JP2799891B2 - Method and apparatus for removing dust from flue gas in toxic exhaust gas combustion treatment equipment - Google Patents
Method and apparatus for removing dust from flue gas in toxic exhaust gas combustion treatment equipmentInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、アルシン、ホスフィン、ジボラン、モノシ
ラン等で代表される有毒性ガスを含む排ガスを燃焼処理
するにあたって、その燃焼処理後の粉塵を含む燃焼排ガ
スを燃焼炉部内に圧力変動を起さないで除塵する方法お
よび装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Industrial application field) The present invention includes, after performing a combustion treatment on an exhaust gas containing a toxic gas represented by arsine, phosphine, diborane, monosilane and the like, dust after the combustion treatment. The present invention relates to a method and an apparatus for removing flue gas without causing pressure fluctuation in a combustion furnace section.
（従来の技術および発明が解決しようとする課題） 半導体製造工程からは、前記した如きガス状の有毒性
物質を含む有毒性排ガスが生成する。このような有毒性
排ガスは人体に対する毒性が極めて高いので、その排ガ
スの大気への放出に際しては、それに含まれる有毒性物
質の完全除去が要求される。(Problems to be Solved by the Related Art and the Invention) From the semiconductor manufacturing process, toxic exhaust gas containing the above-mentioned gaseous toxic substances is generated. Since such toxic exhaust gas is extremely toxic to the human body, it is necessary to completely remove toxic substances contained in the exhaust gas when releasing the exhaust gas into the atmosphere.
排ガス中に含まれる有毒性物質を除去するための有効
な方法の１つとして、燃焼法が知られている（特開昭62
−134414号、特開昭62−152517号）。この方法は、排ガ
ス中の有毒性物質を燃焼条件で酸化分解し、単体元素や
酸化物の固体状物質に変換させて除去する方法である。As one of effective methods for removing toxic substances contained in exhaust gas, a combustion method is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 62-62).
-134414, JP-A-62-152517). This method is a method in which toxic substances in exhaust gas are oxidatively decomposed under combustion conditions, and converted into solid substances such as elemental elements and oxides to remove them.
この固体状物質も有毒であるため完全に燃焼排ガス中
から除去されなければならないが、生成される固体状物
質は、気相で生成されるためサブミクロンサイズの微粉
末であることから、通常の数ミクロンサイズの微粉末に
比し、燃焼排ガスから完全除去するのに著しい困難が生
じる。本発明者らは、先に、このような固体微粉末を効
率よく除去するために、燃焼炉内壁に水膜を流下させ、
この水膜に固体微粉末を捕捉吸収させる一連の有毒性排
ガスの燃焼処理方法及び装置を提案している（特願昭63
−218389号、特昭63−284930号）。さらに、本発明者ら
は、燃焼炉の圧力変動を制御するために、燃焼炉に伸縮
性部材を設け、圧力変動をこの伸縮性部材により吸収さ
せることも提案している（特願昭63−231787号）。しか
し、この方法では、燃焼炉の圧力変動が伸縮性部材の制
御能力を超えるような場合には炉内の圧力変動を制御し
きれず、このため、燃焼炉に連なる半導体製造装置に悪
影響を及ぼす恐れがあった。This solid substance is also toxic and must be completely removed from the flue gas.However, the solid substance produced is a submicron-sized fine powder because it is produced in the gas phase. Compared to fine powders of several microns in size, there are significant difficulties in completely removing them from flue gas. The present inventors have previously caused a water film to flow down on the inner wall of the combustion furnace in order to efficiently remove such solid fine powder,
A series of toxic exhaust gas combustion treatment methods and devices that allow solid fine powder to be captured and absorbed by this water film have been proposed (Japanese Patent Application No. Sho 63).
No. 218389, JP-B-63-284930). Furthermore, the present inventors have also proposed that an elastic member is provided in the combustion furnace in order to control the pressure fluctuation of the combustion furnace, and the pressure fluctuation is absorbed by the elastic member (Japanese Patent Application No. 63-163). No. 231787). However, in this method, when the pressure fluctuation of the combustion furnace exceeds the control capability of the elastic member, the pressure fluctuation in the furnace cannot be controlled, and therefore, there is a possibility that the semiconductor manufacturing apparatus connected to the combustion furnace may be adversely affected. was there.
ところで、一般的に気体から粉塵を除去する洗浄除塵
に用いる装置（スクラバー）には、ジェットスクラバ
ー、サイクロンスクラバー、ベンチュリースクラバーが
知られている。また、上記燃焼排ガスに対する除塵法と
しても、ベンチュリースクラバーを用いて除塵する方法
（特開昭63−190050号）や充填層を用いて除塵する方法
（特開昭63−218389号）が先に提案されているが、前者
の場合、開放端を持たないために気液混相流の生じる部
分で不規則な圧力変動が起こり、それが燃焼炉部分やそ
の上流の半導体等の製造部分にまで伝達する。また後者
の場合にも、充填層では気液混相流による充填層内での
気液流路の不規則変化に起因する流動抵抗の不規則変化
が発生するため、充填層出入口での圧力差圧に不規則変
動を生じる。By the way, jet scrubbers, cyclone scrubbers, and venturi scrubbers are generally known as devices (scrubbers) used for cleaning and removing dust from gas. As a method of removing dust from the combustion exhaust gas, a method of removing dust using a venturi scrubber (JP-A-63-190050) and a method of removing dust using a packed bed (JP-A-63-218389) have been previously proposed. However, in the former case, since there is no open end, irregular pressure fluctuations occur in the part where the gas-liquid multiphase flow occurs, and this is transmitted to the combustion furnace part and the upstream manufacturing parts such as semiconductors. . Also in the latter case, the packed bed undergoes an irregular change in flow resistance due to an irregular change in the gas-liquid flow path in the packed bed due to the gas-liquid multiphase flow, so the pressure differential pressure at the inlet and outlet of the packed bed Causes irregular fluctuations.
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、燃焼処理装置内での除塵処理における
圧力変動の半導体製造過程への伝達を防止すべく鋭意研
究を重ねた結果、燃焼処理装置内にガス吸入口を開放端
としたジェットスクラバーを内蔵させることにより、燃
焼排ガスの冷却及び燃焼炉部内に圧力変動を生じない除
塵が可能となることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。(Means for Solving the Problems) The present inventors have conducted intensive studies to prevent the transmission of pressure fluctuations during the dust removal processing in the combustion processing apparatus to the semiconductor manufacturing process. The inventor has found that the incorporation of a jet scrubber having an intake port with an open end makes it possible to cool combustion exhaust gas and remove dust without causing pressure fluctuations in the combustion furnace, and thus completed the present invention.
即ち、本発明によれば、有毒性排ガス燃焼処理後の粉
塵を含む燃焼排ガスを燃焼処理装置内にガス吸入孔を開
放端としたジェットスクラバーを内蔵させ、これによっ
て除塵を行なうことによって、燃焼炉部内の圧力変動を
防止することが出来、また燃焼排ガス冷却の効果が得ら
れる除塵方法及び装置が提供される。That is, according to the present invention, the combustion exhaust gas containing the dust after the toxic exhaust gas combustion treatment is provided with a built-in jet scrubber having a gas suction hole as an open end in the combustion treatment device, and the dust is removed by this. Provided are a dust removing method and a dust removing method capable of preventing a pressure fluctuation in a section and obtaining an effect of cooling combustion exhaust gas.
