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CN107073392B - 废气处理装置 - Google Patents

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CN107073392B CN201480082924.9A CN201480082924A CN107073392B CN 107073392 B CN107073392 B CN 107073392B CN 201480082924 A CN201480082924 A CN 201480082924A CN 107073392 B CN107073392 B CN 107073392B
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Abstract

本发明提供一种新型的废气处理装置，所述废气处理装置通过将处理对象废气的高温分解气体成分预热，对于大风量的处理对象废气利用小容量的等离子体发生装置就能够应对。废气处理装置(10)，在水分的存在下，利用来自于电加热器(15)或者热交换器(17)中的至少一个的热将处理对象废气(F)预热，接着，利用大气压等离子体(P)将废气(F)热分解。装置本体(11)的内部成为加热分解室(T)。等离子体发生装置(14)是非移动型的，设置在装置本体(11)的顶面部(11a)。反应器(12)是圆筒状的，设置在装置本体(11)内，将其上端开口(12i)朝向该等离子体发生装置(14)的等离子体喷出口(14f)配置。水分供应部(18)设置在装置本体(11)的入口侧。电加热器(15)或者热交换器(17)中的至少一个配置在第一空间(T1)中。

Description

废气处理装置
技术领域
本发明涉及分解处理包含对人体有害气体、地球变暖气体、破坏臭氧层的气体等气体，特别是，分解处理由半导体及液晶等的制造过程中排出的气体的装置。
背景技术
现在，作为制造或者处理物品的工业过程，开发·实施了多种多样的过程，从这种多种多样的工业过程排出的气体(下面，称之为“处理对象废气”)的种类也涉及非常多的方面。因此，根据从工业过程排出的处理对象废气的种类，分别使用各种气体处理方法及废气处理装置。
例如，以半导体制造过程之一作为例子，使用硅烷(SiH4)、氯气、PFC(全氟化物：CF4、SF6、C4F8、NF3、C5F8、C4F6、C2F6、C3F8、C3F6、CH2F2、CHF3等，由于地球变暖系数(GWP)与CO2相比非常高，为几千倍到几万倍，在大气中的寿命非常长，为几千倍到几万倍，因此，给予地球环境的影响大)等各种气体，在处理对象废气中包括硅烷的情况下，使用热分解式、燃烧式、吸附式或者化学反应方式等处理装置，在作为处理对象废气中包含氯气的情况下，使用采用药液的湿式或吸附式等处理装置。另外，在处理对象废气包含PFC的情况下，使用催化剂式、热反应式、热分解式、燃烧式、等离子体式的废气处理装置。
这样，当根据从工业过程中排出的各种处理对象废气逐一准备废气处理装置时，对于使用者来说装置的管理变得复杂，并且，维修所需要的时间及成本增大。结果，这将制品的成本反弹，导致制品的成本竞争力降低。
因此，由于对于从工业过程中排出的处理对象废气，大多都能够在高温下热分解，所以，如果使用如专利文献1所述的热分解式的废气处理装置，即，使用向反应器内喷出大气压等离子体，向该大气压等离子体供应处理对象废气进行分解处理的装置，至少能够与其种类无关地利用一个装置对在高温下能够热分解的处理对象废气进行分解处理。另外，在本说明书中，所谓“大气压等离子体”是在大气压条件下生成的等离子体，是指包括热等离子体、微波等离子体以及火焰在内的广义的等离子体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2000-334294号公报
发明内容
发明所要解决的课题
