[其他]用于破坏有毒废气的工艺和装置

说明书

本装置涉及利用燃烧破坏有毒废气尤其是硅烷的工艺和装置。然而目前为此使用的烧嘴的缺点是燃烧喷咀端口会产生氧化物的沉积，特别是在烟气中有高浓度的氧化物时。然而，在燃烧喷嘴端口存在的这些氧化物会导致压力下降。因而有时对位于系统上流的硅烷燃烧工业装置的正常运行不利。在某些情况下还会导致喷嘴的完全堵塞。此外，随燃烧系统的布局情况不同，在某种情况下可发现氧化物沉积，这些氧化物会堵塞空气入口并妨碍燃烧引火焰的正常进展，从而对系统正常运行产生不利影响。

本发明的一个目的就是通过促进烟气中粉状氧化物的形成以避免喷嘴端口的氧化物沉积。

本发明可用于对在工业中，特别是电子工业中应用的含有硅烷和/或其它成份的废气的处理，包括硅烷的合成物，尤其是各种化学混合物中的氯气、氟、硼、磷、砷、硒、锑等的原子。在下述说明中“硅烷”一词将用来指代这些物质。

本发明亦与用于工业特别是电子工业的多种氢化物或其它物质的裂化和氧化热解有关。此发明的另一个的就是破坏纯硅烷或废气中浓度不等的硅烷，尤其是当温度在自燃点以下时，在空气中或在氧气含量高于或低于空气的任何气氛中。

此发明的另一个目的是避免在喷嘴上和烧嘴燃烧室中氧化物的沉积。

依据本发明，在任何情况下，含有硅烷的废气喷射发生在火焰中，火焰温度促进了硅烷氧化反应，即使废气中硅烷浓度很低时也如此。

依据本发明，有毒废气形成一个中心流，在此有毒气体中心流周围是主燃料气体环流，主燃料气体环流之外则是一圈圈的助燃气体环流。

由于主燃料气体产生的隔离保护作用，避免了废气与烧嘴流出空气的直接接触。因而燃烧明显地移向烧嘴管头之外。本发明与传统燃烧方式的主要区别在于，在传统方式中，人们力求产生湍流以便将火焰固定于烧嘴管头处，而此发明却相反，人们力求尽可能长时间地在烧嘴管头外保持层流气流以便点火区外移并减少氧化硅（或其它固体氧化物）在燃烧室的某一部分形成。在此部位生成的氧化物不会沉积并被烟气带走。

按照本发明的一种特例，主燃料气用一种惰性气体稀释，以减少燃料气的消耗，并在保留可使氧与待破坏废气隔离保护作用条件下，来保持或增加总流量。

主燃料气可由一种气体燃料如：氢气、甲烷、天然气、人造气、丙烷、丁烷等。或这些气体的混合物构成。

主燃料器气体可由单一惰性气体诸如氮、氩、二氧化碳、六氟化硫、囟化碳或由它们的混合物来稀释。

助燃气体是空气，也可添加氧气或其它助燃气体，而最好的助燃气是工业氧。

使与主燃料气相邻的助燃气体的流量低于可保证使主燃料气完全燃烧所需的氧气供应而要求的流量是有利的。

本发明的优点是使燃烧烟气通过高温分解室，并在燃烧后立即突燃冷却。

依据一种实施例，烟气经过洗涤，离心分离，干法或湿法过滤，或静电除尘等后续过程加以回收。

此发明亦涉及一种破坏有毒废气的装置，以装置为包括一系列同心喷管的烧嘴。烧嘴内供待破坏气体注入的喷管设置在中心，其外由供应主燃料气的喷管环绕，一组同心套管环绕主燃料气的供气喷嘴提供助燃气。

在装置内有几个废气收集器与单个烧嘴的喷嘴相连时，烧嘴的中心喷嘴的尺寸应能保证在各个收集器中废气流量的变化不会引起压力降和压力的显著变化，以避免从一个供应收集器到另一个的废气回流。

一种有利的布置是，各个助燃气分配管的出口在轴向不重合。与主燃料气体供气喷嘴出口相比，最外围的套管出口在烧嘴的最前端。在最佳实施例中注入待破坏废气的喷管位于主燃料气的喷嘴中央且其出口后缩在主燃料气喷嘴之内。

按照本发明，为了使不同气体以最佳方式流动，待破坏的废气，主燃料气和助燃气应保持基本稳定的流量且呈层流态，而不出现过大的湍流。

燃烧室内最好清除流动障碍物，如棱角、台阶、平面、毛刺等等。它们会增加湍流和促使火焰固定。但在最外围套筒中可能是例外。

依据本发明，喷嘴和形成助燃气环流的偏转套管为薄壁时，其尾端削边较短，而壁厚时尾端就应有足够的削边长度;以避免气体流突燃扰动和在其末端附近形成湍流。

按照本发明的另一实施方法，利用位于偏转套管后部形成几个环流的流量控制装置可使烧嘴内不同助燃气环流的喷射速度互不相同。邻近主燃料气喷嘴的助燃气应保持最小硫量。当烧嘴最外两层环流的喷射速度相等时，可在二者之一保持最大流量，否则，就应在烧嘴最外层助燃气环流中保持最大流量。同时，几层气体的流量比在以下范围内是有利的。

邻近主燃料气的助燃气的流量与主燃料气的流量比为1∶3;