[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

WO2013018576A1 - 排ガス燃焼装置 - Google Patents

排ガス燃焼装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2013018576A1
WO2013018576A1 PCT/JP2012/068648 JP2012068648W WO2013018576A1 WO 2013018576 A1 WO2013018576 A1 WO 2013018576A1 JP 2012068648 W JP2012068648 W JP 2012068648W WO 2013018576 A1 WO2013018576 A1 WO 2013018576A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
combustion
nozzle
exhaust gas
air
gas
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/068648
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
山田　俊樹
功 鎌倉
Original Assignee
エドワーズ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by エドワーズ株式会社 filed Critical エドワーズ株式会社
Publication of WO2013018576A1 publication Critical patent/WO2013018576A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F23D14/58—Nozzles characterised by the shape or arrangement of the outlet or outlets from the nozzle, e.g. of annular configuration
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/26—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid with provision for a retention flame
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46—Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/48—Nozzles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D23/00—Assemblies of two or more burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/32—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor the waste being subjected to a whirling movement, e.g. cyclonic incinerators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00—Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/44—Details; Accessories
    • F23G5/48—Preventing corrosion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F23G7/061—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating
    • F23G7/065—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases with supplementary heating using gaseous or liquid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2201/00—Staged combustion
    • F23C2201/20—Burner staging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
    • F23D2900/00016—Preventing or reducing deposit build-up on burner parts, e.g. from carbon