如上所述，由于采用大气压等离子体的热分解式的废气处理装置可以简单地获得1500℃这样的高温，所以，不用说通常的在800～900℃就能够处理的在低温下分解的废气成分，就是最难分解的PFC的热分解也是可能的，通用性非常高。一方面，半导体制造装置要求高效率并且大型化。另一方面，要求将现有的设备集约化，利用一台废气处理装置处理大量的废气。这样，成为问题的PFC的风量飞跃地增大。
在有与此相对应的要求的废气处理装置侧，当然要求大气压等离子体的处理能力的增强。
但是，在目前的现状下，由于大气压等离子体的处理能力小，所以，在PFC的流量小到100L/分钟(升每分钟)以下的情况下，是能够应对的，但是，超过这个流量的话，特别是，当PFC的流量大到250L/分钟以上时，在等离子炬中流过的电流量也与之相应地变大，不仅运转成本急剧增加，而且还存在着等离子炬的寿命急剧降低的问题，不能完全对要求进行应对。
因此，本发明的主要课题是提供一种新型的废气处理装置，所述废气处理装置对于大量包含这种增大的PFC的处理对象废气，以大气压等离子体作为主力，并且在大气压等离子体的前一阶段对送来的处理对象废气，采用电加热器或者热交换器(也包括热泵)之一或者两者并用，由此，将增大的PFC预热，利用大气压等离子体将预热了的PFC急速地加热到分解温度，借此，节省相当于预热的量的能量，减轻对等离子炬的负荷，从而能够应对大量包含PFC的大风量的处理对象废气。
解决课题的手段
技术方案1所述的废气处理装置10，在装置本体11的内部存在水分的情况下，利用来自于电加热器15或热交换器17中的至少一个的热将从外部供应的处理对象废气F预热，接着，利用大气压等离子体P将被预热了的废气热分解，其特征在于，所述废气处理装置10由以下部分构成：
装置本体11，所述装置本体11的内部成为加热分解室T；
非移动式的等离子体发生装置14，所述等离子体发生装置14设置在装置本体11的顶面部11a；
筒状的反应器12，所述反应器12设置在装置本体11内，将其上端开口12i朝向该等离子体发生装置14的等离子体喷出口14f配置，其内部成为利用来自于前述等离子体发生装置14的大气压等离子体P将处理对象废气F的高温分解气体成分热分解的第二空间T2；
水分供应部18，所述水分供应部18设置在装置本体11的入口侧，向前述加热分解室T供应水分；
电加热器15或者热交换器17中的至少一个，所述电加热器15配置在位于装置本体11的内周面与反应器12的外周面之间的被供应处理对象废气F的第一空间T1中，所述热交换器17将前述第二空间T2的热运送到第一空间T1，
所述反应器为两端面开口的圆筒状，其中央部分变细缩小，变细缩小的中央的细直径体部之上的部分成为高温反应部，该细直径体部之下的部分成为高温废气部，
热交换器设置在高温废气部。
在主要包含像PFC这样的高温分解气体成分的处理对象废气F的情况下，首先，利用设置在第一空间T1中的电加热器15，或者由热交换器17将被大气压等离子体P保持在高温的第二空间T2的高热输送到第一空间T1，首先在第一空间T1将所述处理对象废气预热，接着，将所述处理对象废气吸引到第二空间T2，在该处利用大气压等离子体P进行热分解。这时，达到大气压等离子体P要处理的高温分解气体成分的分解温度所需要的热量减少相当于前述预热的量。换句话说，即使像PFC这样的高温分解气体是大风量的，对于等离子体发生装置14所需要的容量也可以与前述预热的量相对应地减轻。
另外，在有的情况下，在处理对象废气F中不仅包含像PFC这样的高温分解气体成分，而且也包含低温分解气体成分，在这种情况下，首先，利用设置在第一空间T1中的电加热器15，或者用热交换器17在第一空间T1中将低温分解气体成分分解，同时，PFC这样的高温分解气体也被预热到第一空间T1的气氛温度。其结果是，即使在利用大气压等离子体P在第二空间T2中像上面所述的那样热分解高温分解气体的情况下，等离子体发生装置14所需要的容量也被减轻相当于预热的量。
