JPH04187211A

JPH04187211A - 排ガス処理装置

Info

Publication number: JPH04187211A
Application number: JP2312894A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Shioda; 敏彦塩田
Original assignee: Ebara Infilco Co Ltd
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1992-07-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、酸性成分系等の排ガス、特に、半導体製造
工程において発生する酸性成分系等の排ガスを処理する
排ガス処理装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に、半導体製造工程、特にエソチング工程において
はＳｉＦ、　、５ｉＣ１４、ＢＣｌ３、ＣＩ２等の酸性
成分系の排ガスを始めとして多種多量の排ガスが発生す
る。この排ガスを処理するため、排ガスと化学反応する
個々の薬剤が従来より種々選定され、開発されている。

そして、これらの薬剤を用いた排ガス処理装置は既に実
用化されている。

現在、実用化されている排ガス処理装置は、半導体製造
装置に、接続された真空ポンプを用いて半導体製造装置
の内部に発生した排ガスを排気し、その排気した排ガス
を薬剤と化学反応させることによって処理するように構
成されているものが一般的である。その排ガス処理方式
としては、屹式排ガス処理方式と湿式排ガス処理方式が
ある。湿式排ガス処理方式は、連続型であるが、除去率
が　　　　　　　′低いことから、一般に乾式排ガス処
理方式が主流になっている。

乾式排ガス処理方式は、種々の成分の薬剤を均一に充填
して薬剤層を形成し、この薬剤層に排ガスを吸収反応さ
せるもので、排ガスと薬剤との反応は薬剤層表面から始
まり、薬剤層深部に向かって進行していく。排ガスと薬
剤との反応は有限であるので、薬剤の終点に達した排ガ
ス処理装置は、排ガス処理能力が落ちるので新しい薬剤
を充填した別の排ガス処理装置に切換える操作が行われ
ている。

薬剤の排ガスに対する吸収反応が薬剤の終点に達したか
否かの判断は、吸収反応による薬剤の重量増加や層圧力
損失値（差圧値）の増加を検出することによって行われ
る。排ガス処理装置に利用できる真空ポンプの排気圧力
は最大４００ｍ＋ｎＡｑ、−船釣には、２００ｍｍＡｑ
程度である。従って、排ガス処理装置の出口と入口の差
圧値が２００ｍｍＡｑを超え始めると、薬剤交換時期が
近づいたと判断することができる。現状では、排ガスの
種類や濃度によって異なるものの、一層当たりの薬剤交
換サイクルは、２４時間連続処理で約１ケ月〜２ケ月で
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、薬剤層の高さ（層高寸法）は、真空ポンプの
排気圧力によって決まる。つまり、層高寸法は、薬剤層
の８０〜９０％の反応が終了した時点で差圧値が２００
ｍｍＡｑになるように設計される。

従って、この薬剤層の反応時間を延ばすには、薬剤層の
平面積を大きくすればよいが、平面積が大き過ぎると、
反応が薬剤層表面に平行して進行しなくなる。即ち、平
面積が小さい場合、少なくとも、薬剤層表面寸法（表面
の対角線または直径）が層高寸法以下の場合には、反応
境界線が薬剤層表面に平行して進行するものの、薬剤層
表面寸法の１〜１．５倍を超えた場合には、しばしば反
応境界線が傾き、ショートパスが発生即ちガス流が一部
に集中して薬剤層の一部のみが反応終了となり、薬剤層
底部から未処理排ガスが流出するようになる。例えば、
全体として層高寸法の５０％前後しか反応しないうちに
、反応続行不可能という事態が発生することになる。従
って、反応時間を延ばすにも限界があり、いかにして反
応時間を延ばすかという課題を解決する必要がある。

また、従来のように、差圧値を検出する方法では、上記
の事態が発生したことを検出することができないので、
薬剤が飽和状態に達したか否か（吸収反応が薬剤の終点
に達したか否か）を正確に判断することができない。ま
た、薬剤がガス成分を吸収して重量増加した値が設計設
定値を超えたら警報を発する方法でも、吸収反応が薬剤
の終点に達したか否かを正確に判断することができない
。従って、排ガス処理能力が極端に落ちた排ガ入処理装
置をそのまま使用することＧこなり、新しい薬剤を充填
した別の排ガス処理装置に切換えるタイミングがずれて
しまうという問題点がある。

そこで、この発明の目的は、上記の課題を解決すること
であり、薬剤層の反応時間を大幅に延ばすとともに、薬
剤層の交換時期あるいは切換時期を正確に検出すること
のできる排ガス処理薬剤層を使用する排ガス処理装置を
提供することであり、更に、上記排ガス処理薬剤層で排
ガスを処理する時に、交換時期に達した薬剤層を新しい
薬剤層に自動的に切換えることができる排ガス処理装置
を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記の目的を達成するために、次のように
構成されている。

即ち、この発明の一番目は、排ガス中の酸性成分以外の
主成分を吸収させる主成剤の必要量と排ガス中の酸性成
分を吸収させる中和剤の必要量から所定量を減じた量と
を混合した第一層、及び該第一層の後段に配置した前記
中和剤の必要量から減じた前記所定量から成る第二層を
有する排ガス処理装置に関する。

或いは、この発明の二番目は、排ガス中の酸性成分以外
の主成分を吸収させる主成剤の必要量以上の量と排ガス
中の酸性成分を吸収させる中和剤の必要量から所定量を
減じた量とを混合した第一層、及び該第一層の後段に配
置した前記中和剤の必要量から減じた前記所定量の２〜
３倍の量から成る第二層を有する排ガス処理装置に関す
る。

また、この排ガス処理薬剤層において、中和剤の必要量
から減じた前記所定量は２０〜４０％である。

又は、この発明の三番目は、排ガス中の酸性成分以外の
主成分を吸収させる主成剤の必要量と排ガス中の酸性成
分を吸収させる中和剤の必要量から所定量を減じた量と
を混合した第一層及び該第一層の後段に配置した前記中
和剤の必要量から減じた前記所定量から成る第二層を有
する排ガス処理薬剤層を充填した複数の反応室を有する
反応槽、前記各反応室に設けた排ガス流れ切換装置、前
記第二層の温度を検出する温度センサー、並びに該温度
センサーによる検出温度が設定温度以上の検出信号に応
答して前記反応室内を流れる排ガスの流れを別の前記反
応室内を流れるように前記排ガス流れ切換装置を切換え
るコントローラを有する排ガス処理装置に関する。

或いは、この発明の四番目は、排ガス中の酸性成分以外
の主成分を吸収させる主成剤の必要量以上の量と排ガス
中の酸性成分を吸収させる中和剤の必要量から所定量を
減じた量とを混合した第一層及び該第一層の後段に配置
した前記中和剤の必要量から減じた前記所定量の２〜３
倍の量から成る第二層を有する排ガス処理薬剤層を充填
した複数の反応室を有する反応槽、前記反応槽内に前記
各反応室を直列に順次配置するように仕切った仕切壁、
並びに前記第二層の温度が所定温度以上の温度に上昇す
ることに応答して排ガスが次の段の前記反応室内を流れ
るように開放する前記仕切壁に形成したゲート、を有す
る排ガス処理装置に関する。

〔作用〕

この発明による排ガス処理装置は、上記のように構成さ
れており、次のように作用する。

この発明の一番目の排ガス処理装置は、生成剤を必要量
と中和剤を必要量から所定量を減じた量とを混合した第
一層と及び該第一層の下流側に配置した前ｉ己所定量の
中和剤のみの第二層とから成るので、排ガスと薬剤との
反応が薬剤層の第一層表面から始まり、徐々に反応が進
行する。中和剤と酸性成分との反応は発熱反応であり、
第一層における中和剤は必要量よりも所定量だけ減じて
いるのに対し、第二層は中和剤のみであるから、中和剤
と酸性成分が反応する時に、中和剤と酸性成分との発熱
反応により第一層よりも第二層の方が温度上昇が大きく
なる。そして、第二層における中和反応が終了する頃に
第二層の温度が予め設定している所定温度を超えるよう
になる。従って、第二層の温度が所定値を超えたことを
検出することにより、薬剤層の交換時期あるいは切換時
期を直ちに且つ正確に検出することができる。

或いは、この発明の二番目の排カス処理装置は、主成剤
を必要量以上の量（好ましくは１２０〜１４０％）と中
和剤を必要量から所定値を減じた量とを混合した第一層
及び該第一層の後段即ち下流側に配置した前記所定量の
２〜３倍の中和剤のみの第二層とから成るので、上記の
一番目の発明とほぼ同様に作用する。従って、第二層の
温度が所定値を超えたことを検出することにより、薬剤
層の切換時期をより正確に検出することができる。

また、上記三番目の排ガス処理装置は、第二層の温度が
所定値を超えた時、制御装置によってガス流れが自動的
に別の薬剤層へ切換えられるように構成されているので
、ガス流れを常に最適な時期に新しい薬剤層に切換える
ことができる。

或いは、上記四番目の排ガス処理装置は、以下のように
作用する。即ち、ガス入口から反応槽の第一番目の反応
室に入ってきた排ガスは、薬剤層の表面から入って第二
層の底から排出される。その過程で第一層表面から反応
が始まり、徐々に反応が進行する。第二層における中和
反応が進行す１するのに伴って第二層の温度が上昇してくる。そして、第
二層の温度が所定値を超えた時に、隣接する第二番目の
反応室のゲートが自動的に開放され、排ガスの大部分は
第二番目の反応室へ流れる。−方、第一番目の反応室に
もわずかではあるが排ガスが流れる。そして、第二層に
おける中和剤を所定量の２〜３倍の量にすることによっ
て第二層の厚さを厚くしであるから、第一番目の反応室
の第二層の圧力損失はさらに上昇を続け、やがては第二
層は閉塞状態となり、排ガスの流れを遮断する。

以後、同様に各反応室は反応終了近くに生じる発熱によ
り、ゲートを開放し、排ガスを順次新しい反応室に誘導
していく。このように、反応が終了した薬剤層を新しい
薬剤層に自動的に切換えることができる。

また、上記いずれも、第二層の中和反応が起きた部分は
ガス通過抵抗が上昇していくので、たとえ、反応境界線
が（頃いたとしても、ガスの流れは抵抗の低い方へ横移
動し、不均一なガス流れが是正される。従って、薬剤層
表面寸法を従来に比べて大きくすることが可能となり、
反応時間を大幅に延ばすことができる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して、この発明による排ガス処理装置
の実施例について説明する。

第１図はこの発明による排ガス処理装置の一実施例を示
す説明図である。半導体製造時に発生して排出される排
ガスは酸性成分を始めとして種々の成分を含んでいる。

酸性成分以外の除去対象となる排ガス成分を主成分と呼
ぶことにする。そして、排ガス中の主成分を処理する作
用がある薬剤が主成剤、また、酸性成分を処理する作用
がある薬剤が中和剤である。主成剤の薬剤は、排ガス中
に含まれる主成分の種類によって異なる。例えば、主成
剤として、粒状活性炭、活性炭繊維のチップ状充填剤、
シリカゲル、吸湿性ポリマー等が使用されるが、この発
明では主成剤の種類は、特に規定しない。また、中和剤
としては、生石灰（市販粒状ライム等）等の中和反応に
より反応熱を発生するものを使用する。

反応槽には、反応剤として、排ガス中の主成分量と酸性
成分量の比に見合う主成剤と中和剤とが充填される。反
応剤は層状に配置され、第一層と第二層からなる薬剤層
を形成している。第１図において、白い部分が排ガス中
の主成分を吸収する生成剤ｌであり、また、黒い粒で示
す部分が酸性成分を中和する中和剤２である。第一層と
しての混合剤層３は中和剤２を主成剤１に均一に混合分
散させた薬剤層である。この混合薬剤層３はガス流れの
前段即ち上流側に配置する。混合薬剤層３の後段即ち下
流側には、中和剤のみからなる第二層としての単一薬剤
層即ち単層中和剤４を配置する。

薬剤層全体の重量は、除去対象の排ガスの主成分及び酸
性成分の量と何日分の反応日数にするかによって決定さ
れる。例として、薬剤層全体の重量を仮に１０ｋｇとし
、内訳を主成剤８ｋｇ、中和剤２ｋｇとする。この中和
剤２ｋｇのうち、その８０％（１，６ｋｇ）を主成剤８
ｋｇと十分混合して、主成剤中に中和剤をほぼ均一に混
合分散させた混合薬剤層３を作り、所定の反応槽に充填
する。この混合薬剤層３の下方に、中和剤の残り２０％
（０，４ｋｇ）を配置して単層中和剤４を構成する。

第２図は反応境界線についての説明である。排ガスを反
応槽の上方から通すと、排ガスと薬剤との反応は薬剤層
の表面から始まり、薬剤層底部に向かって進んでいく。

任意の時点において反応が進行している状態を示す線を
反応境界線と呼んでいる。この反応境界線より上方の薬
剤は、除去対象の排ガス成分とほぼ１００％反応済みで
ある。

図では、符号Ａは主成分の反応境界線、符号Ｂは酸性成
分の反応境界線を示している。半導体製造工程から発生
する排ガスの濃度は、１サイクルの中では製造工程の変
化から当然変動する。しかし、各サイクルともその変動
曲線は全く同じであり、１サイクル当たりに発生してく
る主成分量と酸性成分量は毎回同じである。この両成分
の比と主成剤及び中和剤の比とが同じであれば、処理開
始後の任意の時間における反応済み薬剤と未反応薬剤と
の境界線は、第２図のケースＩに示すようになる。即ち
、主成分反応境界線Ａと酸性成分反応境界線Ｂは、はぼ
同一線上に並んで降下してくる。

ところが、この発明のように、混合薬剤層３の中和剤が
２０％はど減じられている場合には、任意の時間におけ
る再反応境界線Ａ、Ｂは同一直線上に並んで降下しない
。即ち、第２図のケースＨに示すように、薬剤層表面か
ら主成分反応境界線Ａまでの距離ｈ３よりも薬剤層表面
から酸性成分反応境界線Ｂまでの距離り、の方が長＜’
＜ｈｂ＝１．２ｈ、　）、酸性成分反応境界線Ｂが主成
剤反応境界線Ａよりも約２０％下側に位置することにな
る。

従って、排ガス処理が進行して混合薬剤層３内、の主成
分反応境界線Ａが混合薬剤層３の高さの約８０％に到達
した時に、酸性成分反応境界線Ｂば単層中和剤４に到達
する。これは第２図のケース■である。

ところで、吊和剤と酸性成分との反応は発熱反応である
が、ケースＩ、■では、中和剤が分散しているので、生
石灰が酸性成分と中和反応（例えば、Ｃ，ａ　Ｏ＋　２
　ＨＣＩ　→Ｃａ　（，１Ｋ　＋　Ｈ２，、Ｑ）によっ
て発熱しても、混合薬剤層３全体としては温度上昇はわ
ずかである。即ち、流入する排ガスの温度が３０〜４０
　’ｃとすれば、温度上昇は４〜５℃程度である。

ケース■の状態がさらに進むと、単層中和剤４では、や
がてまとまった熱量とな２す、中和剤の量にもよるが、
温度上昇して５０〜８０℃の温度が得られる。

また、単層中和剤４を薬剤層底部に位置させると次のよ
うな作用もある。混合薬剤層３内の充填密度が不均一で
あったり、充填密度が不十分な場合には、反応境界線Ａ
、Ｂは薬剤層表面と平行に降下しなくなる。特に、充填
密度が不十分な場合には反応槽の壁面と反応剤との間に
間隙が生じてケース■のように反応境界線がかなり傾く
ことになる。つまり、この間隔にガス・が集中して流れ
るからである。このような時、その反応境界線のうち酸
性成分反応境界線Ｂが底部の単層中和剤４に早く達する
が、その部分では排ガスと中和剤との中和反応が始まる
。

単層中和剤４内でその反応が生じる時に発生する水分に
よって粒状の一部が溶けて粒状間にあった空間が減少し
ていく。更に、ＣＯ２から炭酸カルシウムＣａＣＯ３が
生成され、該パウダが粒状空間を埋めていく、これらの
作用により単層中和剤４の反応部分はガス通過抵抗を上
昇させることになる。このようにガスの流れは抵抗の低
い方へ単層中和剤４の表層を横移動していく。即ち、ガ
ス流の不均一な流れを是正する作用がある。

この作用があるからこそ薬剤層表面寸法を層高寸法の１
，５倍以上にすること、即ち、反応総容量を増加させる
ことが可能になる。　　・　　　・この発明による排ガ
ス処理装置を使用すると、単層中和剤４が５０〜８０℃
に上昇したことを検出して、反応が終点に近づいている
ことを、知ることができる。万一、反応境界線が傾いた
場合でも、この底部の単層中和剤４の温度上昇を検出す
る方法は有効に作用する。従来のように、差圧値を検出
する方法では、反応境界線が傾いた場合には未処理ガス
が漏れて、さほど差圧が大きくならず、反応の終点を検
出することができないが、温度を検出する方法ならば、
ガスの一部または全量が層成に達したことを示すので、
未処理ガスが漏れないうちに別の薬剤層に切り換えるこ
とが可能である。

第３図はこの発明による排ガス処理装置の一実施例を示
す説明図である。この排ガス処理装置は、複数の反応槽
５　Ａ、　　５　Ｂ　、　　５　Ｃ−−−５Ｘを並ヘテ
配置したもので、個々の反応槽５Ａ、５Ｂ、５Ｃ１−−
−−−５Ｘには、流入口に自動開閉弁６Ａ、６Ｂ。

６　Ｃ−−−−−−６Ｘ、流出口に自動開閉弁７Ａ、７
Ｂ。

７　Ｃ−−−−−７Ｘが設けられている。最初は自動開
閉弁は６Ａ及び７Ａのみが開いていて、残りの自動開閉
弁は閉じている。各反応槽５Ａ、５Ｂ、５Ｃ−−−−−
−５Ｘには、反応剤が充填されている。その反応剤は、
第１図及び第２図に示した混合薬剤層３と単層中和剤４
とからなる反応剤である。

また、各反応槽５　Ａ、　　５　Ｂ、　　５　Ｃ−−−
−５Ｘの底部には温度センサー８　Ａ　、　　８　Ｂ　
、　　８　Ｃ−一−−８Ｘが設けられている。温度セン
サー８Ａ、８Ｂ、８Ｃ−−−−一−−８Ｘは単層中和剤
４の層成における温度を検出する。反応槽５Ａの単層中
和剤４の温度が所定値を超えた場合には、流入口の自動
開閉弁６Ａと流出口の自動開閉弁７Ａを閉じて、次の反
応槽５Ｂの自動開閉弁６Ｂ及び７Ｂを開く。このように
自動開閉弁を図示しない制御装置によって制御すること
により、ガスの流れを順次新しい反応槽に切り換えてい
く。なお、酸性成分の割合が多い排ガスを処理する場合
には、単層中和剤４の作用でガスの温度上昇が定常時よ
りも大きくなる。処理したガスが定常時より５℃以上上
昇する場合には、各反応槽５　Ａ、　　５　Ｂ、　　５
　Ｃ−−−−−−５Ｘの温度センサー　８　Ａ、　　８
　Ｂ、　　８　Ｃ−−−−−−−８Ｘを省略して、※印
の位置に温度検出器を取り付けてもよい。その場合には
、温度検出器で温度を検出し、定常時より５℃を超えた
時、制御装置によって自動開閉弁を制御することにより
ガスの流れを順次新しい反応槽５　Ｂ　、　　５　Ｃ−
−−−５Ｘに切り換えられる。

次に、第４図はこの発明による排ガス処理装置の別の実
施例を示す断面図である。この排ガス処理装置は円筒型
の反応槽１０の内部を仕切壁１１で区切って４つの反応
室を形成し、各反応室に反応剤を充填したものである。

反応剤は混合薬剤層３と単層中和剤４とからなる。反応
槽１０は、排ガス流入ノズル１２Ａを有する上蓋１２、
反応剤を充填した胴部１３、処理ガス流出ノズル１４Ａ
を有する下蓋１４からなる。上蓋１２はフランジ１２Ｂ
、胴部１３は上下にそれぞれフランジ１３Ａ、１３Ｂ、
及び下蓋１４はフランジ１４Ｂを有する。

上蓋１２と胴部１３はフランジ１２Ｂ、１３Ａの間に仕
切板１５を挟んで固定されている。フランジ１２Ｂ、１
３Ａと仕切板１５の間には０リング１６．１７が設けら
れ、密封されている。仕切板１５には、反応槽１０の各
反応室に通じる４つの開口１５Ａが形成されている。ま
た、胴部１３と下蓋１４は、フランジ１３Ｂ、１４Ｂの
間に支持板１８を挟んで固定されている。フランジ１３
Ｂ、１４Ｂと支持板１８の間にはＯリング１９゜２０が
設けられ、密封されている。更に、支持板１８には、多
数の孔１８Ｂが形成されている。

仕切板１５の上方には切換板２１が設置されている。切
換板２１は第５図に示すように反応槽１０の４つの反応
室のうちの一つに連通ずる開口２１Ａが一つ形成されて
いる。切換板２１の中心には回転軸２２が溶接されてい
１て、上蓋１２を貫通して上方へ延びている。回転軸２
２は上蓋１２に設けられた軸シール部１２Ｃによって支
持されている。また、回転軸２２の先端にはウオームギ
ヤ２３及びモータ２４が設けられ、切換板２１はモータ
２４によって駆動されて、例えば、９０度ずつ回転する
。

切換板２１と仕切板１５との間の密封構造は、第６図（
Ａ）及び第６図（Ｂ）に示すとおりである。第６図（Ｂ
）は第６図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図である。仕切板
１５−の上面には開口１５Ａを囲む環状シート１５Ｂが
溶接され、環状シート１５Ｂに形成された環状溝１５Ｃ
にＯリング２５が設けられている。このＯリング２５を
介して仕切板１５と切換板２１の間は密封されている。

また、仕切壁１１と仕切板１５との間にはＯリング１１
Ａ、仕切壁１１と支持板１８との間にはＯリング１’ｌ
Ｂが設けられていて、反応室間の密封を保持している。

支持板１８の上面に充填された単層中和剤４の温度を検
出する温度検出器２６が、支持板１８の中心から下蓋１
４を貫通して下方に延びる軸の先端に設けられている。

更に、コントローラ２７は、温度センサー２６で検出し
た温度と予め設定した設定値とを比較し、検出温度が設
定値を超えた時に、モータ２４を駆動させる。

上記排ガス処理薬剤層を使用する排ガス処理装置の作動
は次のとおりである。まず、排ガスは排ガス流入ノズル
１２Ａから反応槽１２に流入し、切換板２１の開口２１
Ａ及び仕切板１５Ａを通過して反応室に流入する。排ガ
スはさらに反応室内に充填された混合副層３及び単層中
和剤４内を通過して浄化され、浄化された処理ガスは処
理ガス排出ノズル１４Ａから排出される。単層中和剤４
の温度が所定値以上に達したことを温度センサー２６が
検出すると、コントローラ２７から制御信号がモータ２
４へ発信される。この結果、モータ２４が駆動されてウ
オームギヤ２３及び回転軸２２が回転し、切換板２１が
９０度回転する。これにより切換板２１の開口２１Ａが
仕切板１５の別の開口１５Ａと重なり、排ガスが別の反
応室に流入するようになる。その反応室の単層中和剤４
の温度が所定値以上に達すると、切換板２１が更に９０
度回転して、別の反応室へ排ガスが流入するようになる
。このように、次々と反応室が切換えられていく。そし
て、４つの反応室がすべて反応終了となった時点で、コ
ントローラ２７から警報信号が発信されて、図示しない
警報器が鳴るようになっている。

第７図はこの発明による排ガス処理装置の更に別の実施
例を示す断面図である。

この排ガス処理装置は、箱型の反応槽４０の内部を仕切
壁４１で区切って複数の反応室４２Ａ。

４２　Ｂ　、　　４２　Ｃ−−−−−−４２Ｘを形成し
、各反応室に反応剤を充填したものである。反応槽４０
及び仕切壁４１はフッ素樹脂系材料で製作されるのが好
ましい。反応槽４０の前面上部には排ガス流入ノズル４
０．Ａが形成され、前面下部には処理ガス排出ノズル４
０Ｂが形成されている。各反応室４２Ａ、　　４２　Ｂ
　、　　４２　Ｃ−−−−−４２Ｘは排ガス流入ノズル
４０Ａから離れる方向に直列に並んでいる。排ガス流入
ノズル４０Ａから最も下流にある反応室４２Ｘには温度
指示警報計４３が設けられている。

また、各反応室４２Ａ、４２Ｂ、４２Ｃ−・−４２Ｘを
連通して延びるガス通路４４が処理ガス排出ノズル４０
Ｂに接続している。各反応室４２Ａ。

４２Ｂ、４２Ｃ−・・・・・４２Ｘの底部には、ガス通
路４４と反応室を区画する支持板４５が設けられている
。支持板４５は多数の孔４５Ａを有する。反応室４２に
は反応剤が充填されていて、混合薬剤層３及び単層中和
剤４からなる薬剤層が形成されている。

排ガス処理薬剤層として１、混合薬剤層３は、主成分を
処理するための主成剤を必要量以上の量、好ましくは１
２０〜１４０％と、酸性成分を処理するための中和剤を
必要量の６０〜８０％とを均一に混合したものである。

主成剤を多めにしている理由は余裕を与えるためである
。単層中和剤４は、必要量の残り２０〜４０％の２〜３
倍の量を充填する。この層の下層部はパウダ状生石灰を
使用する。仕切壁４１にはそれぞれゲート５０が設けら
れている。

第８図はゲート５０の構造を示す断面図である。

ゲート５０はステンレス等の耐触性のある金属で製造さ
れる。ゲート５０は開閉扉５１と本体プレート５２とか
らなる。本体プレート５２はガスシール用ガスケット５
３を挟んで仕切壁４１に対してビス５４などで固定され
ている。この本体プレート５２の下部は水平になるよう
に直角に折り曲げられ、この水平部分５２Ａに多数の孔
５２Ｂが形成されている。この水平部分５２Ａは、単層
中和剤４に挿入される。また、開閉扉５１は本体プレー
ト５２に蝶番５５で接続され、蝶番５５を中心に回転す
る。この回転を助けるために、開閉扉５１の上端５１Ａ
を回転させたい方に折り曲げてある。開閉扉５１と本体
プレーＩ・５２は反応槽４０内に設置する前に、両者の
間隙に液状にしたパラフィンワックス５６又は同等品を
開口部周辺に連続塗布して本体プレート５２と開閉扉５
１を重ね、放冷して固着する。なお、パラフィンワック
ス５６と同等品とは６０°Ｃ未満では固形状であるが、
６０℃を超えたら液状になるもので、ピンチ、食物油の
ヤシ油等もこれに含まれる。

本体プレート５２には方形又は円形の開Ｉコ５２Ｃが形
成されている。この開口５２Ｃの面積はガス流入ノズル
４．　ＯＡの断面積の２〜５倍である。

仕切壁４１には開口４１　Ａが形成されていて、開口４
１Ａの大きさＡ２は本体プレート５２の開口５２Ｃの大
きさＡ、よりも大きいか或いは同じ大きさである。また
、開閉扉５１の大きさＡ３は開口５２Ｃの大きさＡ、よ
りも３０闘以上大きくする。Ａ３とＡ、の面積差の部分
にバラフィンワ・７クス５６等が塗布される。

上記排ガス処理薬剤層を使用する排ガス処理装置の作動
は以下のとおりである。反応が終了に近づいて単層中和
剤４が発熱を開始すると、その熱は反応槽１０本体プレ
ート５２の水平部分５２Ａから本体プレート５２内を伝
達し、本体プレート５２全体が昇温される。単層中和剤
４の約半分が反応した頃には本体プレート５２は６０〜
８０°Ｃに上昇する。それは反応槽４０本体や仕切壁４
１が断熱性材料でできていることから、この部分を経由
して外気に放散する熱量が小さいため、発熱によって確
実に本体プレート５２が昇温する。開閉扉５１を本体プ
レート５２に固着させたパラフィンワックス５６は、融
点温度が４５〜６０°Ｃであるので、本体プレート５２
の昇温により液化して固着力を失い、開閉１ｉ５１が開
放状態となる。

このようにして、ガスは隣の反応室４．２Ｂに流入する
ことになる。既に反応がほぼ完了した今までガスが流れ
ていた反応室４２Ａは必要差圧が２００ｍｍＡｑ程に達
しているのに対し、開閉扉５１が開放した新しい反応室
４２Ｂは必要差圧２０〜４０ｍｍＡｑであるので、はと
んどのガスは低圧側に流れる。しかし少量のガスは今ま
での反応室４２Ａにも流れる。単層中和剤４には、必要
以上の層厚を持たせており、且つ粉体生石灰を使用して
いるため、単層中和剤４の圧力損失は２００ｍｍＡ　ｑ
から更に上昇を続け、やがて閉塞状態になり、ガスの流
れを完全に遮断する。以後、同様に各反応室４２Ｃは反
応終了近くに生じる発熱により開閉扉５１を開放し、ガ
スを順次新しい反応室に誘導していく。最後の反応室？
１．２　Ｘが発熱して所定温度を超えると、温度指示警
報計４３が警報を発して反応終了時期であることを知ら
せる。

なお、第７図では、反応室の開閉ｆｉＵ５１の開放をパ
ラフィンワックス５６などの溶融を利用することにより
行うようにしたが、反応室の開閉扉５１の開放を温度検
出器で検出した温度に基づいてコントローラで電気的に
制御するようにしてもよい。また、第７図の方式は、箱
型の反応槽だけでなく、第４図に示したような円筒型の
反応槽において採用してもよい。

〔発明の効果〕

この発明による排ガス処理装置は、上記のように構成さ
れているので、次のような効果を有する。

この発明による排ガス処理装置は、排ガス処理薬剤層に
おいて中和剤のみから成る第二層には、ガスの不均一な
流れを是正する作用があるので、薬剤層表面寸法に対し
て１．５倍以上にすることが可能となる。従って、薬剤
層表面寸法の１．０倍程度に抑えざるを得なかった従来
の薬剤層の場合、薬剤層を１〜２ケ月で交換しなければ
ならなかったが、この発明による排ガス処理薬剤層の場
合には、交換時期が２倍以上に延びるという利点がある
。

また、中和反応による発熱に着目し、第二層の温度が所
定値に達した時をもって、薬剤層の反応終了時期を検出
するようにしたので、従来のどの検出方法よりも的確に
その時期を検出することができる。従って、この排ガス
処理装置における薬剤層の切換えを自動化することが可
能となるとともに、薬剤層の交換時期を直ちに且つ正確
に知ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による排ガス処理装置の一実施例を示
す説明図、第２図は反応境界線についての説明図、第３
図はこの発明による排ガス処理装置の一実施例を示す説
明図、第４図はこの発明による排ガス処理装置の別の実
施例を示す断面図、第５図は第４図の排ガス処理装置の
切換板の構造を示す平面図、第６図（Ａ）は切換板と仕
切板との間の密封構造を示す平面図、第６図（Ｂ）は第
６図（Ａ）におけるＡ−Ａ断面図、第７図はこの発明に
よる排ガス処理装置の更に別の実施例を示す断面図、第
８図は第７図の排ガス処理装置のゲートの構造を示す断
面図である。１−−−−−一主成剤、２−−−一中和剤、３−−−−
一混合薬剤層（第一層）、４−−−単層中和剤（第二層
）、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ，５’Ｘ−−−−反応槽、６Ａ、
６Ｂ。６Ｃ，６Ｘ、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ，７Ｘ−−−−−一・自
動開閉弁、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ，８Ｘ−−−−温度センサ
ー、１０−−−一反応槽、１５−−一仕切板、１１３−
−−一支持板、２１−・−切換板、２６　、　４３−−
−一温度指示警報計、２７・−−−−−コントローラ、
４０−−−一反応槽、４１−−−一仕切壁、４２Ａ、４
２Ｂ、４２Ｃ，４２ｘ−一−−−−−反応室、５０−・
−ゲート、５１−−−−−−一開閉扉、５２−−−−−
一本体プレート、５６−−−−−パラフインワソクス。出願人　　荏原インフィルコ株式会社代理人　　弁理士　尾　仲　−宗 □ □ □ 、［１　１　　ｋ　ｈｌ　　　　　　　’　　ＩＩ□

Claims

【特許請求の範囲】

（１）排ガス中の酸性成分以外の主成分を吸収させる主
成剤の必要量と排ガス中の酸性成分を吸収させる中和剤
の必要量から所定量を減じた量とを混合した第一層、及
び該第一層の後段に配置した前記中和剤の必要量から減
じた前記所定量から成る第二層を有する排ガス処理装置
。
（２）排ガス中の酸性成分以外の主成分を吸収させる主
成剤の必要量以上の量と排ガス中の酸性成分を吸収させ
る中和剤の必要量から所定量を減じた量とを混合した第
一層、及び該第一層の後段に配置した前記中和剤の必要
量から減じた前記所定量の２〜３倍の量から成る第二層
を有する排ガス処理装置。
（３）中和剤の必要量から減じた前記所定量は２０〜４
０％である請求項２に記載の排ガス処理装置。
（４）排ガス中の酸性成分以外の主成分を吸収させる主
成剤の必要量と排ガス中の酸性成分を吸収させる中和剤
の必要量から所定量を減じた量とを混合した第一層及び
該第一層の後段に配置した前記中和剤の必要量から減じ
た前記所定量から成る第二層を有する排ガス処理薬剤層
を充填した複数の反応室を有する反応槽、前記各反応室
に設けた排ガス流れ切換装置、前記第二層の温度を検出
する温度センサー、並びに該温度センサーによる検出温
度が設定温度以上の検出信号に応答して前記反応室内を
流れる排ガスの流れを別の前記反応室内を流れるように
前記排ガス流れ切換装置を切換えるコントローラを有す
る排ガス処理装置。
（５）排ガス中の酸性成分以外の主成分を吸収させる主
成剤の必要量以上の量と排ガス中の酸性成分を吸収させ
る中和剤の必要量から所定量を減じた量とを混合した第
一層及び該第一層の後段に配置した前記中和剤の必要量
から減じた前記所定量の２〜３倍の量から成る第二層を
有する排ガス処理薬剤層を充填した複数の反応室を有す
る反応槽、前記反応槽内に前記各反応室を直列に順次配
置するように仕切った仕切壁、並びに前記第二層の温度
が所定温度以上の温度に上昇することに応答して排ガス
が次の段の前記反応室内を流れるように開放する前記仕
切壁に形成したゲート、を有する排ガス処理装置。