عبارة برج احتراق السيلاني عن نظام متكامل لمعالجة غازات العادم للترميد والتنقية عند درجة حرارة عالية، وهو مصمم خصيصًا للتعامل مع غازات العمليات المتخصصة الخطرة مثل السيلان (SiH₄) ، وهي قابلة للاشتعال والانفجار وشديدة السمية.

يتمثل المبدأ الأساسي في تحليل السيلان عالي الخطورة بالكامل إلى غبار وماء من ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) غير الضار من خلال الاحتراق المتحكم فيه، يليه إزالة الغبار والغسل الرطب الاختياري لضمان الانبعاثات المتوافقة.

يستخدم على نطاق واسع لمعالجة غاز العادم في CVD / PECVD وعمليات ترسيب البخار الأخرى في صناعات مثل:

• تصنيع أشباه الموصلات

• إنتاج الطاقة الشمسية الكهروضوئية

• تصنيع شاشات LED وشاشات العرض

---

I. المبدأ الأساسي

خصائص السيلان (SiH₄)

السيلان (SiH₄) هو غاز عديم اللون والرائحة وقابل للاشتعال للغاية وقابل للاشتعال ، مما يعني أنه يمكن أن يشتعل تلقائيًا عند ملامسته للهواء.

رد فعل الاحتراق هو:

SiH₄ + 2O₂ → (درجة حرارة عالية / اشتعال ذاتي) → SiO₂ (غبار) + 2H₂O

يطلق التفاعل كمية كبيرة من الحرارة. إذا فشل التحكم في التركيز، فقد يتسبب ذلك في حدوث انفجار. ولذلك، فإن التخفيف الخاضع للرقابة والاحتراق القسري إلزاميان.

---

تدفق العملية النموذجي

1. التخفيف المسبق

يتم أولاً خلط غاز العادم مع النيتروجين أو الهواء لتقليل تركيز SiH₄ إلى أقل من 25% من الحد الأدنى للانفجار (LEL) ، مما يزيل بشكل فعال خطر الحريق أو الانفجار.

2. حرق غرفة الاحتراق

يدخل الغاز المخفف إلى غرفة احتراق ذات درجة حرارة عالية (عادة أعلى من 800 درجة مئوية)، ومجهزة بنظام الإشعال ومثبت اللهب.
يتأكسد السيلان بالكامل إلى غبار SiO₂ وبخار الماء.

3. تنقية ما بعد العلاج

• فاصل إعصاري + أنابيب مرشح سيراميكية / نظام مرشح كيسي
  يلتقط جزيئات SiO₂ الدقيقة لمنع انسداد خط الأنابيب وتجاوز الانبعاثات.

• نظام الغسل الرطب (اختياري)
  يزيل الغازات الحمضية الثانوية مثل HF وHCl والأمونيا (NH₃)، ويعادلها قبل التفريغ.

4. التفريغ

يتم تفريغ الغاز المنقى في الغلاف الجوي عبر مروحة السحب المستحثة بعد تلبية معايير الانبعاثات.

---

ثانيا. الميزات والمزايا الأساسية

سلامة عالية

• تخفيف متحكم به للتحكم في التركيز

• نظام مراقبة اللهب

• حماية الإغلاق في حالات الطوارئ
  تقضي بشكل فعال على مخاطر الاشتعال التلقائي والانفجار.

كفاءة إزالة عالية

• كفاءة تحلل SiH₄ ≥ 99.9%

• يمكن أن تصل الأنظمة المتطورة إلى ≥ 99.99%
  وتزيل المخاطر السامة والمتفجرة تمامًا.

تصميم مضاد للانسداد

• إزالة الغبار متعدد المراحل

• نظام النفخ الخلفي التلقائي
  يمنع التراكم والانسداد الناتج عن مسحوق SiO₂.

توافق قوي

قادر على معالجة غازات العادم المختلطة التي تحتوي على:

• سيه₄

• NH₃

• HF
  مناسب لبيئات إنتاج أشباه الموصلات والطاقة الكهروضوئية المستمرة.

---

ثالثا. سيناريوهات التطبيق الرئيسية

• تصنيع رقائق أشباه الموصلات (CVD / PECVD، عمليات الأكسدة والترسيب)

• إنتاج الخلايا الشمسية والوحدات الكهروضوئية (طلاء السيليكون البلوري وترسيب الأفلام)

• تصنيع شاشات LED وشاشات العرض (عمليات MOCVD وPECVD)

• تطبيقات أخرى للأغشية الرقيقة المعتمدة على السيليكون والغازات المتخصصة

---

رابعا. اعتبارات التصميم والتشغيل الرئيسية

السلامة أولا

يجب أن يتضمن النظام ما يلي:

• التحكم في التعشيق LEL

• مراقبة اللهب

• إنذار درجة الحرارة الزائدة

• نظام تطهير النيتروجين

• نظام تهوية الطوارئ

مكافحة الانسداد كتركيز أساسي

• تحسين تصميم تدفق غرفة الاحتراق

• مواد ترشيح مقاومة لدرجات الحرارة العالية

• نفخ النبض الدوري
  يمنع تراكم SiO₂ وانسداد النظام.

اختيار المواد

• منطقة درجة الحرارة المرتفعة: الفولاذ المقاوم للصدأ Hastelloy أو 310S

• منطقة التنظيف: بطانة PP / FRP / فلورو بوليمر
  تضمن مقاومة التآكل والمتانة الحرارية.

التشغيل والصيانة

• إزالة الغبار بانتظام

• فحص الموقد وكاشف اللهب

• معايرة أدوات المراقبة
  تضمن التشغيل المستقر والمستمر.

---

ملاحظات إضافية

أسماء بديلة

• مكدس احتراق السيلان

• برج سيلان للاحتراق في حالات الطوارئ

• برج حرق وتنقية عوادم السيلان

الفرق من RTO التقليدية أو المحارق

على عكس محارق المركبات العضوية المتطايرة العامة، تم تصميم برج احتراق السيلان خصيصًا لغازات SiH₄ شديدة الخطورة للانفجار ، مع التركيز على:

• مراقبة ما قبل التخفيف

• احتراق مستقر

• مكافحة انسداد

• منع الانفجار

امتثال

مصممة لتتوافق مع:

• المعايير الشاملة لانبعاثات ملوثات الهواء

• معايير انبعاثات صناعة أشباه الموصلات
  إنه الحل المتوافق السائد لمعالجة عادم SiH₄.