特表 2024-509585 除害装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-04

(54)【発明の名称】除害装置

(51)【国際特許分類】

   F23J 15/06 20060101AFI20240226BHJP

   F23G 7/06 20060101ALI20240226BHJP

   F23J 15/00 20060101ALI20240226BHJP

   F23J 15/02 20060101ALI20240226BHJP

【ＦＩ】

F23J15/06

F23G7/06 N

F23J15/00 Z

F23J15/02

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023555253

(86)(22)【出願日】2022-03-02

(85)【翻訳文提出日】2023-09-08

(86)【国際出願番号】 GB2022050545

(87)【国際公開番号】W WO2022189767

(87)【国際公開日】2022-09-15

(31)【優先権主張番号】2103480.6

(32)【優先日】2021-03-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】507261364

【氏名又は名称】エドワーズ リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100171675

【弁理士】

【氏名又は名称】丹澤 一成

(72)【発明者】

【氏名】シーリー アンドリュー ジェイムズ

【テーマコード（参考）】

3K070

3K078

【Ｆターム（参考）】

3K070DA09

3K070DA35

3K078AA05

3K078BA20

3K078BA26

3K078BA28

(57)【要約】

除害装置及び方法が開示される。半導体処理ツールからの排出ストリームを除害するための除害装置を冷却する方法は、所定の冷却能力を有する少なくとも１つのモジュール式冷却組立体を提供するステップと、除害装置の冷却要件を決定するステップと、除害装置に、累積冷却能力が少なくとも除害装置の冷却要件に一致する数のモジュール式冷却組立体を組み込むステップと、を含む。このようにして、複数のモジュール式冷却組立体を除害装置に組み込むことができ、各モジュール式冷却組立体は冷却能力を提供する。モジュール式冷却組立体の数は、除害装置の冷却要件に合わせて選択できる。これにより、様々な除害装置の様々な冷却ニーズに合わせて容易に拡張可能なアーキテクチャが提供され、一方で、検証された共通の冷却組立体が保持され、これは必要な様々な部品の在庫数を低減するのを助ける。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体処理ツールからの排出ストリームを除害するための除害装置を冷却する方法であって、
所定の冷却能力を有する少なくとも１つのモジュール式冷却組立体を提供するステップと、
除害装置の冷却要件を決定するステップと、
前記除害装置に、累積冷却能力が少なくとも前記除害装置の前記冷却要件に一致する数の前記モジュール式冷却組立体を組み込むステップと、
を含む方法。

【請求項2】

前記組み込むステップは、累積冷却容量が前記除害装置の前記冷却要件を超える前記数の前記モジュール式冷却組立体を組み込むステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記組み込むステップは、複数の前記モジュール式冷却組立体を組み込むステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。

【請求項4】

前記提供するステップは、前記除害装置を冷却するために、前記除害装置内で冷却剤を再循環させる少なくとも１つのポンプを前記モジュール式冷却組立体の各々に提供するステップを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

前記提供するステップは、前記除害装置を冷却するために、前記除害装置の第１の塔内の除害チャンバの下流にあるドレインタンクから前記冷却剤を送るように構成された第１のポンプを前記モジュール式冷却組立体の各々に提供するステップを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項6】

前記提供するステップは、前記冷却剤内の微粒子を分離して、微粒子ストリーム及び前記除害装置を冷却するための冷却剤ストリームを提供する分離器を前記モジュール式冷却組立体の各々に提供するステップを備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項7】

前記提供するステップは、前記微粒子ストリームを前記ドレインタンクに送るように前記分離器を構成することを含む、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記提供するステップは、流入冷却剤を冷却し、前記除害装置を冷却するための流出冷却剤を供給する熱交換器を前記モジュール式冷却組立体の各々に提供するステップを含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項9】

前記提供するステップは、前記除害装置を冷却するための前記排出冷却剤を供給するために、前記第１のポンプ、前記分離器及び前記熱交換器を直列に構成するステップを含む、請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記提供するステップは、前記除害装置を冷却するための前記送出冷却剤を供給するために、前記第１のポンプ、前記分離器及び前記熱交換器の下流に配置された第２のポンプを前記モジュール式冷却組立体の各々に提供するステップを含む、請求項８又は９に記載の方法。

【請求項11】

前記提供するステップは、前記除害チャンバの下流に配置されたクエンチ噴出器を前記モジュール式冷却組立体の各々に提供し、前記除害装置の前記第１の塔を冷却するために前記流出冷却剤を前記クエンチ噴射器に送るステップを含む、請求項５から１０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記提供するステップは、前記除害装置の第２の塔内のふるいの上流に配置されるふるい供給導管を前記モジュール式冷却組立体の各々に提供し、前記除害装置の前記第２の塔を冷却するために、前記流出冷却剤を前記ふるい供給導管に送るステップを含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

前記提供するステップは、前記流出冷却剤を前記ふるい供給導管よりも多量に前記クエンチ噴射器に送るステップを含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

前記提供するステップは、前記除害装置を冷却するために前記除害装置の前記第２の塔内のサンプタンクから前記冷却剤を受け取るように構成されたさらなるポンプ組立体を前記モジュール式冷却組立体の各々に提供するステップを含む、請求項１２又は１３に記載の方法。

【請求項15】

前記提供するステップは、前記除害装置を冷却するために前記冷却剤を前記第１の塔の第１の堰に送るように前記さらなるポンプ組立体を構成するステップを含む、請求項５から１４のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記提供するステップは、前記除害装置を冷却するために前記冷却剤を前記第２の塔の第２の堰に送るように前記さらなるポンプ組立体を構成するステップを含む、請求項１２から１５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

前記提供するステップは、前記冷却剤を前記第１の堰よりも多量に前記第２の堰に送るステップを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記さらなるポンプ組立体は、並列に配置された第３及び第４のポンプを備える、請求項１４から１７のいずれか一項に記載の方法。

【請求項19】

前記モジュール式冷却組立体の前記ポンプの各々は同一である、請求項４から１８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項20】

前記ふるいに、前記ふるいから前記サンプタンクに冷却剤の余剰水頭を送るように構成された排水管を提供するステップを含む、請求項１２から１９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項21】

前記除害装置に、前記ドレインタンクの冷却剤の上方の領域と前記サンプタンクの冷却剤の上方の領域とを流体的に接続する排出ストリーム導管を提供するステップを含む、請求項１４から２０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項22】

前記除害装置に、前記ドレインタンクの冷却剤の領域と前記サンプタンクの冷却剤の領域とを流体的に接続する冷却剤バランス導管を提供するステップを含む、請求項１４から２１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項23】

前記提供するステップは、前記第２の塔から前記第１の塔への前記冷却剤バランス導管を通る冷却剤の正味の流れを提供するために、前記冷却剤を前記第１の塔よりも多量に前記第２の塔に送るステップを含む、請求項１２から２２のいずれか一項に記載の方法。

【請求項24】

半導体処理ツールからの排出ストリームを除害するための除害装置であって、
前記除害装置は、冷却要件を有し、さらに、
累積冷却能力が少なくとも前記除害装置の前記冷却要件に一致する複数のモジュール式冷却組立体を備える、除害装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の分野は、除害装置及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

放射バーナーのような除害装置が知られており、典型的には、例えば、半導体又はフラットパネルディスプレイ製造産業で使用される製造処理ツールからの排ガスストリームを処理するために使用される。このような製造の間、残留ペルフルオロ化合物（ＰＦＣ）及び他の化合物は、処理ツールから送り出された排ガスストリーム中に存在する。ＰＦＣは、排ガスから除去することが困難であり、比較的高い温室効果作用を有することが知られているため、環境への放出は望ましくない。

【0003】

公知の放射バーナーは、例えば欧州公開第０ ６９４ ７３５号に記載されているように、排ガスストリームからＰＦＣ及び他の化合物を除去するために燃焼を使用する。通常、排ガスストリームは、ＰＦＣ及び他の化合物を含む窒素流である。排ガスストリームは、有孔ガスバーナーの出口面によって横方向に囲まれた燃焼室に送られる。場合によっては、燃料ガスのような処理物質は、燃焼室に入る前に排ガスストリームと混合することができる。燃料ガス及び空気は同時に有孔バーナーに供給され、出口面での燃焼に影響を与える。有孔バーナーからの燃焼生成物は、排出ストリーム混合ガスと反応して排出ストリーム中の化合物を燃焼させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】欧州公開第０ ６９４ ７３５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

除害装置は存在するが、それぞれに欠点がある。従って、改良された除害装置を提供することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様によれば、半導体処理ツールからの排出ストリームを除害するための除害装置を冷却する方法が提供され、この方法は、所定の冷却能力を有する少なくとも１つのモジュール式冷却組立体を提供するステップと、除害装置の冷却要件を決定するステップと、除害装置に累積冷却能力が少なくとも除害装置の冷却要件に一致する数のモジュール式冷却組立体を組み込むステップと、を含む。

【0007】

第１の態様は、既存の除害装置構成の問題点が、それらの除害装置の冷却構成要素が、典型的に、除害装置内で予期される条件に合わせて設計されることであることを認識する。その冷却設計は、試験を通じて検証される。除害装置の構成を変更する必要がある場合、通常、新しい冷却設計が必要となり、その設計も検証される必要がある。従って、各冷却設計は本質的に特有であり、異なる部品を必要とし、既存の構成の基本的なアーキテクチャには拡張性の限界がある。

【0008】

従って、除害装置を冷却する方法が提供される。除害装置は、排出ストリームを除害するためのものとすることができる。排出ストリームは、半導体処理ツールからのものとすることができる。本方法は、少なくとも１つのモジュール式冷却組立体を提供するステップを含むことができる。モジュール式冷却組立体は、所定の冷却容量又は能力を有することができる。本方法は、除害装置の冷却要件を決定するステップを含む。本方法は、複数のモジュール式冷却組立体を除害装置に組み込むステップを含む。モジュール式冷却組立体の数は、その累積冷却能力又は集合的冷却能力が、除害装置の冷却要件に少なくとも一致するか又はそれを達成する数とすることができる。このようにして、複数のモジュール式冷却組立体を除害装置に組み込むことができ、各モジュール式冷却組立体は冷却能力を提供する。モジュール式冷却組立体の数は、除害装置の冷却要件に合わせて選択できる。これにより、様々な除害装置の様々な冷却ニーズに合わせて容易に拡張可能なアーキテクチャが提供され、一方で、検証された共通の冷却組立体が保持され、これは必要な様々な部品の在庫数を低減するのを助ける。

【0009】

組み込むステップは、累積冷却容量が除害装置の冷却要件を超える数のモジュール式冷却組立体を組み込むステップを含む。従って、典型的には、除害装置に必要とされる冷却能力を超える冷却能力を組み込むことができる。

【0010】

組み込むステップは、複数のモジュール式冷却組立体を組み込むステップを含むことができる。

【0011】

提供するステップは、除害装置を冷却するために、除害装置内で冷却剤を再循環させる少なくとも１つのポンプを各モジュール式冷却組立体に提供するステップを含むことができる。

【0012】

提供するステップは、除害装置を冷却するために、除害装置の第１の塔内の除害チャンバの下流にあるドレインタンクから冷却剤を送るように構成された第１のポンプを各モジュール式冷却組立体に提供するステップを含むことができる。

【0013】

提供するステップは、冷却剤内の微粒子を分離して、微粒子ストリーム及び除害装置を冷却するための冷却剤ストリームを提供する分離器を各モジュール式冷却組立体に提供するステップを含むことができる。

【0014】

提供するステップは、微粒子ストリームをドレインタンクに送るように分離器を構成するステップを含むことができる。

【0015】

提供するステップは、流入冷却剤を冷却し、除害装置を冷却するための流出冷却剤を供給する熱交換器を各モジュール式冷却組立体に提供するステップを含むことができる。

【0016】

提供するステップは、除害装置を冷却するための排出冷却剤を供給するために、第１のポンプ、分離器、及び熱交換器を直列に構成するステップを含むことができる。

【0017】

提供するステップは、除害装置を冷却するための流出冷却剤を供給するために、第１のポンプ、分離器、及び熱交換器の下流に配置された第２のポンプを各モジュール式冷却組立体に提供するステップを含むことができる。

【0018】

提供するステップは、除害チャンバの下流に配置されたクエンチ噴出器を各モジュール式冷却組立体に提供し、除害装置の第１の塔を冷却するために流出冷却剤をクエンチ噴射器に送るステップを含むことができる。

【0019】

提供するステップは、除害装置の第２の塔内のふるいの上流に配置されるふるい供給導管を各モジュール式冷却組立体に提供し、除害装置の第２の塔を冷却するために、流出冷却剤をふるい供給導管に送るステップを含むことができる、

【0020】

提供するステップは、流出冷却剤をふるい供給導管よりも多量にクエンチ噴射器に送るステップを含むことができる。

【0021】

提供するステップは、除害装置を冷却するために除害装置の第２の塔内のサンプタンクから冷却剤を受け取るように構成されたさらなるポンプ組立体を各モジュール式冷却組立体に提供するステップを含むことができる。

【0022】

提供するステップは、除害装置を冷却するために冷却剤を第１の塔の第１の堰に送るようにさらなるポンプ組立体を構成するステップを含むことができる。

【0023】

提供するステップは、除害装置を冷却するために冷却剤を第２の塔の第２の堰に送るようにさらなるポンプ組立体を構成するステップを含むことができる。

【0024】

提供するステップは、冷却剤を第１の堰よりも多量に第２の堰に送るステップを含むことができる。

【0025】

さらなるポンプ組立体は、並列に配置された第３及び第４のポンプを備えることができる。

【0026】

モジュール式冷却組立体のポンプの各々は、同一、一致、同じ、及び／又は鏡像とすることができる。

【0027】

本方法は、ふるいに、ふるいからサンプタンクに冷却剤の余剰水頭（excess head）を送るように構成された排水管を提供するステップを含むことができる。

【0028】

本方法は、除害装置に、ドレインタンクの冷却剤の上方の領域とサンプタンクの冷却剤の上方の領域とを流体的に接続する排出ストリーム導管を提供するステップを含むことができる。

【0029】

本方法は、除害装置に、ドレインタンクの冷却剤の領域とサンプタンクの冷却剤の領域とを流体的に接続する冷却剤バランス導管を提供するステップを含むことができる。

【0030】

提供するステップは、第２の塔から第１の塔への冷却剤バランス導管を通る冷却剤の正味の流れを提供するために、冷却剤を第１の塔よりも多量に第２の塔に送るステップを含むことができる。

【0031】

第２の態様によれば、半導体処理ツールからの排出ストリームを除害するための除害装置が提供され、除害装置は冷却要件を有し、さらに累積冷却能力が少なくとも除害装置の冷却要件に一致する所定数のモジュール式冷却組立体を備える。

【0032】

所定数のモジュール式冷却組立体は、除害装置の冷却要件を超える累積冷却能力を有することができる。

【0033】

所定数のモジュール式冷却組立体の数は、複数のモジュール式冷却組立体を含むことができる。

【0034】

各モジュール式冷却組立体は、除害装置を冷却するために、除害装置の第１の塔内の除害チャンバの下流のドレインタンクから冷却剤を送るように構成された第１のポンプを含むことができる。

【0035】

各モジュール式冷却組立体は、冷却剤内の微粒子を分離して、微粒子ストリーム及び除害装置を冷却するための冷却剤ストリームを提供する分離器を含むことができる。

【0036】

分離器は、微粒子ストリームをドレインタンクに送るように構成することができる。

【0037】

各モジュール式冷却組立体は、流入冷却剤を冷却し、除害装置を冷却するための流出冷却剤を供給する熱交換器を含むことができる。

【0038】

除害装置を冷却するための流出冷却剤を供給するために、第１のポンプ、分離器、及び熱交換器は、直列に構成することができる。

【0039】

各モジュール式冷却組立体は、除害装置を冷却するための流出冷却剤を供給するために、第１のポンプ、分離器、及び熱交換器の下流に配置された第２のポンプを備えることができる。

【0040】

各モジュール式冷却組立体は、除害装置の第１のタワーを冷却するために送出冷却剤を送るように構成され、除害チャンバの下流に配置されたクエンチ噴射器を備えることができる。

【0041】

各モジュール式冷却組立体は、除害装置の第２の塔を冷却するために流出冷却剤を送るように構成され、除害装置の第２の塔内のふるいの上流に配置されたふるい供給導管を備えることができる。

【0042】

各モジュール式冷却組立体は、流出冷却剤をふるい供給導管よりも多量にクエンチ噴射器に送るように構成することができる。

【0043】

各モジュール式冷却組立体は、除害装置を冷却するために、除害装置の第２の塔内のサンプタンクから冷却剤を受け取るように構成されたさらなるポンプ組立体を備えることができる。

【0044】

さらなるポンプ組立体は、除害装置を冷却するために、冷却剤を第１の塔の第１の堰に送るように構成することができる。

【0045】

さらなるポンプ組立体は、除害装置を冷却するために、冷却剤を第２の塔の第２の堰に送るように構成することができる。

【0046】

各モジュール式冷却組立体は、冷却剤を第１の堰よりも多量に第２の堰に送るように構成することができる。

【0047】

さらなるポンプ組立体は、並列に配置された第３及び第４のポンプを備えることができる。

【0048】

モジュール式冷却組立体の各ポンプは、同一、一致、同じ及び／又は鏡像とすることができる。

【0049】

本装置は、ふるいからサンプタンクに冷却剤の余剰ヘッドを送るように構成された排水管を備えることができる。

【0050】

本装置は、ドレインの冷却剤の上方の領域とサンプタンクの冷却剤の上方の領域とを流体的に接続する排出ストリーム導管を備えることができる。

【0051】

本装置は、ドレインの冷却剤領域とサンプタンクの冷却剤領域とを流体的に接続する冷却剤バランス導管を備えることができる。

【0052】

各モジュール式冷却組立体は、第２の塔から第１の塔への冷却剤バランス導管を通る冷却剤の正味の流れを提供するために、冷却剤を第１の塔よりも多量に第２の塔に送るように構成することができる。

【0053】

さらに別の特定の及び好ましい態様は、添付の独立及び従属請求項に示されている。従属請求項の特徴は、適切である場合に及び特許請求の範囲に明示的に示されるもの以外の組み合わせで独立請求項の特徴と組み合わせることができる。

【0054】

装置特徴が機能を提供するように作動可能であると説明される場合に、これは、その機能を提供するか又はその機能を提供するように適応又は構成される装置特徴を含むことを理解されたい。

【0055】

ここで添付図面を参照して本発明の実施形態を以下にさらに説明する。

【図面の簡単な説明】

【0056】

【図1】１つの実施形態による除害装置の主要構成要素を概略的に示す。

【図2】異なる冷却要件を有する代替の除害装置を示す。

【図3】統合されたドレインチャンバ及びサンプチャンバモジュールを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0057】

実施形態をさらに詳細に説明する前に、まず概要を説明する。いくつかの実施形態は、共通の構成要素を用いて除害装置に所定の冷却量を提供するモジュール式冷却組立体を提供する。何らかの特定のサイズの除害装置及び何らかの特定の冷却要件に対して、異なる除害装置ごとに特注の冷却組立体を提供する必要がなく、同じ共通部品を使用して適切な冷却を提供するために、必要な数のモジュール式冷却組立体を決定することができる。これにより、冷却のスケーラビリティ（調整・拡張可能性）が得られるだけでなく、様々な冷却要件に対応するために必要な構成要素の在庫数を低減することができ、メンテナンスが簡素化される。

【0058】

いくつかの実施形態では、モジュール式冷却組立体は、冷却剤を除害装置の異なる部分に供給するために冷却剤を再循環させる１又は２以上のポンプを含む。典型的には、冷却された冷却剤を除害装置内の異なる場所に再循環させる前に、除害装置から供給される冷却剤を冷却する１又は２以上の熱交換器が提供される。典型的には、冷却剤を除害装置に再循環させる前に、冷却剤内の微粒子の量を低減するのを助ける１又は２以上の分離器が提供される。モジュール式冷却組立体は、複数のポンプ及び／又は熱交換器及び／又は分離器を有することができるが、典型的には、在庫を減らすために、それらのポンプ及び／又は熱交換器及び／又は分離器の各々は同一である。

【0059】

（除外装置）
図１は、１つの実施形態による除害装置１０の主要構成要素を概略的に示す。除害装置１０は、第１の塔２０と第２の塔３０とを備える。本実施形態では、２つの塔２０、３０の使用について説明するが、単一の塔又はより多くの塔を設けることも可能であることを理解されたい。

【0060】

第１の塔２０は、半導体処理ツールから除害されることになる排出ストリームを他の除害試薬と共に受け取り、除害された排出ストリームを供給する除害チャンバ４０を有する。除害チャンバ４０の下流にはクエンチチャンバ５０があり、これは除害チャンバ４０から除害された排出ストリーム及び何らかの燃焼副生成物を受け取り、冷却された処理後の排出ストリームを生成する。クエンチチャンバ５０の下流には、ドレインチャンバ６０があり、これは、以下に詳しく説明するように、冷却された処理後の排出ストリーム並びに冷却剤を受け入れる。ドレインチャンバ６０は、ドレインチャンバ６０の冷却剤レベルの上方に位置するガス導管７０及びドレインチャンバ６０の中の冷却剤レベルの下方に位置する冷却剤バランス導管８０に接続している。

【0061】

ガス導管７０は、第２の塔３０の底部に位置するサンプチャンバ９０と冷却剤レベルの上方で接続している。冷却剤バランス導管８０は、冷却剤レベルの下方でサンプチャンバ９０と接続する。ガス導管７０は、冷却された処理後の排出ストリームをドレインチャンバ６０からサンプチャンバ９０に送る。冷却剤バランス導管８０は、ドレインチャンバ６０及びサンプチャンバ９０の冷却剤レベルが等しくなるのを可能にし、第１の塔２０と第２の塔３０との間の冷却剤レベルの不均衡を防ぐ。以下により詳細に説明するように、典型的には、除害装置１０は、過剰な冷却剤をサンプチャンバ９０に送り、サンプチャンバ９０から冷却剤バランス導管８０を介してドレインチャンバ６０への冷却剤の正味の流れを引き起こすように構成されている。

【0062】

サンプチャンバ９０の上流には、統合された湿式電気集塵装置及び充填塔１００がある。充填塔１００は、充填塔１００を注水する役割を果たすふるい１１０を備える。第２の塔３０のさらなる上流構成要素を設けることができるが、明瞭化のために省略される。

【0063】

ふるい１１０は、その底部に開口を備え、この開口を通って冷却剤は重力下で充填塔１００を通ってサンプチャンバ９０の中に流出する。開口の大きさ及び数量は、ふるい１００内の冷却剤の高さと共に、充填塔１００への冷却剤の流量を制限する。加えて、ふるい１１０は、ふるい１１０の有孔底部より上方で選択された高さに配置された入口を有する排水管１２０を有する。排水管１２０は、ふるい１１０からサンプチャンバ９０への余剰冷却剤の直接経路を提供する。

【0064】

（モジュール式冷却組立体）
また、除害装置１０は、モジュール式冷却組立体１３０Ａ、１３０Ｂを備える。モジュール式冷却組立体１３０Ａ、１３０Ｂの構成要素は、別々にされているように概略的に示されているが、そうである必要はなく、同一場所に設置することができることを理解されたい。モジュール式冷却組立体１３０Ａは、冷却剤レベルの下方でドレインチャンバ６０と接続される第１のポンプ１４０を備える。第１のポンプ１４０は、分離器、この例では液体遠心分離器１５０に供給する。液体遠心分離器１５０は、スラリー導管１６０を介してドレインチャンバ６０に接続する。また、液体遠心分離器は、熱交換器１８０への冷却剤導管１７０に接続する。熱交換器１８０は、冷却剤導管１９０を介して第２のポンプ２００に接続する。第２のポンプ２００は、クエンチ噴射組立体２３０に接続するクエンチ導管２２０とふるい１１０に供給するふるい供給導管２３５とに分かれる冷却剤導管２１０を介して冷却剤をポンプ送給する。単一のクエンチ噴射組立体２３０が示されているが、複数のクエンチ噴射組立体２３０が、典型的にはクエンチチャンバ５０の周囲に円周方向に配置され、クエンチ導管２２０によって供給されるように設けることができることを理解されたい。クエンチ導管２２０は、ふるい供給導管２４０がふるい１１０に供給するよりも多量の冷却剤をクエンチ噴射組立体２３０に送給するように構成されている。

【0065】

モジュール式冷却組立体１３０Ｂは、第３のポンプ２５０及び第４のポンプ２６０を備える。第３のポンプ２５０及び第４のポンプ２６０は並列に配置されている。第３のポンプ２５０及び第４のポンプ２６０は、サンプチャンバ９０に接続され、供給導管２７０を介して冷却剤を受け取る。第３のポンプ２５０及び第４のポンプ２６０は、第１の充填塔堰供給導管２８０及び第２の充填塔堰供給導管２９０に接続している冷却剤出口導管２７５に供給する。第１の充填塔堰供給導管２８０は、クエンチチャンバ５０内の第１の堰３００に冷却剤を送り、典型的に、これは、クエンチチャンバ５０の周囲の周りに冷却剤のカーテンを提供する。第２の充填塔堰供給導管２９０は、統合された湿式電気集塵装置及び充填塔１００の第２の堰３１０に冷却剤を供給し、典型的に、これは、統合された湿式電気集塵装置及び充填塔１００の周囲の周りに冷却剤のカーテンを提供する。第２の充填塔堰供給導管２９０は、第１の充填塔堰供給導管２８０よりも多量の冷却剤を送るように構成されている。

【0066】

作動時、排出ストリームは何らかの燃焼試薬と共に除害チャンバ４０に供給されて除害される。加熱された除害排出ストリームは、除害チャンバ４０から流出してクエンチチャンバ５０に流入し、そこでクエンチ噴射組立体２３０によって冷却される。クエンチチャンバ５０は第１の堰３００によって冷却される。排出ストリームは、クエンチ噴射組立体２３０及び第１の堰３００からの冷却剤と同様に、ドレインチャンバ６０に通過する。冷却された排出ストリームは、ガス導管７０を通ってサンプチャンバ９０に至る。次に、排出ストリームは、統合された湿式電気集塵装置及び充填塔１００を通って上方に流れる。さらに、冷却された排出ストリーム内の微粒子は湿式電気集塵装置によって除去され、溶解可能な化合物は、冷却された排出ストリームから充填塔によって除去される。排出ストリームは、大気に排出される前に、さらに下流の構成要素（図示せず）に送られる。

【0067】

一方、モジュール式冷却組立体１３０Ａ、１３０Ｂは、除害装置１０の冷却を促進するために冷却剤を再循環させる。詳細には、典型的に粒子状物質で満たされた冷却剤は、第１のポンプ１４０によって液体遠心分離器１５０に送られる。液体遠心分離器１５０は、冷却剤から微粒子を分離し、これをスラリーとしてスラリー導管１６０を介してドレインチャンバ６０に戻す。また、液体遠心分離器１５０は、微粒子が除去された（清浄化された）冷却剤を熱交換器１８０に供給する。熱交換器１８０は、受け取った冷却剤の温度を下げ、冷却された冷却剤を第２のポンプ２００に供給する。第２のポンプ２００は、冷却された冷却剤をクエンチ噴射組立体２３０にポンプ送給し、クエンチ噴射組立体２３０は、冷却された冷却剤をクエンチチャンバ５０に噴射し、加熱された排出ストリームを冷却する。また、第２ポンプ２００は、冷却された冷却液をふるい１１０に送る。冷却された冷却剤は、ふるい１１０で受け取られ、ふるい１１０の有孔底部を通り、統合された湿式電気集塵装置及び充填塔１００を通ってサンプチャンバ９０に流れる。ふるい１００内の何らかの余剰の冷却された冷却剤は、排水管１２０を通ってサンプチャンバ９０に流入する。排水管１２０の存在は、充填塔１００内への冷却剤の過剰注水又は流入が、除害装置１０を通る排出ストリームの流れに対して許容できない背圧を引き起こすのを防ぐのを助ける。

【0068】

モジュール式冷却組立体１３０Ｂの第３のポンプ２５０及び第４のポンプ２６０は共に、サンプチャンバ９０から冷却剤を送る。第３のポンプ２５０及び第４のポンプ２６０は共に、第１の堰３００及び第２の堰３１０に冷却剤を供給する。

【0069】

典型的に、第１のポンプ１４０は、１バールで毎分約６６リットルの冷却剤を液体遠心分離器１５０にポンプ送給することになり、液体遠心分離器１５０は、毎分６リットルのスラリーを供給すると共に毎分６０リットルの冷却剤を熱交換器１８０に送る。熱交換器１８０は２５℃の温度差をもたらし、約１００ｋＷの冷却を行う。典型的に、冷却された冷却剤は、第２のポンプ２００によって、１バールで毎分約４０リットルの速度でクエンチ噴射組立体２３０に供給され、毎分約２０リットルの速度でふるい１１０に供給される。第１のポンプ１４０及び第２のポンプ２００の存在は、液体遠心分離器１５０及び熱交換器１８０を横切る圧力降下に適合するのを助ける。第３のポンプ２５０及び第４のポンプ２６０の並列配置により、１バールで毎分約１２０リットルの流量が得られる。第１の堰３００に供給される冷却剤は、典型的に毎分約２０リットルの流量であり、第２の堰３１０に供給される冷却剤は、典型的に毎分約１００リットルである。

【0070】

いくつかの実施形態では、除害チャンバ４０は、二酸化ケイ素を生成するシランなどのケイ素含有ガス及び／又はフッ化水素を生成する三フッ化窒素などのフッ素含有ガスを受け取る。フッ化水素は、統合された湿式電気集塵装置及び充填塔１００内の冷却剤によって取り除かれ、これはサンプチャンバ９０内にフッ化水素水溶液を生成する。冷却剤の再循環により、フッ化水素水溶液は、ドレインチャンバ６０のスラリー中の懸濁シリカと混合され、これは反応して溶液より蒸気圧の低いヘキサフルオロケイ酸を形成する、つまり、統合された湿式電気集塵装置及び充填塔１００は、フッ化水素を低レベルまで取り除くことができる。

【0071】

（異なる冷却要件）
図２は、別の除害装置１０’を示す。この除害装置１０’の冷却要件は、除害装置１０の冷却要件よりも高い。この場合、冷却要件は、除害装置１０の２倍程度であるので、２つのモジュール式冷却組立体１３０Ａ、１３０Ｂ、１３０Ａ’、１３０Ｂ’が設けられる。より多くの冷却が必要であれば、それらの冷却の必要性を満たすために、追加の整数個のモジュール式冷却組立体１３０Ａ、１３０Ｂを設けることができることを理解されたい。例えば、モジュール式冷却組立体１３０Ａ、１３０ＢがＸｋＷの冷却を提供するように構成され、除害装置１０’がＹｋＷの冷却を必要とする場合、モジュール式冷却組立体の整数Ｎ個は、Ｎ＝Ｙ／Ｘ（端数切り上げ）から決定することができる。これらは一緒になって、それぞれのクエンチ組立体、ふるい及び堰に供給される。しかしながら、モジュール式冷却組立体の各々は同一であり、これにより、様々な冷却ニーズの除害装置を製造するのに必要な在庫が減少する。

【0072】

さらに、いくつかの実施形態では、第１のポンプ１４０、第２のポンプ２００、第３のポンプ２５０、及び第４のポンプ２６０の各々に、単一の同一の、一致する及び／又は鏡像のポンプが使用され、同様に在庫数が減少する。

【0073】

（統合されたドレインチャンバ及びサンプチャンバモジュール）
図３は、上述のドレインチャンバ６０及びサンプチャンバ９０の代わりに組み込むことができる、１つの実施形態による統合されたドレインチャンバ及びサンプチャンバモジュール３２０’を示す断面図である。統合されたドレインチャンバ及びサンプチャンバモジュール３２０’は、ドレインチャンバ６０’と隣接するサンプチャンバ９０’を有し、予期される冷却剤レベルより低い冷却剤バランス導管８０’及び予期される冷却剤レベルより高いガス導管７０’を画定する分離壁３３０’によって部分的に分離されている。

【0074】

いくつかの実施形態は、水循環（ポンプ）濾過、冷却、及び送給（噴射ノズルを介した）が、例えば１００ｋＷのような個別の適合した容量のユニットに分割される構成を提供する。様々なモジュール式除害システムに関して、これらの要素の倍数が必要に応じて追加される。循環速度は、ドレインタンク内の水の最高温度、利用可能な冷却剤温度、及び熱交換器の仕様によって規定される。クエンチ噴射に必要な量を超える余剰水は、充填塔のふるい板に蓄えられ、そこから余剰水は充填塔の下にある排水だめ（ｓｕｍｐ、サンプ）にあふれ出る。この冷却水は、除害システム内の様々な場所に循環される。典型的に、遠心水ポンプを使用して、ドレインタンク又は排水だめから温かい、酸及び微粒子を含んだ水を取り出し、加圧し、液体遠心分離器（微粒子除去用）、熱交換器（通常、パラレルプレートタイプ）を通過させ、除害システム内の様々な場所に戻す。矩形堰に取り付けられた矩形プレナム内に収納された２ｎの独立したバーナーモジュールを備える一連のモジュール式バーナー除害システムが提案されている。いくつかの実施形態による冷却及び水管理のための新しいアプローチは以下の通りである。すなわち、遠心ポンプがドレインタンクから水を約６６リットル／分で取り出し、液体遠心分離器に送り、液体遠心分離器では、粒子状物質の大部分を含む約１０％のアンダーフローが排水だめに戻され、残りの６０リットル／分がパラレルプレート熱交換器に送られる。プロセス側のΔＴが２５℃の場合、これは～１００ｋＷの冷却になる。冷却された水は、噴射ノズル（理想的にはフラットファンタイプの噴射ノズル）を含むマニホールドを形成するブロック又はブロックのペアに送られる。これらは矩形堰の対向する外面に取り付けられ、壁に開けられた開口から噴射され、開口は、噴射が堰の隙間を横切って交互的になるように配置されるのが有利である。また、ノズル付き冷却ブロックは、１００ｋＷ単位の冷却をもたらすように設計されている。ポンプは噴射ノズルに必要な以上の水を循環させ、余剰水は充填塔に供給するふるい板上に蓄えられる。この構成は２、３、４、ｎ回繰り返され、２００、３００、４００、ｎｘ１００ｋＷの熱容量を持つシステムが設計される。また、ふるい板は、ふるい板上の水の高さ、結果として塔を流れる水の流量を規定するスタンドパイプを有する。余剰水はスタンドパイプの縁を越えて流れ、充填物を通過することなく充填塔の下の排水だめに流れ落ちる。１つの実施形態では、上記の水ポンプは２段ポンプであり、各段は直列に配置され、液体遠心分離器及び熱交換器は、各段の間に配管される。充填塔の下の排水だめは、ドレインタンクと同じではないことに留意されたい。その理由は、排水だめは、冷却され濾過された水で満たされるのに対し、ドレインタンクは冷却されていない微粒子で満たされた水を含むからである。バランス導管は、水位を一定に保つために存在することができる。第２のポンプは、低温排水だめから水を取り出し、これを堰、湿式電気集塵装置の水壁、及びクエンチと充填塔との間の二次冷却噴射などの場所に上昇させる。第２のポンプは、冷却モジュールで使用されているものと同じ２段式ポンプを使用することもできるが、各段は並列である。このモジュール方式は、在庫を最小限に抑え、最小限のエンジニアリング経費で幅広い製品を構成できる。また、スペアパーツの負担も軽減される。個々の構成要素の仕様には変形例があり、例えば、モジュールの増分は、例えば５０ｋＷ又は８０ｋＷのような他の冷却量に対応することができる。

【0075】

添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態を本明細書に詳細に開示したが、本発明は、正確な実施形態には限定されず、特許請求の範囲及びその均等物によって定められる本発明の範囲から逸脱することなく、そこに当業者によって様々な変更及び修正を達成することができることが理解される。

【符号の説明】

【0076】

１０ 除害装置
１０’ 除害装置
２０ 第１の塔
３０ 第２の塔
４０ 除害チャンバ
５０ クエンチチャンバ
６０ ドレインチャンバ
６０’ ドレインチャンバ
７０ ガス導管
７０’ ガス導管
８０ 冷却剤バランス導管
９０ サンプチャンバ
９０’ サンプチャンバ
１００ 統合された湿式電気集塵装置及び充填塔
１１０ ふるい
１２０ 排水管
１３０ａ モジュール式冷却組立体
１３０ｂ モジュール式冷却組立体
１３０ａ’ モジュール式冷却組立体
１３０ｂ’ モジュール式冷却組立体
１４０ 第１のポンプ
１５０ 液体遠心分離器
１６０ スラリー導管
１７０ 冷却剤導管
１９０ 冷却剤導管
２１０ 冷却剤導管
１８０ 熱交換器
２００ 第２のポンプ
２２０ クエンチ導管
２３０ クエンチ噴射組立体
２３５ ふるい供給導管
２５０ 第３のポンプ
２６０ 第４のポンプ
２７０ 供給導管
２７５ 冷却剤出口導管
２８０ 第１の充填塔堰供給導管
２９０ 第２の充填塔堰供給導管
３００ 第１の堰
３１０ 第２の堰
３２０’ 統合されたドレインチャンバ及びサンプチャンバモジュール
３３０’ 分離壁

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】