道上的热交换器冷却排气管道中的气体。在一实例中，冷却腔和颗粒分离腔在连接燃烧腔的旋风分离器中合并，旋风分离器和排气管道连接，以便混合空气和燃烧气体，旋转加速燃烧气体，并离心分离颗粒至收集 在一实例中，燃烧腔和加热腔相连，加热棒或圆柱体在燃烧腔内。氧气源和燃烧腔横向连接，以便引入的氧气垂直穿过自燃有害气体的气流，从而完成氧气和有害气体的混冷却的空气流入垂直于燃烧腔的冷却腔，以便完成和燃烧的气体的混合，从而稀释和冷却燃烧的气体。分离腔包括外腔和朝向外腔内的星形过滤器。排气管道和过滤器的中心连接，混合的空气和燃烧的气体流入到外腔，向内穿过星形的过滤器，进入排气管道。冷却的热交换器设于冷却腔和颗粒分离腔之间。氧气源是加压的燃烧空气源。有害气体进口设有多个有害气体进口。冷却腔设有冷却气体进口。储藏柜的顶部为有害气体的进口、加压的燃烧空气和冷却的空气设有开口。圆柱体支架环绕加热腔。加热腔和燃烧腔是连续缸，在上端和下端设有开口。上端的环形法兰和圆柱体的上端和支架相连，并在环绕该腔的上端的上端环形法兰上有个凹处。有害气体进口设有多个进管，该进管通过环形法兰延伸到靠近该腔上端一侧的开口。 螺栓固定在凹处，并向上延伸。加热棒或圆柱体设有连接到一金属板的上端，该金属板设在凹处内，并靠近连续圆柱体的上端。该金属板设有孔，以便容置螺栓，并固定凹处的金属板。 加热棒或圆柱体向下在圆柱体末端的下面的开口上终止。燃烧腔设置在较低开口端和加热棒或圆柱体的较低末端之间。较低的环形法兰从圆柱体的开口的较低末端向外延伸至支架内支撑连续圆柱体的圆柱形支架。较低的环形法兰形成冷却腔的上表面。冷却空气进口连接到较低环形法兰下面的圆柱形支架上。加压的燃烧空气源包括设有阀的管道，该管道在储藏柜内向下外延到圆柱形支架，并向内径向延伸，穿过圆柱形支架至燃烧腔内放射状的燃烧空气开口。动态氧化设备和圆柱形支架具有通过快速断开夹连接的上部和下部。连续缸和冷却腔在上部，颗粒分离腔在下部。分离腔包括接收来自冷却腔的混合冷却空气和燃烧产物的外侧环形稳压腔。复杂形状的过滤器从环形稳压腔向内安置。上部和下部的旁路阻止板设置在过滤器的上面和下面。排气管道和过滤器的中心连接。2004年3月10日提交的美国专利申请10/796，120公开的内容并入本申请，作为本申请的一部本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．有害气体的动态氧化，包括：将有害气体引入一空腔，在该空腔内将该气体加热到自燃温度，将氧气引入到加热的气体中，有害气体和氧气一起自燃，燃烧有害气体，产生无害的燃烧气体产物，冷却燃烧产物，从燃烧产物中清洁颗粒物质，并排出冷却的、清洁的燃烧产物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：S·S·史班，
申请(专利权)人：创新工程方案有限公司，
类型：发明
国别省市：US