DE3432033C2 - Verfahren und Anordnung zur Entgiftung von F-kohlenstoffhaltigen Abgasen - Google Patents
Verfahren und Anordnung zur Entgiftung von F-kohlenstoffhaltigen AbgasenInfo
- Publication number
- DE3432033C2 DE3432033C2 DE19843432033 DE3432033A DE3432033C2 DE 3432033 C2 DE3432033 C2 DE 3432033C2 DE 19843432033 DE19843432033 DE 19843432033 DE 3432033 A DE3432033 A DE 3432033A DE 3432033 C2 DE3432033 C2 DE 3432033C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- reaction
- sio
- carbon
- arrangement
- detoxification
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/4412—Details relating to the exhausts, e.g. pumps, filters, scrubbers, particle traps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
- B01D53/70—Organic halogen compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C17/00—Preparation of halogenated hydrocarbons
- C07C17/38—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C17/389—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by adsorption on solids
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
- Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
- Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Entgiftung von
F-kohlenstoffhaltigen Gasen, insbesondere von solchen aus Plasmaprozessen, die
ungesättigte F-kohlenstoffhaltige Verbindungen enthalten, unter Zuhilfenahme einer
Feststoffreaktion.
Das Verfahren erlangt insbesondere Bedeutung bei der Vermeidung von
Umweltbelastung durch Abgase, die mit Schadstoffen angereichert sind.
Sowohl bei der Behandlung von Teflon, wie auch bei Plasmaätzprozessen mit
F-Kohlenstoffen und dabei besonders unter Bedingungen einer Bindung der
F-Atome durch Sekundärreaktion, wie Ätzen oder bei Anwesenheit von Wasserstoff,
treten im Abgas ungesättigte F-Kohlenstoffverbindungen auf. Von diesen besitzen
C3- und C4-Verbindungen eine hohe Toxizität. Dabei ist die von Perfluorisobuten
besonders hoch. Diese Verbindungen sind nur schwer chemisch angreifbar und
stellen demzufolge ein ernsthaftes Problem beim Betreten von beispielsweise
Plasmaätzanlagen dar.
Ein Ausfrieren der entsprechenden Verbindung mit N2 -Kühlfallen ist auf Grund der
niedrigen Siedetemperaturen dieser Fluor-Verbindungen wenig effektiv. Ein Einsatz
von Spezialfiltern, die diese Verbindungen absorbieren, wäre denkbar, stellt aber
keine Lösung dar, da damit keine Vernichtung erfolgt. Da diese Verbindungen in
Mineralölen löslich sind, reichern sich auch die Öle der Vakuumpumpen mit diesen
Verbindungen an und machen hier entsprechende Schutzmaßnahmen notwendig.
Bisher sind wirksame technische Lösungen nicht bekannt. Die eingesetzten
technischen Anlagen arbeiten ohne Abgasentgiftung und bestenfalls mit einer
Verdünnung im Abgasstrom.
Bekannt ist der Umsatz des Abgases mit versprühter KOH. Abgesehen von deren
Verfahrens- und Kostenaufwand ist nicht klar, ob tatsächlich eine quantitative
technische Umsetzung der ungesättigten Verbindungen stattfindet oder diese
teilweise nur gelöst und damit nicht vollständig vernichtet werden.
Deshalb wurde bereits vorgeschlagen, eine Feststoffreaktion mit einem geeigneten
Metall oder Oxid durchzuführen (DD 2 07 157). Die dort beschriebene Vernichtung
erwies sich als ungeeignet, da der Umsatz von F-Kohlenstoffen mit SiO2 als
möglicher Reaktionspartner zu langsam abläuft, um einen effektiven Umsatz der
genannten Verbindungen zu ermöglichen.
Ziel der Erfindung ist die Vermeidung gefährlicher Umweltbelastungen durch
F-kohlenstoffhaltige Gase.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Schadstoffe aus den
Prozeßabgasen wirksam und vollständig zu beseitigen.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit einem Verfahren zur Entgiftung von
F-kohlenstoffhaltigen Gasen, insbesondere solcher aus Plasmaprozessen, die
ungesättigte F-kohlenstoffhaltige Verbindungen enthalten, unter Zuhilfenahme einer
Feststoffreaktion, erfindungsgemäß dadurch, daß eine Reaktion mit SiO2 als
Feststoff bei Normaldruck und einer Temperatur von mindestens 500°C
herbeigeführt wird. Vorteilhafterweise wird die Reaktion der Abgase mit SiO2 bei
700°C während einer Dauer von 2 min durchgeführt. Das SiO2 wird im Abgasstrom
verwirbelt.
Zur Durchführung des Verfahrens dient erfindungsgemäß eine Anordnung, bei der
als Reaktor ein Strömungsrohr mit einer Oberfläche aus SiO2 ausgebildet ist oder
bei der ein Reaktoreinsatz aus SiO2 besteht.
Die Entgiftung von F-kohlenstoffhaltigen Abgasen, die insbesondere ungesättigte
Fluor-Kohlenstoffverbindungen enthalten, erfolgt dadurch, daß eine Hoch
temperaturreaktion eines Oxids - beispielsweise SiO2 - mit dem Abgas über einen
längeren Zeitraum erfolgt.
Dabei läuft die Reaktion
xSiO₂ + CxFy → xCO₂ + nSiF₄ + Si, C
ab.
Diese Reaktion besitzt ein negatives Δ G und eine Aktivierungsenergie, die ab
700°C Umsatzgeschwindigkeiten gewährleistet, die eine sehr genau auf die Gas
strömungsgeschwindigkeit abgestimmte Dimensionierung des Reaktors und damit
der Aufenthaltszeit erfordern. Der Zusatz von O2 oder Luft zum Abgas im Überschuß
begünstigt den Ablauf der Reaktion und verhindert eine Abdeckung der wirksamen
SiO2-Oberfläche durch C-haltige Reaktionsprodukte. Trotzdem blockieren die
Reaktionsprodukte bei zu geringen Reaktionszeiten die Oberfläche. Deshalb muß
der Reaktor so gestaltet sein, daß ausreichend lange Reaktionszeiten realisiert
werden. Diese können bei 700°C bei einigen Minuten liegen. Bei Zugabe von
Sauerstoff wird neben der Umsetzung von C zu CO2 auch SiF4 partiell umgesetzt,
wobei sich SiO2 zurückgebildet und COF2, SiOF2 und F2 als Folgeprodukte verstärkt
entstehen können.
In geringem Umfang bilden sich diese Produkte auch in der Reaktion ohne
O2-Zugabe. Die reaktiven Endprodukte SiF4, SiOF2, COF2 und F2 sind in wäßrigen
Lösungen bekanntermaßen sehr leicht hydrolysierbar, wobei neben SiO2 und CO2
sich HF bildet. Durch Einsatz einer Lauge läßt sich bekanntermaßen die Hydrolyse
mit der Neutralisation leicht verbinden. Hierzu reicht ein Gefäß, das nach
Waschflaschenprinzip arbeitet oder ein H2O-Dampfstrom völlig aus.
Die Reaktionen laufen sehr schnell ab. Eine derartige Einrichtung ist mit dem
Feststoffreaktor so zu koppeln, daß ein Umsatz in ungiftige Verbindungen erfolgt.
Der Reaktionsraum muß so gestaltet werden, daß ein ausreichender Kontakt des
Reaktionsgases mit der Feststoffoberfläche ermöglicht wird. Das läßt sich dadurch
erreichen, daß ein Reaktionsrohr (s. Ausführungsbeispiel) eingesetzt wird, das
innerhalb eines geheizten Reaktors auswechselbar (nach Verschleiß) eingesetzt
werden kann. Die Länge des Rohres wird durch die notwendige Reaktionszeit
bestimmt. Dies ist von der Reaktionstemperatur, dem O2-Anteil im Gas und der
Menge der umzusetzenden Abgase abhängig. Die Verkürzung der notwendigen
Aufenthaltszeit des Gases im Reaktor ist durch Einbringen von dispersen
Feststoffmaterial denkbar. Eine weitere mögliche Lösung stellt ein Wirbelbettreaktor
dar, der sich erfindungsgemäß zur Verfahrensrealisierung einsetzen läßt. Eine
Parallelschaltung mehrerer Reaktionsrohre zur Erhöhung der Reaktionszeit ist
möglich.
Das Wesen der Erfindung soll am Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Anordnung, die in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert werden.
Ein Quarzrohr 1 gefüllt mit SiO2 Rohren (2) von einem Innendurchmesser 5 mm,
wird mittels einer Heizung (3) auf eine Temperatur von 800°C aufgeheizt. Es besitzt
eine Länge von 30 cm und einen Innendurchmesser von 100 mm. Der
Gasdurchsatz beträgt 2 l/h. Die Reduzierung des Anteils von ungesättigten C3- und
C4-Verbindungen erfolgt zu mehr als 95%. Das Reaktorgefäß (4) besteht aus
Keramik. Der Reaktionsraum wird von einem CxFy-haltigen Gasstrom (5)
durchströmt, dem beispielsweise Luft zugemischt sein kann.
Claims (5)
1. Verfahren zur Entgiftung von F-kohlenstoffhaltigen Gasen, insbesondere solcher aus
Plasmaprozessen, die ungesättigte Verbindungen enthalten, unter Zuhilfenahme einer
Feststoffreaktion, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reaktion mit SiO2 als Feststoff bei
Normaldruck und einer Temperatur von mindestens 500°C herbeigeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion der Abgase mit
SiO2 bei 700°C während einer Dauer von 2 min durchgeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das SiO2 im
Abgasstrom verwirbelt wird.
4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Reaktor ein Strömungsrohr mit einer Oberfläche aus SiO2
ausgebildet ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Reaktoreinsatz aus SiO2
besteht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD25472383A DD221088A1 (de) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | Verfahren und anordnung zur entgiftung von f-kohlenstoffhaltigen abgasen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3432033A1 DE3432033A1 (de) | 1985-03-28 |
DE3432033C2 true DE3432033C2 (de) | 1994-04-14 |
Family
ID=5550349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19843432033 Expired - Fee Related DE3432033C2 (de) | 1983-09-12 | 1984-08-31 | Verfahren und Anordnung zur Entgiftung von F-kohlenstoffhaltigen Abgasen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD221088A1 (de) |
DE (1) | DE3432033C2 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10136022A1 (de) * | 2001-07-24 | 2003-02-13 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Vermeidung oder Beseitigung von Ausscheidungen im Abgasbereich einer Vakuumanlage |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3814388C1 (de) * | 1988-04-28 | 1989-03-30 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De | |
GB8813270D0 (en) * | 1988-06-04 | 1988-07-06 | Plasma Products Ltd | Dry exhaust gas conditioning |
EP0382986A1 (de) * | 1989-02-13 | 1990-08-22 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Verfahren und Vorrichtung zur Entgiftung von Stickstoff- oder Kohlenstoffhalogeniden |
US5486340A (en) * | 1989-12-02 | 1996-01-23 | The Boc Group Plc | Exhaust gas conditioning |
GB8927314D0 (en) * | 1989-12-02 | 1990-01-31 | Plasma Products Limited | Exhaust gas conditioning |
DE3940493A1 (de) * | 1989-12-07 | 1991-06-13 | Man Technologie Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur entfernung von fluor und anorganischen fluoriden aus gasen |
GB9400657D0 (en) * | 1994-01-14 | 1994-03-09 | Boc Group Plc | Treatment of gas mixtures |
DE19511643A1 (de) * | 1995-03-30 | 1996-10-02 | Das Duennschicht Anlagen Sys | Verfahren und Einrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigen Abgasen durch chemische Umsetzung |
US5705719A (en) * | 1996-08-01 | 1998-01-06 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Selective removal of perfluoroisobutylene from streams of halogenated hydrocarbons |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT365092B (de) * | 1976-04-05 | 1981-12-10 | Wegener Hermann Fa | Verfahren zur herstellung einer masse zum entfernen von umweltschaedlichen gasen aus industrieabgasen |
JPS5888034A (ja) * | 1981-11-19 | 1983-05-26 | Toshiba Corp | 排ガス浄化用触媒体及びその製造方法 |
DD207157B1 (de) * | 1982-04-07 | 1987-07-15 | Mikroelektronik Zt Forsch Tech | Verfahren und vorrichtung zur reinigung halogenhaltiger plasma-prozessabgase |
-
1983
- 1983-09-12 DD DD25472383A patent/DD221088A1/de not_active IP Right Cessation
-
1984
- 1984-08-31 DE DE19843432033 patent/DE3432033C2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10136022A1 (de) * | 2001-07-24 | 2003-02-13 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Vermeidung oder Beseitigung von Ausscheidungen im Abgasbereich einer Vakuumanlage |
DE10136022B4 (de) * | 2001-07-24 | 2006-01-12 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Vermeidung oder Beseitigung von Ausscheidungen im Abgasbereich einer Vakuumanlage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DD221088A1 (de) | 1985-04-17 |
DE3432033A1 (de) | 1985-03-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3432033C2 (de) | Verfahren und Anordnung zur Entgiftung von F-kohlenstoffhaltigen Abgasen | |
DE3922383C2 (de) | Verfahren zur Vernichtung toxischer Abprodukte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
EP0702771A1 (de) | Einrichtung zum Reinigen von Abgasen | |
DE3129024A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum kontinuierlichen abbauund entfernen von polychlorierten biphenylen aus fluessigkeiten | |
DD215244A5 (de) | Verfahren zur trockenen entfernung von schwefeldioxid und anderen schadstoffen aus rauchgasen | |
DE2601077C2 (de) | ||
DE2161567C3 (de) | Verfahren zum Entfernen von Ablagerungen und Ansetzungen aus Erhitzerrohren von Erdölraffinerieanlagen | |
DD237951A3 (de) | Vorrichtung zum reinigen halogenhaltiger schadstoffe | |
DE19631873C1 (de) | Einrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigen Abgasen in einer Brennkammer mit anschließender Wascheinrichtung | |
DE3525701A1 (de) | Verfahren zur sanierung von deponien | |
EP0107144B1 (de) | Verfahren zum Abtrennen von Luftverunreinigungen aus Abgasen, insbesondere aus Rauchgas, durch Kondensation | |
DE19501108A1 (de) | Verfahren zur Behandlung von Brüden, die Ammoniak und Schwefelwasserstoff enthalten | |
DE102012016420A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur thermischen Behandlung Fluor-und Edelmetallhaltiger Produkte | |
DE60314147T2 (de) | Verfahren zur Reinigung der Wärmeaustauschflächen im Betrieb befindlicher Öfen | |
EP0735322B1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigen Abgasen durch chemische Umsetzung in einer Flamme und an heissen Oberflächen | |
EP0735320B1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Reinigung von schadstoffhaltigen Abgasen durch chemische Umsetzung | |
AT404843B (de) | Verfahren und vorrichtung zum einschmelzen von leichtmetallen | |
DE2928832C2 (de) | Verfahren zum Reinigen von Wärmeaustauschern | |
DE3418207C2 (de) | ||
DE69734784T2 (de) | Verfahren zur behandlung von abgasen mit halogen enthaltender verbindung | |
EP1291069A1 (de) | Verfahren und Einrichtung zur Reinigung insbesondere von fluorhaltigen Abgasen in einem Brenner mit räumlicher Trennung der Einspeisung von Gasen | |
DE3028195A1 (de) | Verfahren zur herstellung von rohren, rohre nach diesem verfahren und anwendung derartiger rohre | |
DE2337022A1 (de) | Verfahren zur reinigung der innenflaeche von kupferrohren zur vermeidung der durch einen kohlenstoffueberzug bedingten korrosion | |
EP0047857A2 (de) | Verfahren zur Dekontamination radioaktiv verunreinigter Oberflächen | |
DE3111331A1 (de) | "verfahren zur verhinderung von korrosion und wasserstoff-versproedung von aus tantal hergestellten einrichtungen, in denen heisse konzentrierte schwefelsaeure gehandhabt wird" |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination | ||
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8170 | Reinstatement of the former position | ||
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: TILLER, HANS-JUERGEN, PROF. DR., 07745 JENA, DE |
|
D2 | Grant after examination | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |