Silaanipolttotorni on korkean lämpötilan polttoon ja puhdistukseen integroitu pakokaasujen käsittelyjärjestelmä , joka on erityisesti suunniteltu käsittelemään vaarallisia erikoisprosessikaasuja, kuten silaania (SiH₄) , jotka ovat syttyviä, räjähtäviä ja erittäin myrkyllisiä.

Ydinperiaate on hajottaa riskialtis silaani täysin vaarattomaksi piidioksidi (SiO₂) pölyksi ja vedeksi kontrolloidun polton avulla, mitä seuraa pölynpoisto ja valinnainen märkäpesu päästöjen takaamiseksi.

Sitä käytetään laajalti pakokaasujen käsittelyyn CVD / PECVD ja muissa höyrypinnoitusprosesseissa teollisuudenaloilla, kuten:

• Puolijohteiden valmistus

• Aurinkosähkön (PV) tuotanto

• LED- ja näyttöpaneelien valmistus

---

I. Perusperiaate

Silaanin (SiH₄) ominaisuudet

Silaani (SiH₄) on väritön, hajuton kaasu, joka on erittäin syttyvä ja pyroforinen , mikä tarkoittaa, että se voi syttyä itsestään joutuessaan kosketuksiin ilman kanssa.

Sen palamisreaktio on:

SiH₄ + 2O₂ → (Korkea lämpötila / Itsesyttyvyys) → SiO₂ (pöly) + 2H₂O

Reaktiossa vapautuu suuri määrä lämpöä. Jos pitoisuuden hallinta epäonnistuu, se voi aiheuttaa räjähdyksen. Siksi hallittu laimennus ja pakkopoltto ovat pakollisia.

---

Tyypillinen prosessivirtaus

1. Esilaimennus

Pakokaasu sekoitetaan ensin typen tai ilman kanssa SiH₄-pitoisuuden alentamiseksi alle 25 prosenttiin alemmasta räjähdysrajasta (LEL) , mikä eliminoi tehokkaasti syttymis- tai räjähdysvaaran.

2. Polttokammion poltto

Laimennettu kaasu menee korkean lämpötilan polttokammioon (tyypillisesti yli 800 °C), joka on varustettu sytytysjärjestelmällä ja liekinvakaimella.
Silaani hapettuu täysin SiO₂-pölyksi ja vesihöyryksi.

3. Hoidon jälkeinen puhdistus

• Syklonierotin + keraamiset suodatinputket / pussisuodatinjärjestelmä
  Vangitsee pienet SiO₂-hiukkaset estääkseen putkiston tukkeutumisen ja päästöjen ylityksen.

• Märkäpesujärjestelmä (valinnainen)
  Poistaa sekundaariset happamat kaasut, kuten HF, HCl ja ammoniakki (NH₃), neutraloimalla ne ennen purkamista.

4. Purkaus

Puhdistettu kaasu johdetaan ilmakehään indusoidun tuulettimen kautta päästönormien täyttymisen jälkeen.

---

II. Ydinominaisuudet ja edut

Korkea turvallisuus

• Kontrolloitu laimennus pitoisuuden hallitsemiseksi

• Liekinvalvontajärjestelmä

• Hätäpysäytyssuoja
  Poistaa tehokkaasti spontaanin syttymis- ja räjähdysvaaran.

Korkea poistotehokkuus

• SiH₄-hajoamisteho ≥ 99,9 %

• Huippuluokan järjestelmät voivat saavuttaa ≥ 99,99 %
  Poistaa täysin myrkylliset ja räjähdysvaarat.

Tukkeutumista estävä muotoilu

• Monivaiheinen pölynpoisto

• Automaattinen takaisinpuhallusjärjestelmä
  Estää SiO₂-jauheen kerääntymisen ja tukkeutumisen.

Vahva yhteensopivuus

Pystyy käsittelemään sekapakokaasuja, jotka sisältävät:

• SiH₂

• NH3

• HF
  Soveltuu jatkuvaan puolijohde- ja aurinkosähkötuotantoon.

---

III. Tärkeimmät sovellusskenaariot

• Puolijohdekiekkojen valmistus (CVD/PECVD-epitaksi, hapetus, kerrostusprosessit)

• Aurinkokennojen ja aurinkosähkömoduulien tuotanto (kiteinen piipinnoitus ja kalvopinnoitus)

• LED- ja näyttöpaneelien valmistus (MOCVD-, PECVD-prosessit)

• Muut piipohjaiset ohutkalvo- ja erikoiskaasusovellukset

---

IV. Tärkeimmät suunnitteluun ja käyttöön liittyvät näkökohdat

Turvallisuus ennen kaikkea

Järjestelmän tulee sisältää:

• LEL-lukitusohjaus

• Liekin valvonta

• Ylilämpöhälytys

• Typen tyhjennysjärjestelmä

• Hätäilmanvaihtojärjestelmä

Tukkeutumisen esto keskeisenä painopisteenä

• Optimoitu palotilan virtaussuunnittelu

• Korkean lämpötilan kestävät suodatinmateriaalit

• Säännöllinen pulssin takaisinpuhallus
  Estää SiO₂:n kerääntymisen ja järjestelmän tukkeutumisen.

Materiaalin valinta

• Korkean lämpötilan vyöhyke: Hastelloy tai 310S ruostumaton teräs

• Hankausvyöhyke: PP / FRP / fluoripolymeerivuori Takaa
  korroosionkestävyyden ja lämmönkestävyyden.

Käyttö ja huolto

• Säännöllinen pölynpoisto

• Polttimen ja liekinilmaisimen tarkastus

• Valvontalaitteiden kalibrointi
  Varmistaa vakaan, jatkuvan toiminnan.

---

Lisähuomautuksia

Vaihtoehtoiset nimet

• Silaanipolttopiippu

• Silaanin hätäpolttotorni

• Silaanin pakokaasujen poltto- ja puhdistustorni

Ero perinteisistä RTO- tai polttolaitoksista

Toisin kuin tavalliset VOC-polttolaitokset, silaanipolttotorni on suunniteltu erityisesti korkean räjähdysvaaran SiH₄-kaasuille , mikä korostaa:

• Laimennusta edeltävä ohjaus

• Vakaa palaminen

• Tukkeutumisen esto

• Räjähdysten ehkäisy

Vaatimustenmukaisuus

Suunniteltu noudattamaan:

• Kattavat ilman epäpuhtauksien päästöstandardit

• Puolijohdeteollisuuden päästöstandardit
  Se on yleisin yhteensopiva ratkaisu SiH₄-pakokaasujen käsittelyyn.