（発明の実施例） 本発明の方法を実施とする装置の一例を図面について
説明すると、第１図において、１は半導体製造装置等の
有毒性排ガス発生源を示す。２は吸着処理装置、３は燃
焼処理装置、４は逆火防止装置、５は除塵フィルターを
各示す。有毒性排ガス発生源からの有毒性排ガス供給ラ
イン（配管）は、逆火防止装置４を介したその切換バル
ブ７及び８により吸着処理装置２に続くライン９と燃焼
処理装置３に続くライン10とに分岐される。通常の状態
においては、吸着処理装置に続くバルブ７は閉とされ、
燃焼処理装置に続くバルブ８は開放される。(Embodiment of the Invention) An example of an apparatus for carrying out the method of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a toxic exhaust gas source such as a semiconductor manufacturing apparatus. Reference numeral 2 denotes an adsorption treatment device, 3 denotes a combustion treatment device, 4 denotes a flashback prevention device, and 5 denotes a dust filter. A toxic exhaust gas supply line (piping) from the toxic exhaust gas source is connected to a line 9 following the adsorption treatment device 2 and a line 10 following the combustion treatment device 3 by the switching valves 7 and 8 through the flashback prevention device 4. Is branched to In a normal state, the valve 7 following the adsorption device is closed,
The valve 8 following the combustion processing device is opened.
有毒性排ガス発生源１からの有毒性排ガス（以下、単
に排ガスとも言う）は、ライン６、逆火防止装置４を通
過した後、バルブ８及びライン10を通ってライン11を通
り、バーナ12を通って燃焼処理装置３の燃焼炉部内に噴
出され燃焼処理される。燃焼排ガスは、ライン13を通っ
て燃焼処理装置３から抜出され、除塵フィルター５及び
排気ポンプ14を通って大気へ放出される。燃焼処理装置
３では、有毒性排ガスの燃焼処理により生成した微粉末
は、燃焼処理装置の上端部にライン18を介して導入さ
れ、炉壁を液膜として流下する液体によって捕捉され
る。微粉末を捕捉した液体は、装置底部から、ライン1
5、液循環ポンプ16、冷却器17を通って再び燃焼処理装
置の上端部へ循環される。その循環液の一部はライン19
を通って廃液ドラム20に貯留される。このような燃焼処
理装置は、特願昭63−218389号及び特願昭63−284930号
明細書に記載されている。The toxic exhaust gas from the toxic exhaust gas source 1 (hereinafter, also simply referred to as exhaust gas) passes through the line 6, the flashback prevention device 4, passes through the valve 8 and the line 10, passes through the line 11, and passes through the burner 12. The fuel gas passes through the combustion furnace 3 of the combustion processing device 3 and is burned. The flue gas is extracted from the combustion processing device 3 through the line 13 and is discharged to the atmosphere through the dust filter 5 and the exhaust pump 14. In the combustion treatment device 3, fine powder generated by the combustion treatment of the toxic exhaust gas is introduced into the upper end portion of the combustion treatment device via the line 18, and is captured by the liquid flowing down the furnace wall as a liquid film. The liquid that has captured the fine powder flows from the bottom of the device to line 1.
5. The liquid is circulated again to the upper end of the combustion processing device through the liquid circulation pump 16 and the cooler 17. Part of the circulating fluid is on line 19
And stored in the waste drum 20. Such a combustion processing apparatus is described in Japanese Patent Application Nos. 63-218389 and 63-284930.
有毒性排ガス発生源と逆火防止装置との間のラインに
は、必要に応じ、可燃性ガスがライン21を通って導入さ
れ、燃焼バーナー12には支燃ガスとしての酸素又は空気
がライン22を通って導入される。燃焼バーナへの排ガス
供給ライン11には、窒素ガスライン23がバルブ25及びラ
イン27を介して接続されるとともに、給水ライン24がバ
ルブ26及びライン27を介して接続され、必要に応じ、窒
素ガスと水との混合物が排ガス供給ライン27を通って燃
焼バーナノズル内を流れるようになっている。水と窒素
ガスとの混合物を燃焼バーナノズル内を流通させること
によって、バーナノズルの洗浄を行うことができる。If necessary, a flammable gas is introduced into the line between the toxic exhaust gas source and the flashback prevention device through a line 21, and oxygen or air as a supporting gas is supplied to the combustion burner 12 through a line 22. Introduced through. To the exhaust gas supply line 11 to the combustion burner, a nitrogen gas line 23 is connected via a valve 25 and a line 27, and a water supply line 24 is connected via a valve 26 and a line 27. A mixture of water and water flows through the exhaust gas supply line 27 in the combustion burner nozzle. By flowing the mixture of water and nitrogen gas through the combustion burner nozzle, the burner nozzle can be cleaned.
さて、本発明においては、前記したように燃焼処理装
置の内部にジェットスクラバーが設けられている。ジェ
ットスクラバーは周知のようにジェットポンプを利用し
た洗浄除塵装置であって、構造的にはインゼクターおよ
びエゼクターと同じものであり、第２図に明らかなよう
な高圧の流体をノズルから噴射するスプレーノズル33
と、所要の燃焼ガスの吸込口35と、これら気液を混合す
るディフューザー34で構成され、噴射流体には燃焼処理
装置底部からポンプ16を介して循環される液体が利用さ
れている。Now, in the present invention, the jet scrubber is provided inside the combustion processing device as described above. As is well known, a jet scrubber is a cleaning and dedusting device using a jet pump, and is structurally the same as an injector and an ejector, and is a spray that jets a high-pressure fluid from a nozzle as apparent in FIG. Nozzle 33
And a diffuser 34 for mixing these gas and liquid, and a liquid circulated from the bottom of the combustion processing device via the pump 16 is used as the injection fluid.
このジェットスクラバー本体30は、循環ラインから分
岐されたライン29を介して燃焼処理装置３内に垂設さ
れ、その外方を囲んで円筒状のカバー31が設けられてい
る。このカバー部分31にはジェットスクラバー本体30の
下端を囲んで周壁に短筒状のミストセパレーター36…が
数個周設され、また下端底部は中心に円板状の邪マ板32
を残して周縁は下方に通ずる輪状の開口部となってい
る。なお、この実施例では、円筒状のカバー部分の下端
底部には邪マ板32が設けてあるが、この邪マ板の代り
に、金網や、水の通るフィルター等を用いることができ
る。The jet scrubber body 30 is vertically installed in the combustion processing device 3 through a line 29 branched from a circulation line, and a cylindrical cover 31 is provided so as to surround the outside thereof. The cover portion 31 is provided around the lower end of the jet scrubber main body 30 with several short mist separators 36 around the peripheral wall.
The peripheral edge is a ring-shaped opening communicating downward. In this embodiment, a baffle plate 32 is provided at the bottom of the lower end of the cylindrical cover portion. Instead of this baffle plate, a wire mesh, a filter through which water passes, or the like can be used.
この構造により、ポンプ16を介して加圧された水流は
ライン29からジェットスクラバー本体に入り、スプレー
ノズル33より高速流となって噴霧される事により、ガス
吸入口35より燃焼排ガスＧを吸引し、ディフューザー34
において気液混合が行なわれて燃焼排ガスの冷却及び除
塵が行われる。ディフューザー34より排出した気液混合
物は邪魔板32に衝突して液体のみが底部へ落下し、ライ
ン15から排出され、冷却除塵された燃焼排ガスはカバー
部分31を上昇して再びガス吸込口35より吸引、除塵さ
れ、一部はミストセパレーター36において液滴分離を行
ったのち、ライン13より排出される。なお、このライン
13にはコントロールバルブ28を有する空気導管を接続し
て空気を燃焼排ガス中に混入させ燃焼排ガスを希釈する
ことによって除塵フィルターのミストによる閉蓋を回避
することができる。With this structure, the pressurized water flow through the pump 16 enters the jet scrubber main body from the line 29, and is sprayed as a high-speed flow from the spray nozzle 33, thereby sucking the combustion exhaust gas G from the gas inlet 35. , Diffuser 34
, Gas-liquid mixing is performed to cool and remove dust from the combustion exhaust gas. The gas-liquid mixture discharged from the diffuser 34 collides with the baffle plate 32 and only the liquid falls to the bottom, and is discharged from the line 15, and the combustion exhaust gas, which has been cooled and removed, rises up the cover portion 31 and returns from the gas inlet 35 again. After suction and dust removal, a part of the liquid is separated by a mist separator 36 and then discharged from a line 13. This line
An air conduit having a control valve 28 is connected to 13 to mix air into the flue gas to dilute the flue gas, thereby preventing the dust filter from closing due to mist.
本発明では、ディフューザー34から排出された燃焼排
ガスの一部は、上部へ循環し、再びガス吸入35より吸引
されるが、このような燃焼排ガスの循環により、装置上
部の燃焼炉部に対する燃焼排ガスの圧力変動の伝達が防
止される。その理由は次の通りである。すなわち、ジェ
ットスクラバーでは、燃焼排ガス量を上回る量が常に一
定量吸入され、冷却・除塵の後放出されているが、この
ジェットスクラバーがガス吸入口として開放端をもつこ
とにより、燃焼排ガスを吸入し、さらに一度除塵の済ん
だガスをも吸入するため、常にジェットスクラバー内へ
のガスの吸入量は一定となる。このことより、たとえ燃
焼排ガス量が変動した場合にも、開放端であるガス吸入
口より、その変動をうめる様に一度除塵された排ガスを
吸入し、一定量のガス吸入を続けるので圧力変動が起こ
らない。また、一度除塵した排ガスをもう一度吸入する
ことにより除塵効果も上がる。In the present invention, a part of the combustion exhaust gas discharged from the diffuser 34 circulates to the upper portion and is sucked again from the gas intake 35. Is prevented from being transmitted. The reason is as follows. In other words, in the jet scrubber, an amount exceeding the amount of flue gas is always inhaled and is discharged after cooling and dust removal. In addition, since the gas that has been dusted once is also sucked, the amount of gas sucked into the jet scrubber is always constant. From this, even if the amount of flue gas fluctuates, the exhaust gas that has been dusted once is sucked from the gas inlet port, which is an open end, so as to compensate for the fluctuation, and a constant amount of gas is continuously sucked. Does not happen. In addition, the dust removal effect is improved by inhaling the exhaust gas once dust is removed again.
ライン29からの水流の供給圧1kg/cm2G、水量11/min
において燃焼排ガス量20/minの条件下で、ジェットス
クラバーへのガス吸入量は60kl/minとなる。Supply pressure of water flow from line 29 1kg / cm 2 G, water flow 11 / min
Under the conditions of the combustion exhaust gas amount of 20 / min, the gas suction amount to the jet scrubber is 60 kl / min.
（発明の効果） 本発明は、以上のように、排ガスの冷却及び燃焼の除
塵処理を燃焼処理装置内にガス吸入口を開放端としても
つジェットスクラバーを内蔵することにより、燃焼処理
装置上部の燃焼炉部内の排ガス圧に何らの変化を与える
事なく燃焼排ガスの冷却及び除塵を行うことが出来る。(Effects of the Invention) As described above, the present invention incorporates a jet scrubber having a gas intake port as an open end in a combustion processing apparatus for cooling exhaust gas and removing dust for combustion, thereby enabling combustion at an upper portion of the combustion processing apparatus. Cooling and dust removal of the combustion exhaust gas can be performed without giving any change to the exhaust gas pressure in the furnace section.
