JP2000140576A - フッ素系ガス含有混合物の無害化処理システム - Google Patents
フッ素系ガス含有混合物の無害化処理システムInfo
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- 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]
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- Treating Waste Gases (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エッチング工程やＣＶＤ工程等からのフッ素
化合物含有排ガスの効率的、経済的な処理システムを提
供すること。 【解決手段】 該排ガス中の高活性、易処理性の酸性ガ
ス及び／または酸化性ガス成分をまず処理除害し、次い
でガス流を圧縮及びガス分離膜手段により濃縮化かつ減
容化した後に難処理性ガス成分（ＰＦＣs等）を分解除
害処理することにより、加熱に要するエネルギーの節
減、装置の小型化、処理の効率化を達成する。
化合物含有排ガスの効率的、経済的な処理システムを提
供すること。 【解決手段】 該排ガス中の高活性、易処理性の酸性ガ
ス及び／または酸化性ガス成分をまず処理除害し、次い
でガス流を圧縮及びガス分離膜手段により濃縮化かつ減
容化した後に難処理性ガス成分（ＰＦＣs等）を分解除
害処理することにより、加熱に要するエネルギーの節
減、装置の小型化、処理の効率化を達成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、エッチング工程、ＣＶ
Ｄ工程等からのフッ素化合物含有排ガスの処理システム
に関し、さらに詳しくは多量の不活性ガス中にフッ素化
合物を含む混合ガスからなる排ガスを成分ガスの種類に
応じての分別処理により浄化するための装置システム及
び方法に関する。
Ｄ工程等からのフッ素化合物含有排ガスの処理システム
に関し、さらに詳しくは多量の不活性ガス中にフッ素化
合物を含む混合ガスからなる排ガスを成分ガスの種類に
応じての分別処理により浄化するための装置システム及
び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように半導体等の製造に際しての
エッチング工程におけるエッチング剤として、あるいは
ＣＶＤ工程等におけるプラズマ洗浄剤として、いろいろ
なフッ素含有化合物、例えばパーフルオロ化合物（ＰＦ
Ｃs）、ハイドロフルオロカーボン類（ＨＦＣs）、ＳＦ
6、ＮＦ3等が使用されている。このような製造加工工程
からの排ガスは、一般に多量の窒素またはその他の不活
性ガスと共に使用済みの残留未反応ガス、ならびに反応
によって生じた酸性ガス（ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、Ｓｉ
Ｆ4、ＷＦ6、ＳＯ2、ＳＯＦ2、ＳＯ2Ｆ2、ＳＦ4、ＣＯ
Ｆ2等）及び酸化性ガス（Ｏ3、Ｆ2、Ｃｌ2、Ｂｒ2、Ｃ
ｌＦ3、ＣｌＦ等）を含んで成る混合ガスである。大気
汚染、オゾン層破壊、地球温暖化の諸問題の解消防止の
ためにはそのような排ガスを大気中へ安全に放出できる
ように無害化、浄化することが必要である。
エッチング工程におけるエッチング剤として、あるいは
ＣＶＤ工程等におけるプラズマ洗浄剤として、いろいろ
なフッ素含有化合物、例えばパーフルオロ化合物（ＰＦ
Ｃs）、ハイドロフルオロカーボン類（ＨＦＣs）、ＳＦ
6、ＮＦ3等が使用されている。このような製造加工工程
からの排ガスは、一般に多量の窒素またはその他の不活
性ガスと共に使用済みの残留未反応ガス、ならびに反応
によって生じた酸性ガス（ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＢｒ、Ｓｉ
Ｆ4、ＷＦ6、ＳＯ2、ＳＯＦ2、ＳＯ2Ｆ2、ＳＦ4、ＣＯ
Ｆ2等）及び酸化性ガス（Ｏ3、Ｆ2、Ｃｌ2、Ｂｒ2、Ｃ
ｌＦ3、ＣｌＦ等）を含んで成る混合ガスである。大気
汚染、オゾン層破壊、地球温暖化の諸問題の解消防止の
ためにはそのような排ガスを大気中へ安全に放出できる
ように無害化、浄化することが必要である。
【０００３】従来上記のような排出混合ガス中の種々の
ガス成分のうちで主に酸化性ガスを除去処理するための
処理剤及び方法（例えば特開平７−１１６５０７号公報
参照）、ならびに酸性ガス及び酸化性ガスを主に除去処
理するための処理剤、装置及び方法（例えば特公平７−
１４４５５号公報参照）は公知であるが、これらの技術
はパーフルオロ化合物（ＰＦＣs）やハイドロフルオロ
カーボン類（ＨＦＣs）の除去処理には必ずしも満足す
べき効果を示さない。
ガス成分のうちで主に酸化性ガスを除去処理するための
処理剤及び方法（例えば特開平７−１１６５０７号公報
参照）、ならびに酸性ガス及び酸化性ガスを主に除去処
理するための処理剤、装置及び方法（例えば特公平７−
１４４５５号公報参照）は公知であるが、これらの技術
はパーフルオロ化合物（ＰＦＣs）やハイドロフルオロ
カーボン類（ＨＦＣs）の除去処理には必ずしも満足す
べき効果を示さない。
【０００４】我々は上記のＰＦＣsやＨＦＣsを含む混合
ガスを分解剤の存在下に高温で加熱分解し、分解生成物
を吸着剤に吸収させることにより清浄化する化学熱分解
法技術を提案してきた（特開平７−１１６４６６号公
報、特開平７−１３２２１１号公報参照）。
ガスを分解剤の存在下に高温で加熱分解し、分解生成物
を吸着剤に吸収させることにより清浄化する化学熱分解
法技術を提案してきた（特開平７−１１６４６６号公
報、特開平７−１３２２１１号公報参照）。
【０００５】もしも前記のような排ガスを処理浄化する
目的でこれらの公知方法を適用したとしても、その排ガ
ス混合物中に含まれるガス化合物の種類が多様にわたる
こと、排ガス中に同伴されてくるダストや気／固接触処
理中に発生するダストによる操作障害が発生すること、
一般に希釈された低濃度で非処理ガスを含む混合ガスの
大容積を取扱うために全体装置が大型化し、相対的に処
理効率が低くなること、それに伴ないエネルギー効率が
低いこと等の大きな問題が発生し、多成分排ガス処理の
ために簡単には実用化が困難である。
目的でこれらの公知方法を適用したとしても、その排ガ
ス混合物中に含まれるガス化合物の種類が多様にわたる
こと、排ガス中に同伴されてくるダストや気／固接触処
理中に発生するダストによる操作障害が発生すること、
一般に希釈された低濃度で非処理ガスを含む混合ガスの
大容積を取扱うために全体装置が大型化し、相対的に処
理効率が低くなること、それに伴ないエネルギー効率が
低いこと等の大きな問題が発生し、多成分排ガス処理の
ために簡単には実用化が困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者等は上記のよ
うな従来技術応用に関する諸問題に鑑み、排ガス処理を
コンパクトな装置でかつ低エネルギー消費量で効率的に
実施するために、公知技術とさらに別の付加技術とを効
果的に組合せ配列結合した装置システムを案出するため
に多岐にわたる試験、研究、検討を展開した結果本発明
を完成した。
うな従来技術応用に関する諸問題に鑑み、排ガス処理を
コンパクトな装置でかつ低エネルギー消費量で効率的に
実施するために、公知技術とさらに別の付加技術とを効
果的に組合せ配列結合した装置システムを案出するため
に多岐にわたる試験、研究、検討を展開した結果本発明
を完成した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前記の排ガ
ス混合物中の成分の反応性の高低に注目し、 （i） 反応性が相対的に低いパーフルオロ化合物（Ｐ
ＦＣs）、ハイドロフルオロカーボン類（ＨＦＣs）、Ｓ
Ｆ6、ＮＦ3からなる群と； （ii） 反応性が相対的に高い酸性ガス（ＨＦ、ＨＣ
ｌ、ＨＢｒ、ＳｉＦ4、ＷＦ6、ＳＯ2、ＳＯＦ2、ＳＯ2
Ｆ2、ＳＦ4、ＣＯＦ2等）及び酸化性ガス（Ｏ3、Ｆ2、
Ｃｌ2、Ｂｒ2、ＣｌＦ3、ＣｌＦ等）と；に分類し、
（i）及び（ii）を別異の段階で処理することを着想し
たが、これらの段階を単に連結しただけでは、混合ガス
中に含まれるダストあるいは場合によりミストによる配
管、装置等への障害、処理目的ガスの低濃度処理ガス容
積が大きいこと（それによる低処理効率、低エネルギー
効率）等の問題を解決する必要があった。
ス混合物中の成分の反応性の高低に注目し、 （i） 反応性が相対的に低いパーフルオロ化合物（Ｐ
ＦＣs）、ハイドロフルオロカーボン類（ＨＦＣs）、Ｓ
Ｆ6、ＮＦ3からなる群と； （ii） 反応性が相対的に高い酸性ガス（ＨＦ、ＨＣ
ｌ、ＨＢｒ、ＳｉＦ4、ＷＦ6、ＳＯ2、ＳＯＦ2、ＳＯ2
Ｆ2、ＳＦ4、ＣＯＦ2等）及び酸化性ガス（Ｏ3、Ｆ2、
Ｃｌ2、Ｂｒ2、ＣｌＦ3、ＣｌＦ等）と；に分類し、
（i）及び（ii）を別異の段階で処理することを着想し
たが、これらの段階を単に連結しただけでは、混合ガス
中に含まれるダストあるいは場合によりミストによる配
管、装置等への障害、処理目的ガスの低濃度処理ガス容
積が大きいこと（それによる低処理効率、低エネルギー
効率）等の問題を解決する必要があった。
【０００８】そこで反応性が高く処理剤と容易に反応
（あるいは処理剤に容易に吸着）する上記（ii）酸性ガ
ス及び酸化性ガスをまず排ガスから除去して、排ガスの
負荷（すなわち処理除去されるべき物質量）を軽減し、
しかる後に上記（i）ＰＦＣs、ＨＦＣs、ＳＦ6、ＮＦ3
等の反応性の相対的に低い成分を含む排ガスを処理する
方式を選択したが、前述の如きダストやミスト（前段階
で液体処理剤を使用した場合等）の問題、被処理成分の
低濃度の問題、被処理ガスの大容積の問題等を解決する
のに適切な手段を探求し、採用する必要があった。そこ
で本発明では、ダスト及び／またはミスト除去（フィル
ター）装置、圧縮装置ガス分離膜（被処理成分濃縮）装
置を組込むことにより、上記（ii）酸化ガス及び酸化性
ガス以外の（i）のガスを、高濃度で含む減容した被処
理ガス流を、それらのガスの分解除去処理に付すことか
らなる基本構成を採用した。
（あるいは処理剤に容易に吸着）する上記（ii）酸性ガ
ス及び酸化性ガスをまず排ガスから除去して、排ガスの
負荷（すなわち処理除去されるべき物質量）を軽減し、
しかる後に上記（i）ＰＦＣs、ＨＦＣs、ＳＦ6、ＮＦ3
等の反応性の相対的に低い成分を含む排ガスを処理する
方式を選択したが、前述の如きダストやミスト（前段階
で液体処理剤を使用した場合等）の問題、被処理成分の
低濃度の問題、被処理ガスの大容積の問題等を解決する
のに適切な手段を探求し、採用する必要があった。そこ
で本発明では、ダスト及び／またはミスト除去（フィル
ター）装置、圧縮装置ガス分離膜（被処理成分濃縮）装
