JP5066021B2 - Pfc処理装置及びpfc含有ガスの処理方法 - Google Patents
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Description
また、本発明の処理方法によれば、本発明の処理装置を用いてPFC含有ガスを効率よく処理することができる。
ここで、図1は、本発明の処理装置の1実施形態を示す模式断面図である。
本実施形態の処理装置1は、PFC含有ガスを処理するPFC処理装置であって、棒状の内部ヒーター11と、内部ヒーター11から所定間隔をおいて、筒状に配された外部ヒーター12とを具備する装置本体10からなり、内部ヒーター11及び外部ヒーター12との間にPFC分解処理剤を充填する処理剤配置部13が形成されている。
外部ヒーター12の外周に空気層15が形成されるように外部ヒーター12を覆って保温材14が配されている。保温材14は、蓋体10a,10bの周囲にも配されている。このように、装置本体10の外周全体に亘って配することで外部ヒーター12と所定の間隔を開けることができるようになされている。
本実施形態において、内部ヒーター11はその長手方向に2分割されて第1の内部ヒーター11a及び第2の内部ヒーター11bが形成されている。すなわち、本実施形態において、内部ヒーターは、被処理ガスが流れる方向に沿って、その長手方向に分割配置されている。また、外部ヒーター12は、その幅方向に2分割されて第1の外部ヒーター12a及び第2の外部ヒーター12bが形成されている。そして、第1及び第2の内部ヒーター11a,11b並びに第1及び第2の外部ヒーター12a,12bは、それぞれ独立して制御可能になされている。
この際用いることができるアルカリ剤としては、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaO、MgO等を挙げることができる。
本実施形態の処理装置によるPFC含有ガスの処理方法は、処理剤配置部13に、別に製造したPFC分解処理剤を充填し、PFC含有ガスを装置本体10に導入し、処理温度550〜850℃で処理する。
まず、アルカリ剤をアルカリ剤配置部16に充填し、PFC分解処理剤を装置本体内の処理剤配置部13に充填して、PFC含有ガス処理装置を組み立てる。一実施形態として、Al(OH)3とCa(OH)2との混合微粒子を本PFC含有ガス処理装置とは別の手段であらかじめ焼成することによって調製したPFC分解処理剤を装置本体内に充填して、装置内部ヒーター及び外部ヒーターによりPFC分解処理剤全体に均一な熱エネルギーを与えることによって、PFC含有ガスの分解処理が効率よく進行する。
導入されたPFC含有ガスは、まずアルカリ剤配置部16に導入され充填されたアルカリ剤と接触する。アルカリ剤の作用により、被処理ガス中に含まれている酸性ガス成分が中和されて除去される。
以下の説明においては、上述した実施形態と同じ部分については、符号を統一し重複した説明を省略する。
図2に示す本実施形態の処理装置1は、第1筒10及び第2筒10’が直列に連結されてなる。第1筒10及び第2筒10’は、図1において説明した装置本体である。このように装置本体を複数個連結してなる装置では、第1筒から被処理ガスが未処理のままリークした場合にも第2筒で処理することができ、最終的に排出される処理ガス中にPFCガスを含まない。また、第1筒又は第2筒のいずれかが故障した場合でも相互補完によりPFC含有ガス処理に支障がない。
装置本体を1段構成とした上述の実施形態で説明したように、PFC含有ガスを分解処理する。所定時間の処理後に、第1筒10及び第2筒10’から使用済みのPFC分解処理剤を回収し、第2筒10’から回収した使用済みのPFC分解処理剤を第1筒10に再度充填し、第1筒10の処理温度を600〜850℃、好ましくは750〜850℃とし、第2筒10’の処理温度を600〜750℃、好ましくは650〜750℃として、PFC含有ガス処理を行う。なお、2個以上の装置本体を連結して用いる場合には、第2筒以降の装置本体の処理温度を直前の処理温度と同じか又は低くなるようにし、最後に導入される装置本体10’の処理温度を550〜750℃として、被処理ガスを処理すればよい。
次に図3〜6に示す形態の処理装置を用いた処理方法について説明する。
反応槽におけるPFC分解処理剤の破過検知は、通常は、ガス検知器46でPFC(たとえばCF4)濃度を測定することにより行う。具体的には、ガス検知器46が所定の濃度を超えた場合に、PFC分解処理剤の破過(寿命)とする。ここで「所定の濃度」とは、たとえば、予め設定した本発明のPFC処理装置の性能保障値であるCF4濃度よりも低いCF4濃度である。この場合、PFC分解処理剤が破過すると、処理済ガス中のCO及びHFの濃度が上昇するため、CF4等のPFC濃度センサに変えてCO及び/又はHFセンサ等のより安価なセンサで代替することもできる。PFC分解処理剤の破過を検知したら、1槽目の反応槽である左側の処理装置101における反応槽を交換する。交換に際しては、処理装置101の各ヒーターの運転を中止し、バルブV003を閉め、V004を開けて、被処理ガスを右の処理装置101’に導入し、右側の装置本体101’のみでの単段処理に切り替える。この時点で、それまで二槽目として使用していた処理装置101’の反応槽はまだ処理可能であるため、単段処理としても問題ない。処理装置101’による単段処理の間に、処理装置101のアルカリ剤及びPFC分解処理剤を交換して、交換後の処理装置101を二槽目として使う。すなわち、V005、V008を閉め、V006、V009を開け、被処理ガスが、処理装置101’から処理装置101に流れるようにする。このように運転することで、反応槽の交換中でも装置全体の運転を停止することなく、連続処理が可能となる。
本発明の2槽直列運転の別の実施形態を図8に示す。図8においては、装置本体内中央部にヒーター及び整流板が設けられていない点を除いて(装置本体内部の上部にはヒーターが設けられている)、図6に示す実施形態と同じである。2槽直列運転の運転方法に変更はない。2槽直列運転の各処理装置の加熱に関しては、内部ヒーター、外部ヒーター、上部ヒーター、整流板の取り付けの組合せは種々考えられる。
なお、本発明は、上述の実施形態に何ら制限されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
別の実施態様として下記の実施態様も含む。
[1]PFC含有ガスを処理するPFC処理装置であって、
被処理ガスを分解処理する反応槽と、
当該反応槽内に被処理ガスを導入するガス導入部側に設けられている上部ヒーターと、
当該反応槽の外周に設けられた筒状の外部ヒーターと、
を具備する装置本体からなり、
当該反応槽内にPFC分解処理剤を充填する処理剤配置部が形成されている
ことを特徴とするPFC処理装置。
[2]PFC処理装置内に被処理ガスを導入するガス導入部にアルカリ剤が配されてアル
カリ剤配置部が形成されていることを特徴とする[1]のPFC処理装置。
[3]上記装置本体に充填される上記PFC分解処理剤が、平均粒子径60μm以上160μm以下のAl(OH) 3 と、Ca(OH) 2 とのモル比が3:7〜5:5である混合物を430℃よりも高く890℃以下の温度範囲、窒素流又は空気流の対向流中で焼成して得られるPFC分解処理剤である[1]又は[2]に記載のPFC処理装置。
[4]被処理ガス流れの上流から順に[1]〜[3]の何れかに記載のPFC処理装置を2個直列接続してなるPFC処理システムであって、
2つの該PFC処理装置には、各PFC処理装置に被処理ガスを導入する導入配管、及び、各PFC処理装置から処理後の処理済みガスを導出する導出配管が連結されており、第1のPFC処理装置の導入配管と第2のPFC処理装置の導出配管とを連結する連絡配管と、第2のPFC処理装置の導入配管と第1のPFC処理装置の導出配管とを連結する連絡配管とが設けられており、各配管にはそれぞれ開閉用バルブが設けられているPFC処理システム。
[5][4]に記載のPFC処理システムを用いて行うPFC含有ガスの処理方法であって、
上記処理剤配置部に、別に製造したPFC分解処理剤を充填し、PFCを含有するガスを装置本体に導入し、処理温度550〜850℃で処理することを特徴とするPFC含有ガスの処理方法。
[6][4]に記載のPFC処理システムを用いるPFC含有ガスの処理方法であって、
第1のPFC処理装置からの処理済みガスを第2のPFC処理装置に導入し、
排ガスの除去率が所定値を下回った時点を検出して第1のPFC処理装置の稼働を停止し、新しいPFC分解処理剤に交換し、この交換の間、第2のPFC処理装置のみを稼働させ、
交換完了後は、第2のPFC処理装置が上流側となり、新しいPFC分解処理剤を充填したPFC処理装置が下流側となるように各配管のバルブを切り替えて、続けて二段直列運転を行うことを特徴とするPFC含有ガスの処理方法。
Claims (10)
- パーフルオロ化合物(以下「PFC」と表す)含有ガスを処理するPFC処理装置であって、
棒状の内部ヒーターと、該内部ヒーターから所定間隔をおいて、筒状に配された外部ヒーターとを具備する装置本体からなり、
該内部ヒーター及び該外部ヒーターとの間に、平均粒子径60μm以上160μm以下のAl(OH)3と、Ca(OH)2とのモル比が3:7〜5:5である混合物を430℃よりも高く890℃以下の温度範囲、窒素流又は空気流中で焼成して得られるPFC分解処理剤を充填する処理剤配置部が形成されている
ことを特徴とするPFC処理装置。 - PFC処理装置内に被処理ガスを導入するガス導入部にアルカリ剤が配されてアルカリ剤配置部が形成されていることを特徴とする請求項1記載のPFC処理装置。
- 上記装置本体に充填される上記PFC分解処理剤が、平均粒子径60μm以上160μm以下のAl(OH)3と、Ca(OH)2とのモル比が3:7〜5:5である混合物を430℃よりも高く890℃以下の温度範囲、窒素流又は空気流の対向流中で焼成して得られるPFC分解処理剤である請求項1又は2に記載のPFC処理装置。
- 上記内部ヒーターがその長手方向に2分割されて第1及び第2の内部ヒーターが形成されており、また、上記外部ヒーターが2分割されて第1及び第2の外部ヒーターが形成されており、第1及び第2の内部ヒーター並びに第1及び第2の外部ヒーターそれぞれの温度が独立して制御可能になされていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のPFC処理装置。
- PFC処理装置内に被処理ガスを導入するガス導入部側に整流板が配されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のPFC処理装置。
- 上記整流板の上方には、上部ヒーターがさらに設けられていることを特徴とする請求項5に記載のPFC処理装置。
- 上記整流板は、上記内部ヒーターの上方に、小径の板状部材と、中心部に通気用孔を有する大径の板状部材とが、上下に一定の間隔を空けて交互に積層されてなることを特徴とする請求項5又は6に記載のPFC処理装置。
- 被処理ガス流れの上流から順に請求項1〜7の何れかに記載のPFC処理装置を2個直列接続してなるPFC処理システムであって、
2つの該PFC処理装置には、各PFC処理装置に被処理ガスを導入する導入配管、及び、各PFC処理装置から処理後の処理済みガスを導出する導出配管が連結されており、第1のPFC処理装置の導入配管と第2のPFC処理装置の導出配管とを連結する連絡配管と、第2のPFC処理装置の導入配管と第1のPFC処理装置の導出配管とを連結する連絡配管とが設けられており、各配管にはそれぞれ開閉用バルブが設けられているPFC処理システム。 - 請求項1〜7のいずれかに記載のPFC処理装置又は請求項8に記載のPFC処理システムを用いて行うPFC含有ガスの処理方法であって、
上記処理剤配置部に、別に製造したPFC分解処理剤を充填し、PFCを含有するガスを装置本体に導入し、処理温度550〜850℃で処理することを特徴とするPFC含有ガスの処理方法。 - 請求項8に記載のPFC処理システムを用いるPFC含有ガスの処理方法であって、
第1のPFC処理装置からの処理済みガスを第2のPFC処理装置に導入し、
排ガスの除去率が所定値を下回った時点を検出して第1のPFC処理装置の稼働を停止し、新しいPFC分解処理剤に交換し、この交換の間、第2のPFC処理装置のみを稼働させ、
交換完了後は、第2のPFC処理装置が上流側となり、新しいPFC分解処理剤を充填したPFC処理装置が下流側となるように各配管のバルブを切り替えて、続けて二段直列運転を行うことを特徴とするPFC含有ガスの処理方法。
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