JP3109082U - 揮発性有機廃ガス処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】揮発性有機廃ガス処理装置の提供。
【解決手段】吸着式処理装置50、該吸着式処理装置の前と後ろに配置された第１ブロワー71、第２ブロワー72、第１ブロワーの出風口と第２ブロワーの出風口を接続するバイパス風管80、自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置81、煙窓、コントローラー91、回転速度制御ユニット92、圧力センサ93を具え、該圧力センサが該吸着式処理装置の入口側に設けられて入口静圧値を検出し、並びに信号をコントローラーに送りブロワーの回転速度を決定させ、続いて、該コントローラーが信号を回転速度制御ユニットに送り第２ブロワーの加速と減速を制御させる。
【選択図】図２

Description

本考案は一種の揮発性有機廃ガス処理に応用される揮発性有機廃ガス処理装置に関する。

工業の安全性及び衛生上から、揮発性有機ガスは人体に発生する危害を考慮し、揮発性有機ガスに対して、国内外で一定濃度標準及び臭いのしきい値が法律で規定され、労働者がさらされる環境はその値以下でなければならないとされる。環境保護のための揮発性有機ガスの排出も法律で規定され、それは半導体製造、パッケージ業等はいずれも法律規制下にある。揮発性有機ガスの処理は、濃度が高い時には、冷却法による収集が効率的であり、低濃度で風量が多い時は物理吸着方式で濃縮処理し、更に濃縮後のガスを小型の焼却炉で燃焼させるか冷却回収するのが経済的である。半導体業のウエハーメーカーが発生する有機廃ガス成分には、例えば、常に含有されるジメチルスルホキシド（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｓｕｌｆｏｘｉｄｅ）、Ｎ−メチルピロリドン（Ｎ−Ｍｅｔｈｙｌ Ｐｙｒｏｌｉｄｏｎｅ）、２−アミノエタノール（２−Ａｍｉｎｏｅｔｈａｎｏｌ）、ジチオールエチレングリコール（Ｄｉｔｈｉｏｌｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ）、ジメチルサルファイド（Ｄｉｍｅｔｈｙｌ Ｓｕｌｆｉｄｅ）、イソプロピルアルコール（Ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ Ａｌｃｏｈｏｌ）、アセトン（Ａｃｅｔｏｎｅ）等の化合物があり、特殊な回転輪吸着濃度で排出後、更にこれらの揮発性有機物質及び臭気及び毒ガスを燃焼炉或いは焼却炉で摂氏７３２度以上で燃焼、分解するのが最も有効である。現在、吸着濃縮処理に燃焼焼却を加えた方式による揮発性有機廃ガスの排出処理は、既に半導体製造業界で広く採用されている。吸着処理設備は、ハニカム状回転輪式或いは堆積床式のデュアルタワー式、或いはマルチタワー式等の方式、或いは流体化床方式で運転し、そのうち、回転輪式が大風量（風量が１００００ＣＭＨより大きい）の廃棄処理に最も適合する。

図１は伝統的な揮発性有機廃ガス処理システムを示し、そのうち、揮発性有機廃ガスは、回転輪式吸着式処理設備５０の吸着式処理設備の吸着処理側５１を通過し、吸着回転輪に塗布された吸着剤に吸着され、気流が乾いたきれいな気流となり煙窓９０より排出される。回転輪は連続して慢速回転し、回転輪が回転し吸着式処理設備５０の再生書井川５２に進入する時、もう一つの気流が、吸着式処理設備の再生処理側５２を通過し、続いて第２熱交換器４０に加熱されて再生温度に至り、更に吸着式処理設備の再生処理側５２を通過し、再生脱着の機能が実行され、この時、吸着される揮発性有機物質は熱を受けて脱着成功し気流中に至り、これにより濃縮されて比較的高い濃度の揮発性有機気流となる。例えば吸着式処理設備の再生処理側５２の面積は通常回転輪面積の１２分の１に設計され、得られる濃縮比は約１１〜１２倍とされる。得られた濃縮廃ガスは更に第１熱交換器３０を通過して予熱され、最後に焼却炉１０に送られ、この時、有機ガス部分は燃焼されて主に水と二酸化炭素となり、気流が更に熱交換器３０、４０を通り熱が回収された後に煙窓９０より大気中に排出される。バイパス風管８０設置の後、常に廃ガスがバイパス風管より煙窓９０に漏洩し、直接大気に排出される情況が発生し、このため煙窓９０の出口部分で測定される廃ガス濃度は高くなり、全体の廃ガス処理効率は低くなり、厳重な場合は環境保護規定の基準に符合しなくなる。バイパス風管８０内に隔離風門８２を取り付け、且つこの隔離風門８２で良好に密閉する方法は、実際の情況では、風門の漏洩が大き過ぎ、特にシステム設計時に、バイパス風管８０の隔離風門設置部分の風向が正圧となり、このため漏洩が非常に起こりやすくなる。もし完全に漏洩しない隔離風門を得ようとすれば、気密性設計のために、特に高価となり、且つ永遠に全体気密を維持するのは難しい。このほか、吸着回転輪或いは吸着処理設備の圧損はいずれも相当に大きく、通常５０〜７５ｍｍ−ａｑであり、このため全体の廃ガス処理システムの機内静圧が通常約７０〜７５ｍｍ−ａｑとなり、メインブロワーの静圧要求がこのために相当に高くなり、エネルギー消耗も多くなり、この点は同じ風量要求下で、ブロワーの性能曲線に基づき、容易に証明される。また、廃ガス処理システム静圧要求は高いため、システム停止時にも大き過ぎる圧力変化を形成しやすく、このため全体の廃ガス排気風量が不安定となり製品品質に影響を与え、厳重な時は半導体メーカーの生産が停止してしまう。

既存の処理システムの問題を改善するため、本考案は脱結合平衡風管を具え、システムの安定性と安全性が高められた吸着式処理装置を提供するものである。
本考案は一種の揮発性有機廃ガス処理装置を提供し、それは、吸着式処理装置、該吸着式処理装置の前と後ろに配置された第１ブロワー、第２ブロワー、第１ブロワーの出風口と第２ブロワーの出風口を接続するバイパス風管、自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置、煙窓、コントローラー、回転速度制御ユニット、圧力センサを具え、該圧力センサが該吸着式処理装置の入口側に設けられて入口静圧値を検出し、並びに信号をコントローラーに送りブロワーの回転速度を決定させ、続いて、該コントローラーが信号を回転速度制御ユニットに送り第２ブロワーの加速と減速を制御させる。

請求項１の考案は、揮発性有機廃ガス処理装置において、
吸着式処理装置と、
該吸着式処理装置の前と後ろに配置された第１ブロワー及び第２ブロワーと、
第１ブロワーの出風口と第２ブロワーの出風口を接続するバイパス風管と、
該バイパス風管内に設けられた自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置と、
煙窓と、
コントローラーと、
回転速度制御ユニットと、
圧力センサと、
を具え、該圧力センサが該吸着式処理装置の入口側に設けられて入口静圧値を検出し、並びに信号をコントローラーに送りブロワーの回転速度を決定させ、続いて、該コントローラーが信号を回転速度制御ユニットに送り第２ブロワーの速度を制御させることを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。
請求項２の考案は、請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、焼却炉、ブロワー、第１熱交換器、第２熱交換器を更に具えたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。
請求項３の考案は、請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、バイパス風管の長さがその内径の２倍以上とされたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。
請求項４の考案は、請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置が改造された逆止め風門とされ、且つこの改造された逆止め風門の面積が風管の断面積より小さいことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。
請求項５の考案は、請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置はその風門当片角度を改変可能な抵抗風門とされ、該抵抗風門が改造された蝶形逆止め風門或いは方形逆止め風門とされ、その駆動方式に、気流の両端の圧力差自動平衡駆動が採用されたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。
請求項６の考案は、請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、該吸着式処理装置の吸着材質がシリコンゴム或いは分子スクリーン或いは活性炭或いは高分子ポリマーとされたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。
請求項７の考案は、請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、該吸着式処理装置が回転輪式、或いは堆積床或いは流動床とされたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。
請求項８の考案は、請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、第１ブロワーが一つ以上のブロワーに並列に接続されたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。
請求項９の考案は、請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、第１ブロワーと第２ブロワーの回転速度と風量或いは圧力がインバータで制御されることを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。
請求項１０の考案は、請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、第１熱交換器或いは第２熱交換器のいずれか一方を具えるか、或いは第１熱交換器と第２熱交換器をいずれも具えたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置としている。

本考案は、バイパス風管部分の風向が正圧で、廃ガス排出をバイパス風管経由の漏洩により、全体の廃ガス処理効率が下がる欠点を改善する。このほか、ブロワーの静圧を減らし、これにより、風圧効率を高めてエネルギー消耗を減らす。また、実務上、本システムの制御方式は制御しやすく、安定性が高く、信頼性が高い長所を有し、且つ二つのブロワーが相互に依存せず、ゆえに廃ガス処理システムの故障或いは修理による工程への影響を減らせ、制御が容易で信頼性があり、経済的である長所を有する。

図２は本考案の揮発性有機廃ガス処理装置の好ましい実施例の表示図である。それは、焼却炉１０、送風機２０、第１熱交換器３０、第２熱交換器４０、回転輪式吸着処理装置５０（例えば、堆積床或いは流体化床）、第１ブロワー７１、第２ブロワー７２、バイパス風管８０、自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置８１、煙窓９０、コントローラー９１、回転速度制御ユニット９２（例えばインバーター）、圧力センサ９３、入口風門作動器９４及び入口風門９５を具えている。

第１ブロワー７１と第２ブロワー７２はそれぞれ吸着式処理装置５０と前と後ろに配置され、並びに第１ブロワー７１の出風口の後ろと第２ブロワー７２の出風口が、バイパス風管８０で接続され、バイパス風管８０内に自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置８１が取り付けられ（例えばその風門当片角度を改変できる抵抗風門とされ、この抵抗風門は改造された蝶形逆止め風門或いは方形逆止め風門とされ、その駆動方式は気流の両端圧力差自動平衡駆動とされる）、且つこのバイパス風管８０の長さはその内径の２倍及び２倍以上とされ、気流の未展開により発生する順調でない乱流による類似交叉汚染現象を防止する。

圧力センサ９３は該吸着式処理装置５０の入口側に設けられて入口静圧値を検出し、このコントローラー９１は該圧力センサ９３に接続されて圧力センサ９３の信号を受け取る。まず、圧力センサ９３が入口静圧値を検出し、並びに信号をコントローラー９１に送ってブロワーの回転速度を決定する。続いて、コントローラー９１が更に信号を回転速度制御ユニット９２に送り、第２ブロワー７２の速度を制御する。更に圧力センサ９２の入口静圧値によりバイパス風管８０内のバイパス気流の方向（順方向或いは逆方向）及び気流量を制御する。

図２に示されるように、本考案の長所は二組のブロワーを直列させることで単一ブロワー切り換え時の快速加速或いは洩圧の欠点を減らし、並びに自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置の脱結合平衡風管が、２台のブロワーの静圧と風量を独立操作できるようにする特性を有する。このほか、自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置が開発され、本考案は簡単な逆止め風門を以て、その内部構造を回収して最小の開放度を発生させ、また一方で、正確な圧力制御により排出短窓に微正圧状態を保持させて最高の処理効率を達成する。バイパス風管の抵抗力を提供して洩圧の欠点を排除する。また、この自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置は、バイパス機能実行時に、ブロワーの自動的にほぼ全開とし、順調にバイパスさせる機能を達成し、システムの圧力差を増さず、バイパス管の両端の圧力差がほぼ零となるため、システムの廃ガス処理効率が最高となるほか、制御上も容易で安定し、信頼できるものとしている。このとき、吸着式処理床の吸着処理側５１の静圧は微正圧とされる。バイパス管両端の圧力差は、実務上、零圧とすることはできないため、本システムは微負圧或いは微正圧操作で制御する。ただし実際の運転上、微負圧操作は逆流を発生しうるため、また、微正圧とするほうが、汚染排出効率上、好ましい。本システムには最小風量制御装置のバイパス風管は、脱結合平衡風管と称され、第１ブロワー７１と第２ブロワー７２を独立運転させて相互の圧力緩衝を形成しない非結合操作が可能である。これにより、第１ブロワー７１の静圧が、汚染供給源端の静圧と僅かに約５〜１５ｍｍ−ａｑが許容されるブロワー出口の微静圧を請け負い、第２ブロワー７２は廃ガスシステムの必要とする静圧と脱結合風管の圧力差を請け負い、この設計により、新システム起動時に前後のブロワーが結合せず独立運転し、風量変化が極めて安定し、工程の不必要な停止損失を減らすことができる。並びに容易に安定して各システムを制御でき、これは第１ブロワー７１出口静圧変化が極めて小さいことで証明される。

また、圧力センサ９２の検出する入口静圧値はコントローラー９０に送られ、更に回転速度制御ユニット９２に信号が伝送されて第２ブロワー７２の速度が制御され、更に精密にバイパス風管８０内のバイパス気流の方向（順方向或いは逆方向）及びその気流量が制御される。

伝統的な揮発性有機廃ガス処理システム表示図である。 本考案の揮発性有機廃ガス処理装置の好ましい実施例の表示図である。

符号の説明

１０ 焼却炉
２０ ブロワー
３０ 第１熱交換器
４０ 第２熱交換器
５０ 回転輪式吸着処理装置
５１ 吸着処理側
５２ 再生処理側
６０ 主ブロワー
７１ 第１ブロワー
７２ 第２ブロワー
８０ バイパス風管
８１ 自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置
８２ 隔離風門
９１ コントローラー
９２ 回転速度制御ユニット
９３ 圧力センサ
９４ 入口風門作動器
９５ 入口風門

Claims (10)

1. 揮発性有機廃ガス処理装置において、
   吸着式処理装置と、
   該吸着式処理装置の前と後ろに配置された第１ブロワー及び第２ブロワーと、
   第１ブロワーの出風口と第２ブロワーの出風口を接続するバイパス風管と、
   該バイパス風管内に設けられた自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置と、
   煙窓と、
   コントローラーと、
   回転速度制御ユニットと、
   圧力センサと、
   を具え、該圧力センサが該吸着式処理装置の入口側に設けられて入口静圧値を検出し、並びに信号をコントローラーに送りブロワーの回転速度を決定させ、続いて、該コントローラーが信号を回転速度制御ユニットに送り第２ブロワーの速度を制御させることを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
2. 請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、焼却炉、ブロワー、第１熱交換器、第２熱交換器を更に具えたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
3. 請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、バイパス風管の長さがその内径の２倍以上とされたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
4. 請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置が改造された逆止め風門とされ、且つこの改造された逆止め風門の面積が風管の断面積より小さいことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
5. 請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、自動平行並びに開放度改変機能を具えた特殊装置はその風門当片角度を改変可能な抵抗風門とされ、該抵抗風門が改造された蝶形逆止め風門或いは方形逆止め風門とされ、その駆動方式に、気流の両端の圧力差自動平衡駆動が採用されたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
6. 請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、該吸着式処理装置の吸着材質がシリコンゴム或いは分子スクリーン或いは活性炭或いは高分子ポリマーとされたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
7. 請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、該吸着式処理装置が回転輪式、或いは堆積床或いは流動床とされたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
8. 請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、第１ブロワーが一つ以上のブロワーに並列に接続されたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
9. 請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、第１ブロワーと第２ブロワーの回転速度と風量或いは圧力がインバータで制御されることを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
10. 請求項１記載の揮発性有機廃ガス処理装置において、第１熱交換器或いは第２熱交換器のいずれか一方を具えるか、或いは第１熱交換器と第２熱交換器をいずれも具えたことを特徴とする、揮発性有機廃ガス処理装置。
    

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