JP2008126092A - フッ素含有化合物ガスの処理装置および処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス処理装置1は、外管11と、内管12と、内管12の内部に設けられた触媒層13と、外管11に取り付けられたヒータ17とを有する。外管11は、一端部にガス導入管15を有し、他端が閉鎖されている。内管12は、一端側にガス排出管16を有し、他端および外周面をそれぞれ外管11の他端および内周面と間隔をあけて対向させて、外管11の内側に位置している。触媒層13は、内管12の他端部から一端に向かう中間位置まで内管12内に充填されている。ヒータ17は、触媒層13を取り囲んで外管の外周面に取り付けられている。
【選択図】図1
Description
CF4+2H2O→CO2+4HF (反応式1)
2HF+Ca(OH)2→CaF2+2H2O (反応式2)
U2/U1=(D1−2t)2/(D22−D12) (式3)
で表すことができる。
C=(D2−D1)/2 (式4)
となる。
本例では、図1に示した構成を有するガス処理装置1を用いてCF4の分解を行った。内管12は、インコネルで作製し、内径が150mm、管壁の厚さが4.0mmであった。外管11は、ステンレスで作製し、内径が188mm、底面からガス導入管15までの高さが500mmであった。したがって、外管11と内管12との隙間Cの大きさは15mmであった。
空間速度SVを750/hr(処理ガス流量=85L/min)としたこと以外は実施例1と同じ条件でCF4を分解した。
空間速度SVを1500/hr(処理ガス流量=170L/min)としたこと以外は実施例1と同じ条件でCF4を分解した。
本例では、従来の単管構造の円筒型反応器を有する触媒反応装置を用いてCF4の分解を行った。反応器はインコネル製であり、内径が150mm、管壁の厚さが4.0mm、下端からガス導入口までの高さが800mmであった。触媒層には、6.8Lのアルミナ系触媒を約380mmの高さで充填した。触媒層の前段には、予熱用充填物としてアルミナ球を400mmの高さで充填した。
空間速度SVを255/hr(処理ガス流量=29L/min)としたこと以外は比較例1と同じ条件でCF4を分解した。
空間速度SVを341/hr(処理ガス流量=39L/min)としたこと以外は比較例1と同じ条件でCF4を分解した。
空間速度SVを429/hr(処理ガス流量=49L/min)としたこと以外は比較例1と同じ条件でCF4を分解した。
空間速度SVを524/hr(処理ガス流量=59L/min)としたこと以外は比較例1と同じ条件でCF4を分解した。
空間速度SVを618/hr(処理ガス流量=70L/min)としたこと以外は比較例1と同じ条件でCF4を分解した。
実施例1〜3よび比較例1〜6について、触媒層中心部の温度の測定結果を表1に示す。また、触媒層中心部の温度と空間速度SVとの関係のグラフを図7に示す。
反応率(%)={(供給するガス中のCF4成分−排出されたガス中のCF4成分)/供給するガス中のCF4成分}×100
10,20,30 PFC反応部
11,21,31 外管
12,22,32 内管
13,23,33 触媒層
15,26,36 ガス導入管
16,27,37 ガス排出管
17,24,34 ヒータ
18,25,35 二次ガス処理部
19 導管
Claims (10)
- フッ素含有化合物ガスを触媒層に流通させて処理するガス処理装置であって、
一端部から前記化合物ガスが導入され、他端が閉鎖された外管と、
一端側にガス排出部を有し、他端および外周面をそれぞれ前記外管の他端および内周面と間隔をあけて対向させて前記外管の内側に位置する内管と、
前記内管の他端部から一端に向かう中間位置まで前記内管内に充填された触媒層と、
前記触媒層を取り囲んで前記外管の外周面に取り付けられたヒータと、
を有するガス処理装置。 - 前記触媒層での空塔ガス流速をU1、前記外管内でのガス流速をU2としたとき、U2/U1が0.5以上50以下になるように、前記外管の内周面と前記内管の外周面との隙間が規定されている、請求項1に記載のガス処理装置。
- 前記外管は、前記外管内に前記フッ素含有化合物ガスを導入するためのガス導入部を有し、該ガス導入部は、前記外管内に導入されたフッ素含有化合物ガスが前記外管の周方向に沿った旋回流を形成して流れるように構成されている、請求項1または2に記載のガス処理装置。
- 前記ガス導入部は、前記外管の周方向を向いた開口が形成され、該開口が前記外管と前記内管との間の空間に位置するように前記外管に取り付けられたガス導入管を有する、請求項3に記載のガス処理装置。
- 前記フッ素含有化合物ガスはPFCを含むガスであり、前記触媒層に含まれる触媒は、前記PFCを分解するのに適した触媒である、請求項1から4のいずれか1項に記載のガス処理装置。
- 前記外管はステンレス材で構成されている、請求項5に記載のガス処理装置。
- 前記PFCの分解によって生成された腐食性ガスを処理する二次ガス処理部をさらに有する、請求項5または6に記載のガス処理装置。
- 前記二次ガス処理部は、前記内管のガス排出部から排出されたガスが直接導入されるように前記内管と一体化されている、請求項7に記載のガス処理装置。
- フッ素含有化合物ガスを触媒層に流通させて処理するガス処理方法であって、
請求項1に記載の処理装置を使用して、
前記処理装置のヒータを駆動して触媒層を加熱しながら、前記処理装置の外管の一端部から、前記外管内へ前記フッ素含有化合物ガスを導入し、
前記フッ素含有化合物ガスを、前記外管内にて前記外管の一端側から他端側へ流し、該他端側で前記内管に送り、加熱されている前記触媒層を通過させて、前記フッ素含有化合物ガスを分解し、処理ガスを前記内管のガス排出部から排出することを特徴とするガス処理方法。 - 前記外管内へ導入した前記フッ素含有化合物ガスに、前記外管内で前記外管の周方向に沿った旋回流を生じさせることを含む、請求項9に記載のガス処理方法。
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