这样，即使处理对象废气F的高温分解气体成分变成大风量，大气压等离子体P所需要的容量也只要是过去的小容量就足够了。另外，对于热交换器17，除了经由间隔壁使高温气体与低温气体邻接地流通，使热从高温侧向低温侧移动的形式之外，还包括利用热介质使热从高温部分向低温部分移动的热泵。在本发明中，等离子体发生装置14是必需的，但是，电加热器15和热交换器17可以只采用其中之一，也可以并用。
技术方案2，在技术方案1记载的废气处理装置10中，其特征在于，
水分供应部18设置在装置本体11的入口侧，是水洗前述处理对象废气F的前段湿式洗涤器18A。在这种情况下，在低温处理对象废气F内包含粉尘等的情况下，被捕集到洗涤器18A的喷雾水W中并输送向下一个工序。同时，将热分解所需要的水分补充给处理对象废气F。
技术方案3，在技术方案1记载的废气处理装置10中，其特征在于，
水分供应部18设置在装置本体11的入口侧，是向装置本体11供应蒸气的蒸气供应装置18B。在这种情况下，在低温的处理对象废气F内包含粉尘等的情况下，蒸气凝聚到粉尘上并将其捕集。同时，和前面所述的一样将热分解所需要的水分补充给处理对象废气F。
技术方案4，在技术方案1～3中任一项所记载的废气处理装置10中，其特征在于，
在反应器12的外周面设置有将反应器12的热放出到第一空间T1内的散热片12f。
技术方案5所述的废气处理装置10，在技术方案1～4中，其特征在于，
还设置有对从前述反应器12放出的处理完的废气G进行水洗的后段湿式洗涤器22。
如上所述，在本发明中，由于通过在等离子体发生装置14中设置电加热器15或者热交换器17之一或者一并设置这两者，在第一空间T中，进行处理对象废气F中的PFC这样的高温分解气体成分的预热，因此，减轻了与之相应的量的对等离子体发生装置14的负荷，可以由小容量的等离子体发生装置14来应对高温分解气体成分的增大。
另外。在处理对象废气F由低·高温分解气体成分构成的情况下，利用电加热器15或者热交换器17预处理在800～1000℃左右分解的低温热分解气体成分，同时，将最难分解的PFC这样的成分预热到该气氛温度。借此，与上述同样，不用提高等离子炬14a的处理能力，也能进行例如，250L/分钟以上的大风量的废气处理。
附图说明
图1是表示本发明的第一个实施例的废气处理装置的结构图。
图2是图1的X-X截面向视图。
图3是表示本发明的第二个实施例的废气处理装置的结构图。
图4是图3的Y-Y截面向视图。是表示本发明的其它实施例(喷雾式水供应)的废气处理装置的结构图。
图5是表示本发明的第二个实施例的废气处理装置的结构图。
图6是表示本发明的第三个实施例的废气处理装置的结构图。
图7是表示本发明的第四个实施例的废气处理装置的结构图。
具体实施方式
下面，根据图示的实施例说明本发明。图1是表示第一个实施例的废气处理装置10的概要的结构图。如该图所示，本实施例的废气处理装置10大略由下面上述的部分构成：装置本体11、反应器12、等离子体发生装置14、水分供应部18、电加热器15或热交换器17(在图1中表示了设置有两者的例子，但是，只需至少设置其中的一个)、水箱20、后段湿式洗涤器22等。在本说明书中，功能相同的结构构件用相同的附图标记表示，为了简略起见，在第二个实施例以下，原则上援引在第一个实施例中记载的内容，省略其描述。在图1所示的第一个实施例中，利用设置有电加热器15和热交换器17两者的例子进行说明，但是，也可以只设置它们之中的一个。
装置本体11是顶面部11a被闭塞的圆筒状的容器，其外周面被隔热材料13覆盖。在顶面部11a，设置有等离子体发生装置14的等离子炬14a，其等离子体喷出口14f被设置成从装置本体11的顶面部11a的中央向下方开口。装置本体11的下部呈环形状向外周鼓出(不言而喻，也可以不使其下部鼓出，而使装置本体11为直的筒状)，在该部分11c(以下，称之为环状鼓出部11c)，设置有伴有水分的处理对象废气F的导入口11i。该装置本体11竖立地设置在后面描述的水箱20的顶面部20a的中央。在装置本体11的内部中央，竖立设置有反应器12，作为反应器12的下面开口的处理完的废气G的排出口12o，经由设置在水箱20的顶面部20a的中央的通孔被插入到水箱20内。
反应器12沿着装置本体11的中心竖立地设置，该反应器12的外周面与装置本体11的内周面之间的环状的空间是第一空间T1，反应器12的内侧是第二空间T2。
从装置本体11的顶面部11a下垂设置多个(这里为四个)电加热器15，位于第一空间T1的上部。与此相对，第二空间T2位于反应器12的内侧，第一空间T1的上端与第二空间T2的上端部分连接，该第二空间T2的上端部分通过电加热器15的加热被保持在高温(例如，800～900℃或者接近1000℃)。
反应器12是两端面开口的圆筒状，其中央部分变细缩小。将该变细缩小的反应器12的中央部分作为细直径体部12b，将细直径体部12b以上的部分作为高温反应部12a，将其以下的部分作为高温废气部12c。反应器12的上端开口12i被设置成朝向等离子体喷出口14f。高温反应部12a及高温废气部12c的内径与细直径体部12b相比，内径形成得大。并且，将高温反应部12a内的空间作为第二空间T2的高温反应空间T21，将高温废气部12c内的空间作为高温废气空间T22。在高温反应部12a的内周面涂布厚的耐火材料12t。反应器12自身由耐热合金或厚的铸铁形成。
与高温反应部12a的细直径体部12b连接的底部，例如，以旋转椭圆面或者旋转抛物面的方式形成弧状。另一方面，在高温废气部12c的外周面，成一体地突出设置多个散热片12f。散热片12f用于将高温废气部12c的热高效率地向第一空间T1放热，但是，并非是必需的，而是根据需要进行设置。
热交换器17，只要是使高温废气部12c的热向第一空间T1移动的装置，可以是任何一种装置，但是，这里，例如，由多个耐热性管构成，是将耐热性管插入贯通于在高温废气部12c上隔开规定的间隔以多列多段贯穿设置的多个通孔的装置。耐热性管的入口部分和出口部分在环状鼓出部11c处突出并开口，使从导入口11i被导入到环状鼓出部11c内的低温的处理对象废气F的一部分(或者全部)流通，利用在高温废气部12c内向下方流动的高温的处理完的废气G将该低温的处理对象废气F加热。另一方面，在高温废气部12c内，高温的处理完的废气G在耐热性管之间流动，加热在耐热性管内流动的低温的处理对象废气F。
如图2所示，在环状鼓出部11c内，在装置本体11与反应器12之间设置有间隔壁11k，低温的处理对象废气F的一部分(或者全部)容易从导入口11i侧的空间11c1向相反侧的空间11c2流动。另外，在使低温的处理对象废气F的全部从空间11c1向相反侧的空间11c2流动的情况下，将图中未示出的导入口11i侧的空间11c1与第一空间T1的交界封闭，使其只从相反侧的空间11c2向第一空间T1流入即可。另外，热交换器17并不局限于上述结构，也可以代替耐热性管而使用热泵。在这种情况下，夺取在高温废气部12c中向下方流动的高温的处理完的废气G的热，将该热从高温废气部12c向突出于第一空间T1的部分输送，低温的处理对象废气F与成为高温的该突出部分与接触并被加热。
等离子体发生装置14由以下部分构成：内部配备有生成高温的大气压等离子体P的电极的等离子炬14a、对等离子炬14a的电极施加电位的直流电源(图中未示出)、以及向等离子炬14a供应工作气体的工作气体供应装置(图中未示出)。等离子炬14a安装在装置本体11的顶面部11a的中央部，以便可以从等离子体喷出口14f向反应器12的内部喷射大气压等离子体P。
另外，直流电源向设置在等离子炬14a的内部的一对电极施加规定的放电电压，使电极之间发生等离子弧。在本实施例中，使用所谓的开关方式的电源装置。
工作气体供应装置向等离子炬14a给送氮或氢、或者氩等工作气体，具有贮藏工作气体的贮藏罐(图中未示出)、以及将该贮藏箱与等离子炬14a连通的工作气体供应配管(图中未示出)。
在本实施例的工作气体供应装置中，在工作气体供应配管中设置质量流量控制机构。该质量流控制机构是恒定地控制通过工作气体供应配管供应给等离子炬14a的工作气体的量的机构。
水分供应部18，在第一个实施例中，使用前段湿式洗涤器18A。下面，以前段湿式洗涤器18A作为水分供应部18进行说明。前段湿式洗涤器18A将水(即，水分)W向由连接到处理对象废气发生源(图中未示出)上的废气导管19供应的处理对象废气F喷雾，从该处理对象废气F中水洗除去固体成分、水溶性成分。
直管形的洗涤器本体18a的上端连接到前述排气导管19上，下端竖立地设置在水箱20的顶面部20a的一个端部。洗涤器本体18a的下表面在水箱20内开口。并且，连接到环状鼓出部11c的导入口11i上的排气导入管28，被连接到洗涤器本体18a的下部侧面上。在洗涤器本体18a的内部设置喷雾喷嘴18b，将被扬水泵32从水箱20扬起的水(即，水分)W或者药液喷雾。另外，在喷雾喷嘴18b与排气导管28之间，填充用于提高前述水W和处理对象废气F的气-液接触的填充材料18c。另外，代替水W或者药液的喷雾，也可以为了给予水分而供给蒸气。
另外，虽然并非是必需的，但是，在本实施例中，将前段湿式洗涤器18A的扬水配管分支，配置向第一空间T1进行水W或者药液(或者蒸气)的喷雾的喷雾喷嘴11b。通过这样做，能够可靠地防止固形成分在第一空间T1中附着、堆积。在图1中，喷雾喷嘴11b被表示在第一空间T1的中间，但是，也可以设置在顶面部11a，能够洗涤第一、第二空间T1、T2。另外，喷雾喷嘴11b在热分解用的水分不足的情况下，还具有补充水分的作用。
水箱20是对在反应器12的内表面上流动的水W等进行储存的矩形箱状的水槽，在该水箱20上安装有排水管42。在内部储存水或者药液，在比水面低的底部连通，但是，在前段湿式洗涤器18A、装置本体11及后段湿式洗涤器22之间设置有间隔壁20b、20c，以便通过水箱20内的处理对象废气F与处理完的废气G不混合。
排水管42是连接到与水箱20的基准水面位置相对应的水箱20的壁面上的管，超过基准水面位置处的水箱20的水储存容量的剩余的水通过排水管42被排出到系统之外。从而，水箱20内的水位不会比基准水面位置高。
后段湿式洗涤器22是从处理完的废气G中水洗·除去热分解处理对象废气F时产生的水溶性成分或固形成分的装置，具有：直管形的洗涤器本体22a、配置在洗涤器本体22a内的喷雾喷嘴22b、设置在喷雾喷嘴22b的下方的填充材料22d(或者，以横切洗涤器本体22a的内部空间的整个面的方式安装的板状的冲孔金属或者网)。
该后段湿式洗涤器22竖立地设置在水箱20的顶面部20a的另一个端部，下表面向水箱20内开口，从喷雾喷嘴22b喷雾的水W返回水箱20。并且，连接配管21连接到后段湿式洗涤器22的下部侧面，该连接配管21连接于水箱20的与反应器12相连的空间。后段湿式洗涤器22的顶部出口经由将处理完的废气G向大气中放出的排气风扇34连接到排气导管(图中未示出)上。
其次，对于利用图1、2所示的废气处理装置10分解处理对象废气F的情况进行说明。首先，使工作气体供应装置工作，利用质量流量控制机构控制流量，并且，将工作气体从贮藏罐给送到等离子炬14a。
并且，使扬水泵32工作，将储存在水箱20中的水W供应给前段湿式洗涤器18A及后段湿式洗涤器22(如果需要，还供应给第一空间T1)。借此，被前段湿式洗涤器18A水洗了的处理对象废气F，通过排气导入管28进入装置本体11的环状鼓出部11c的导入口侧空间11c1，一部分通过热交换器17(根据热交换器17的结构，通过其全部)，移动到导入口11i的相反侧的空间11c2中，这期间，在第一空间T1内的下部通过热交换而被加热。
由于热交换器17的部分的温度如前面所述达到700～800℃(根据情况，可达到900℃)，所以，能够伴随着水分流入该部分中的处理对象废气F的低温分解气体成分以一定程度在该部分中被热分解。另一方面，高温分解气体成分在该处不被分解，被预热到气氛温度。
经过热交换器17的废气在第一空间T1中，一边在反应器12的周围旋转一边上升，而与设置在热交换器17的正上方的散热片12f接触，在该部分，未反应的低温分解气体成分也被分解。并且，高温分解气体成分在该处也不被分解，同样地被预热到气氛温度。由于散热片12f比热交换器17更靠近高温反应部12a，所以，温度比热交换器17高，在散热片12f之间流动的期间，具有更高热分解温度的废气成分被分解。
这样，经过了热交换器17及散热片12f的废气F在第一空间T1中一定程度的(或者绝大部分的)低温分解气体成分被分解，而被设置在第一空间T1的中段的喷雾喷嘴11b清洗，追加地供应水W(或者蒸气)，到达第一空间T1的上部。
并且，在第一空间T1的上部，处理对象废气F的低温热分解气体成分的残留部分通过电加热器15的热而被热分解。由电加热器15进行的加热，在第一空间T1的上部达到800～900℃、或者1000℃，在被追加的水W(或者蒸气)的存在的情况下，残留的低温热分解气体成分的大部分或者全部在这里被热分解。像PFC这样的高温热分解气体成分在这里不被分解，被预热而留待后面的反应器12来处理。另外，在使用热交换器17或散热片12f的情况下，可以大幅度地抑制电加热器15的消耗电力。
在第一空间T1中被预热的高温热分解气体成分和与之混合的从第一空间T1遗留下来的适量的水分一起从反应器12的上端被吸引到反应器12的内部。
在反应器12的高温反应部12a，与大气压等离子体P的喷出同时，其气氛温度达到高温热分解气体成分能够热分解的温度(1500℃左右)，在高温反应部12a的内部被完全分解。被热分解了的废气作为处理完的废气G，以流速加快的状态通过细直径体部12b，流入下部的高温废气部12c。在这里，要被分解的高温分解气体成分在预热状态(例如，800～900℃或者1000℃附近)下，由于只从该温度升温到高温热分解气体成分能够热分解的温度(1500℃左右)，所以，即使高温分解气体成分从每分钟100升增大到每分钟250升以上，等离子体发生装置14的容量小也足够了。
由于在高温废气部12c中，被高温的大气压等离子体P加热分解了的气体流动，所以，具有700～800℃(根情况，900℃)左右的气氛温度。经由构成前述热交换器17的多个耐热管，冷的处理对象废气F在该高温的气氛内流动，冷的处理对象气体F被加热到与气氛温度相应的相当高的温度,如前面所述，低温热分解气体成分被热分解。假定即使没有达到700～800℃(根据情况，900℃)，电加热器15或等离子体发生装置14消耗电力也会降低相当于预热程度的量。
另一方面，被热交换器17夺取了热量的高温废气部12c的处理完的废气G，相应程度地变成低温(例如，400～500℃)，流入水箱20内。在水箱20内与停留的水W接触，将其加热，生成大量的蒸气，并且通过连接配管21被送往后段湿式洗涤器22。
被导入到后段湿式洗涤器22中的处理完的废气G在该处被水洗。借此，通过包含在处理完的废气G自身中的固形成分、水溶性成分被水W吸附或者溶解，被从该处理完的废气G中除去。
在处理对象废气F的种类例如包含硅烷等硅化合物的情况下，当热分解处理对象废气F时，生成二氧化硅(SiO2)等固形成分。由于该固形成分具有附着·堆积到装置本体11或反应器12的表面上的性质，所以，如前面所述，尽管图中未示出，但也可以在装置本体11的顶面部11a设置清洗用的喷雾喷嘴，将它们洗净。
通过后段湿式洗涤器22的废气G，(根据场合)在排气风扇34的近前侧，借助大气导入配管(图中未示出)经由通气阀(图中未示出)被导入的空气混入之后，经由排气风扇34被送给排气导管，放出到系统之外。
关于上述热分解，被第一、第二空间T1、T2的高温形成的水蒸气W进一步受热分解成氧和氢。这样生成的氧及氢通过在第一、第二空间T1、T2内与处理对象废气F反应，有助于处理对象废气F的分解。
对于上述等离子体发生装置14，只要能够产生大气压等离子体P，可以使用任何类型的等离子体发生装置14，但是如本实施例那样，对于等离子体发生装置14的等离子炬14a，使用“非移动型”的等离子炬(使在电极之间产生的等离子体向所希望的方向喷射的类型的等离子炬)是优选的。
在利用根据第一个实施例的废气处理装置10进行处理对象废气F的热分解的情况下，始终以45～70A(通常为55～65A)放出形成等离子体所需要的交流电流。前述交流电流被变换成直流电流，用于形成等离子体。这时，作为工作气体的氮气的流量变成25～53L/min(每分钟升)左右。
在这样的条件下，将含有CF4的200、250、300及400L/min(每分钟升)的处理对象废气F导入到前段湿式洗涤器18A中，进行分解处理，在排气风扇34的出口测定CF4的浓度。均达到90％以上的除害率。
[表1]
Figure GDA0002549673630000131
另外，PFC气体作为氧化性气体，通过导入水可以像下面所述的那样将处理对象废气分解。
[化学反应式1]
CF4+2H2O→CO2+4HF
[化学反应式2]
2C2F6+6H2O+O2→4CO2+12HF
[化学反应式3]
2NF3+3H2O→6HF+NO+NO2
[化学反应式4]
SF6+4H2O→H2SO4+6HF
在上述第一个实施例中，说明了使用了电加热器15、热交换器17两者的情况，但是，也可以只使用电加热器15或者热交换器17。在使用热交换器17的情况下，由于可以部分回收在高温废气部12c流下的高温处理完的废气G的热量，所以，在与电加热器15并用的情况下，可以与回收的量相应地降低电加热器15的容量或者消耗的电力，在等离子体发生装置14中，如前面所述，也可以节省相当于预热的量的能量。
在不使用电加热器15的情况下，作业开始时，在一段小的期间内不供应废气F，利用大气压等离子体P加热反应器12和热交换器17，在热交换器17达到废气F的低温分解气体成分能够热分解的温度时供应废气F，开始实施上述热分解。同样获得节能效果。
在使用电加热器15但是不使用热交换器17的情况下，热效率降低与之相应的量，有必要增加电加热器15的容量或者消耗电力。在其中任何一种情况下，由于设置在高温废气部12c的散热片12f回收通过高温废气部12c的处理完的废气G的热，所以，都是有效的。
另外，上面以废气F由低·高温分解气体成分构成的情况为中心进行了描述，但是，在废气F只由高温分解气体成分构成的情况下也是一样的，即使高温分解气体成分大幅度增大，也可以利用电加热器15或热交换器17将等离子体发生装置14的容量至少节省相当于被预热的量，可以利用小容量的等离子体发生装置14应对大风量的PFC。这一点，在下面的实施例中也是一样的。
其次，基于图3～图5，对于根据本发明的第二个实施例进行说明。图5是为了容易理解图3的形成有导入口11i的空间和与之相邻的填充有填充材料18c的空间的位置关系而将它们在同一平面上并列地表示的图示，两者是相同的。另外，在第二个及第三个实施例(图6)中，列举了电加热器15和热交换器17并用的例子，但是，和第一个实施例同样，也可以只使用其中的一个。另外，同样地，也可以不使用散热片12f，但是，如果使用则相应地提高热效率。
第二个实施例与上述第一个实施例相比，前段湿式洗涤器18A被容纳在装置本体11的环状鼓出部11c内，被紧凑化。由于包围反应器12的下部的圆筒状的间隔壁11d，其下端部全周都被浸渍到水箱20内，所以，使处理完的废气G在后段湿式洗涤器22中流动用的连通开口11e贯穿设置于间隔壁11d。
另外，如可以从图4中看出的那样，环状鼓出部11c被分割成3部分，处理对象废气F被导入到形成有导入口11i的各个空间中，从下方分别通过相邻的各个空间内的填充材料18c，在第一个空间T1的反应器12的周围呈环状开口的入口部分T处集合，到达第一空间T1。热交换与一个实施例一样。在填充有填充材料18c的空间的上部设置有喷雾喷嘴18b。除此之外的部分和第一个实施例相同。另外，由于环状鼓出部11c被分割成多个，也存在有和分割数目相应的导入口11i，所以，可以将多台制造设备连接到一台主装置10上。
第三个实施例，如图6所示，是在反应器12上具有热交换器功能的实施例。例如,用厚度厚的铸铁制作反应器12，使在第一个空间T1中呈螺旋状上升的废气F与反应器12接触并将其加热，将与之相伴的水分形成水蒸气。除此之外，与第一个实施例相同。在这种情况下，厚度厚的反应器12具有热交换器的功能。
根据本发明的第四个实施例，如图7所示，将废气F导入到装置本体11的上部的环状鼓出部11c中，在此，使之旋转并与电加热器15接触。因此，与上述实施例位置不同，但是，由于在与电加热器15接触之前的通路变成环状鼓出部11c，所以，环状鼓出部11c内部成为第一空间T1。除此之外，和蒸汽实施例相同。另外，在这种情况下，作为水分供应部18，代替水设置供应水蒸气的水蒸气供应部18B。另外，第四个实施例，由于从装置本体11的上部供应废气F，不能使用热交换器。
附图标记说明
F：处理对象废气，G：处理完的废气，P：大气压等离子体，W：水分(水或者水蒸气)，T：加热分解室，T1：第一空间，T21：高温反应空间，T22：高温废气空间，Ti：第一空间的入口部分，T2：第二空间，10：废气处理装置，11：装置本体，11a：顶面部，11b：喷雾喷嘴，11c：环状鼓出部，11c1：导入口侧的空间，11c2：导入口的相反侧的空间，11d：间隔壁，11i：导入口，11e：连通开口，11k：间隔壁，12：反应器，12a：高温反应部，12b：细直径体部，12c：高温废气部，12f：散热片，12i：上端开口，12o：排出口，12t：耐火材料，13：隔热材料，14：等离子体发生装置，14a：等离子炬，14f：等离子体喷出口，15：电加热器，17：热交换器，18(18A)：水分供应部(前段湿式洗涤器)，18(18B)：水分供应部(蒸气供应装置)，18a：洗涤器本体，18b：喷雾喷嘴，18c：填充材料，19：排气导管，20：水箱，20a：顶面部，20b·20c：间隔壁，21：连接配管，22：后段湿式洗涤器，22a：洗涤器本体，22b：喷雾喷嘴，22d：填充材料，28：废气导入管，32：扬水泵，34：排气风扇，42：排水管。

Claims (6)

1.一种废气处理装置，在装置本体内部，在水分存在的情况下，利用来自于电加热器或者热交换器中至少一方的热，将从外部供应的处理对象废气预热，接着，利用大气压等离子体对被预热了的废气进行热分解，其特征在于，所述废气处理装置由以下部分构成：
装置本体，所述装置本体的内部成为加热分解室；
非移动式的等离子体发生装置，所述等离子体发生装置设置在装置本体的顶面部；
筒状的反应器，所述反应器设置在装置本体内，将其上端开口朝向该等离子体发生装置的等离子体喷出口进行配置，其内部成为利用来自于所述等离子体发生装置的大气压等离子体将处理对象废气的高温分解气体成分热分解的第二空间；
水分供应部，所述水分供应部设置在装置本体的入口侧，向所述加热分解室供应水分；以及
电加热器或者热交换器中的至少一个，所述电加热器配置在装置本体的内周面与反应器的外周面之间的被供应处理对象废气的第一空间中，所述热交换器将所述第二空间的热运送到第一空间，
所述反应器为两端面开口的圆筒状，其中央部分变细缩小，变细缩小的中央的细直径体部之上的部分成为高温反应部，该细直径体部之下的部分成为高温废气部，
热交换器设置在高温废气部。
2.如权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，水分供应部设置在装置本体的入口侧，是用于水洗前述处理对象废气的前段湿式洗涤器。
3.如权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，水分供应部设置在装置本体的入口侧，是向装置本体供应蒸气的蒸气供应装置。
4.如权利要求1～3中任一项所述的废气处理装置，其特征在于，将反应器的热向第一空间内放出的散热片设置在反应器的外周面。
5.如权利要求1～3中任一项所述的废气处理装置，其特征在于，还设置有用于水洗从反应器排出的处理完的废气的后段湿式洗涤器。
6.如权利要求4所述的废气处理装置，其特征在于，还设置有用于水洗从反应器排出的处理完的废气的后段湿式洗涤器。
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