JP2005111423A - 触媒式pfc分解処理方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
本発明によれば、水と反応して固形物を生成する成分をPFC含有ガス中から低コストにかつ効率良く除去し、高いPFC分解率を維持することができる。
【解決手段】
水と反応して固形物を生成するガス成分を含み、かつPFCを含むガス流中のPFCを触媒で分解する方法であって、前記ガス流を水と接触させて固形物を生成させる固形物生成工程,生成した固形物を除去する固形物捕集工程、及びPFCの触媒分解工程を少なくとも有することを特徴とする触媒式PFC分解処理方法。
触媒式PFC分解装置内で閉塞が起こりにくく、また高いPFC分解性能を維持することが可能である。
【選択図】図2
Description
(Perfluorocompounds)が使用されることが多い。PFCはCF4 ,C2F6,C3F8,
SF6、及びNF3などの総称であり、高い温暖化係数を持つ温室効果ガスである。PFCの処理方法としては、薬剤法,燃焼法,プラズマ法,触媒法等が知られている。触媒法では他法に比べて低温でPFCを処理できる。
BCl3 + 2H2O=HBO2 + 3HCl (2)
S2Cl2 + H2O=1.5S + 0.5SO2+2HCl (3)
望ましい水噴霧装置は、単純に水をスプレするスプレ塔である。さらに望ましくは、スプレ塔内壁に水膜を有することで、内壁への固形物析出が抑制できる。水膜の作製方法としては濡れ壁方法等があるが、さらに望ましくは高圧で水を噴霧させ、水膜表面で析出した固形物を水噴霧装置下流に流す。
さらなる発明は、固形化工程で固形化塔を2塔設置し、固形物積層時に固形化塔を切り替えて連続的に使用する方法である。PFC含有ガス流中に含まれている、固形化成分を固形化させるに十分な水分を、空気または酸素を水にバブリングさせて同伴させて供給し、固形化塔内で固形物を析出させる。固形化塔内圧を監視し、所定圧力到達時にもう一方の固形化塔に切り替え、固形物が析出した固形化塔をこの間にメンテナンスする。このとき、固形化塔入口ガスを切り替えるバルブ等の設備内に水分が含まれないよう注意する。また、メンテナンス中の固形化塔出口ガスは所定排ガス処理設備へつなぎ触媒分解塔に流入させないことが望ましい。
1.5−10 倍程度の水分を供給する(例えば式3の場合、理論当量比は1であるため、その1.5−10倍の水分を供給する。例えば、3倍の場合はH2O/S2Cl2=3(vol/vol)となる。また、酸素は固形化成分のモル数に対して1.5−40 倍程度となるように添加する。添加量が少ないとSの生成を抑制しにくく、大過剰入れても効果の向上は見られない。
C5F8,SF6,SO2F2,NF3、等である。半導体・液晶製造装置からの排ガスには上記のPFC以外にも、Cl2 ,HCl,HOCl等の塩素化合物、HBr,Br2 等の臭素化合物、及びHI,I2 等のヨウ素化合物を含む。これらのガスが、N2 中,Air中,N2 とO2 気流中,Ar中などに少なくとも含まれるものである。
350℃が好ましく、50−200℃が望ましい。
PFC分解触媒107でPFCを分解し、COが生成する可能性がある場合はCO酸化触媒109で酸化する。触媒槽108はカートリッジ型で劣化した触媒はカートリッジ毎交換する。触媒槽を通過した分解ガスは、水を噴霧している冷却室110で急冷する。ここで一部の酸性ガスは除去される。冷却室を通過したガスは排ガス洗浄塔111で残存の酸成分を除去する。排ガス洗浄塔は充填材112で接触効率を上げてもよい。排ガス洗浄塔の後段には、サイクロン等のミスト捕集器115を設置してもよい。装置系内のガスはブロワまたはエジェクタ116で負圧吸引して排ガス15として排出する。固形物生成塔と冷却室と排ガス洗浄塔から排出される酸性排水は、排水ポンプ114で排水16として放出する。
1500mmHである。濾布寸法は、100mmφ×1000mmLであり、圧損が200mm
H2O 、ガス透過速度を1m/sとなるように設計した。圧縮空気はバグフィルタの圧損が250mmH2O を超えた時に噴霧した。
Ni/Alの下部にはアルミナウールを充填した。触媒反応器には空気とH2O とを供給できる。H2O は純水を定量ポンプで反応管上部に供給し、予熱層で気化させた。触媒使用温度が750℃となるよう触媒反応器を外部から電気炉で加熱した。分解ガスは水の入った酸性ガス吸収槽を通過させて、ミストキャッチャを通過させて排気した。酸性ガス吸収槽,ミストキャッチャの槽数は適宜変更してよい。
市販のベーマイト粉末を120℃で1時間乾燥した。この乾燥粉末200gに、硝酸ニッケル6水和物210.82g 溶かした水溶液を添加し、混練した。混練後、空気雰囲気中で250〜300℃で約2時間乾燥し、さらに空気中700℃で2時間焼成した。焼成物を粉砕,篩い分けして0.5−1mm粒径とした。完成後の触媒組成はmol比でNi/Al=20/80であった。
前述のNi/Al触媒66.77g を120℃で1h乾燥した。これにPdを含浸した。Pdを4.324wt%で含む硝酸パラジウム溶液1.53gに純水を26.85g まで添加した。この希釈硝酸パラジウム水溶液をNi/Alに含浸し、120℃で2h乾燥、700℃で2h焼成した。
h-1とした。(空間速度(h-1)=反応ガス流量(ml/h)/触媒量(ml)であり、本試験条件では次の計算から1225h-1となる。(1247+3.1+125+0.125/18*22400)/75*60=1225h-1)。
この結果から、本発明により高いPFC分解性能を維持できた。
SF6を混合し、H2O 中にバブリングさせてH2Oを同伴させた。
SF6 分解率を図4に示す。試験中の分解率は99%以上であった。固形物生成器と触媒反応器をつなぐ配管に析出物が少量見られたが、同伴させるH2O 量と乾燥空気の量を増やして析出量を低減できた。
Claims (6)
- 水と反応して固形物を生成するガス成分を含み、かつPFCを含むガス流中のPFCを触媒で分解する方法であって、前記ガス流を水と接触させて固形物を生成させる固形物生成工程,生成した固形物を除去する固形物捕集工程、及びPFCの触媒分解工程を有することを特徴とする触媒式PFC分解処理方法。
- 請求項1記載のガス流が、半導体或いは液晶メタルエッチングラインからの排ガスであることを特徴とする触媒式PFC分解処理方法。
- 請求項1記載の方法において、前記固形物生成工程と前記固形物捕集工程との間で、前記ガス流中に空気または酸素を導入することを特徴とする触媒式PFC分解処理方法。
- PFCを分解する触媒充填塔と分解生成ガス中の酸性ガスを処理する排ガス洗浄塔とを有する触媒式PFC分解装置において、前記触媒充填塔の前段に、水と反応して固形物を生成するガス成分を含みかつPFCを含むガス流を水と接触させる固形物生成設備と固形物捕集設備を備えたことを特徴とする触媒式PFC分解装置。
- 請求項4記載の前記固形物生成設備が、固形物生成塔,水分供給装置、及び固形物生成塔を加熱する加熱器を有することを特徴とする触媒式PFC分解装置。
- 請求項4記載の装置において、前記固形物生成設備の前段で空気または酸素を前記ガス流中に添加する設備を有することを特徴とする触媒式PFC分解装置。
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