JP2000005771A - Treating device of silanes-containing liquid - Google Patents

Treating device of silanes-containing liquid

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JP2000005771A
JP2000005771A JP17784898A JP17784898A JP2000005771A JP 2000005771 A JP2000005771 A JP 2000005771A JP 17784898 A JP17784898 A JP 17784898A JP 17784898 A JP17784898 A JP 17784898A JP 2000005771 A JP2000005771 A JP 2000005771A
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silane
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liquid
silanes
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a treating device of a silanes-containing liquid capable of performing decomposition treatment of the silanes-containing liquid stably for a long period. SOLUTION: In a reactor 1 having a means for allowing the silanes-containing liquid to come into contact with a silanes decomposition liquid, a silanes feed nozzle 3 consisting of a multiple pipe nozzle is provided in the reactor 1, and a feed means of the silanes-containing liquid is constituted by respectively connecting a central port of the multiple pipe nozzle to the silanes-containing liquid feed line 3a and an annular port surrounding the central port to gas feed lines 3b, 3c.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シラン類含有液を
長期間安定して分解処理することが可能なシラン類含有
液の処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silane-containing liquid treating apparatus capable of stably decomposing a silane-containing liquid for a long period of time.

【0002】[0002]

【従来の技術】高純度のシリコンを製造する際の工程等
において発生するシラン類の廃液としては、蒸留精製工
程で濃縮された不純物を含有している液状のシラン類が
ある。これらのシラン類は、シラン(SiH4)及び種
々のクロロシランを含むものであり、水分と反応して二
酸化珪素(SiO2)を生成する性質を有する。
2. Description of the Related Art As a waste liquid of silanes generated in a process of producing high-purity silicon, there is a liquid silane containing impurities concentrated in a distillation purification step. These silanes contain silane (SiH 4 ) and various chlorosilanes, and have a property of reacting with water to produce silicon dioxide (SiO 2 ).

【0003】従来から、このようなシラン類含有液を無
害化する簡便な方法として、反応容器内で、水またはア
ルカリ水溶液のようなシラン類分解液(以下、単に分解
液ともいう)と接触せしめて分解することが一般的であ
る。例えば、シラン類含有液を水と接触せしめてその一
部を分解した後、更にアルカリ水溶液と接触せしめる方
法(特開平4−124011)などが提案されている。
Conventionally, as a simple method of detoxifying such a silane-containing liquid, a silane-decomposed liquid such as water or an aqueous alkali solution (hereinafter, simply referred to as a decomposed liquid) is contacted in a reaction vessel. It is common to decompose. For example, a method has been proposed in which a silane-containing solution is brought into contact with water to decompose a part of the solution, and then brought into contact with an aqueous alkali solution (Japanese Patent Application Laid-Open No. H4-124011).

【0004】上記接触においては、一般に、シラン類含
有液と分解液とを供給するノズルがその内部に開口する
ように設けられた反応容器が使用されている。
In the above-mentioned contact, a reaction vessel provided with a nozzle for supplying a silane-containing liquid and a decomposition liquid so as to open inside thereof is generally used.

【0005】ところが、これらのシラン類含有液は水分
と反応して固体の二酸化珪素(SiO2)を生成するた
め、該反応容器にシラン類含有液を供給するためのノズ
ルの内部もしくは先端部付近はかかる二酸化珪素によっ
てしばしば閉塞され、処理を中断して開放洗浄を行わな
くてはならなくなる。かかる閉塞に至るまでの時間は、
容器の構造、処理方法、処理速度などにもよるが、数
日、場合によっては数時間であるため、工業的に連続的
な処理を行うのに非常に重大なトラブルとなっている。
However, since these silane-containing liquids react with moisture to produce solid silicon dioxide (SiO 2 ), the inside of the nozzle for supplying the silane-containing liquid to the reaction vessel or in the vicinity of the tip thereof is used. Is often clogged by such silicon dioxide and the process must be interrupted and an open wash performed. The time to such an occlusion is
Although it depends on the structure of the container, the processing method, the processing speed, and the like, it takes several days or even several hours, which is a very serious problem in performing industrially continuous processing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、シラン類含
有液を分解処理するためのシラン類含有液の処理装置に
おいて、該シラン類含有液を供給するノズルが二酸化珪
素によって閉塞されるのを防止し、工業的に有利に連続
的なシラン類含有液の分解処理が行えるようにした装置
を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an apparatus for treating a silane-containing liquid for decomposing a silane-containing liquid, wherein a nozzle for supplying the silane-containing liquid is blocked by silicon dioxide. It is an object of the present invention to provide an apparatus which can prevent the silanes-containing liquid from being continuously decomposed industrially advantageously.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、シラン類
を含有する液を分解反応に使用する反応容器に供給する
ノズルの内部もしくは先端部付近が、二酸化珪素によっ
て閉塞されないようにする構造について鋭意検討した結
果、シラン類含有液を供給するノズルとして多重管ノズ
ルを採用し、該多重管ノズルの中心口よりシラン類含有
液を、該中心口を囲む環状口よりガスを供給せしめるよ
うに該シラン含有液の供給手段を構成することにより、
シラン類含有液を供給するノズルが反応装置内で生成す
る二酸化珪素によって閉塞される現象を極めて効果的に
防止できることを見い出し、本発明を完成するに至っ
た。
Means for Solving the Problems The present inventors have a structure for preventing the inside or near the tip of a nozzle for supplying a liquid containing silanes to a reaction vessel used for a decomposition reaction from being blocked by silicon dioxide. As a result of intensive studies, a multi-tube nozzle is adopted as a nozzle for supplying a silane-containing liquid, and a silane-containing liquid is supplied from a central port of the multi-tube nozzle, and a gas is supplied from an annular port surrounding the central port. By configuring the means for supplying the silane-containing liquid,
The inventors have found that the phenomenon that the nozzle for supplying the silane-containing liquid is blocked by silicon dioxide generated in the reactor can be prevented very effectively, and have completed the present invention.

【0008】即ち、本発明は、シラン類含有液とシラン
類分解液とを接触せしめるための反応容器において、該
シラン類含有液の供給手段として、反応容器内に多重管
ノズルを開口させて設け、上記多重管ノズルの中心口に
シラン類含有液供給ラインを、該中心口を囲む環状口に
ガス供給ラインをそれぞれ接続したことを特徴とするシ
ラン類含有液の処理装置である。
That is, the present invention provides a reaction vessel for bringing a silane-containing liquid into contact with a silane-decomposed liquid, wherein a multi-tube nozzle is provided in the reaction vessel as a means for supplying the silane-containing liquid. And a silane-containing liquid supply line connected to a central port of the multi-tube nozzle and a gas supply line connected to an annular port surrounding the central port.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】本発明において、シラン類含有液
は、モノクロロシラン(SiH3Cl)、ジクロロシラ
ン(SiH2Cl2)、トリクロロシラン(SiHC
3)、四塩化珪素(SiCl4)、及びポリクロロシラ
ン類(1個以上のSi−Si結合をもつクロロシラン
類)等を単独または混合物として含有する液状体が全て
対象とされる。具体的には、四塩化珪素等の液状のシラ
ン類を始め、該液状のシラン類に固体状のシラン類が溶
解或いは懸濁した液状体、灯油等の溶媒にシラン類を溶
解又は懸濁した液状体が挙げられる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, silane-containing liquids include monochlorosilane (SiH 3 Cl), dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), and trichlorosilane (SiHC).
l 3 ), silicon tetrachloride (SiCl 4 ), and liquids containing polychlorosilanes (chlorosilanes having one or more Si—Si bonds) alone or as a mixture. Specifically, starting with liquid silanes such as silicon tetrachloride, etc., liquid silanes are dissolved or suspended in the liquid silanes, and silanes are dissolved or suspended in a solvent such as kerosene. A liquid material.

【0010】また、本発明において分解液は、上記シラ
ン類との接触によりこれを分解し得るものであれば特に
制限されず、公知の分解液が何ら限定なく使用される。
例えば、水或いは水酸化ナトリウム水溶液、石灰乳等の
アルカリ性溶液が一般に使用される。
In the present invention, the decomposition solution is not particularly limited as long as it can decompose the silane by contact with the above silanes, and a known decomposition solution is used without any limitation.
For example, water or an alkaline solution such as an aqueous sodium hydroxide solution or lime milk is generally used.

【0011】図1は本発明の処理装置の代表的な態様を
示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a typical embodiment of the processing apparatus of the present invention.

【0012】本発明において、反応容器1は、上記シラ
ン類含有液と分解液とを接触せしめためのものであり、
少なくともシラン類含有液の供給手段を有する。即ち、
分解液の供給手段は特に設けず、反応容器中に分解液を
多量に存在せしめてバッチで接触せしめるようにするこ
とも可能である。
In the present invention, the reaction vessel 1 is for bringing the silane-containing liquid into contact with the decomposition liquid.
At least a means for supplying a silane containing liquid is provided. That is,
A means for supplying the decomposition solution is not particularly provided, and it is also possible to use a large amount of the decomposition solution in the reaction vessel so as to contact the reaction solution in batches.

【0013】しかし、工業的には、かかる反応容器に、
上記シラン類の供給手段と共に分解液の供給手段を設け
ることが望ましい。
However, industrially, in such a reaction vessel,
It is desirable to provide a supply means for the decomposition solution together with the supply means for the silanes.

【0014】そして、上記態様においては、図1に示さ
れるように、反応容器1内でシラン類含有液とシラン類
分解液とを強制的に接触せしめる混合域2を設けること
が分解反応を効率よく行う上で推奨される。この場合、
一般に、該混合域への入口側にシラン類含有液とシラン
類分解液の供給手段が設けられる。
In the above embodiment, as shown in FIG. 1, the provision of the mixing zone 2 in which the silane-containing liquid and the silane-decomposing liquid are forcibly brought into contact in the reaction vessel 1 makes the decomposition reaction efficient. Recommended for doing well. in this case,
Generally, a means for supplying a silane-containing liquid and a silane-decomposed liquid is provided on the inlet side to the mixing zone.

【0015】図1において、それぞれの液は外部より反
応容器1内に供給され、ここで接触せしめられる。上記
混合域2を形成する態様としては、テラレット等の市販
の接触用充填物を内蔵した充填層を設けることによって
形成する態様、スタティックミキサーと称される静的混
合装置を設けることによって構成する態様等が挙げられ
る。
In FIG. 1, the respective liquids are supplied from outside to a reaction vessel 1 where they are brought into contact. Examples of the mode of forming the mixing zone 2 include a mode in which a packing layer containing a commercially available contact filler such as terraret is provided, and a mode in which a static mixing device called a static mixer is provided. And the like.

【0016】そのうち、スタティックミキサーを使用す
る態様が、シラン類含有液とシラン類分解液とを反応性
良く混合することができ好ましい。上記スタティックミ
キサーを使用する場合、シラン類含有液とシラン類分解
液とをガスと共に該ミキサー内を通過せしめる必要があ
り、かかる液(kg)/ガス(m3)比は50〜500
0kg/m3が適当である。
Among them, an embodiment using a static mixer is preferable because the silane-containing liquid and the silane-decomposed liquid can be mixed with good reactivity. When the above static mixer is used, it is necessary to pass a silane-containing liquid and a silane-decomposed liquid together with a gas through the mixer, and the liquid (kg) / gas (m 3 ) ratio is 50 to 500.
0 kg / m 3 is appropriate.

【0017】上記反応において、従来の装置では、シラ
ン類を供給するノズルの開口部でシラン類と水分との接
触により二酸化珪素が生成していた。そして、一旦、該
生成した二酸化珪素がノズル先端に付着すると、その部
分をきっかけにして二酸化珪素は急激に肥大化するため
に、ついにはノズルの閉塞に至る。
In the above reaction, in the conventional apparatus, silicon dioxide was generated by contact of the silane with water at the opening of the nozzle for supplying the silane. Then, once the generated silicon dioxide adheres to the tip of the nozzle, the portion triggers the silicon dioxide to rapidly expand, eventually leading to nozzle blockage.

【0018】本発明においてはかかる閉塞を防止するた
め、該反応容器1内に多重管ノズル3を開口させて設
け、上記多重管ノズルの中心口にシラン類含有液供給ラ
イン3aを、該中心口を囲む環状口にガス供給ライン3
b、更に、必要により3cをそれぞれ接続してシラン類
含有液の供給手段を構成することが極めて重要である。
In the present invention, in order to prevent such blockage, a multi-tube nozzle 3 is provided in the reaction vessel 1 with an opening, and a silane-containing liquid supply line 3a is provided at the center of the multi-tube nozzle. Gas supply line 3 at the annular port surrounding the
It is very important that b and, if necessary, 3c be connected to form a supply means for the silane-containing liquid.

【0019】即ち、シラン類含有液を供給する中心口を
囲む環状口にガスを供給する如く成した多重管を使用
し、該中心口の周囲にガスカーテンを形成させることに
より、シラン供給ノズル部材表面でシラン類と水分が接
触することを防止することができ、また、仮に接触が起
こっても生成した二酸化珪素を強制的に除去することが
でき、長期にわたって該シラン類含有液の供給ノズルの
閉塞を効果的に防止することができる。
That is, a silane supply nozzle member is formed by using a multi-pipe configured to supply gas to an annular port surrounding a central port for supplying a silane-containing liquid and forming a gas curtain around the central port. It is possible to prevent silanes and moisture from contacting the surface, and even if contact occurs, it is possible to forcibly remove generated silicon dioxide, and to supply the silane-containing liquid supply nozzle for a long time. Blockage can be effectively prevented.

【0020】上記環状口に供給するガスとしては、空気
や窒素が好適に使用されるが、このガスは中心ノズルか
ら放出されるシラン類と接触するため、水分は十分に除
去、一般には10ppm以下であることが望ましい。
As the gas to be supplied to the annular port, air or nitrogen is preferably used. Since this gas comes into contact with silanes released from the central nozzle, water is sufficiently removed, generally 10 ppm or less. It is desirable that

【0021】シラン類が放出される中心口の周囲を囲む
環状口は、1重であってもよいが、2重以上に設けるこ
とによって二酸化珪素の付着をさらに効果的に防止する
ことができる。
The annular port surrounding the central port from which the silanes are released may be single, but by providing two or more, the adhesion of silicon dioxide can be more effectively prevented.

【0022】上記多重管の周囲を囲む環状口より噴き出
されるガスはその吹き出し線速が少なくとも1m/s以
上、好ましくは2m/s以上であることが望ましい。こ
の吹き出し線速は速ければ速い方がシラン類と水分を隔
離する効果が高いため好ましい。この隔離効果は、供給
するガスの絶対量ではなく、ガスの吹き出し線速によっ
て影響されるため、ガスノズルの隙間を狭くすれば少な
いガス量で効果的に二酸化珪素の付着を防止することが
できる。このとき、狭いガスノズルの隙間から速い線速
でガスを噴き出させると、中心のシランノズルから供給
される液体のシラン類はノズルから放出された後にミス
ト状に分散されるため、シラン類が効果的に分解される
といった、付加的な利点もある。
It is desirable that the gas blown from the annular port surrounding the multi-tube has a blowing linear velocity of at least 1 m / s, preferably at least 2 m / s. It is preferable that the blowing linear velocity be faster as it is more effective in isolating silanes and water. This isolation effect is affected not by the absolute amount of gas to be supplied but by the linear velocity of the gas blown out. Therefore, if the gap between the gas nozzles is narrowed, the adhesion of silicon dioxide can be effectively prevented with a small amount of gas. At this time, if gas is ejected at a high linear velocity from the gap between the narrow gas nozzles, the liquid silanes supplied from the central silane nozzle are dispersed in a mist form after being discharged from the nozzle, so that the silanes are effective. There are additional advantages, such as decomposition into.

【0023】ノズルを閉塞させる二酸化珪素は、ノズル
の先端部から付着し始めることが通常である。これは即
ち、ノズルの先端部のノズル壁からガス流が剥離する際
にガスの渦が形成され、この渦にシラン類の蒸気と反応
器内部に充満する水分が同時に巻き込まれてお互いに反
応し、ノズル壁表面に二酸化珪素が付着するためであ
る。ガス渦を形成させるガス流の壁からの剥離は、壁の
形状が急激に変化するときに起こりやすい。
The silicon dioxide that closes the nozzle usually starts to adhere from the tip of the nozzle. That is, when the gas flow separates from the nozzle wall at the tip of the nozzle, a gas vortex is formed, and the vortex of silanes and the water filling the inside of the reactor are simultaneously caught in the vortex and react with each other. This is because silicon dioxide adheres to the nozzle wall surface. Separation of a gas flow from a wall that forms a gas vortex is likely to occur when the shape of the wall changes rapidly.

【0024】従って、本発明の処理装置において、図2
に示すように、多重管ノズルを区画する壁の肉厚をその
先端部に向かって徐々に減少させる態様を採用すること
は、ノズル先端部での二酸化珪素の付着を防止する効果
が一層高められることができ好ましい。最も好適には、
先端部を刃物のように鋭く加工する態様である。
Therefore, in the processing apparatus according to the present invention, FIG.
As shown in (1), adopting a mode in which the thickness of the wall defining the multi-tube nozzle is gradually reduced toward the tip thereof increases the effect of preventing adhesion of silicon dioxide at the nozzle tip. This is preferable. Most preferably,
In this embodiment, the tip is sharpened like a blade.

【0025】上記のように、多重管ノズルを構成する壁
の先端部を徐々に減肉するように加工することは、シラ
ン類含有液を供給する中心口3−1とこれを囲む環状口
3−2とを区画する壁において特に重要であるが、該環
状口3−2の外側の壁においても有効である。
As described above, it is possible to process the tip of the wall constituting the multi-tube nozzle so as to gradually reduce the wall thickness by using the central port 3-1 for supplying the silane-containing liquid and the annular port 3 surrounding the central port 3-1. -2 is particularly important in the wall that separates the annular port 3-2, but is also effective in the wall outside the annular port 3-2.

【0026】上述のように多重管ノズルを用いることに
より、ノズル先端部での二酸化珪素の付着は防止される
が、反応容器の大きさや形状によっては、多重管ノズル
の最も外側のノズル周囲に二酸化珪素が付着して肥大化
していくことがある。分解反応容器の内径が比較的小さ
い場合には、図3に示すように、多重管ノズル環状口3
−2を構成する外側の壁を反応容器の内壁によって構成
する態様を採用することによって、二酸化珪素が付着す
る多重管ノズルの外周部を本質的になくすことができ好
ましい。
Although the use of the multi-tube nozzle as described above prevents silicon dioxide from adhering at the nozzle tip, depending on the size and shape of the reaction vessel, the dioxide may be spread around the outermost nozzle of the multi-tube nozzle. Silicon may adhere and enlarge. When the inner diameter of the decomposition reaction vessel is relatively small, as shown in FIG.
By adopting a mode in which the outer wall constituting -2 is constituted by the inner wall of the reaction vessel, the outer peripheral portion of the multi-tube nozzle to which silicon dioxide adheres can be essentially eliminated, which is preferable.

【0027】一方、分解反応容器の内径が大きい場合に
も上記態様は採用することが可能であるが、1m/s以
上のノズル吹き出し線速を得るために膨大な量のガスが
必要となり、工業的には好ましくないことが多い。この
ような場合には、広い分解容器の内部に細い多重管ノズ
ルが挿入されることになるが、このとき、多重管ノズル
の外周部は、反応器内部に充満するシラン類の蒸気と水
分に同時に接触する機会にさらされ、二酸化珪素が付着
して肥大化するおそれがある。
On the other hand, the above-described embodiment can be adopted even when the inner diameter of the decomposition reaction vessel is large. However, an enormous amount of gas is required in order to obtain a nozzle blowing linear velocity of 1 m / s or more. This is often not desirable. In such a case, a thin multi-tube nozzle is inserted into the wide decomposition vessel. At this time, the outer periphery of the multi-tube nozzle is exposed to the vapor and moisture of silanes filling the inside of the reactor. At the same time, they are exposed to the opportunity to come into contact with one another, and silicon dioxide may adhere and become enlarged.

【0028】かかる現象を防止するため、シラン類含有
液を供給する多重管ノズルの外周部に流れを持つ液層を
形成せしめる液の供給手段8を設けることが好ましい。
ここに用いるシラン類分解液としては、水やアルカリ水
溶液が好適に使用される。また、流れを持つ液層を形成
させる方法としては、シラン類分解液が多重管ノズルの
外周部に接触するように該分解液を供給するような機構
が特に制限なく採用される。シラン類分解液を多重管ノ
ズルの外周部に接触させる方法は、一般的なスプレーノ
ズルや単純なチューブノズルを用いて多重管ノズルに向
けて放出させても良いし、反応容器の上部や側面部にお
いて供給される分解液が反応容器等の部材を伝って多重
管ノズルに接触するような、反応容器または多重管ノズ
ルの外周部の構造としても良い。
In order to prevent such a phenomenon, it is preferable to provide a liquid supply means 8 for forming a liquid layer having a flow at the outer periphery of the multi-tube nozzle for supplying the silane-containing liquid.
As the silane decomposition solution used here, water or an aqueous alkali solution is suitably used. As a method for forming a liquid layer having a flow, a mechanism for supplying the silane decomposition solution so that the decomposition solution comes into contact with the outer peripheral portion of the multi-tube nozzle is used without any particular limitation. The method of contacting the silane decomposition solution with the outer peripheral portion of the multi-tube nozzle may be carried out by using a general spray nozzle or a simple tube nozzle, and may be discharged toward the multi-tube nozzle. The structure of the outer peripheral portion of the reaction vessel or the multi-tube nozzle may be such that the decomposition solution supplied in the step (1) comes into contact with the multi-tube nozzle through members such as the reaction vessel.

【0029】また、同様に、反応容器の気相部において
も、前記二酸化珪素が付着するのを防止するために、反
応容器の内壁に流れを持つ液層を形成せしめる液の供給
手段9、10を設けることが望ましい。ここに用いるシ
ラン類分解液としては、上記と同様、水やアルカリ水溶
液が好適に使用される。
Similarly, also in the gas phase portion of the reaction vessel, in order to prevent the silicon dioxide from adhering, liquid supply means 9, 10 for forming a liquid layer having a flow on the inner wall of the reaction vessel. Is desirably provided. As the silane decomposition solution used here, water or an aqueous alkali solution is suitably used, as described above.

【0030】また、流れを持つ液層を形成させる方法と
しては、シラン類分解液を反応容器の内壁に供給するこ
とが可能な機構が特に制限なく採用される。
As a method for forming a liquid layer having a flow, a mechanism capable of supplying a silane decomposition solution to the inner wall of the reaction vessel is employed without any particular limitation.

【0031】例えば、図1は上記反応容器内壁に流れを
持つ液層を形成させる態様として、液層形成用のノズル
8、9、10より分解液の一部を供給する態様を示す。
For example, FIG. 1 shows an embodiment in which a part of the decomposition solution is supplied from nozzles 8, 9 and 10 for forming a liquid layer as an embodiment in which a liquid layer having a flow on the inner wall of the reaction vessel is formed.

【0032】また、本発明の処理装置において、シラン
類分解液の供給方法は、特に制限されないが、図1に示
すように、分解液供給ノズル11、12より連続的に供
給するのが一般的である。勿論、必要に応じて反応容器
中に予め内蔵せしめることも可能である。
In the treatment apparatus of the present invention, the method of supplying the silane decomposition liquid is not particularly limited, but generally, the silane decomposition liquid is continuously supplied from the decomposition liquid supply nozzles 11 and 12 as shown in FIG. It is. Of course, it is also possible to incorporate it in the reaction vessel in advance if necessary.

【0033】また、図1に基づいて説明を続ければ、接
触後の分解液は反応容器1の下部からライン13により
一部抜き出され、他部はポンプ6により冷却器7を経て
pH計により検出されたpHに応じてコントロール弁5
により分解液供給ライン4からの分解液供給量が制御さ
れる。
Further, if the description is continued with reference to FIG. 1, the decomposed liquid after the contact is partly withdrawn from the lower part of the reaction vessel 1 by a line 13, and the other part by a pump 6 through a cooler 7 and a pH meter. Control valve 5 according to the detected pH
Thus, the supply amount of the decomposition liquid from the decomposition liquid supply line 4 is controlled.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明の処理装置によれば、多重管ノズルを使用し、反応容
器にシラン類含有液を供給する供給口を囲んでガスカー
テンが形成されるため、反応容器内に充満する水分をシ
ラン供給ノズルの先端部に存在するシラン類から隔離し
て、該ノズル先端部で二酸化珪素が生成、付着すること
を防止することができる。
As can be understood from the above description, according to the processing apparatus of the present invention, a gas curtain is formed around a supply port for supplying a silane-containing liquid to a reaction vessel using a multi-tube nozzle. Therefore, the water filling the reaction vessel can be isolated from the silanes present at the tip of the silane supply nozzle, and silicon dioxide can be prevented from forming and adhering at the tip of the nozzle.

【0035】従って、シラン類含有液として供給される
液状の廃棄物等を分解する処理中に供給ノズルが二酸化
珪素によって閉塞されるのを防止することができ、工業
的に安定して連続的に処理反応を継続させることが可能
になった。
Therefore, it is possible to prevent the supply nozzle from being clogged by silicon dioxide during the process of decomposing the liquid waste supplied as the silane-containing liquid, and to achieve industrially stable continuous operation. It has become possible to continue the treatment reaction.

【0036】[0036]

【実施例】本発明を具体的に説明するために、以下に実
施例および比較例を挙げて説明するが、本発明はこれら
の実施例に限定されるものでははい。
EXAMPLES The present invention will be described specifically with reference to Examples and Comparative Examples below, but the present invention is not limited to these Examples.

【0037】実施例1 図1に示すような装置を用いてシラン類を含有する廃液
の処理を行った。この装置では、処理反応塔1の直胴部
は内径125mmで長さが3mであり、直胴部の下部に
は充填物2として1インチサイズのテラレットが約2m
の高さで充填されている。処理塔上部は頂上の角度が約
60度の円錐状になっており、円錐の先端中央部からシ
ラン類の廃液を供給するシラン類供給ノズル3を挿入し
た。
Example 1 A waste liquid containing silanes was treated using an apparatus as shown in FIG. In this apparatus, the straight body of the treatment reaction tower 1 has an inner diameter of 125 mm and a length of 3 m, and a 1-inch teralet as a filler 2 is about 2 m below the straight body.
Filled with height. The upper part of the treatment tower has a conical shape with a top angle of about 60 degrees, and a silane supply nozzle 3 for supplying a silane waste liquid was inserted from the center of the tip of the cone.

【0038】シラン類供給ノズル3は、3重管のノズル
となっており、中心口3−1からライン3aよりシラン
液を供給し、その周囲を二重に囲む環状口からはライン
3b、3cよりそれぞれ窒素を供給した。
The silane supply nozzle 3 is a triple tube nozzle, supplies silane liquid from a central port 3-1 through a line 3a, and lines 3b, 3c from an annular port surrounding the periphery thereof. Respectively, and nitrogen was supplied.

【0039】三重管ノズルの各ノズル外径は中心ノズル
からそれぞれ、8mm、12mm、および21.7mm
であり、各ノズルの肉圧はそれぞれ1mm、1mm、お
よび3.7mmであった。各ノズルの先端部付近は、先
端部の肉圧が0.5mm以下になる程度に、10mmか
ら50mmの長さにかけて外側は徐々に減肉加工したも
のを使用した。
The outer diameter of each nozzle of the triple tube nozzle was 8 mm, 12 mm, and 21.7 mm from the center nozzle, respectively.
And the wall pressure of each nozzle was 1 mm, 1 mm, and 3.7 mm, respectively. In the vicinity of the tip of each nozzle, a material whose thickness was gradually reduced on the outside over a length of 10 mm to 50 mm was used so that the wall pressure at the tip became 0.5 mm or less.

【0040】分解液は、分解液供給口4から約10重量
%の水酸化ナトリウム水溶液で補給されるが、処理反応
液のpHが12から14に維持されるようにコントロー
ル弁5によって補給量を調節した。一方、処理塔の下部
に位置するライン13から、オーバーフローによって処
理液の一部が、供給されるガスおよび分解反応によって
発生するガスを共に排出した。
The decomposition solution is replenished from the decomposition solution supply port 4 with an aqueous solution of about 10% by weight of sodium hydroxide. The replenishing amount is controlled by the control valve 5 so that the pH of the treatment reaction solution is maintained at 12 to 14. Adjusted. On the other hand, a part of the processing liquid was discharged from the line 13 located at the lower part of the processing tower due to the overflow and the gas generated by the decomposition reaction together.

【0041】分解液は循環ポンプ6によって処理塔上部
の円錐頂上部付近の供給ノズル8から約1m3/Hの流
量で、直胴部と円錐部の境界付近のノズル9および10
から合計約3m3/Hの流量で、および処理塔直胴部の
上部より約50cm下に位置するスプレーノズル11お
よび12から合計約2m3/Hの速度で処理塔内部に供
給しとて循環した。このとき、ノズル8と、ノズル9お
よび10からは、分解液が円錐部および円筒部の内部で
均質な流れを持つ液層を形成するように、反応容器内部
の接線方向に供給したが、ノズル8に関しては、分解液
の一部が三重管ノズル3に接触するように配置した。な
お、分解反応は発熱反応であるため、循環液は冷却器7
によって冷却し、過熱されるのを防止した。
The decomposition solution is supplied by the circulation pump 6 from the supply nozzle 8 near the top of the cone at the top of the processing tower at a flow rate of about 1 m 3 / H, and the nozzles 9 and 10 near the boundary between the straight body and the cone.
Total flow rate of about 3m 3 / H, and the processing tower O supplied from the spray nozzle 11 and 12 located under approximately 50cm from the top inside treatment tower at a rate of a total of about 2m 3 / H of the straight body portion from the circulation did. At this time, the decomposition liquid was supplied from the nozzle 8 and the nozzles 9 and 10 in the tangential direction inside the reaction vessel so that a liquid layer having a uniform flow was formed inside the conical portion and the cylindrical portion. With respect to 8, the decomposition solution was arranged so that a part of the decomposition solution was in contact with the triple tube nozzle 3. Since the decomposition reaction is an exothermic reaction, the circulating liquid is supplied to the cooler 7.
To prevent overheating.

【0042】処理すべき廃液の組成は、四塩化珪素が約
65重量%、六塩化二珪素(Si2Cl6)等のクロロジ
シラン類が約33重量%、およびその他の高沸点のポリ
クロロシラン類が約2重量%であった。この廃液を約3
0L/Hの流量で3重管ノズルの中心口から供給し、三
重管の環状口からはそれぞれ窒素を1Nm3/Hの流量
で供給し、処理を行った。
The composition of the waste liquid to be treated is about 65% by weight of silicon tetrachloride, about 33% by weight of chlorodisilanes such as disilicon hexachloride (Si 2 Cl 6 ), and other high boiling polychlorosilanes. Was about 2% by weight. About 3
The treatment was carried out by supplying from the central port of the triple tube nozzle at a flow rate of 0 L / H, and supplying nitrogen at a flow rate of 1 Nm 3 / H from the annular port of the triple tube respectively.

【0043】上記の条件によってシラン類廃液の処理を
行ったところ、ライン13から排出される酸化珪素の固
体は平均粒径が2mm以上あり、その内部に未反応シラ
ン類が残存していた。また、同ラインから排出されるガ
スは非常に臭気のある酸性の白煙となり、塩酸濃度とし
て1000ppm以上であった。しかしながら、装置的
なトラブルを認めなかったため、処理を継続した。30
日間連続して処理を行った後、装置を停止して内部を点
検したが、処理塔内部には二酸化珪素等の堆積はほとん
ど観察されず、処理を開始する以前と同様な状態であっ
た。
When the silane waste liquid was treated under the above conditions, the silicon oxide solid discharged from the line 13 had an average particle size of 2 mm or more, and unreacted silane remained inside. The gas discharged from the line was very odorous acidic white smoke, and the concentration of hydrochloric acid was 1000 ppm or more. However, the processing was continued because no device-related trouble was recognized. 30
After the treatment was performed for consecutive days, the apparatus was stopped and the inside was inspected. However, almost no deposition of silicon dioxide or the like was observed inside the treatment tower, and the condition was the same as before the start of the treatment.

【0044】比較例1 実施例1で処理を行った装置と同じ装置を用い、三重管
ノズル3にかえて外径8mm、肉圧1mmの単管のチュ
ーブノズルを用いた。さらに、このチューブノズルには
ノズルから供給される分解液が直接接触しない様に配慮
した。その他の条件は実施例1と同じにしてシラン類廃
液の処理を開始したところ、約12時間を経過した時点
で、シラン供給ノズルの先端部に大量の二酸化珪素が堆
積してシラン類を供給することができなくなり、処理運
転を継続することが不可能になった。
Comparative Example 1 The same apparatus as that used in Example 1 was used, and a single tube nozzle having an outer diameter of 8 mm and a wall pressure of 1 mm was used instead of the triple tube nozzle 3. Further, care was taken to prevent the decomposition liquid supplied from the nozzle from directly contacting the tube nozzle. Other conditions were the same as in Example 1, and the treatment of the silane waste liquid was started. When about 12 hours had passed, a large amount of silicon dioxide was deposited at the tip of the silane supply nozzle to supply the silane. It became impossible to continue the processing operation.

【0045】実施例2 図1に示す装置の充填物のテラレットに代えて、流路を
2等分して180度旋回させる螺旋状の羽根を持つ構造
の、市販のスタティックミキサーエレメントを装着し
た。各エレメントは、流路が前段のエレメントよりさら
に2等分され、かつ、旋回方向が逆になるように順次配
置されながら、全部で15個充填された。その他の条件
は実施例1と同様にして処理を行った。
Example 2 A commercially available static mixer element having a helical blade that divides the flow path into two equal parts and rotates 180 degrees was mounted in place of the filled teralet in the apparatus shown in FIG. Each element was filled with a total of 15 elements while the flow path was further divided into two equal parts to the element at the preceding stage, and arranged sequentially so that the turning direction was reversed. Other conditions were the same as in Example 1.

【0046】その結果、このエレメントの内部におい
て、分解液とシラン液の混合物は、重力と窒素の差圧エ
ネルギーによって激しく撹拌され、ライン13から排出
される酸化珪素の固体は平均粒径が1mm以下となり、
その内部にも未反応のシラン類を実質的に認めなかっ
た。また、同ラインから排出されるガス中の塩酸濃度も
2ppm以下であり、実質的に無色無臭であった。この
状態が維持されながら処理を30日間連続して行った
後、装置を停止して内部を点検したが、処理塔内部には
二酸化珪素等の堆積はほとんど観察されず、処理を開始
する以前と同様な状態であった。
As a result, inside this element, the mixture of the decomposition solution and the silane solution is vigorously stirred by gravity and the pressure difference energy of nitrogen, and the silicon oxide solid discharged from the line 13 has an average particle diameter of 1 mm or less. Becomes
Substantially no unreacted silanes were found inside. The concentration of hydrochloric acid in the gas discharged from the line was 2 ppm or less, and the gas was substantially colorless and odorless. After performing the treatment for 30 consecutive days while maintaining this state, the apparatus was stopped and the inside was inspected. However, deposition of silicon dioxide or the like was hardly observed in the inside of the treatment tower. It was a similar situation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のシラン類含有液の処理装置の代表的な
態様を示す概略図
FIG. 1 is a schematic view showing a typical embodiment of a silane-containing liquid treatment apparatus of the present invention.

【図2】本発明におけるシラン類含有液の供給手段の一
態様を示す概略図
FIG. 2 is a schematic view showing one embodiment of a means for supplying a silane-containing liquid in the present invention.

【図3】本発明におけるシラン類含有液の供給手段の他
の一態様を示す概略図
FIG. 3 is a schematic view showing another embodiment of the supply means of the silane-containing liquid in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反応容器 2 充填物 3 シラン類供給ノズル 4 分解液供給口 8〜10 液層形成用のノズル 11、12 分解液供給ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reaction container 2 Packing 3 Silane supply nozzle 4 Decomposition liquid supply port 8-10 Nozzle for forming a liquid layer 11, 12 Decomposition liquid supply nozzle

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シラン類含有液とシラン類分解液とを接
触せしめるための反応容器において、該シラン類含有液
の供給手段として、反応容器内に多重管ノズルを開口さ
せて設け、上記多重管ノズルの中心口にシラン類含有液
供給ラインを、該中心口を囲む環状口にガス供給ライン
をそれぞれ接続したことを特徴とするシラン類含有液の
処理装置。
1. A reaction vessel for contacting a silane-containing liquid and a silane-decomposed liquid, wherein a multi-tube nozzle is provided in the reaction vessel as a supply means for supplying the silane-containing liquid, the multi-tube nozzle being provided. A silane-containing liquid processing apparatus, wherein a silane-containing liquid supply line is connected to a central port of a nozzle, and a gas supply line is connected to an annular port surrounding the central port.
【請求項2】 中心口を囲む環状口を2重以上に設け、
それぞれの環状口よりガスを供給し得るようにした請求
項1記載のシラン類含有液の処理装置。
2. An annular port surrounding the central port is provided in two or more layers,
2. The apparatus for treating a silane-containing liquid according to claim 1, wherein a gas can be supplied from each of the annular ports.
【請求項3】中心口と環状口とを区画する壁を先端に向
かって肉厚が減少するように構成した請求項1記載のシ
ラン類含有液の処理装置。
3. The apparatus for treating a silane-containing liquid according to claim 1, wherein the wall defining the central port and the annular port is configured such that the wall thickness decreases toward the tip.
【請求項4】 反応容器内において、シラン類含有液と
シラン類分解液とを強制的に接触せしめる混合域が設け
られ、該混合域への入口側にシラン類含有液とシラン類
分解液の供給手段が設けられてなる請求項1記載のシラ
ン類含有液の処理装置。
4. A reaction vessel is provided with a mixing area for forcibly bringing the silane-containing liquid and the silane-decomposing liquid into contact with each other, and the silane-containing liquid and the silane-decomposing liquid are provided on the inlet side to the mixing area. The apparatus for treating a silane-containing liquid according to claim 1, further comprising a supply unit.
【請求項5】 混合域がスタティックミキサーにより構
成された請求項4記載のシラン類含有液の処理装置。
5. The apparatus for treating a silane-containing liquid according to claim 4, wherein the mixing zone is constituted by a static mixer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020095358A1 (en) * 2018-11-06 2021-02-18 カンケンテクノ株式会社 Exhaust gas introduction nozzle, water treatment device and exhaust gas treatment device

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