従って、本発明によれば、有毒性排ガス発生源や、燃
焼時において圧力条件が何ら変動しないことから、その
半導体製造装置や排ガス燃焼処理装置では安定な操業を
行うことができる。Therefore, according to the present invention, since the toxic exhaust gas generation source and the pressure conditions do not fluctuate at all during combustion, the semiconductor manufacturing apparatus and the exhaust gas combustion processing apparatus can perform stable operations.
第１図は本発明における装置の系統図、第２図は同じく
ジェットスクラバーの断面図である。 １……有毒性排ガス発生源 ２……吸着処理装置 ３……燃焼処理装置 7,8……切り換えバルブ 12……バーナー 16……液循環ポンプ 28……（圧力用）コントロールバルブ 30……ジェットスクラバー本体 31……カバー部分 32……邪マ板 33……スプレーノズル 34……ディフューザー 35……ガス吸入口FIG. 1 is a system diagram of the apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of the jet scrubber. 1. Toxic exhaust gas generation source 2. Adsorption treatment device 3. Combustion treatment device 7,8 Switching valve 12 Burner 16 Liquid circulation pump 28 Control valve (for pressure) 30 Jet Scrubber body 31 Cover part 32 Plate 33 Spray nozzle 34 Diffuser 35 Gas inlet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 伸子 神奈川県横浜市栄区小菅ケ谷町2804― 559 (72)発明者 河合 弘治 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 石川 秀人 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 森 芳文 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソ ニー株式会社内 (56)参考文献 特公 昭49−17710（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F23J 15/00 B01D 47/00────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Nobuko Hoshino 2804-559, Kosugaya-cho, Sakae-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Koji Kawai 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72 ) Inventor Hideto Ishikawa 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation (72) Inventor Yoshifumi Mori 6-35, Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (56) References JP 49-17710 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F23J 15/00 B01D 47/00
Claims (2)
排ガスを、燃焼処理装置内に垂設され、かつ燃焼装置内
に開放するガス吸入口を有するジェットスクラバーに、
このジェットスクラバー内に導入される加圧水流を介し
て上記ガス吸入口から吸引させ、燃焼処理装置底部に噴
霧流下することにより、燃焼排ガスを燃焼炉部に圧力変
動を発生させることなく除塵冷却することを特徴とする
有毒性排ガス燃焼処理装置における燃焼排ガスの除塵方
法。1. A jet scrubber having a gas intake port vertically provided in a combustion processing device and having a gas inlet opening to a combustion device, wherein combustion exhaust gas containing dust after toxic exhaust gas combustion processing is provided.
By sucking the gas from the gas inlet through the pressurized water flow introduced into the jet scrubber and spraying it down to the bottom of the combustion processing device, the combustion exhaust gas can be subjected to dust removal cooling without causing pressure fluctuations in the combustion furnace portion. A dust removal method for a combustion exhaust gas in a toxic exhaust gas combustion treatment device, characterized by comprising:
ンに連なり、燃焼排ガスを吸引して気液混合を行うジェ
ットスクラバーを垂設するとともに、このジェットスク
ラバーのガス吸入口は燃焼処理装置内に連通する開放端
に形成され、かつ燃焼処理装置周壁にはジェットスクラ
バーを囲む円筒上のカバー部分を介して燃焼排ガスライ
ン、また燃焼処理装置底部には前記加圧水流のラインに
循環供給すべき排水ラインが各付設されている有毒性排
ガス燃焼処理装置における燃焼排ガスの除塵装置。2. A jet scrubber having an upper end connected to a line of a pressurized water flow, and a jet scrubber for sucking combustion exhaust gas and performing gas-liquid mixing is vertically provided in the combustion treatment device, and a gas intake port of the jet scrubber is connected to the combustion treatment device. It should be circulated and supplied to the flue gas line via a cylindrical cover portion surrounding the jet scrubber on the peripheral wall of the combustion treatment device, and to the pressurized water flow line at the bottom of the combustion treatment device. A dust removal device for combustion exhaust gas in a toxic exhaust gas combustion treatment device to which each drain line is attached.
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