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas combustion apparatus, and even when exhaust gas is introduced from one or more process chambers and subjected to multi-burner treatment, the nozzle tip can be prevented from being clogged for a long period of time, and the exhaust gas can be maintained for a long operation period.
  • the present invention relates to a combustion apparatus.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the gas examples include silane (SiH 4 ), NH 3 , H 2 which are film forming material gases for semiconductor elements, liquid crystal panels, and solar cells, and when the inside of a sealed chamber such as a plasma CVD apparatus is cleaned with plasma, for example.
  • a sealed chamber such as a plasma CVD apparatus is cleaned with plasma
  • gaseous fluorides such as NF 3 , CF 4 , C 2 F 6 , SF 6 , CHF 3 , and CF 6 used as a cleaning gas
  • inert gases such as nitrogen (N 2 ).
  • a turbo molecular pump 3 and a dry pump 5 are connected in series to the process chamber 1 for evacuation in order to remove this harmful exhaust gas. Then, after the vacuum is drawn to some extent at the start of operation by the dry pump 5, the turbo molecular pump 3 is further evacuated to a required low pressure.
  • a case where the turbo molecular pump 3 is omitted is generally used.
  • the harmful exhaust gas output from the dry pump 5 is combusted and decomposed by the combustion device 7, then passes through the abatement device 9 and reaches the central scrubber 11. At this time, the exhaust gas is guided into the combustion device 7 and the abatement device 9 while being slightly depressurized by the central scrubber 11.
  • the combustion device 7 and the abatement device 9 may be configured as one device.
  • silica SiO 2
  • HF hydrofluoric acid
  • the combustion apparatus 7 has an exhaust gas combustion nozzle 23 attached to the upper part of the combustion chamber 21.
  • a bottom view of the exhaust gas combustion nozzle 23 is shown in FIG.
  • Exhaust gas such as silane gas is introduced from an exhaust gas nozzle 31 provided in the exhaust gas combustion nozzle 23. Then, the first combustion flame in an oxygen-deficient state is discharged from the first combustion nozzle 33, the pilot flame is always combusted in the second combustion nozzle 35, and the air supply nozzle 37 has a sufficient amount. Air is supplied.
  • the exhaust gas is not oxidized in this portion, and silica, which is a combustion oxide of silane gas, is used for the exhaust gas.
  • silica which is a combustion oxide of silane gas
  • the second combustion nozzle 35 maintains the state of a stable complete combustion flame during operation of the apparatus (no misfire occurs) by the fuel gas mixed with the theoretical air amount.
  • the exhaust gas such as silane gas is completely burned by sufficient combustion air from the air supply nozzle 37.
  • exhaust gas discharged from a plurality of process chambers 1 be processed together by a single combustion device 7 for the purpose of reducing capital investment costs.
  • process gases discharged from a plurality of process chambers are collectively processed by one exhaust gas combustion device 7, if these process gases are introduced into one combustion nozzle 23, a combustible gas (for example, : SiH 4 , NH 3 ) and combustion-supporting gas (eg, NF 3 ) are mixed to produce a mixed condensable product (eg, ammonium silicofluoride (NH 4 ) 2 SiF 6 ), and the exhaust gas nozzle 31 is There was a risk of blockage in the short term.
  • a combustible gas for example, : SiH 4 , NH 3
  • combustion-supporting gas eg, NF 3
  • the first combustion flame discharged from the first combustion nozzle 33 and the second combustion nozzle 35 adjacent to the first combustion nozzle 33 are discharged. This is probably because the second combustion flame is mixed by the influence of the air flow inside the combustion chamber and a sufficient oxygen-deficient region is not formed below the exhaust gas nozzle 31.
  • the present invention has been made in view of such conventional problems, and can prevent clogging of the nozzle tip over a long period of time even when exhaust gas is introduced from one or a plurality of process chambers and subjected to multi-burner treatment.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas combustion apparatus that can maintain a long operation period.
  • the present invention includes a combustion chamber in which a plurality of exhaust gas nozzles into which exhaust gas is introduced from a process chamber are connected, a first combustion nozzle disposed on the outer periphery of the exhaust gas nozzle, A second combustion nozzle disposed on the outer periphery of the first combustion nozzle; and a wall portion of the combustion chamber located below the first combustion nozzle and the second combustion nozzle.
  • a first combustion flame discharged from the first combustion nozzle and a second combustion flame discharged from the second combustion nozzle are both reduced. It is a flame.
