JP7279985B2 - ガス処理炉及びこれを用いた排ガス処理装置 - Google Patents
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Description
すなわち、内部に電熱体が充填されたヒータ本体12と、そのヒータ本体12を貫通する管状のガス通流路14とで構成されることを特徴とする。
ガス処理炉が、内部に電熱体が充填されたヒータ本体12と、そのヒータ本体12を貫通する管状のガス通流路14とで構成されているので、ガス通流路14に流す熱処理対象のガスの流量に応じてガス通流路14の口径及びその長さを設定すれば、当該ガス通流路14を流れるガスに、電熱体が発する熱を余すことなく十分に与えることができる。また、従来のガス処理炉のように炉内にヒータ本体を設置するのではなく、ヒータ本体12内にガス通流路14が設けられた形となり、ヒータ本体12それ自身が「炉」として機能するため、ガス処理炉全体のサイズを著しく小型化することができる。
すなわち、上下方向に延びるブロック状の本体ケーシング24の内部に電熱体が充填されると共に、隙間がセラミック粉末で埋められたヒータ本体12と、そのヒータ本体12の内部を上下に貫通するガス通流路14であって、平面視において、前後方向にて連設または延設されると共に、左右方向にて互いに平行する複数列のガス通流路14と、上記ヒータ本体12の上端部に取り付けられ、その内部に形成される連通空間16aを介して上記ガス通流路14同士を互いに連通するヘッドボックス16とを具備することを特徴とする。
ヒータ本体12の内部を上下に貫通するガス通流路14が、平面視において、前後方向に連設または延設されると共に、左右方向にて互いに平行するよう複数列設けられているので、そのような多数のガス通流路14を流れる処理対象ガスそれぞれに対して、電熱体が発する熱を無駄なく十分に与えることができる。とりわけ、ガス通流路14を、平面視において真円形状の細管で形成した場合や、平面視において細長のスリット状に形成した場合には、その作用がより一層顕著なものとなる。加えて、従来のガス処理炉のように炉内にヒータ本体を設置するのではなく、ヒータ本体12内にガス通流路14が設けられた形となり、ヒータ本体12それ自身が「炉」として機能するため、ガス処理炉全体のサイズを著しく小型化することができる。
この場合、処理対象のガスが持ち込む粉塵や加熱処理によって副生する粉塵によってガス通流路14が閉塞するのを防止して長時間の連続運転が可能となる。
図1は、本発明のガス処理炉10における最も基本的な形態(第1実施形態)の概略を示す断面図である。この図が示すように、本発明のガス処理炉10は、ヒータ本体12と、そのヒータ本体12を貫通する管状のガス通流路14とを備える。
なお、図示しないが、このヒータ本体12における電熱体の端部は、ケーシングの長手方向端部側面等から外部へと取り出されて電源装置(図示せず)に接続される。
また、図1の実施形態は、排ガスEなどの熱処理対象のガスが水平方向に流れるようにガス通流路14を配設する場合を示しているが、ガス処理炉10における熱処理対象のガスの通流方向はこれに限定されるものではなく、例えば当該ガスが上下方向に流れるようにガス通流路14を配設してもよい。
図2は、本発明における第2実施形態のガス処理炉10を用いた排ガス処理装置Xの概略を示すものである。この排ガス処理装置Xは、図示しない排出源より排出される排ガスEを除害処理する装置であり、大略、ガス処理炉10,入口スクラバ20および出口スクラバ22で構成されている。
なお、この排ガス処理装置Xは、処理対象となる排ガスEの種類を限定するものではないが、半導体製造装置から排出されたPFCs(パーフルオロコンパウンド),モノシラン(SiH4),塩素系ガスなどのようにその排出基準が定められている難分解性の排ガスEを除害処理するのに特に好適である。したがって、以下では、この排ガス処理装置Xについて、半導体製造装置から排出された排ガスEの除害処理に用いるものを念頭に置いて説明する。
なお、図示しないが、電熱体の端部は、本体ケーシング24の下面あるいは側面などから外部へと取り出されて電源装置に接続されている。
そして、この本体ケーシング24には、その内部を上下に貫通するガス通流路14が複数本設けられる。
また、このガス通流路14は、平面視において同じ形状のものが前後方向に連設されると共に、そのように連設されたガス通流路14が左右方向にて互いに平行するように複数列(図示実施形態の場合は4列であるが、2列あるいは3列であってもよいし、5列以上であってもよい。)設けられる。そして、ガス通流路14が設けられて本体ケーシング24の上端部に、ヘッドボックス16が取り付けられる。
また、上述したガス導入口14aには、下流端が半導体製造装置などの排ガス発生源に接続され、連通空間16a内に排ガスEを送給する流入配管系26の先端(上流端)が接続されており、ガス排出口14bには、ガス処理炉10内で熱分解した処理済の排ガスEを大気中へと排出する排出配管系28の後端(下流端)が接続されている。
また、このガス処理炉10の表面は、必要に応じて、断熱材や耐火材などで構成されたジャケットで被覆される。(この点については、上述の第1実施形態のガス処理炉10でも同様である。)
そして、以上のように構成された本実施形態のガス処理炉10は、後述する貯留タンク32上に立設される。
この入口スクラバ20は、流入配管系26の途中に設けられると共に、水などの薬液を貯留する貯留タンク32上に立設される。
そして、スプレーノズル20bと貯留タンク32との間には循環ポンプ34が設置されており、貯留タンク32内の貯留薬液をスプレーノズル20bに揚上するようになっている。
この出口スクラバ22は、排出配管系28の途中に設けられると共に、水などの薬液を貯留する貯留タンク32上に立設される。
また、上述した入口スクラバ20と同様に、図示実施形態では、スプレーノズル22bと貯留タンク32との間には循環ポンプ34が設置されており、貯留タンク32内の貯留薬液をスプレーノズル22bに揚上するようになっているが、このスプレーノズル22bには、貯留タンク32内の貯留薬液ではなく、新水などの新しい薬液を供給するようにしてもよい。
そして、連通空間16a内の温度が、800℃~1400℃の範囲内であって、処理対象の排ガスEの種類に応じた所定の温度に達すると、排気ファン36が作動し、排ガス処理装置Xへの排ガスEの導入が開始される。すると、排ガスEは、入口スクラバ20、ガス処理炉10及び出口スクラバ22をこの順に通過して排ガスE中の除害対象成分が除害される。また、図示しない制御手段によって、連通空間16a内の温度が所定の温度を保持するようにガス処理炉10の電熱体に供給する電力量が制御される。
すなわち、上述の第2実施形態のガス処理炉10では、ガス通流路14として、平面視で真円形状に形成された細管を前後方向に連設する場合を示したが、このガス通流路14は、例えば図4に示すように、平面視において前後方向に延設された細長のスリット状に形成すると共に、スリット状の同じ形状に延設されたガス通流路14を左右方向にて互いに平行するよう複数列(図4の実施形態の場合は4列)設けるようにしてもよい。ガス通流路14を係る形状とした場合、ガス処理炉10の稼働時などにおける熱応力の分散性能と言った点では、上述の平面視で真円形状に形成された物よりも劣るようになるが、その一方でガス処理炉10を経済的且つ効率的に製造することができるようになる。
Claims (6)
- 上下方向に延びるブロック状の本体ケーシング(24)の内部に電熱体が充填されると共に、隙間がセラミック粉末で埋められたヒータ本体(12)と、
上記ヒータ本体(12)の内部を上下に貫通するガス通流路(14)であって、平面視において、前後方向にて連設または延設されると共に、左右方向にて互いに平行する複数列のガス通流路(14)と、
上記ヒータ本体(12)の上端部に取り付けられ、その内部に形成される連通空間(16a)を介して上記ガス通流路(14)同士を互いに連通するヘッドボックス(16)とを具備する、
ことを特徴とするガス処理炉。 - 請求項1のガス処理炉において、
前記ガス通流路(14)が、平面視において真円形状の細管で形成される、
ことを特徴とするガス処理炉。 - 請求項1のガス処理炉において、
前記ガス通流路(14)が、平面視において細長のスリット状に形成される、ことを特徴とするガス処理炉。 - 請求項1乃至3の何れかのガス処理炉において、
前記ガス通流路(14)内に堆積した粉塵を除去するための粉塵除去手段(18)が設けられる、ことを特徴とするガス処理炉。 - 請求項1乃至3の何れかのガス処理炉と、
上記ガス処理炉へ導入する処理対象の排ガス(E)を予め液洗する入口スクラバ(20)、または、上記ガス処理炉で熱分解させた排ガス(E)を冷却および液洗する出口スクラバ(22)の少なくとも一方とを備える、ことを特徴とする排ガス処理装置。 - 請求項4のガス処理炉と、
上記ガス処理炉へ導入する処理対象の排ガス(E)を予め液洗する入口スクラバ(20)、または、上記ガス処理炉で熱分解させた排ガス(E)を冷却および液洗する出口スクラバ(22)の少なくとも一方とを備える、ことを特徴とする排ガス処理装置。
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