Zariadenie na čistenie toxických plynov z výrobných procesov

Číslo patentu: E 3682

Dátum: 22.09.2005

Autor: Hartung Robert Michael

Je ešte 9 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Zariadenie na čistenie toxických plynov z výrobných procesov Opisvynález sa týka zariadenia na čistenie toxických plynov z výrobných procesov termickou premenou v reaktorovej komore a následným spracovaním reakčných produktov sorpčným prostriedkom v pracom zariadení na viazanie vo vode rozpustných produktov reakcie a vyplachovanie pevných produktov reakcie.Takéto toxické plyny vznikajú vo veľkom množstve, napr. pri výrobe polovodičových obvodov a nesmú byť kvôli ich jedovatosti vypúšťané nespracované do okolitého prostredia. Takýmito toxickými plynmi sú, napr. HF, SiH 2 CI 2, SiCI 4 NH 3,C 2 F 5, PH 3, BCl 3, NF 3 atď.Je známe, že väčšina týchto odpadových plynov zvýroby polovodičov alebo tiež iných chemických procesov môže byť spravidla učinená neškodnou oxidáciou alebo termickou premenou. Termická premena spravidla prebieha v plameni, ktorý je napájaný zemným plynom alebo vodíkom a vzduchom, prípadne kyslíkom. Privàdzanie ďalších účastníkov reakcie, svýnimkou príp. prídavného kyslíka alebo vzduchu, nie je nato potrebné. Termicky spracované produkty reakcie sú úplne neškodné a sú buď v plynnej alebo pevnej forme, alebo sú rozpustné vo vode. Plynné produkty reakcie, ako je vodná para alebo C 02, môžu byť bez ďalšieho spracovaniavypúšťané do okolitého prostredia.Rozumie sa, že na termickú premenu už bol vyvinutý a prakticky nasadený rad spaľovacích techník a reaktorových komôr. Takto sa z dokumentu EP 0 346 803 B 1 stalo známe zariadenie na čistenie odpadových plynov, v ktorom je dole usporiadaný horák, ktorý je na jednej strane prevádzkovaný s vykurovacími plynmi, ako je vodik a kyslík, prípadne vzduch alebo zemný plyn a vzduch, a na druhej strane sa do neho zavádza čístený odpadový plyn. Pri spaľovaní vznikajúci produkt reakcie obsahuje tak pevné zložky, ako aj vo vode rozpustné produkty reakcie.Aby sa tieto produkty reakcie mohli zo spalín úplne odstrániť, sú tieto prispaľovaní vznikajúce produkty reakcie bezprostredne po spaľovaní uvádzané dokontaktu sa sorpčným prostriedkom, napr. vodou. uskutočňuje sa to tak, že nad plameňom horáka je usporiadané rozstrekovacie zariadenie na vodu, ktorá je rozstrekovaná proti stúpaniu prúdu plynných produktov reakcie. Rozstrekovacie zariadenie môže byť pritom uskutočnené tak, že rozstrekovaný sorpčný prostriedok nie je rozstrekovaný do plameňa (EP 0 702 771 B 1) alebo je nad plameňom horáka usporiadaná ochrana proti rozstrekovanému prostriedku (kužeľ, guľový vrchlík alebo pod.) a nad touto ochranou je usporiadané rozstrekovacie zariadenie, ako je patrnéCielom pritom je, aby sa zo spalín horáka rozpustili vo vode rozpustné produkty reakcie a aby sa z reaktorovej komory vypláchli pevné zložky (napr. SiO 2 z reakčného produktu silánu). Na tento účel je podľa dokumentu DE 196 00 873 A 1 alebo tiež W 0 03/085321 A 1 použité riešenie spočívajúce v tom, že reaktorová komora je hore vymedzená ochranou proti rozstrekovanému prostriedku a radiálne valcovou stenou a že celé zariadenie je obklopené vonkajšou stenou. Pevné produkty reakcie sú pritom splachované dole sorpčným prostriedkom pozdĺž vnútornej strany vonkajšej steny okolo dole usporiadaného horáka, teda zvonku spaľovacej komory. Nevýhodou pritom je najmä, že spaľovanie sa musí uskutočňovať za pomerne vysokých teplôt a že súčasti spaľovacej komory sú tiež vystavené vysokým teplotám, pripadne namáhaniu zmenami teploty a tým sa pomerne rýchle opotrebujú. Ďalšiu nevýhodu je treba vidieť vtom, že produkty reakcie sa vdôsledku smerom hore horiaceho plameňa môžuukladať na alebo v horáku. Dôsledkom je postupné zhoršovanie účinnosti a nutnosťPosledná nevýhoda bola do značnej miery odstránená tým, že tryska horáka bola v spaľovacej komore usporiadaná hore, ako vyplýva z dokumentu EP O 803 042 B 1, a že plameň teda horí smerom dole. Takto boli podstatne zredukované usadeniny pevných produktov reakcie na horáku a dosiahla sa tým výrazne predĺžená životnosť. Zostal však zachovaný problém tepelného namáhanla reaktorovej komory. Dôsledkomsú značné náklady na údržbu.Dokument US 5123836 A opisuje zariadenie na čistenie toxických plynov z výrobných procesov s reaktorovou komorou, na vnútornej strane jej steny steká dole vrstva vody. Na hornom konci reaktorovej komory je usporiadaný horák na tepelnéspracovanie toxických plynov. Na spodnom konci reaktorovej komory je usporiadanýPri inom spôsobe čistenia spalín sa pracuje so smerom hore horiacim plameňom a následným katalytickým spracovaním spalín (EP O 736 322 B 1). Ukázalo sa však, že je napriek tomu účelné a potrebné záverečné spracovanie sorpčnýmÚlohou vynálezu je vytvorenie zariadenia na čistenie toxických plynov zvýrobných procesov, ktorým sa dosiahne maximálne účinné čistenie pri vysokom prechode plynov a súčasne sa umožní veľmi účinné chladenie reaktorovej komory.Úloha vynálezu je riešená tým, že reaktorová komora pozostáva z vonkajšej a vnútornej steny, pričom vnútomá stena sa pod určitým uhlom Iievikovite zužuje smerom dole, že na reaktorovej komore je usporiadané zariadenie na termické spracovanie toxických plynov, ktoré túto hore uzatvára, že smerom dole sa zužujúcavnútorná stena je na vnútornej strane opatrená smerom dole rovnomeme stekajúcou vrstvou vody, pričom vnútorná stena reaktorovej komory je zvonka obklopená vodným plášťom, a že na spodnom konci zužujúcej sa vnútornej steny je usporiadaný výpustspalín a prípojka na vodný okruh.Vprvom uskutočnení zariadenia podľa vynálezu je zariadením na termické spracovanie toxických spalín horák s so smerom dole horiacim plameňom, ktorý horísmerom dole do reaktorovej komory.Horákom je pritom svýhodou horák svonkajšim zmiešavaním snajmenejjedným centrálnym prívodným potrubím na toxické spaliny.Aby sa dosiahlo pokial vysoké presadenie spracovávaných toxických spalín, je použitých viacero privodných potrubí na toxické spaliny, pričom trysky na vykurovací plyn a trysky na vzduch alebo kyslík obklopujú centrálne prívodné potrubie.V druhom uskutočnení vynálezu je zariadením na tennické spracovanie toxických spalín elektricky vykurovaná komora, pričom je použitých viacero privodnýchpotrubí na toxické spaliny.Na účinné vykurovanie možno komoru vykurovať viacerými navzájom vedľa seba rovnobežne usporiadanými a do komory zasahujúcimi vykurovacími tyčami, ktoré umožňujú rovnomerný ohrev objemu komory prinajmenšom v oblasti prechoduV ďalšom uskutočnení vynálezu sú vonkajšia a vnútorná stena dole kruhovým dnom spojené navzájom tak, že medzipriestor medzi vnútornou stenou a vonkajšou stenou možno v podstate úplne vyplniť vodou, pričom horný okraj vnútornej steny je uskutočnený ako prepad na v medzipriestore sa nachádzajúcu vodu a žemedzipriestor je spojený s prívodom vody.K prívodu vody je priradené regulačné zariadenie alebo škrtiace zariadenie nado medzipriestoru privádzanú vodu.V ďalšom uskutočnení vynálezu je výpust na spaliny spojený s pracou kolónou,usporiadanou vedla reaktorovej komory. Pracia kolóna je vyplnená plniacim materiálom, aby sa umožnilo účinné dodatočné spracovanie toxických spalín a aby sazo spalín z reakcie odstránili najmä vo vode rozpustné zložky.Ďalej je použité riešenie spočívajúce vtom, že medzi výpustom na spaliny a pracou kolónou je usporiadané chladiace zariadenie na tepelne spracované spaliny,ktoré opúšťajú vnútornú komoru. Toto chladiace zariadenie pozostáva znajmenejjednej rozstrekovacej trysky na vodu.Vystrekovaný lúč najmenej jednej rozstrekovacej trysky je svýhodouorientovaný proti smeru prúdenia plynu.Vďalšom uskutočnení vynálezu pozostáva prívod vody pre medzipriestorz plniacej rúrky, ktorá je opatrená výpustom vody nad dnom.Aby sa dosiahlo zálohovanie, sú použité dve reaktorové komory, ktorých výpusty možno alternatívne spojiť s pracou kolónou a vodným okruhom.

MPK / Značky

MPK: B01D 53/68, B01D 53/46, B01D 53/78, F23G 7/06

Značky: plynov, výrobných, toxických, procesov, zariadenie, čistenie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/17-e3682-zariadenie-na-cistenie-toxickych-plynov-z-vyrobnych-procesov.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Zariadenie na čistenie toxických plynov z výrobných procesov</a>

Podobne patenty