一種氣體的處理方法與氣體處理裝置，尤其涉及一種將氣體與臭氧分別獨(dú)立進(jìn)行處理裂解后再混合反應(yīng)的氣體凈化方式。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，空氣污染的議題備受重視，由于其對(duì)人類(lèi)和生態(tài)環(huán)境有極大的負(fù)面影響。而造成空氣污染的物質(zhì)可以是固態(tài)顆粒、液態(tài)液滴、或是氣體，有天然造成的如火山噴發(fā)的煙灰，也有藉由人類(lèi)活動(dòng)而產(chǎn)生的污染物，如汽機(jī)車(chē)排放廢氣中的一氧化碳或硫氧化物，或工廠(chǎng)燃燒排放的氣體等等。

藉由人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的主要污染物包括有：

一、硫氧化物(so×)：通常是二氧化硫，化學(xué)公式為s02。so2由火山和其它工業(yè)過(guò)程產(chǎn)生。煤和石油常常含有硫，它們?cè)谌紵龝r(shí)會(huì)產(chǎn)so2，so2通常在受到no2等的催化進(jìn)一步氧化，形成h2so4，即酸雨。

二、氫氧化物(no×)：氮氧化物，特別是高溫燃燒所產(chǎn)生的二氧化氮，也可以通過(guò)閃電產(chǎn)生。它們會(huì)形成棕色煙霧或污染物，籠罩城市，二氧化氮是一種化學(xué)物質(zhì)，公式為no2，為最著名的空氣污染物，這種棕紅色的氣體具有十分剌鼻的苦澀氣味。

三、一氧化碳(co)：co是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)刺激的有毒氣體。是由不完全燃燒所產(chǎn)生的，如天然氣、煤或木頭等，汽車(chē)或機(jī)車(chē)排放的尾氣是一氧化碳的主要來(lái)源。

四、揮發(fā)性有機(jī)物：揮發(fā)性有機(jī)污染物是常見(jiàn)的污染物。它們可能是甲烷(ch4)或是非甲烷(nmvocs)。甲烷是極其強(qiáng)大的溫室氣體，導(dǎo)致全球變暖。其它揮發(fā)性碳?xì)浠嫌袡C(jī)物也是重要的溫室氣體，因?yàn)樗鼈儠?huì)產(chǎn)生臭氧，延長(zhǎng)大氣中甲烷的壽命，影響則依地區(qū)空氣質(zhì)量的不同而不同，芳香非甲烷苯類(lèi)、甲苯、二甲苯則有致癌嫌疑，長(zhǎng)期接觸可能會(huì)導(dǎo)致白血病。

五、有毒金屬：如鉛和汞，特別是它們的合成物。

六、氯氟烴(cfcs)：能破壞臭氧層；產(chǎn)生這一氣體的物質(zhì)目前已經(jīng)被禁用，這些氣體可以從空調(diào)、冰箱、噴霧劑等散布，氯氟烴進(jìn)入空氣后升至平流層，在此它們與其它氣體反應(yīng)，破壞臭氧層，使得有害的紫外線(xiàn)到達(dá)地球表面，能導(dǎo)致皮膚癌、眼疾甚至傷害植物。

七、自由基：一種空中微粒，與心肺疾病有關(guān)。

八、氨氣(nh3)：主要來(lái)自農(nóng)業(yè)活動(dòng)的過(guò)程，氨氣的化學(xué)方程式是nh3，通常是一種刺激性強(qiáng)的氣體，地面作物需要的相關(guān)營(yíng)養(yǎng)成分，氨是肥料和滋養(yǎng)的先導(dǎo)，無(wú)論是直接還是間接，氨都是許多藥物的合成成分。氨雖然被大量使用，但確是有腐蝕性的，傷身的物質(zhì)，在大氣中，氨氣與氫氧化物和硫發(fā)生反應(yīng)，形成次生顆粒。

九、臭氣從垃圾、污水和工業(yè)過(guò)程中釋放出來(lái)。

十、放射性廢料：由核爆炸、核事件、戰(zhàn)爭(zhēng)爆破和自然過(guò)程，如氨的放射性衰變產(chǎn)生。

以上為主要造成空氣污染的污染物與其產(chǎn)生的來(lái)源。

其中，以一氧化二氨(n2o)是大氣中含量最多的氫氧化物，也是氨氧化物中化學(xué)性質(zhì)最穩(wěn)定的一種，因?yàn)閷?duì)人體沒(méi)有直接傷害，所以也就不像其他氮氧化物如no或no，受到重視，但是其嚴(yán)重破壞臭氧層已受到證實(shí)。

2015年聯(lián)合國(guó)于巴黎舉辦氣候峰會(huì)，所述次的議題是以“抑制全球暖化”進(jìn)行協(xié)議，目標(biāo)是逐年減少溫室氣體排放，讓地球在2100年時(shí)暖化速度減緩，全球氣溫不會(huì)上升超過(guò)1.5℃“2015聯(lián)合國(guó)氣候峰會(huì)，維基百科”；雖然各國(guó)遞交的溫室氣體減排的標(biāo)準(zhǔn)不一，但是減少溫室氣體排放是已有的共識(shí)。美國(guó)環(huán)境保護(hù)署(usepa)明列六種氣體為減排對(duì)象，包含二氧化碳、甲烷、氧化亞氨、氫氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫；此舉將迫使美國(guó)聯(lián)邦政府自1970年清凈空氣法案(cleanairact)后，再次立法規(guī)范前述溫室氣體排放，因此在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，有相當(dāng)多的制程氣體如氧化亞氮、甲烷、氫氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫等都會(huì)受到管制及盤(pán)點(diǎn)，對(duì)于業(yè)界廠(chǎng)務(wù)而言，無(wú)疑需要提前因應(yīng)以避免遭受管制。

常見(jiàn)的溫室氣體對(duì)于全球暖化的影響程度亦不相同(稱(chēng)為全球暖化潛勢(shì)gwp100)，c02為1，sf6為22,800，n2o為280；除此之外，n2o也是破壞大氣臭氧層的主要?dú)怏w，主要是因?yàn)閚2o對(duì)真空紫外線(xiàn)(vacuumuv,vuv)具有強(qiáng)烈的吸收能力，并分解為n2及o原子,使o原子再與臭氧o3反應(yīng)生成o2，因此使臭氧減少，其化學(xué)式如下

n2o+hv→n2+o

o+o3→2o2

另外，目前空污問(wèn)題相當(dāng)著名的pm2.5以及霧霾光害及臭氧等議題，也是與nox有關(guān)，因?yàn)樵诘蛯拥目諝庵校麢C(jī)車(chē)排放廢氣中的氮氧化物，經(jīng)過(guò)紫外線(xiàn)照射便分解成為no與o原子，而no與o2結(jié)合后形成no2，再與水蒸氣反應(yīng)形成棕紅色的硝酸，o原子則與o2結(jié)合成為臭氧，因此在空氣污染嚴(yán)重的早晨，經(jīng)常有棕紅色的霧霾與臭氧影響健康。

在臺(tái)灣半導(dǎo)體廠(chǎng)，對(duì)于溫室氣體的排放量及標(biāo)準(zhǔn)要求相當(dāng)高，主要是國(guó)際半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)對(duì)環(huán)保的高標(biāo)準(zhǔn)自我要求，以爭(zhēng)取國(guó)際形象，因此在巴黎協(xié)議簽訂后，各廠(chǎng)皆在努力研發(fā)n2o尾氣消除及nox的降低方法，其中最方便的莫過(guò)于燃燒法，電漿裂解法以及電熱法。但前述方法中，必須付出相當(dāng)昂貴的成本，例如燃料費(fèi)用，電費(fèi)以及電極損耗成本，加上半導(dǎo)體工廠(chǎng)中常以n2作為稀釋氣體的主要?dú)怏w，但是在高溫的燃燒法，電熱法和電漿法都會(huì)將n2再次形成n2o及nox，無(wú)形中造成二次污染。

在各國(guó)專(zhuān)利方面，美國(guó)專(zhuān)利號(hào)us5,206,002、us6,162,409、us6,649,132、us7,303,735中揭露，使用臭氧來(lái)處理n2o及nox，但是依照其揭露的方法或設(shè)備，都需要使用高濃度臭氧進(jìn)行氧化，相當(dāng)于1.5摩爾的臭氧，因此在有限的成本架構(gòu)下相當(dāng)不易推廣。

另外，對(duì)于惡臭氣體如nh3,h2s等，使用紫外線(xiàn)進(jìn)行分解的相關(guān)技術(shù)，則在中國(guó)專(zhuān)利號(hào)zl03115442.5，日本專(zhuān)利號(hào)jp2000157621a、以及jp2001235201a中有提及，但是，其瓶頸的處在于，風(fēng)量過(guò)大或是惡臭氣體的濃度過(guò)高時(shí)，全波段紫外燈管將無(wú)法負(fù)荷，因此，處理效果不佳。

美國(guó)專(zhuān)利號(hào)us7,837,966中有提及，以紫外線(xiàn)與臭氧進(jìn)行分解碳?xì)浠?，并可設(shè)計(jì)模塊化以組合方式降低碳?xì)浠衔餄舛?，并有監(jiān)控臭氧濃度以降低環(huán)境污染。其使用的uvc波長(zhǎng)254nm的主要目的，在于將o3裂解成為o原子，以便與碳?xì)浠锓磻?yīng)，并非直接裂解碳?xì)浠?，另外反?yīng)腔體的流道設(shè)計(jì)是讓碳?xì)浠锏耐Ａ魰r(shí)間夠久以便反應(yīng)。

美國(guó)專(zhuān)利號(hào)us7,272,925中，以紫外線(xiàn)及臭氧降低nox濃度，其中添加碳?xì)浠铮⒁評(píng)v波長(zhǎng)254nm照射碳?xì)浠?，臭氧及水氣等，以產(chǎn)生催化劑，最終在使用催化劑進(jìn)行消除nox。

美國(guó)專(zhuān)利號(hào)us6,506,351中，則是提出，將臭氧加熱至約50-150度c，再與nox反應(yīng)，生成n2o5后移除。

美國(guó)專(zhuān)利號(hào)us7,498,009，以u(píng)v加上nh3(ammonia)在同一腔室內(nèi)進(jìn)行nox處理，然而，nh3本身即為一有害氣體，并且使用nh3易造成二次污染。us20100108489提到，為了生產(chǎn)no氣體，以n2o氣體在uv腔體內(nèi)裂解并重復(fù)循環(huán)與副產(chǎn)物反應(yīng)最終生成no，但生產(chǎn)過(guò)程需長(zhǎng)達(dá)數(shù)十分鐘，不僅效率偏低且最終產(chǎn)物仍屬于氮氧化物。

在上述多項(xiàng)專(zhuān)利中，皆未提到n2o(笑氣)的解決方案，雖廣義nox包含n2o，但是由于n2o相當(dāng)穩(wěn)定，如果沒(méi)有特別處理，并不會(huì)完全裂解，因此，相較于no及no2的處理手法上，存在相當(dāng)大的差異性，無(wú)論是中國(guó)專(zhuān)利，日本專(zhuān)利或是上述提到的美國(guó)專(zhuān)利，在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上皆未考慮氣體或是惡臭氣體對(duì)于紫外線(xiàn)的吸收深度，以及臭氧半衰期及產(chǎn)生radical時(shí)機(jī)與反應(yīng)順序；因此在設(shè)計(jì)消除n2o的機(jī)制上，必須考慮n2o對(duì)紫外線(xiàn)的吸收，臭氧對(duì)紫外線(xiàn)的影響，進(jìn)而設(shè)計(jì)出n2o與臭氧最佳反應(yīng)時(shí)機(jī)及如何反應(yīng)。

因此，如何提出一種針對(duì)n2o氣體的處理方法或設(shè)備，乃為業(yè)界亟欲改善與努力的方向所在。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明即在提供一種氣體的處理方法，氣體中至少含有一氧化二氮(n2o)，氣體的處理方法包含：輸送氣體至第一腔室內(nèi)，提供第一能量于第一腔室內(nèi)，使氣體形成具有激發(fā)態(tài)的游離氣體，其中游離氣體至少包含一氧化氮(no)及一氮原子(n)；提供臭氧(o3)至第二腔室內(nèi)，第二腔室具有第二能量，使o3形成具有激發(fā)態(tài)的氧原子(o)及o2；分別輸送第一腔室內(nèi)的激發(fā)態(tài)的游離氣體與第二腔室內(nèi)的激發(fā)態(tài)的氧原子至第三腔室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使第三腔室中的氣體至少含有二氧化氮(no2)；將第三腔室的氣體輸送至第四腔室，第四腔室具有洗滌系統(tǒng)，洗滌系統(tǒng)至少含有可溶解no2的溶劑。

所述的氣體的處理方法，其中，第一能量與第二能量為熱能或光能的其中之一或組合。

所述的氣體的處理方法，其中，第一能量包含波長(zhǎng)介于160-210nm的間的第一紫外線(xiàn)光源。

所述的氣體的處理方法，其中，第二能量包含由發(fā)熱裝置所提供。

所述的氣體的處理方法，其中，第二能量包含具有波長(zhǎng)介于230-280nm的間的第二紫外線(xiàn)光源。

所述的氣體的第四腔室內(nèi)的處理方法，其中，洗滌系統(tǒng)的溶劑至少包含水分子(h2o)。

所述的氣體的處理方法，其中，第一腔室、第二腔室或第三腔室，進(jìn)一步具有擾流系統(tǒng)。

所述的氣體的處理方法，其中，擾流系統(tǒng)具有可產(chǎn)生雷諾數(shù)大于或等于3000的紊流。

所述的氣體的處理方法，其中，擾流系統(tǒng)包含多個(gè)散熱片。

所述的氣體的處理方法，其中，擾流系統(tǒng)包含由多個(gè)紫外線(xiàn)光源進(jìn)行矩陣或錯(cuò)位排列組成，并且設(shè)置于第一腔室或第三腔室的氣體流道處，據(jù)此，藉由氣體的流動(dòng)碰撞等紫外線(xiàn)光源而造成擾流效果。

所述的氣體的處理方法，其中，擾流系統(tǒng)可為噴嘴。

所述的氣體的處理方法，其中，第四腔室連結(jié)第五腔室；輸入激發(fā)態(tài)的氧原子于第五腔室內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，使第五腔室內(nèi)至少含有二氧化氮(no2)的氣體；輸送第五腔室內(nèi)的含有二氧化氮(no2)的氣體至第四腔室內(nèi)。

所述的氣體的處理方法，其中，激發(fā)態(tài)的氧原子來(lái)自于第二腔室內(nèi)所產(chǎn)生。

此外，本發(fā)明在提出一種氣體處理裝置，用于處理至少含有一氧化二氮(n2o)的氣體，氣體處理裝置包含：第一腔室，包含第一進(jìn)氣口、第一出氣口以及第一能量供應(yīng)系統(tǒng)，氣體自第一進(jìn)氣口進(jìn)入第一腔室內(nèi)；第二腔室，包含第二進(jìn)氣口、第二出氣口以及第二能量供應(yīng)系統(tǒng)，第一出氣口與第二出氣口分別與第三腔室的一第三進(jìn)氣口相連通；第三腔室透過(guò)第三出氣口與第四腔室的第四進(jìn)氣口相連通；第四腔室包含洗滌系統(tǒng)，洗滌系統(tǒng)具有包含水分子(h2o)的溶劑。

所述的氣體處理裝置，其中，第一能量供應(yīng)系統(tǒng)與第二能量供應(yīng)系統(tǒng)來(lái)自熱能或光能的其中之一、兩者的組合。

所述的氣體處理裝置，其中，第一能量供應(yīng)系統(tǒng)包含具有波長(zhǎng)介于160-210nm的間的第紫外線(xiàn)光源。

所述的氣體處理裝置，其中，第二能量供應(yīng)系統(tǒng)包含介于100-300℃的間的發(fā)熱裝置。

所述的氣體處理裝置，其中，第二能量供應(yīng)系統(tǒng)包含具有波長(zhǎng)介于230-280nm的間的第二紫外線(xiàn)光源。

所述的氣體處理裝置，其中，第一腔室、第二腔室或第三腔室，進(jìn)一步設(shè)置擾流系統(tǒng)。

所述的氣體處理裝置，其中，擾流系統(tǒng)具有可產(chǎn)生雷諾數(shù)大于或等于3000的紊流。

所述的氣體處理裝置，其中，擾流系統(tǒng)包含多個(gè)散熱片。

所述的氣體處理裝置，其中，擾流系統(tǒng)包含由多個(gè)紫外線(xiàn)光源進(jìn)行矩陣或錯(cuò)位排列組成，并且設(shè)置于第一腔室、第二腔室或第三腔室的氣體流道處，據(jù)此，藉由氣體的流動(dòng)碰撞等紫外線(xiàn)光源而造成擾流效果。

所述的氣體處理裝置，其中，擾流系統(tǒng)可為噴嘴。

所述的氣體處理裝置，其中，第四腔室透過(guò)第四出氣口與第五腔室的第五進(jìn)氣口連通，第五腔室進(jìn)一步具有第五外氣進(jìn)氣口。

所述的氣體處理裝置，其中，第五外氣進(jìn)氣口與第二腔室的第二出氣口相連通。

所述的氣體處理裝置，其中，第五腔室進(jìn)一步具有第五出氣口，與第四腔室的第四進(jìn)氣口相連通。

所述的氣體處理裝置，其中，第一能量供應(yīng)系統(tǒng)具有第一密閉容器，第一紫外線(xiàn)光源則設(shè)置于第一密閉容器內(nèi)。

所述的氣體處理裝置，其中，第一密閉容器的管壁為高純度石英、藍(lán)寶石、或可穿透波長(zhǎng)介于160-210nm的紫外線(xiàn)光源的材質(zhì)。

所述的氣體處理裝置，其中，第二能量供應(yīng)系統(tǒng)具有第二密閉容器，第二紫外線(xiàn)光源則設(shè)置于第二密閉容器。

所述的氣體處理裝置，其中，第二密閉容器的管壁為高純度石英、藍(lán)寶石、或可穿透波長(zhǎng)介于230-280nm的紫外線(xiàn)光源的材質(zhì)。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明所提出的一種氣體處理裝置示意圖。

圖2至圖4為擾流系統(tǒng)的示意圖。

圖5為本發(fā)明的另一種氣體處理裝置示意圖。

圖6為第一腔室與第二腔室的示意圖。

圖7、8、10為本發(fā)明所提出的一種氣體的處理方法示意圖。

圖9為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖

圖例說(shuō)明：

氣體處理裝置100

第一腔室10

第一進(jìn)氣口101

第一出氣口102

第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103

第一密閉容器1032

第一能量11

第一紫外線(xiàn)光源111

第二腔室20

第二進(jìn)氣口201

第二出氣口202

第二能量21

發(fā)熱裝置211

第二紫外線(xiàn)光源212

第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203

第二紫外線(xiàn)光源2032

第二密閉容器2033

第三腔室30

第三進(jìn)氣口301

第三出氣口302

第四腔室40

第四進(jìn)氣口401

第四出氣口402

洗滌系統(tǒng)41

溶劑411

第五腔室50

第五進(jìn)氣口501

第五出氣口502

第五外氣進(jìn)氣口503

擾流系統(tǒng)70

鰭片701

紫外線(xiàn)光源702

噴嘴703

具體實(shí)施方式

由于本發(fā)明揭露一種氣體處理方法與氣體處理裝置，其中，所使用的氣體的氧化還原反應(yīng)等相關(guān)基礎(chǔ)原理已為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域具有通常知識(shí)者所能明了，故以下文中的說(shuō)明，不再作完整描述。同時(shí)，以下文中所對(duì)照的圖式，表達(dá)與本發(fā)明特征有關(guān)的結(jié)構(gòu)示意，并未亦不需要依據(jù)實(shí)際尺寸完整繪制，合先述明。

本發(fā)明提出一種氣體處理裝置100，用于處理一氣體，在此所指的氣體，是指包含有害的氣體，其所產(chǎn)生的來(lái)源可以是如火力發(fā)電廠(chǎng)經(jīng)過(guò)高溫燃燒后所排出的氣體，如sox(硫氧化物)；半導(dǎo)體制程所產(chǎn)生的尾氣，如ch4(甲烷)及n2o等。此氣體處理裝置100包含多個(gè)相連通的腔室：第一腔室10、第二腔室20、第三腔室30以及第四腔室40，特別適用于包含至少含有一氧化二氮(n2o)的氣體的相關(guān)處理與凈化，其中，各腔室的運(yùn)作說(shuō)明如下。

第一腔室10包含第一進(jìn)氣口101、第一出氣口102以及第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103，而欲處理的氣體自第一進(jìn)氣口101進(jìn)入第一腔室10內(nèi)，在第一腔室10內(nèi)的第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103來(lái)熱能或一光能的其中之一、或兩者的組合，在較佳實(shí)施例中，第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103可包含有波長(zhǎng)介于160-210nm的間的第一紫外線(xiàn)光源1031。當(dāng)然，可以視欲處理的氣體成分，選擇給予更針對(duì)性的熱能或光能，據(jù)此，可以使進(jìn)入第一腔室10內(nèi)的氣體，產(chǎn)生具有激發(fā)態(tài)的游離氣體。

第二腔室20，包含第二出氣口202以及第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203，在第二腔室20中，用來(lái)放置針對(duì)前述輸入第一腔室10中需要處理的氣體設(shè)置其適合的氣體反應(yīng)物，因此，第二腔室20可以包含第二進(jìn)氣口201，隨時(shí)補(bǔ)充氣體反應(yīng)物至第二腔室20的內(nèi)。

第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203可以視此氣體反應(yīng)物的特性，設(shè)置其適合的能量，如來(lái)自熱能或光能的其中之一、或兩者的組合，在較佳實(shí)施例中，第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203包含介于100-300℃的間的發(fā)熱裝置211，或者，第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203可再包含具有波長(zhǎng)介于230-280nm的間的第二紫外線(xiàn)光源2031。據(jù)此，可以將第二腔室20內(nèi)的氣體反應(yīng)物產(chǎn)生具有激發(fā)態(tài)的氣體反應(yīng)物。

第三腔室30包含第三進(jìn)氣口301與第三出氣口302。第四腔室則包含第四進(jìn)氣口401、第四出氣口402以及洗滌系統(tǒng)41。

而第一腔室10的第一出氣口102與第二腔室20的第二出氣口202分別與第三腔室30的第三進(jìn)氣口301相連通。據(jù)此，透過(guò)第一腔室10可先單獨(dú)處理需要凈化的氣體，藉由第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103產(chǎn)生具有激發(fā)態(tài)的游離氣體的后，再輸入至第三腔體30；第二腔室20的氣體反應(yīng)物也先透過(guò)第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203產(chǎn)生具有激發(fā)態(tài)的氣體反應(yīng)物的后，再輸入第三腔室30中。如此一來(lái)，進(jìn)入第三腔室30的激發(fā)態(tài)的游離氣體可以與激發(fā)態(tài)的氣體反應(yīng)物充分反應(yīng)。

而第三腔室30透過(guò)第三出氣口302與第四腔室40的第四進(jìn)氣口401相連通，將第三腔室30內(nèi)已經(jīng)充分反應(yīng)后的氣體輸入第四腔室40的內(nèi)；第四腔室40包含洗滌系統(tǒng)41，此洗滌系統(tǒng)41具有包含水分子(h2o)的溶劑411，藉此將第四腔室40內(nèi)的氣體溶解。

要特別說(shuō)明的是，藉由第一腔室10與第二腔室20，分別對(duì)要處理的氣體與氣體反應(yīng)物進(jìn)行單獨(dú)處理，再輸入至第三腔室30混合并進(jìn)行反應(yīng)，主要在于，一般的廢氣氣體中含有復(fù)雜的多種氣體，如果直接加入氣體反應(yīng)物直接與廢氣的氣體反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜且反復(fù)的裂解、結(jié)合的過(guò)程，反而會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)的效果不佳，凈化的效率降低，藉由本發(fā)明所提出的氣體處理裝置100，分別藉由第一腔室10將要處理的氣體產(chǎn)生具有激發(fā)態(tài)的游離氣體，第二腔室20將氣體反應(yīng)物產(chǎn)生具有激發(fā)態(tài)的氣體反應(yīng)物，再使這兩種處于激發(fā)態(tài)的氣體輸入至第三腔室30進(jìn)行反應(yīng)，可以達(dá)到更高的反應(yīng)效率。

此外，在較佳實(shí)施例中，于第一腔室10或第三腔室30中，進(jìn)一步設(shè)置擾流系統(tǒng)70，據(jù)此，在第一腔室10中，可以使讓要處理的氣體與第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103反應(yīng)更均勻、更有效率；讓第三腔室30中的激發(fā)態(tài)的游離氣體與激發(fā)態(tài)的氣體反應(yīng)物反應(yīng)更均勻、更有效率。因此，擾流系統(tǒng)70為具有可產(chǎn)生雷諾數(shù)大于或等于3000的紊流，而擾流系統(tǒng)70的配置，并不特別局限，只要能夠于第一腔室10與第三腔室30內(nèi)，有效形成擾流的效果即可，如果能形成紊流者更佳。

如圖2所示，在第一腔室10或第三腔室30內(nèi)，擾流系統(tǒng)70為包含復(fù)數(shù)個(gè)鰭片701者，且分散于第一腔室10或第三腔室30的氣體流道處。請(qǐng)參考圖3，擾流系統(tǒng)70也可以是由多個(gè)紫外線(xiàn)光源702進(jìn)行矩陣或錯(cuò)位排列組成，并且設(shè)置于第一腔室10或第三腔室30的氣體流道處，據(jù)此，藉由氣體的流動(dòng)碰撞紫外線(xiàn)光源702而造成一擾流效果，同時(shí)也增加紫外線(xiàn)光源702有效的氣體反應(yīng)面積?；蛘撸?qǐng)參考圖4，擾流系統(tǒng)70也可以是由多個(gè)噴嘴703所構(gòu)成，藉由噴嘴703所噴出的氣流，可以使氣體混合更為均勻，反應(yīng)效率更好。同理，若第二腔室20中的氣體反應(yīng)物與第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203有此需求，視成本的考慮，亦可于第二腔室20內(nèi)設(shè)置擾流系統(tǒng)70，加速產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的氣體反應(yīng)物的效率。

請(qǐng)參考圖5，在另一實(shí)施例中，還包含第五腔室50，包含第五進(jìn)氣口501與第五出氣口502，第五進(jìn)氣口501與第四腔室40的第四出氣口402相連通，據(jù)此，在第四腔室40內(nèi)透過(guò)洗滌系統(tǒng)41處理后，尚未被洗滌系統(tǒng)41中的溶劑411溶解的氣體，可透過(guò)此第四出氣口402注入至第五腔室50，此第五腔室50內(nèi)可以包含有氣體反應(yīng)物，在第五腔室50中的氣體反應(yīng)物，可以使用與第二腔室20相同的氣體反應(yīng)物，但不以此為限。因此，第五腔室50進(jìn)一步具有第五外氣進(jìn)氣口503與第二腔室20的第二出氣口202相連通，輸入激發(fā)態(tài)的氣體反應(yīng)物，與第五腔室50內(nèi)的尚未被溶劑411溶解的氣體進(jìn)行反應(yīng)，再將反應(yīng)后的氣體透過(guò)第五出氣口502連通至第四腔室40的第四進(jìn)氣口401，將其導(dǎo)入第四腔室40內(nèi)，再經(jīng)過(guò)洗滌系統(tǒng)41重復(fù)處理。

在此要說(shuō)明的是，在第五腔室50內(nèi)，亦可設(shè)置如前所述的擾流系統(tǒng)70，據(jù)此可增加激發(fā)態(tài)氣體反應(yīng)物充分與第五腔室50內(nèi)且來(lái)自于第四腔室40尚未被溶解的氣體反應(yīng)。

請(qǐng)參考圖6，在此實(shí)施例中，于第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103中，具有至少一個(gè)第一密閉容器1032，其材質(zhì)可視第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103的來(lái)源而配合，例如，如果是熱能，則第一密閉容器1032可以使用導(dǎo)熱數(shù)較佳的材質(zhì)，如果是來(lái)自如本實(shí)施例所述的第一紫外線(xiàn)光源1031，則第一密閉容器1032的管壁為高純度石英或藍(lán)寶石、或可穿透光源的材質(zhì)。本實(shí)施例將第一紫外線(xiàn)光源1031設(shè)置于第一密閉容器1032內(nèi)，據(jù)此，可以擴(kuò)大第一紫外線(xiàn)光源1031照射的有效反應(yīng)面積，而，為了不影響第一紫外線(xiàn)光源1031的穿透效果，在本實(shí)施例中，第一密閉容器1032的管壁為可穿透波長(zhǎng)介于160-210nm的紫外線(xiàn)光源的材質(zhì)。

同理，于第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203中，具有至少一個(gè)第二密閉容器2033，其材質(zhì)亦視第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203的來(lái)源而配合，例如，如果是熱能，則第二密閉容器2033可以使用導(dǎo)熱數(shù)較佳的材質(zhì)，如果是來(lái)自如本實(shí)施例所述的第二紫外線(xiàn)光源2032，則第二密閉容器2033的管壁為高純度石英或藍(lán)寶石、或可穿透光源的材質(zhì)。本實(shí)施例將第二紫外線(xiàn)光源2032設(shè)置于第二密閉容器2033內(nèi)，據(jù)此，可以擴(kuò)大第二紫外線(xiàn)光源2032照射的有效反應(yīng)面積，而，為了不影響第二紫外線(xiàn)光源2032的穿透效果，在本實(shí)施中，第二密閉容器2033的管壁為可穿透波長(zhǎng)介于230-280nm的紫外線(xiàn)光源的材質(zhì)。

請(qǐng)參考圖7，本發(fā)明再提出一種氣體的處理方法，在此所指的氣體，是指包含有害的氣體，其所產(chǎn)生的來(lái)源可以是如火力發(fā)電廠(chǎng)經(jīng)過(guò)高溫燃燒后所排出的氣體，如sox(硫氧化物)；半導(dǎo)體制程所產(chǎn)生的尾氣，如ch4(甲烷)及n2o等，且此氣體中至少含有一氧化二氮(n2o)的氣體，本氣體的處理方法包含：輸送此氣體至第一腔室10內(nèi)，提供第一能量11于第一腔室10內(nèi)，使此氣體形成具有激發(fā)態(tài)的游離氣體，其中此游離氣體至少包含一氧化氮(no)及氮原子(n)，在此要特別說(shuō)明的是，第一能量11為前述第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103所提供，主要的目的在于能夠提供適當(dāng)?shù)哪芰坑诘谝磺皇?0內(nèi)，進(jìn)一步使此氣體產(chǎn)生裂解，并且氣體形成具有激發(fā)態(tài)的游離氣體，其中包含一氧化氮(no)及氮原子(n)，因此，第一能量11可以是熱能或光能的混合提供，或是單一方式提供而來(lái)。在本實(shí)施例中，采用波長(zhǎng)介于160-210nm的間的第一紫外線(xiàn)光源111，藉由此波段的紫外線(xiàn)，可以將氣體中的一氧化二氮(n2o)裂解成no+n，其反應(yīng)式為下式(1)。

n2o+hv->no+n(4s)(1)

輸送臭氧(o3)至第二腔室20內(nèi)，在本實(shí)施例中所使用的臭氧，即為前述的氣體反應(yīng)物，主要是臭氧中的氧原子(o)可以有效的處理氧化二氮(n2o)。因此，第二腔室20具有一第二能量21，藉由此第二能量21使臭氧形成具有激發(fā)態(tài)的氧原子(o)，在此要特別說(shuō)明的是，第二能量21為前述第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203所提供，主要在于能夠適當(dāng)?shù)墓┙o適合的能量于第二腔室20內(nèi)，進(jìn)一步促進(jìn)臭氧的裂解，因此，其可以是熱能或光能的混合提供，或是單一方式提供而來(lái)。在本實(shí)施例中，第二能量21是由發(fā)熱裝置211所提供，當(dāng)然，此發(fā)熱裝置211可以直接設(shè)置在第二腔室20內(nèi)部，或設(shè)置在第二腔室20外部，只要讓第二腔室20維持在100-300℃的溫度即可，據(jù)此，可以使臭氧更快速的裂解成o2與o，并且使氧原子成為激發(fā)態(tài)，其反應(yīng)式如下式(2)。

o3+energy→o(1d)+o2(2)

請(qǐng)參考圖8，在另一實(shí)施例中，第二能量21則是使用波長(zhǎng)介于230-280nm的間的第二紫外線(xiàn)光源212，據(jù)此，亦可以使臭氧快速的裂解成o2與o，并且使氧原子成為激發(fā)態(tài)。

接著，分別將第一腔室10內(nèi)的激發(fā)態(tài)的游離氣體、與第二腔室20內(nèi)的激發(fā)態(tài)的氧原子輸入至第三腔室30內(nèi)，并進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而使第三腔室30中的經(jīng)過(guò)反應(yīng)后的氣體中，至少含有二氧化氮(no2)，其反應(yīng)式至少包含如下(3)至(4)。

o(1d)+n2o→2no(3)

o(1d)+no→no2(4)

接著，將第三腔室30中經(jīng)過(guò)反應(yīng)用的氣體輸送至第四腔室40內(nèi)，第四腔室40具有洗滌系統(tǒng)41，此洗滌系統(tǒng)41至少含有可溶解二氧化氮(no2)的溶劑411，較佳的方式為，此溶劑411至少包含水分子(h2o)，據(jù)此，可以使二氧化氮(no2)被溶解成hno3。當(dāng)然，可以視第三腔室內(nèi)氣體的成分，選擇適合的溶劑411的成分，而在本實(shí)施例中，洗滌系統(tǒng)41中所使用的溶劑411，使用水來(lái)當(dāng)溶劑，其反應(yīng)式為下式(5)。

no2+h2o→2hno3(5)

在此要特別說(shuō)明的是，本發(fā)明進(jìn)一步提出擾流系統(tǒng)70，可以分別設(shè)置在第一腔室10、第二腔室20或第三腔室30，其主要目的在于，使各腔室內(nèi)的氣體產(chǎn)生紊流使彼此反應(yīng)更完全，以第一腔室10為例，如果其第一能量11是使用第一紫外線(xiàn)光源111，則由于紫外線(xiàn)的穿透深度大約于0.1～3公分左右，因此，如果要使氣體均勻被紫外線(xiàn)照射，可能要增加紫外線(xiàn)燈管的配置數(shù)量，但是如此會(huì)提高成本，因此，如果在配置一定數(shù)量的第一紫外線(xiàn)光源111下，利用擾流系統(tǒng)70增加第一腔室10的內(nèi)的氣流，則可以提高第一紫外線(xiàn)光源111的處理效率，在同一時(shí)間與空間內(nèi)，提高產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的游離氣體。

而以第三腔室30為例，當(dāng)?shù)谝磺皇?0與第二腔室20的氣體分別輸入激發(fā)態(tài)的游離氣體與激發(fā)態(tài)的氧原子至第三腔室30內(nèi)的后，透過(guò)擾流系統(tǒng)70，可以促進(jìn)激發(fā)態(tài)的游離氣體與激發(fā)態(tài)的氧原子的碰撞效率，提高二氧化氮(no2)的生成量。因此，較佳的方式為，擾流系統(tǒng)70為具有一可產(chǎn)生雷諾數(shù)大于或等于3000的紊流。而如何達(dá)到此具體效果有幾種方式可以視情況使用，如前氣體處理裝置100所述中，圖2所述的鰭片701，或圖3中所述的由多個(gè)紫外線(xiàn)光源702進(jìn)行矩陣或錯(cuò)位排列組成，或如圖4中所述的噴嘴703，皆可造成一擾流效果，而促進(jìn)激發(fā)態(tài)的游離氣體與激發(fā)態(tài)的氧原子的碰撞效率，提高二氧化氮(no2)生成量。

請(qǐng)參考圖9，為利用本發(fā)明所提出的氣體處理裝置100，并且依照本發(fā)明所提出的氣體的處理方法，加以實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件如下：

對(duì)照組：于第一腔室10中輸入欲處理的至少包含有氧化二氮(n2o)的氣體，第一腔室10中的第一能量供應(yīng)系統(tǒng)103使用具有波長(zhǎng)介于160-210nm的間的第一紫外線(xiàn)光源1031；第二腔室20中輸入臭氧，并且第二能量供應(yīng)系統(tǒng)203以加熱裝置對(duì)第二腔室20升溫，溫度從50度至300度分階段測(cè)試，分別偵測(cè)第一腔室10與第四腔室40內(nèi)，一氧化二氮(n2o)的氣體濃度(ppm)變化與消除率(dre)，所得數(shù)據(jù)分別以(◆)、(▲)作為標(biāo)示。

對(duì)照組：于第一腔室10與第二腔室20中皆不預(yù)先處理即傳至第三腔室30中，并對(duì)第三腔室30升溫，溫度從50度至300度分階段測(cè)試，分別偵測(cè)第一腔室10與第四腔室40內(nèi)，氮氧化物(nox)的氣體濃度(ppm)變化，所得的數(shù)據(jù)以(▓)表示；可看出實(shí)驗(yàn)組相較于對(duì)照組具有明顯提升削減率的功效；另外，觀(guān)察其削減率(dre)也可證明本發(fā)明具有足夠的新穎性與進(jìn)步性。

請(qǐng)參考圖10，本發(fā)明所提出的氣體的處理方法，進(jìn)一步包含第五腔室50，針對(duì)于第四腔室40中的不溶于水的no氣體，進(jìn)行再處理，第四腔室40透過(guò)第四出氣口402與第五腔室50的第五進(jìn)氣口501相連通，將第四腔室40內(nèi)未處理完全的氣體導(dǎo)入第五腔室50內(nèi)，并且，自第五外氣進(jìn)氣口503輸入激發(fā)態(tài)的氧原子于第五腔室50內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而使所述第五腔室50內(nèi)至少含有二氧化氮(no2)的氣體，其反應(yīng)式至少包含下式(7)。

o(1d)+no→no2(7)

接著，再將第五腔室50內(nèi)含有二氧化氮(no2)的氣體透過(guò)第五出氣口502輸入至第四腔室40內(nèi)，經(jīng)過(guò)洗滌系統(tǒng)41再次處理。

在此，要特別說(shuō)明的是，自第五外氣進(jìn)氣口503所輸入的激發(fā)態(tài)的氧原子，可以是來(lái)自于第二腔室20內(nèi)所產(chǎn)生的激發(fā)態(tài)的氧原子，透過(guò)第二腔室20的第二出氣口202與第五外氣進(jìn)氣口503相連通，據(jù)此，當(dāng)?shù)诙皇?0中的臭氧經(jīng)過(guò)裂解后產(chǎn)生激發(fā)態(tài)的氧原子的后，透過(guò)第二出氣口202分別傳送到第三腔室30與第五腔室50，可以充分利用并且提高使用效率。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明的申請(qǐng)專(zhuān)利權(quán)利；同時(shí)以上的描述，對(duì)于熟知本技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)門(mén)人士應(yīng)可明了及實(shí)施，因此其他未脫離本發(fā)明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應(yīng)包含在申請(qǐng)專(zhuān)利范圍中。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。