置を組込むことにより、上記（ii）酸化ガス及び酸化性
ガス以外の（i）のガスを、高濃度で含む減容した被処
理ガス流を、それらのガスの分解除去処理に付すことか
らなる基本構成を採用した。
【０００９】かくして本発明は、窒素またはその他の不
活性ガス中に（i）パーフルオロ化合物、ハイドロフル
オロカーボン類、ＳＦ6、ＮＦ3から選択される少なくと
も１種及び（ii）酸性ガス及び／または酸化性ガス、を
含有する混合ガスから上記（i）及び（ii）を除去し、
無害化する処理システムにおいて： （１） 固体及び／または液体処理剤との接触により混
合ガスから（ii）酸性ガス及び／または酸化性ガスを無
害化分離する段階； （２） 段階（１）から排出されるガス中に同伴される
ダスト及び／またはミストを除去するフィルター段階； （３） 段階（２）から排出されるガスを後続の分離膜
による濃縮段階に備えるため圧縮する段階、及びこの段
階で生じうる過圧縮分のガスを部分的に前のフィルター
段階（２）へ戻す付属的段階； （４） 前（３）の圧縮段階で圧縮減容されたガスを分
離膜を用いて多量の窒素またはその他の不活性ガスを分
離パージし、前記（i）の成分に関してガスを濃縮する
段階；及び （５） 段階（４）で濃縮されたパーフルオロ化合物、
ハイドロフルオロカーボン類、ＳＦ6、ＮＦ3の少なくと
も１種を含有する濃縮ガス流を除害装置で処理する段
階；を配列結合してなる上記混合ガス無害化処理システ
ムを提供する。
活性ガス中に（i）パーフルオロ化合物、ハイドロフル
オロカーボン類、ＳＦ6、ＮＦ3から選択される少なくと
も１種及び（ii）酸性ガス及び／または酸化性ガス、を
含有する混合ガスから上記（i）及び（ii）を除去し、
無害化する処理システムにおいて： （１） 固体及び／または液体処理剤との接触により混
合ガスから（ii）酸性ガス及び／または酸化性ガスを無
害化分離する段階； （２） 段階（１）から排出されるガス中に同伴される
ダスト及び／またはミストを除去するフィルター段階； （３） 段階（２）から排出されるガスを後続の分離膜
による濃縮段階に備えるため圧縮する段階、及びこの段
階で生じうる過圧縮分のガスを部分的に前のフィルター
段階（２）へ戻す付属的段階； （４） 前（３）の圧縮段階で圧縮減容されたガスを分
離膜を用いて多量の窒素またはその他の不活性ガスを分
離パージし、前記（i）の成分に関してガスを濃縮する
段階；及び （５） 段階（４）で濃縮されたパーフルオロ化合物、
ハイドロフルオロカーボン類、ＳＦ6、ＮＦ3の少なくと
も１種を含有する濃縮ガス流を除害装置で処理する段
階；を配列結合してなる上記混合ガス無害化処理システ
ムを提供する。
【００１０】本発明システムにおいては、排ガス混合物
中の酸性ガス及び酸化性ガスの除去を行う。酸性ガス及
び酸化性ガスは活性であるため、乾式の除害装置（例え
ば特開平７−１１６５０７号、特公平７−１４４５５号
公報参照）で比較的容易に処理することができる［段階
（１）］。この段階では湿式の除害装置を用いることも
できる。酸性ガスや酸化性ガスは、微量であっても、後
続のガス分離段階（４）で使用されるガス分離膜を劣化
させるため、一般的には段階（１）から出るガスにおけ
る酸性ガスや酸化性ガスの存在をモニタリングすること
が必要である。このモニタリングの方法としては、酸性
ガスや酸化性ガスにより変色する少なくとも１個、好ま
しくは複数個のインジケータを用いることができる（前
記両公報参照）。
中の酸性ガス及び酸化性ガスの除去を行う。酸性ガス及
び酸化性ガスは活性であるため、乾式の除害装置（例え
ば特開平７−１１６５０７号、特公平７−１４４５５号
公報参照）で比較的容易に処理することができる［段階
（１）］。この段階では湿式の除害装置を用いることも
できる。酸性ガスや酸化性ガスは、微量であっても、後
続のガス分離段階（４）で使用されるガス分離膜を劣化
させるため、一般的には段階（１）から出るガスにおけ
る酸性ガスや酸化性ガスの存在をモニタリングすること
が必要である。このモニタリングの方法としては、酸性
ガスや酸化性ガスにより変色する少なくとも１個、好ま
しくは複数個のインジケータを用いることができる（前
記両公報参照）。
【００１１】段階（１）で用いられた乾式または湿式の
除害装置中の固体または液体処理剤に起因するダストや
ミスト、あるいは供給混合ガス中に存在するエッチング
やＣＶＤプロセス由来の微細なダストによる後続配管、
装置、器具等に対する障害を防止するためにそのような
ダストやミストをフィルター装置で除去する［段階
（２）］。
除害装置中の固体または液体処理剤に起因するダストや
ミスト、あるいは供給混合ガス中に存在するエッチング
やＣＶＤプロセス由来の微細なダストによる後続配管、
装置、器具等に対する障害を防止するためにそのような
ダストやミストをフィルター装置で除去する［段階
（２）］。
【００１２】しかる後に、次段階（４）におけるガス分
離膜によるガス分離を促進する目的ならびに被処理ガス
容積の減少（減容）目的のために段階（２）から出るガ
スを圧縮する［段階（３）］。この圧縮圧力は使用する
ガス分離膜の特性に依存するが、通常は１００〜１００
０ｋＰａのオーダーである。段階（４）において、市販
の窒素分離膜例えばポリイミド製のガス分離膜が好適に
使用できる。ガス分離膜装置は、１基のみでなく、複数
基を例えばシリーズに配列して使用することができる。
離膜によるガス分離を促進する目的ならびに被処理ガス
容積の減少（減容）目的のために段階（２）から出るガ
スを圧縮する［段階（３）］。この圧縮圧力は使用する
ガス分離膜の特性に依存するが、通常は１００〜１００
０ｋＰａのオーダーである。段階（４）において、市販
の窒素分離膜例えばポリイミド製のガス分離膜が好適に
使用できる。ガス分離膜装置は、１基のみでなく、複数
基を例えばシリーズに配列して使用することができる。
【００１３】ガス分離膜を用いて多量の窒素及びその他
の不活性ガスを、後処理段階（５）の前に分離すること
により、パーフルオロ化合物、ハイドロフルオロカーボ
ン類、ＳＦ6、ＮＦ3等の段階（１）で除去されなかった
成分が高濃度で存在する濃縮ガス流が得られ、これは段
階（５）へ送られる。この濃縮ガス流は段階（５）での
除害（例えば化学熱分解法：特開平７−１１６４６６
号、特開平７−１３２２１１号公報参照）の際の加熱に
要するエネルギー量を大巾に節減できる。
の不活性ガスを、後処理段階（５）の前に分離すること
により、パーフルオロ化合物、ハイドロフルオロカーボ
ン類、ＳＦ6、ＮＦ3等の段階（１）で除去されなかった
成分が高濃度で存在する濃縮ガス流が得られ、これは段
階（５）へ送られる。この濃縮ガス流は段階（５）での
除害（例えば化学熱分解法：特開平７−１１６４６６
号、特開平７−１３２２１１号公報参照）の際の加熱に
要するエネルギー量を大巾に節減できる。
【００１４】段階（４）における透過ガス量（比率）の
値は特定な値に限定されるものではなく、段階（５）で
使用される除害装置の処理能力の許容範囲内であればよ
い。なお分離される窒素（及び／または不活性ガス）は
大気中にパージされるので、そのパージ流中のパーフル
オロ化合物等の濃度が実質的にゼロになるよう段階
（４）及びそれに関連する段階を操作することが重要で
ある。
値は特定な値に限定されるものではなく、段階（５）で
使用される除害装置の処理能力の許容範囲内であればよ
い。なお分離される窒素（及び／または不活性ガス）は
大気中にパージされるので、そのパージ流中のパーフル
オロ化合物等の濃度が実質的にゼロになるよう段階
（４）及びそれに関連する段階を操作することが重要で
ある。
【００１５】本発明システムでは段階（１）後のダスト
（及び場合によりミスト）を除去したガスを圧縮機で圧
縮しガス流量を制御することにより、多量の窒素または
不活性ガスを放棄することができる。
（及び場合によりミスト）を除去したガスを圧縮機で圧
縮しガス流量を制御することにより、多量の窒素または
不活性ガスを放棄することができる。
【００１６】その結果として、段階（５）の除害装置、
例えば前記のような化学熱分解法装置に導入されるガス
容積は、初期段階に供給される混合ガス容積の 1/5 な
いし1/20 に減少させることができ、消費加熱エネルギ
ーも同様に 1/5 ないし 1/20程度に節減されうる。段階
（５）で化学熱分解法を使用する場合、その生成した酸
性ガスは、段階（１）の除害装置の入口へ返還されて処
理を受ける。段階（５）に導入される圧縮状態のガスの
容積が小さいので、段階（５）の装置の小型化が可能で
ある。
例えば前記のような化学熱分解法装置に導入されるガス
容積は、初期段階に供給される混合ガス容積の 1/5 な
いし1/20 に減少させることができ、消費加熱エネルギ
ーも同様に 1/5 ないし 1/20程度に節減されうる。段階
（５）で化学熱分解法を使用する場合、その生成した酸
性ガスは、段階（１）の除害装置の入口へ返還されて処
理を受ける。段階（５）に導入される圧縮状態のガスの
容積が小さいので、段階（５）の装置の小型化が可能で
ある。
【００１７】図１に本発明システムの具体化例のフロー
チャートを示す。
チャートを示す。
【００１８】この具体化例において１は段階（１）のた
めの乾式除害装置であり、例えばシリーズ配列の化学反
応室及び物理吸着室を有し、それらの室にはソーダライ
ム、アルミナ、活性炭、亜硫酸ソーダ含浸アルミナ、あ
るいはＸ型ゼオライト剤等の物質が固体処理剤として充
填されており、出口には酸性ガス、酸化性ガスの存在を
モニタリングするための破過検知（インジケータ）装置
２が設けられている。もしも酸性ガス等の存在が検知さ
れればシステムは運転停止される。除害装置１には外部
からパイプ３を経て、処理されるべき混合ガスは通常室
温付近の温度で供給される。除害装置１で処理されたガ
ス流は破過検知（インジケータ）装置２、パイプ４を経
てフィルター装置５に入りダスト、ミスト等を除去さ
れ、次いでパイプ６を経て圧縮機７で例えば７００ｋＰ
ａに圧縮される。圧縮機７の下流側のパイプ８からはパ
イプ９が分岐され、系内圧力を制御するために過圧縮分
のガスをフィルター装置５のダスト（ミスト）除去部分
またはその部分の前段に戻すようになっている（これは
クッション作用を果す）。パイプ８のガス主流は、次い
で窒素分離膜を備えたガス分離膜装置１０、１０’（シ
リーズ配列）に入り、膜を透過して多量に分離された窒
素（及び他の不活性ガス）はＰＥＣs濃度計１１による
検査を受けて、安全確認された後に大気へ放出される。
めの乾式除害装置であり、例えばシリーズ配列の化学反
応室及び物理吸着室を有し、それらの室にはソーダライ
ム、アルミナ、活性炭、亜硫酸ソーダ含浸アルミナ、あ
るいはＸ型ゼオライト剤等の物質が固体処理剤として充
填されており、出口には酸性ガス、酸化性ガスの存在を
モニタリングするための破過検知（インジケータ）装置
２が設けられている。もしも酸性ガス等の存在が検知さ
れればシステムは運転停止される。除害装置１には外部
からパイプ３を経て、処理されるべき混合ガスは通常室
温付近の温度で供給される。除害装置１で処理されたガ
ス流は破過検知（インジケータ）装置２、パイプ４を経
てフィルター装置５に入りダスト、ミスト等を除去さ
れ、次いでパイプ６を経て圧縮機７で例えば７００ｋＰ
ａに圧縮される。圧縮機７の下流側のパイプ８からはパ
イプ９が分岐され、系内圧力を制御するために過圧縮分
のガスをフィルター装置５のダスト（ミスト）除去部分
またはその部分の前段に戻すようになっている（これは
クッション作用を果す）。パイプ８のガス主流は、次い
で窒素分離膜を備えたガス分離膜装置１０、１０’（シ
リーズ配列）に入り、膜を透過して多量に分離された窒
素（及び他の不活性ガス）はＰＥＣs濃度計１１による
検査を受けて、安全確認された後に大気へ放出される。
【００１９】ガス分離膜装置１０、１０’において窒素
分離膜を透過せずに濃縮された状態のガス流（通過流）
は流量制御器１２（例えばマスフローコントローラー）
及びパイプ１３を経てＰＦＣs（及びＨＦＣs、ＳＦ6、
ＮＦ3）を分解するための熱化学分解器１４へ入り処理
される。熱化学分解器１４で分解生成するガスは酸性ガ
スを含むので、圧力調整器１５を含むパイプ１６によっ
て乾式除害器１への返還され、再びそこで処理に付され
る。
分離膜を透過せずに濃縮された状態のガス流（通過流）
は流量制御器１２（例えばマスフローコントローラー）
及びパイプ１３を経てＰＦＣs（及びＨＦＣs、ＳＦ6、
ＮＦ3）を分解するための熱化学分解器１４へ入り処理
される。熱化学分解器１４で分解生成するガスは酸性ガ
スを含むので、圧力調整器１５を含むパイプ１６によっ
て乾式除害器１への返還され、再びそこで処理に付され
る。
【００２０】本発明システム中の重要な構成である圧縮
〜ガス分離段階のガス分離効果及び濃縮化効果をさらに
明らかにする実施例及び比較例を以下に示す。
〜ガス分離段階のガス分離効果及び濃縮化効果をさらに
明らかにする実施例及び比較例を以下に示す。
【００２１】
【実施例】＜模擬排ガスの調製＞半導体工場等のエッチ
ング工程やＣＶＤ工程からの排ガスを想定し、模擬混合
ガスを次のように調製した。
ング工程やＣＶＤ工程からの排ガスを想定し、模擬混合
ガスを次のように調製した。
【００２２】i． 各種パーフルオロ化合物（ＣＦ4、Ｃ
2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、ＣＨＦ3）、ＳＦ6及びＮＦ3等のボンベ
を準備し、圧力調整器を取付けた。圧力調整器の二次圧
を１０ｋＰａに調節し、マスフローコントローラーによ
り、所定量の選択された上記ガスをボンベから導入する
ようにした。
2Ｆ6、Ｃ3Ｆ8、ＣＨＦ3）、ＳＦ6及びＮＦ3等のボンベ
を準備し、圧力調整器を取付けた。圧力調整器の二次圧
を１０ｋＰａに調節し、マスフローコントローラーによ
り、所定量の選択された上記ガスをボンベから導入する
ようにした。
【００２３】ii． 次に酸性ガス（ＨＦ、ＨＢｒ）、酸
化性ガス（Ｃｌ2）それぞれのボンベを準備し、ボンベ
に圧力調整器を取付け、その二次圧を１０ｋＰａに調節
し、マスフローコントローラーにより所定量の選択され
た上記ガスを導入するようにした。
化性ガス（Ｃｌ2）それぞれのボンベを準備し、ボンベ
に圧力調整器を取付け、その二次圧を１０ｋＰａに調節
し、マスフローコントローラーにより所定量の選択され
た上記ガスを導入するようにした。
【００２４】iii． 更に窒素ガスのボンベを準備し、
圧力調整器を取り付け、その二次圧を１０ｋＰａに調節
し、マスフローコントローラーにより所定量の窒素ガス
を導入するようにした。
圧力調整器を取り付け、その二次圧を１０ｋＰａに調節
し、マスフローコントローラーにより所定量の窒素ガス
を導入するようにした。
【００２５】iv． これらのi、ii及びiiiのボンベから
導入した各種ガスを混合器で混合し、試料ガスとした。
導入した各種ガスを混合器で混合し、試料ガスとした。
【００２６】それぞれの試料ガスをサンプリングしてガ
スクロマトグラフィー法、ガス検知管法、中和滴定法、
酸化還元滴定法により分析した。
スクロマトグラフィー法、ガス検知管法、中和滴定法、
酸化還元滴定法により分析した。
【００２７】＜処理システムによる処理＞図２に示され
る具体例の処理システムを用いて種々の模擬混合ガスを
無害化処理した。
る具体例の処理システムを用いて種々の模擬混合ガスを
無害化処理した。
【００２８】乾式除害装置１は 特公平７−１４４５５
号公報に記載のタイプのステンレス製ＰＶＣライニング
付きであり、ソーダライムを化学反応室及び物理吸着室
に充填したものであり、酸性／酸化性ガスで変色するイ
ンジケーターが被過検知器２として備えられていた。乾
式除害装置１からのダストを除去するため、フィルター
を直列で２段設けたフィルター装置５を接続した。最初
のフィルターは１０μのメッシュサイズであり、次のフ
ィルターは１μのメッシュサイズであり、それぞれテフ
ロン製であった。フィルター入口には圧力計（マノスタ
ーゲージ）を取付け、閉塞状況を観察した。フィルター
出口には、ダスト除去状況を確認するためパーティクル
カウンターを付設した。
号公報に記載のタイプのステンレス製ＰＶＣライニング
付きであり、ソーダライムを化学反応室及び物理吸着室
に充填したものであり、酸性／酸化性ガスで変色するイ
ンジケーターが被過検知器２として備えられていた。乾
式除害装置１からのダストを除去するため、フィルター
を直列で２段設けたフィルター装置５を接続した。最初
のフィルターは１０μのメッシュサイズであり、次のフ
ィルターは１μのメッシュサイズであり、それぞれテフ
ロン製であった。フィルター入口には圧力計（マノスタ
ーゲージ）を取付け、閉塞状況を観察した。フィルター
出口には、ダスト除去状況を確認するためパーティクル
カウンターを付設した。
【００２９】窒素ガス用分離膜モジュールをシリーズで
二段接続し、ガス分離膜装置１０、１０’とした。二段
目の分離膜モジュールを透過せず通過したガスの流量を
マスフローコントローラーで制御した。また分離膜モジ
ュール透過ガスについてはパーフルオロ化合物等の濃度
を赤外線吸収ガス検出器でチェックし、流量をガス積算
計で測定した。分解器１４へ向かう通過ガスの流量は、
供給量の 1/5〜1/20（容積基準）を目標とした。
二段接続し、ガス分離膜装置１０、１０’とした。二段
目の分離膜モジュールを透過せず通過したガスの流量を
マスフローコントローラーで制御した。また分離膜モジ
ュール透過ガスについてはパーフルオロ化合物等の濃度
を赤外線吸収ガス検出器でチェックし、流量をガス積算
計で測定した。分解器１４へ向かう通過ガスの流量は、
供給量の 1/5〜1/20（容積基準）を目標とした。
【００３０】分解器１４は特開平７−１３２２１１号公
報に記載のタイプの熱化学分解装置であり、シリカゲル
分解剤及び吸着剤（活性アルミナ：ソーダライム：亜硫
酸ナトリウム＝１０：１０：１容混合物）を充填し、９
００〜１１００℃の加熱温度で運転した。いずれの実施
例においても２週間にわたる実験期間中に除害効果は実
質上完全であった。
報に記載のタイプの熱化学分解装置であり、シリカゲル
分解剤及び吸着剤（活性アルミナ：ソーダライム：亜硫
酸ナトリウム＝１０：１０：１容混合物）を充填し、９
００〜１１００℃の加熱温度で運転した。いずれの実施
例においても２週間にわたる実験期間中に除害効果は実
質上完全であった。
【００３１】表１に各実施例及び比較例における分解ガ
ス；供給圧力；ガス分離膜装置の供給側、透過側及び通
過側におけるガス量及び分解ガス濃度；を示す。
ス；供給圧力；ガス分離膜装置の供給側、透過側及び通
過側におけるガス量及び分解ガス濃度；を示す。
【００３２】
【実施例１】ＰＦＣsとしてＣＦ4：３００ｍｌ／分、酸
性ガスとしてＨＦ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分の
混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイミ
ド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
性ガスとしてＨＦ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分の
混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイミ
ド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
【００３３】
【実施例２】ＰＦＣsとしてＣ2Ｆ6：３００ｍｌ／分、
酸性ガスとしてＨＢｒ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／
分の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリ
イミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
酸性ガスとしてＨＢｒ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／
分の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリ
イミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
【００３４】
【実施例３】ＰＦＣsとしてＣ3Ｆ8：３００ｍｌ／分、
酸性ガスとしてＨＢｒ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／
分の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリ
イミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
酸性ガスとしてＨＢｒ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／
分の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリ
イミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
【００３５】
【実施例４】ＰＦＣsとしてＣ4Ｆ8：３００ｍｌ／分、
酸性ガスとしてＨＦ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
酸性ガスとしてＨＦ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
【００３６】
【実施例５】ＰＦＣsとしてＣＨＦ3：３００ｍｌ／分、
酸性ガスとしてＨＦ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
酸性ガスとしてＨＦ：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
【００３７】
【実施例６】ＰＦＣsとしてＳＦ6：３００ｍｌ／分、酸
化性ガスとしてＣｌ2：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
化性ガスとしてＣｌ2：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
【００３８】
【実施例７】ＰＦＣsとしてＮＦ3：３００ｍｌ／分、酸
化性ガスとしてＣｌ2：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
化性ガスとしてＣｌ2：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド製でろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
【００３９】
【比較例１】ＰＦＣsとしてＣＦ4：３００ｍｌ／分、酸
化性ガスとしてＣｌ2：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリス
ルホン製で、ろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
化性ガスとしてＣｌ2：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリス
ルホン製で、ろ過面積が約３ｍ2品を使用した。
【００４０】
【比較例２】ＰＦＣsとしてＣＦ4：３００ｍｌ／分、酸
化性ガスとしてＣｌ2：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド／ポリシロキサン製で、ろ過面積が約３ｍ2品を使
用した。
化性ガスとしてＣｌ2：３０ｍｌ／分、Ｎ2：３０ｌ／分
の混合ガスを供給した。ガス分離膜モジュールはポリイ
ミド／ポリシロキサン製で、ろ過面積が約３ｍ2品を使
用した。
【００４１】
【表１】
【図１】本発明システムの一具体化例のフローチャー
ト。
ト。
１ 乾式除害装置 ２ 破過検知装置 ５ フィルター装置 ７ 圧縮機 １０、１０’ ガス分離膜装置 １２ 流量制御器 １４ 熱化学分解器 １６ 再循環パイプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高木 康雄 群馬県渋川市大崎1497 関東電化工業株式 会社渋川工場内 (72)発明者 大矢 浩三 群馬県渋川市大崎1497 関東電化工業株式 会社渋川工場内 Ｆターム(参考） 4D002 AA22 AA23 AB01 AC10 BA03 BA04 BA12 BA14 BA16 BA20 DA02 DA13 DA16 DA45 DA46 GA01 GA02 GB01 GB02 GB03 GB04 GB08 HA03 HA10 4D006 GA41 HA41 KA02 KA52 KA72 KB12 KB14 KB30 KE02Q KE02R KE03Q KE03R KE04Q KE04R KE07Q KE07R KE12Q KE12R KE13Q KE13R KE14Q KE14R KE30P MA03 MB04 MC58X MC65X PB19 PB70 PC01
Claims (3)
- 【請求項１】 窒素またはその他の不活性ガス中に
（i）パーフルオロ化合物、ハイドロフルオロカーボン
類、ＳＦ6、ＮＦ3から選択される少なくとも１種及び
（ii）酸性ガス及び／または酸化性ガス、を含有する混
合ガスから上記（i）及び（ii）を除去し、無害化する
処理システムにおいて： （１） 固体及び／または液体処理剤との接触により混
合ガスから（ii）酸性ガス及び／または酸化性ガスを無
害化分離する段階； （２） 段階（１）から排出されるガス中に同伴される
ダスト及び／またはミストを除去するフィルター段階； （３） 段階（２）から排出されるガスを後続の分離膜
による濃縮段階に備えるため圧縮する段階、及びこの段
階で生じうる過圧縮分のガスを部分的に前のフィルター
段階（２）へ戻す付属的段階； （４） 前（３）の圧縮段階で圧縮減容されたガスを分
離膜を用いて多量の窒素またはその他の不活性ガスを分
離パージし、前記（i）の成分に関してガスを濃縮する
段階；及び （５） 段階（４）で濃縮されたパーフルオロ化合物、
ハイドロフルオロカーボン類、ＳＦ6、ＮＦ3の少なくと
も１種を含有する濃縮ガス流を除害装置で処理する段
階；を配列結合してなる上記混合ガス無害化処理システ
ム。 - 【請求項２】 段階（１）で使用する装置が（ii）酸性
ガス及び／または酸化性ガスを無害化するための固体薬
剤を充填された乾式の装置である請求項１のシステム。 - 【請求項３】 段階（５）で使用する装置が化学熱分解
法装置であり、かつ該分解生成ガスを段階（１）の返還
する段階をさらに含む循環方式とした請求項１または２
のシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314493A JP2000140576A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | フッ素系ガス含有混合物の無害化処理システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10314493A JP2000140576A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | フッ素系ガス含有混合物の無害化処理システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000140576A true JP2000140576A (ja) | 2000-05-23 |
Family
ID=18053971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10314493A Pending JP2000140576A (ja) | 1998-11-05 | 1998-11-05 | フッ素系ガス含有混合物の無害化処理システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000140576A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002058826A1 (fr) * | 2001-01-25 | 2002-08-01 | Ube Industries, Ltd. | Appareil et procede de separation et de collection de gaz haloide |
| JP2002363113A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-18 | Research Institute Of Innovative Technology For The Earth | パーフルオロ化合物ガスの分離回収方法および装置 |
| JP2003190744A (ja) * | 2001-12-26 | 2003-07-08 | Ube Ind Ltd | ハロゲン化合物ガスの分離回収装置および分離回収方法 |
| WO2004050217A1 (ja) * | 2002-11-29 | 2004-06-17 | Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. | ベントガスの除害方法 |
| FR2864913A1 (fr) * | 2004-01-08 | 2005-07-15 | Air Liquide | Procede de pre-concentration et de destruction d'effluents a l'aide d'un plasma |
| JP2010158620A (ja) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Ebara Corp | フッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理用反応槽 |
| KR101514449B1 (ko) * | 2013-11-04 | 2015-05-04 | 세이브기술 (주) | 육불화황(sf6) 농축 및 열분해장치 |
| CN106152710A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-23 | 国网新疆电力公司检修公司 | 用于750千伏gis气室微水超标的处理系统 |
-
1998
- 1998-11-05 JP JP10314493A patent/JP2000140576A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6921428B2 (en) | 2001-01-25 | 2005-07-26 | Ube Industries, Ltd. | Device and method for separating and collecting halide gas |
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| US7326279B2 (en) | 2002-11-29 | 2008-02-05 | Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. | Method for removing harmful substance in vent gas |
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| CN106152710A (zh) * | 2016-06-16 | 2016-11-23 | 国网新疆电力公司检修公司 | 用于750千伏gis气室微水超标的处理系统 |
| CN106152710B (zh) * | 2016-06-16 | 2017-10-31 | 国网新疆电力公司检修公司 | 用于750千伏gis气室微水超标的处理系统 |
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