  • a mixed gas mixed at a fuel gas: air mixing (weight) ratio of 1: 3 to 1:12 is introduced from the first combustion nozzle, From the combustion nozzle of No. 2, a mixed gas mixed at a fuel gas: air mixing (weight) ratio of 1: 7 to 1:12 is introduced.
  • the first combustion flame from the first combustion nozzle and the second combustion flame from the second combustion nozzle cause the exhaust gas nozzle to An oxygen-deficient combustion zone is formed around the exhaust gas introduced into the combustion chamber.
  • the second combustion nozzle is formed with a large number of small-diameter nozzles, and the air supply nozzle is disposed below the oxygen-deficient combustion region, and the air supply nozzle The air introduced from is a swirling flow.
  • the exhaust oxide of the exhaust gas adheres to the tip portions of the exhaust gas nozzle, the first combustion nozzle, the second combustion nozzle, and the like. It is possible to eliminate clogging.
  • combustion oxide does not adhere to the peripheral wall of the combustion chamber, and can be efficiently dropped in the form of being collected at the center of the swirling flow.
  • the first combustion flame discharged from the first combustion nozzle and the second combustion flame discharged from the second combustion nozzle are both reducing flames.
  • a sufficient oxygen-deficient region is formed in the lower part of the exhaust gas nozzle.
  • the exhaust gas does not oxidize in the vicinity of the exhaust gas nozzle, and the combustion oxide of the exhaust gas adheres to the tip portions of the exhaust gas nozzle, the first combustion nozzle, the second combustion nozzle, and the like. There is no clogging.
  • FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a longitudinal sectional view of the combustion chamber
  • FIG. 2 is a view taken along arrow A in FIG.
  • Six exhaust gas nozzles 43 are circumferentially arranged on the upper surface 41 of the combustion chamber 40.
  • An annular first combustion nozzle 45 is disposed around the exhaust gas nozzle 43, and a plurality of second combustion nozzles 47 are disposed around the outer periphery thereof.
  • the second combustion nozzle 47 is formed of a plurality of small diameter nozzles arranged around the first combustion nozzle 45 at appropriate intervals.
  • a mixed gas of fuel and air is introduced into the first combustion nozzle 45 from the first fuel / air introduction pipe 51 through the main fuel / air chamber 49.
  • a mixed gas of fuel and air is introduced into the second combustion nozzle 47 from a second fuel / air introduction pipe 55 via a pilot fuel / air chamber 53.
  • air supply nozzles 63 are configured in three steps in the height direction.
  • the air supply nozzle 63 is formed so as to be directed inward by a predetermined angle from the tangential direction of the cylindrical shape, and the air introduced from the air supply nozzle 63 is swirling along the inner side of the peripheral wall 61.
  • An air tank 67 is formed in a circumferential shape between the inner peripheral wall 61 and the outer wall 65, and air is introduced into the air tank 67 from an air introduction pipe 69.
  • Exhaust gas such as silane gas is introduced into each exhaust gas nozzle 43 from the process chamber 1.
  • a mixed gas of fuel gas and air is introduced from the first combustion nozzle 45, and this mixing (weight) ratio is 1: 3 to 1:12, which is a so-called reducing flame.
  • a mixed gas of fuel gas and air is also introduced from the second combustion nozzle 47, and this mixing (weight) ratio is 1: 7 to 1:12, which is also a reducing flame.
  • the combustion pattern at this time is shown in FIG.
  • the exhaust gas nozzles 43 are shown below the exhaust gas nozzles 43. A sufficient oxygen-deficient region is formed as shown in the reduction area.
  • the exhaust gas is not completely oxidized in this portion, and silica, which is a combustion oxide of silane gas, is used as the exhaust gas nozzle 43 and the first combustion nozzle 45. And it does not adhere to the tip of the second combustion nozzle 47 and clogging occurs.
  • the silica does not adhere to the inside of the peripheral wall 61 and falls in the form of being collected almost at the center of the swirling flow.
  • Example 1 in FIG. 4 the mixing (weight) ratio of the fuel (methane) gas and air mixed gas introduced from the second combustion nozzle 47 is 1:14 and the reducing flame effect is weak.
  • an experiment was conducted in the case of a reducing flame in which the mixing (weight) ratio of the fuel (methane) gas and air mixed gas introduced from the first combustion nozzle 45 was 1:11.
  • the secondary combustion air flow rate is 1,800 liters / min.
  • Example 2 the mixing (weight) ratio of the mixed gas of fuel (methane) gas and air introduced from the second combustion nozzle 47 as in Example 2 is changed to a case where the reducing flame effect is strong at 1:12, and The experiment was conducted without changing the mixing (weight) ratio of the mixed gas of fuel gas (methane) and air introduced from the first combustion nozzle 45 and the flow rate of the secondary combustion air.
  • the nozzle tip can be prevented from clogging for a long period of time. For this reason, a driving

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)

Abstract

　複数のプロセスチャンバーから排ガスを導入しマルチバーナー処理した場合であっても、長期間にわたりノズル先端が詰まるのを防止でき、運転期間を長く維持できる排ガス燃焼装置を提供する。第２の燃焼用ノズル（４７）から吐出されるパイロットバーナー炎と、第１の燃焼用ノズル（４５）から吐出されるメインバーナー炎は、還元炎であるため、各排ガス用ノズル（４３）の下部には還元エリアとして十分な酸素欠乏領域が形成される。この部分で排ガスが完全酸化することがなく、シランガスの燃焼酸化物であるシリカが、排ガス用ノズル（４３）、第１の燃焼用ノズル（４５）及び第２の燃焼用ノズル（４７）の先端部等に付着して詰まりを生じることがない。一方、還元エリアの下方に配置された空気供給用ノズル（６３）からは、完全燃焼に必要十分な量の空気が供給され、排ガスは還元エリアを超えた位置から完全酸化が行われる。

Description

排ガス燃焼装置
　本発明は排ガス燃焼装置に係わり、１台もしくは複数のプロセスチャンバーから排ガスを導入しマルチバーナー処理した場合であっても、長期間にわたりノズル先端が詰まるのを防止でき、運転期間を長く維持できる排ガス燃焼装置に関する。
　半導体素子、液晶パネル、太陽電池の製造工程では、化学気相反応を利用して成膜するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）処理やエッチング処理等が行われ、プロセスチャンバにおいて各種のガスが使用されている。
　このガスとしては、例えば、半導体素子、液晶パネル、太陽電池の製膜材料ガスであるシラン（ＳｉＨ4）、ＮＨ3、Ｈ2や、プラズマＣＶＤ装置等の密閉チャンバ内を例えばプラズマでクリーニングする際のクリーニングガスとして使用するＮＦ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＳＦ6、ＣＨＦ3、ＣＦ6等のガス状フッ化物、窒素（Ｎ2）等の不活性ガスがある。
　そして、図５に示すように、プロセスチャンバ１には、この有害な排ガスを除去するべく真空引きのためにターボ分子ポンプ３及びドライポンプ５が直列に接続されている。そして、ドライポンプ５で運転開始時にある程度真空引きした後に、更にターボ分子ポンプ３で必要な低圧にまで真空引きするように構成されている。但し、ＣＶＤ処理等の場合には、ターボ分子ポンプ３が省略された形で構成されるケースが一般的である。
　ドライポンプ５から出力された有害な排ガスは、燃焼装置７で燃焼分解された後、除害装置９を通りセントラルスクラバー１１に至るようになっている。このとき、排ガスは、セントラルスクラバー１１により多少の減圧をされつつ燃焼装置７、除害装置９内に誘導される。なお、燃焼装置７と除害装置９は一つの装置として構成される事もある。
　そして、例えば、シランや３フッ化窒素を無害化する場合は、燃焼分解による生成物としてシリカ(ＳｉＯ2)粉末やフッ酸（ＨＦ）が発生する。
　このシリカは微細な粉体であり、通常のバーナーノズルを用いて処理したのではノズル先端部にこの粉体が付着して燃焼不良の原因となる。
　そこで、従来よりノズル先端の詰まりを防止した技術が種々提案されている。
　例えば、特許文献１では、図６に示すように、燃焼装置７は燃焼室２１の上部に排ガス燃焼ノズル２３が取り付けられている。排ガス燃焼ノズル２３の底面図を図７に示す。この排ガス燃焼ノズル２３に設けられた排ガス用ノズル３１からシランガス等の排ガスが導入される。そして、第１の燃焼用ノズル３３から酸素欠乏状態の第１の燃焼炎が吐出され、第２の燃焼用ノズル３５においてパイロット炎が常時燃焼しており、更に空気供給用ノズル３７から、充分な空気が供給される。
　ここに、第１の燃焼用ノズル３３から吐出される第１の燃焼炎は、還元炎であるため、この部分で排ガスが酸化することがなく、シランガスの燃焼酸化物であるシリカが、排ガス用ノズル３１、第１の燃焼用ノズル３３及び第２の燃焼用ノズル３５の各先端部等に付着して詰まりを生じることがない。
　一方、第２の燃焼用ノズル３５では理論空気量と混合された燃料ガスにより装置運転中の安定した完全燃焼炎の状態を維持（失火が発生しない）する。そして、空気供給用ノズル３７からの充分な燃焼空気により、シランガス等の排ガスは完全燃焼される。
特開平１０－９５５１
　ところで、特許文献１の方法では、排ガス用ノズル３１には１台のプロセスチャンバ１のみが、接続されるケース、あるいは複数プロセスチャンバーが接続されてもそれらの処理ガスは可燃系ガスのみであるケースが中心であった。これに対し近年の半導体素子、液晶パネル、太陽電池の製造工程では、処理方法も高度化され、処理ガスとしては、前述のように不活性ガス（例：Ｎ2）、可燃系ガス（例：ＳｉＨ4、ＮＨ3、Ｈ2等）に加えて、支燃系ガス（例：ＮＦ3）がクリーニングガスとして流れるケースがある。
　更に、近年では設備投資コスト低減を目的として複数のプロセスチャンバ１から排出される排ガスを１台の燃焼装置７でまとめて処理することが望まれる。
　しかしながら、このように複数のプロセスチャンバーから排出されるプロセスガスを１台の排ガス燃焼装置７でまとめて処理する場合、１本の燃焼ノズル２３にこれらのプロセスガスを導入すると、可燃系ガス（例：ＳｉＨ4、ＮＨ3）と支燃系ガス（例：ＮＦ3）の混合により、混合凝縮性生成物（例：珪フッ化アンモニウム（ＮＨ4）2ＳｉＦ6）が発生し排ガス用ノズル３１が短期で閉塞するおそれがあった。
　また、複数のプロセスチャンバーから排出されるプロセスガスを内部で混合させることなく導入出来るマルチバーナーを、燃焼室２１の上部に装備した燃焼装置を特許文献１の方法に従い実際に構成し実験してみた所、排ガス用ノズル３１下部にシリカが短期で付着し、閉塞してしまうことが分かった。
　これは、図８の構成図から分かるように第１の燃焼用ノズル３３から吐出される第１の燃焼炎と、この第１の燃焼用ノズル３３と隣り合う第２の燃焼用ノズル３５から吐出される第２の燃焼炎とが燃焼室内部の気流の影響により混ざり合い、排ガス用ノズル３１下部に十分な酸素欠乏領域が形成されないためと考えられる。
　本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、１台もしくは複数のプロセスチャンバーから排ガスを導入しマルチバーナー処理した場合であっても、長期間にわたりノズル先端が詰まるのを防止でき、運転期間を長く維持できる排ガス燃焼装置を提供することを目的とする。
　このため本発明（請求項１）は、プロセスチャンバーから排ガスが導入される排ガス用ノズルが複数接続された燃焼室と、該排ガス用ノズルの外周に配設された第１の燃焼用ノズルと、該第１の燃焼用ノズルの外周に配設された第２の燃焼用ノズルと、前記第１の燃焼用ノズル及び前記第２の燃焼用ノズルより下方に位置する、前記燃焼室の壁部に配設された空気供給用ノズルとを備え、前記第１の燃焼用ノズルから吐出される第１の燃焼炎、及び、前記第２の燃焼用ノズルから吐出される第２の燃焼炎は共に還元炎であることを特徴とする。
　隣あう第１の燃焼用ノズルと第２の燃焼用ノズルとが共に還元炎であるため、各排ガス用ノズルの下部には十分な酸素欠乏領域が形成される。この酸素欠乏領域部分で排ガスが完全酸化することがなく、排ガスの燃焼酸化物が、排ガス用ノズル、第１の燃焼用ノズル及び第２の燃焼用ノズルの各先端部等に付着して詰まりを生じることがない。
　このように、複数のプロセスチャンバーから排ガスを導入しマルチバーナー処理した場合であっても、長期間にわたりノズル先端が詰まるのを防止できる。このため、運転期間を長く維持できる。
　また、本発明（請求項２）は、前記第１の燃焼用ノズルからは燃料ガス：空気の混合（重量）比が１：３～１：１２で混合された混合ガスが導入され、前記第２の燃焼用ノズルからは燃料ガス：空気の混合（重量）比が１：７～１：１２で混合された混合ガスが導入されることを特徴とする。
　更に、本発明（請求項３）は、前記第１の燃焼用ノズルからの前記第１の燃焼炎及び前記第２の燃焼用ノズルからの前記第２の燃焼炎によって、前記排ガス用ノズルから前記燃焼室に導入された前記排ガスの周囲に酸素欠乏燃焼域が形成されることを特徴とする。
　更に、本発明（請求項４）は、前記第２の燃焼用ノズルには多数の小径ノズルが形成され、前記空気供給用ノズルが前記酸素欠乏燃焼域より下方に配置され、該空気供給用ノズルから導入された空気は旋回流であることを特徴とする。
　空気供給用ノズルが酸素欠乏燃焼域より下方に配置されることで、排ガスの燃焼酸化物が、排ガス用ノズル、第１の燃焼用ノズル及び第２の燃焼用ノズルの各先端部等に付着して詰まりを生じることを無くすことができる。
　また、空気供給用ノズルから導入される空気は旋回流であるため、燃焼室の周壁に燃焼酸化物が付着することなく、ほぼ旋回流の中心に集めた形で効率良く落下させることができる。
　以上説明したように本発明によれば、第１の燃焼用ノズルから吐出される第１の燃焼炎、及び、第２の燃焼用ノズルから吐出される第２の燃焼炎は共に還元炎であるように構成したので、排ガス用ノズルの下部には十分な酸素欠乏領域が形成される。このため、この排ガス用ノズル近傍で排ガスが酸化することがなく、排ガスの燃焼酸化物が、排ガス用ノズル、第１の燃焼用ノズル及び第２の燃焼用ノズルの各先端部等に付着して詰まりを生じることがない。
燃焼室の縦断面図 図１中のＡ矢視図 本実施形態の燃焼の模様を示す図 実施例１、実施例２ 排ガスシステムの全体ブロック図 従来の燃焼装置の構成図 排ガス燃焼ノズルの底面図 従来の方法でマルチバーナー化した場合に十分な酸素欠乏領域が形成されないことを説明する図
　以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態の構成図を図１に示す。図１は燃焼室の縦断面図であり、図２は、図１中のＡ矢視図である。
　燃焼室４０の上面４１には排ガス用ノズル４３が周状に６個配設されている。
　排ガス用ノズル４３の周囲には環状の第１の燃焼用ノズル４５が配設され、その更に外側周囲には複数個の第２の燃焼用ノズル４７が配設されている。
　第２の燃焼用ノズル４７は、第１の燃焼用ノズル４５の周囲に適宜間隔を置いて配置された複数の小径ノズルで形成されている。
　第１の燃焼用ノズル４５にはメイン燃料・空気室４９を介して第１の燃料・空気導入管５１から燃料と空気との混合ガスが導入されるようになっている。第２の燃焼用ノズル４７にはパイロット燃料・空気室５３を介して第２の燃料・空気導入管５５から燃料と空気との混合ガスが導入されるようになっている。
　燃焼室４０の円筒状の内側周壁６１には空気供給用ノズル６３が高さ方向に３段に構成されている。この空気供給用ノズル６３は円筒状形の接線方向より所定角度内側に向くように形成されており、空気供給用ノズル６３より導入された空気は周壁６１の内側に沿って旋回流となっている。内側周壁６１と外壁６５の間には周状に空気槽６７が形成され、この空気槽６７には空気導入管６９から空気が導入されるようになっている。
　次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
　各排ガス用ノズル４３にはプロセスチャンバ１からシランガス等の排ガスが導入される。第１の燃焼用ノズル４５からは燃料ガスと空気の混合ガスが導入されるが、この混合（重量）比は１：３～１：１２であり、いわゆる還元炎である。
　また、第２の燃焼用ノズル４７からも燃料ガスと空気の混合ガスが導入されるが、この混合（重量）比は１：７～１：１２であり、同様に還元炎である。
　このときの燃焼の模様を図３に示す。
　隣あう第２の燃焼用ノズル４７から放出されるパイロットバーナー炎は、第１の燃焼用ノズル４５から放出されるメインバーナー炎と同じ還元炎であるため、各排ガス用ノズル４３の下部には図中に還元エリアとして示したように十分な酸素欠乏領域が形成される。
　パイロットバーナー炎とメインバーナー炎とは共に還元炎であるため、この部分で排ガスが完全酸化することがなく、シランガスの燃焼酸化物であるシリカが、排ガス用ノズル４３、第１の燃焼用ノズル４５及び第２の燃焼用ノズル４７の先端部等に付着して詰まりを生じることがない。
　一方、還元エリアの下方に配置された空気供給用ノズル６３からは、完全燃焼に必要十分な量の空気が供給される。従って、第１の燃焼用ノズル４５、第２の燃焼用ノズル４７からの混合ガスの未燃ガス及びシランガス等の排ガスは還元エリアを超えた位置から完全酸化が行われることとなり、排ガス用ノズル４３の下にシリカが付着しづらい。
　また、空気供給用ノズル６３から導入される空気は旋回流であるため、周壁６１の内側にシリカが付着することなく、ほぼ旋回流の中心に集められた形で落下する。
　本実施形態の構成に基づき実験を行った結果について説明する。
　図４の実施例１に示すように、第２の燃焼用ノズル４７から導入される燃料（メタン）ガスと空気の混合ガスの混合（重量）比が１：１４の還元炎効果の弱い場合であって、かつ、第１の燃焼用ノズル４５から導入される燃料（メタン）ガスと空気の混合ガスの混合（重量）比が１：１１の還元炎の場合について実験を行った。なお、２次燃焼空気流量は１，８００リットル／ｍｉｎである。
　この場合には、プロセスチャンバ１において製品処理枚数が２，６３０枚に至った所でシリカが排ガス用ノズル４３の下部に付着したため火炎モニター電流値が異常を検出してシステムが停止をした。
　なお、図４中には示していないが、第２の燃焼用ノズル４７から導入される燃料（メタン）ガスと空気の混合ガスの混合（重量）比が１：１８の酸化炎の場合にはシステムの稼働開始後、製品処理枚数１０００枚前後でシリカが排ガス用ノズル４３の下部に付着したため火炎モニター電流値が異常を検出してシステムが自動停止をしている。
　一方、実施例２のように第２の燃焼用ノズル４７から導入される燃料（メタン）ガスと空気の混合ガスの混合（重量）比を１：１２の還元炎効果の強い場合に変え、かつ、第１の燃焼用ノズル４５から導入される燃料ガス（メタン）と空気の混合ガスの混合（重量）比及び２次燃焼空気流量は変えずに実験を行った。
　そして、プロセスチャンバ１において製品処理枚数が３，８６７枚に至った所でシステムを手動で停止させて燃焼室の内部を観察してみた。このとき、シリカが付着していない状態であった。またこの間、火炎モニター電流値は安定していた。
　このように、マルチバーナー処理した場合であっても、長期間にわたりノズル先端が詰まるのを防止できる。このため、運転期間を長く維持できる。
　　１　プロセスチャンバ
　　７　燃焼装置
　４０　燃焼室
　４１　上面
　４３　排ガス用ノズル
　４５　第１の燃焼用ノズル
　４７　第２の燃焼用ノズル
　４９　メイン燃料・空気室
　５１　第１の燃料・空気導入管
　５３　パイロット燃料・空気室
　５５　第２の燃料・空気導入管
　６１　内側周壁
　６１　周壁
　６３　空気供給用ノズル
　６５　外壁
　６７　空気槽
　６９　空気導入管

Claims (4)

  1. プロセスチャンバー（１）から排ガスが導入される排ガス用ノズル（４３）が複数接続された燃焼室（４０）と、
    該排ガス用ノズル（４３）の外周に配設された第１の燃焼用ノズル（４５）と、
    該第１の燃焼用ノズル（４５）の外周に配設された第２の燃焼用ノズル（４７）と、
    前記第１の燃焼用ノズル（４５）及び前記第２の燃焼用ノズル（４７）より下方に位置する、前記燃焼室（４０）の壁部に配設された空気供給用ノズル（６３）とを備え、
    前記第１の燃焼用ノズル（４５）から吐出される第１の燃焼炎、及び、前記第２の燃焼用ノズル（４７）から吐出される第２の燃焼炎は共に還元炎であることを特徴とする排ガス燃焼装置。
  2. 前記第１の燃焼用ノズル（４５）からは燃料ガス：空気の混合（重量）比が１：３～１：１２で混合された混合ガスが導入され、前記第２の燃焼用ノズル（４７）からは燃料ガス：空気の混合（重量）比が１：７～１：１２で混合された混合ガスが導入されることを特徴とする請求項１記載の排ガス燃焼装置。
  3. 前記第１の燃焼用ノズル（４５）からの前記第１の燃焼炎及び前記第２の燃焼用ノズル（４７）からの前記第２の燃焼炎によって、前記排ガス用ノズル（４３）から前記燃焼室（４０）に導入された前記排ガスの周囲に酸素欠乏燃焼域が形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の排ガス燃焼装置。
  4. 前記第２の燃焼用ノズル（４７）には多数の小径ノズルが形成され、
    前記空気供給用ノズル（６３）が前記酸素欠乏燃焼域より下方に配置され、該空気供給用ノズル（６３）から導入された空気は旋回流であることを特徴とする請求項３記載の排ガス燃焼装置。
PCT/JP2012/068648 2011-07-29 2012-07-24 排ガス燃焼装置 WO2013018576A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-167606 2011-07-29
JP2011167606 2011-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013018576A1 true WO2013018576A1 (ja) 2013-02-07

Family

ID=47629103

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/068648 WO2013018576A1 (ja) 2011-07-29 2012-07-24 排ガス燃焼装置

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW201312055A (ja)
WO (1) WO2013018576A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016080226A (ja) * 2014-10-15 2016-05-16 エドワーズ株式会社 除害装置
WO2018221021A1 (ja) * 2017-05-29 2018-12-06 カンケンテクノ株式会社 排ガスの減圧除害方法及びその装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6151945B2 (ja) * 2013-03-28 2017-06-21 株式会社荏原製作所 除害機能付真空ポンプ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH109551A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Osaka Oxygen Ind Ltd 排ガス燃焼方法及びその装置
JPH11218317A (ja) * 1997-11-21 1999-08-10 Ebara Corp 排ガス処理用燃焼器
JP2008540990A (ja) * 2005-05-05 2008-11-20 エドワーズ リミテッド ガス燃焼装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH109551A (ja) * 1996-06-19 1998-01-16 Osaka Oxygen Ind Ltd 排ガス燃焼方法及びその装置
JPH11218317A (ja) * 1997-11-21 1999-08-10 Ebara Corp 排ガス処理用燃焼器
JP2008540990A (ja) * 2005-05-05 2008-11-20 エドワーズ リミテッド ガス燃焼装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016080226A (ja) * 2014-10-15 2016-05-16 エドワーズ株式会社 除害装置
WO2018221021A1 (ja) * 2017-05-29 2018-12-06 カンケンテクノ株式会社 排ガスの減圧除害方法及びその装置
JPWO2018221021A1 (ja) * 2017-05-29 2019-11-07 カンケンテクノ株式会社 排ガスの減圧除害方法及びその装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW201312055A (zh) 2013-03-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5347183B2 (ja) ガス流からフッ素を除去するための方法及び装置
EP1828680B1 (en) Reactor design to reduce particle deposition during effluent abatement process
TWI391612B (zh) 氣體燃燒裝置
KR102282782B1 (ko) 배출 가스 처리 장치
EP2463579B1 (en) Combustion exhaust gas treatment device
EP2168655B1 (en) Exhaust gas cleaning apparatus
US20100143221A1 (en) Combustive destruction of noxious substances
JP6151945B2 (ja) 除害機能付真空ポンプ
KR20080074923A (ko) 공정 저감 반응로
EP3325133B1 (en) Abatement system
JP3490843B2 (ja) 排ガス燃焼方法及びその装置
WO2013018576A1 (ja) 排ガス燃焼装置
EP0933120A1 (en) Exhaust gas treatment installation
US7074034B2 (en) Burner and process for combustion of a gas capable of reacting to form solid products
KR20160146833A (ko) 난분해성 유해가스 소각처리를 위한 에너지 절약형 연소장치 및 이의 운전방법
JP4619798B2 (ja) 有害ガスの浄化装置
JP5568223B2 (ja) 排ガスの燃焼式除害装置
US20200033000A1 (en) Method and apparatus for exhaust gas abatement under reduced pressure
JP5232407B2 (ja) 排ガスの浄化装置
KR101720987B1 (ko) 난분해성 유해가스의 처리장치 및 방법
KR101741033B1 (ko) 난분해성 유해가스 소각처리를 위한 다공체 다단연소 시스템 및 이의 운전방법
JP6310765B2 (ja) 排ガスの燃焼式浄化装置
JP2012077924A (ja) 除害装置および半導体製造装置
KR101844059B1 (ko) 난분해성 유해가스 소각처리를 위한 에너지 절약형 연소장치 및 이의 운전방법
KR20160073006A (ko) 사전 수처리 장치를 포함하는 스크러버

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12819376

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12819376

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP