1. Nguyên tắc cốt lõi
Đặc điểm của Silane: SiH₄ không màu, không mùi và rất dễ cháy. Nó có thể tự bốc cháy trong không khí (nhiệt độ tự bốc cháy thấp). Phản ứng cháy là:
SiH4 + 2O2 ---nhiệt độ cao/tự bốc cháy--- SiO2 (bụi) + 2H2O
Phản ứng này tỏa ra một lượng nhiệt lớn; nếu nồng độ không được kiểm soát sẽ dễ phát nổ. Vì vậy, việc pha loãng có kiểm soát và đốt cháy cưỡng bức là cần thiết.
Quy trình làm việc (Điển hình)
Pha loãng trước: Khí thải trước tiên được trộn với nitơ/không khí để kiểm soát nồng độ SiH₄ dưới 25% giới hạn nổ dưới (LEL), loại bỏ nguy cơ cháy nổ.
Đốt trong buồng đốt: Hỗn hợp đi vào buồng đốt ở nhiệt độ cao (trên 800oC, thường được trang bị bộ phận đánh lửa và chất ổn định ngọn lửa), tại đây SiH₄ được đốt cháy hoàn toàn và phân hủy thành bụi SiO₂ và hơi nước.
Làm sạch sau xử lý:
Tách lốc xoáy + ống lọc gốm/thu gom bụi trong nhà túi để thu giữ bụi vi mô SiO₂ (ngăn ngừa tắc nghẽn và phát thải);
Xịt rửa (tùy chọn): Loại bỏ các sản phẩm phụ có tính axit (chẳng hạn như HF, HCl), amoniac, v.v. và trung hòa chúng để xả tuân thủ.
Khí thải: Khí tinh khiết được thải vào khí quyển nhờ quạt hút cảm ứng. II. Các tính năng và ưu điểm cốt lõi
Độ an toàn cao: Kiểm soát pha loãng + giám sát ngọn lửa + tắt khẩn cấp, giải quyết nguy cơ tự bốc cháy/nổ của SiH₄;
Hiệu suất thanh lọc cao: Tỷ lệ phân hủy SiH₄ ≥99,9% (lên tới 99,99% đối với các mẫu cao cấp), loại bỏ hoàn toàn mối nguy hiểm của các chất có độc tính cao và dễ cháy;
Thiết kế chống tắc nghẽn: Loại bỏ bụi nhiều giai đoạn + xả ngược, giải quyết vấn đề bụi SiO₂ dễ làm tắc nghẽn đường ống/vật liệu lọc;
Khả năng thích ứng mạnh: Có thể xử lý khí thải hỗn hợp chứa SiH₄, NH₃, HF, v.v., tương thích với điều kiện sản xuất liên tục trong ngành công nghiệp bán dẫn/quang điện.
2. Kịch bản ứng dụng chính
Sản xuất tấm bán dẫn (các quá trình epit Wax CVD/PECVD, quá trình oxy hóa, lắng đọng);
Pin mặt trời/mô-đun quang điện (lắng đọng, phủ tế bào silicon tinh thể);
Bảng LED/màn hình hiển thị (quy trình MOCVD, PECVD);
Xử lý khí thải SiH₄ trong các ngành công nghiệp khác như màng mỏng gốc silicon và điều chế khí đặc biệt.
3. Thiết kế chính và các điểm vận hành & bảo trì
An toàn trước tiên: Phải bao gồm khóa liên động LEL, giám sát ngọn lửa, báo động quá nhiệt, thanh lọc nitơ/thông gió khẩn cấp;
Lõi chống tắc: Thiết kế trường dòng buồng đốt hợp lý, lựa chọn vật liệu lọc chịu nhiệt độ cao + xả ngược thường xuyên để ngăn ngừa tích tụ SiO₂;
Lựa chọn vật liệu: Hastelloy/310S cho vùng nhiệt độ cao, vật liệu lót PP/FRP/flo cho vùng rửa, đảm bảo khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt độ cao;
Vận hành & Bảo trì: Thường xuyên lau bụi, kiểm tra đầu đốt/đầu báo lửa và hiệu chỉnh các thiết bị giám sát để đảm bảo hoạt động liên tục và ổn định.
Thông tin bổ sung
Bí danh: Xi lanh đốt silane, tháp đốt khẩn cấp silane, tháp đốt và lọc khí thải silane;
Sự khác biệt so với RTO/lò đốt thông thường: Được thiết kế đặc biệt cho khả năng cháy và nổ cao của SiH₄, nhấn mạnh vào quá trình pha loãng trước, đốt cháy ổn định, chống tắc nghẽn và phòng chống nổ, thay vì đốt VOC thông thường;
Tuân thủ: Đáp ứng các tiêu chuẩn như 'Tiêu chuẩn phát thải toàn diện đối với chất ô nhiễm không khí' và 'Tiêu chuẩn phát thải đối với chất ô nhiễm từ ngành công nghiệp bán dẫn', khiến nó trở thành giải pháp tuân thủ chủ đạo để xử lý khí thải SiH₄.