JP2001198436A - 難分解性有機ハロゲン化合物の分解方法 - Google Patents
難分解性有機ハロゲン化合物の分解方法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]
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- Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
率的に分解可能な方法を提供する。 【解決手段】一部もしくは全体的にマイクロ波照射がな
される循環路内に難分解性有機ハロゲン化合物、水素ガ
スおよび酸素ガスを還流させる。
Description
分解性有機ハロゲン化合物の分解方法に関する。
用溶剤およびドライエッチングガスとして種々のフロン
ガス等の難分解性有機ハロゲン化合物が用いられてい
る。これら半導体製造工程等で用いられるフロンガス等
は非常に安定的であり、分解するには種々の困難を伴う
ことから、使用の後排気放出されているのが現状であ
る。
分解性有機ハロゲン化合物を分解する方法として、触媒
を用いた熱分解法、化学薬品を用いる分解法、プラズマ
分解法等が報告されている。
を触媒の存在下で高温加熱して熱分解する方法である。
この方法においては、高温下にてハロゲン化水素が分解
生成するため、触媒の劣化が著しく進行するので、触媒
を頻繁に交換する必要があり、長期間安定的に処理する
ことが困難である。
ハロゲン化合物をアジ化ナトリウム、ナトリウムナフタ
レド等の化学薬品と接触させて分解する方法である。こ
の方法においては、上記のような化学薬品を大量に使用
するため、大量の廃液が発生する。このような大量の化
学薬品の使用および大量の廃液の処理のため、分解コス
トが大幅に上昇するおそれがある。
化合物にプラズマ照射して分解する方法である。この方
法においては、装置の大規模化は避け難く、装置の高コ
スト化を免れ得ないので処理コストが大幅に上昇してし
まう問題がある。
解性有機ハロゲン化合物を高い分解率で効率的に分解す
ることが可能な方法を提供することにある。
的を達成するために以下の手段が提供される。
ゲン化合物の処理方法は、一部もしくは全体的にマイク
ロ波照射がなされる循環路内に難分解性有機ハロゲン化
合物、水素ガスおよび酸素ガスを還流させる方法であ
る。
なうことが好ましい。
的にマイクロ波照射がなされる循環路内にガス状の難分
解性有機ハロゲン化合物を導入するとともに水素ガスお
よび酸素ガスを導入し、上記各ガスを循環路内を還流さ
せる。
は、CFC(クロロフルオロカーボン)、HFC(ハイ
ドロクロロフルオロカーボン)、HFC(ハイドロフル
オロカーボン)、ハロン等の名称で呼ばれている種々の
化合物を挙げることができ、これらのうち単体でもよ
く、複数種の混合体であってもよい。
素ガスおよび酸素ガスは、各々循環路の異なる位置で導
入して、流通過程で混合された状態としてもよく、あら
かじめ各ガスを混合してなる混合ガスとして循環路内に
導入してもよい。
水素ガスおよび酸素ガスの導入量は、少なくとも、難分
解性有機ハロゲン化合物に含有されたハロゲン元素をハ
ロゲン化水素とし、かつ難分解性有機ハロゲン化合物に
含有された炭素を二酸化炭素としてそれぞれ反応生成さ
せるための化学当量分であることが好ましい。具体的に
は、難分解性有機ハロゲン化合物がフロン113(C2
Cl3F3)単体である場合を例にとれば、1モルのフ
ロン113に対して、水素が少なくとも3モルおよび酸
素が少なくとも2モルであるような混合割合にする。ま
た、難分解性有機ハロゲン化合物が飽和パーフルオロカ
ーボン(CnF2n;nは自然数)単体である場合を例
にとると、1モルのCnF2nに対して、水素が少なく
とも(n+1)モルおよび酸素が少なくともnモルであ
るような混合割合にする。なお、上記水素ガスおよび酸
素ガスの導入量は、上述した必要量よりも過剰であるこ
とがより好ましい。
くすると、混合ガスへのマイクロ波照射が十分になされ
るので難分解性有機ハロゲン化合物を高い分解率で分解
できるものの、マイクロ波照射がなされる帯域を単位時
間当たりに通過する混合ガス量は減少するため、難分解
性有機ハロゲン化合物の分解量はそれだけ低下するおそ
れがある。逆に、速い流速にすると、上記帯域を単位時
間当たりに通過する混合ガス量は増大するが、上記帯域
での滞在時間が短くなるため、マイクロ波照射が十分に
なされず難分解性有機ハロゲン化合物を迅速に分解でき
ないおそれがある。本発明においては、これらを勘案し
て、循環路内を循環させる混合ガスの流速は1〜4リッ
トル毎分(L/min)であることが好ましい。
周波数にすると難分解性有機ハロゲン化合物が水素およ
び酸素と反応し得ないおそれがある。逆に、高い周波数
にするには、発振器のコストが上昇するばかりでなく実
用化の観点から現実的でない。これらを勘案して、マイ
クロ波の周波数としては900〜2500MHzである
ことが好ましい。
力が低いと効率的に分解できないおそれがある。逆に、
高出力にすればするほど難分解性有機ハロゲン化合物の
分解を効率よく行なうことができるものの、高出力にす
るための装置のコストが上昇するばかりでなく実用化の
観点から現実的でない。これらを勘案してマイクロ波照
射の出力は、300〜1000Wであることが好まし
い。
することが好ましい。
ると効率よく分解を行なわせることができず、逆に加熱
温度を高くすれば分解効率を高めることができるもの
の、それだけ装置の耐熱性等が要求されるばかりでなく
エネルギー消費が大きくなり経済的でない。また、高温
下での生成ハロゲン化水素による装置の急激な劣化も懸
念される。これらを勘案して、加熱温度としては500
℃以下、より好ましくは400〜500℃であることが
望ましい。
サンプリング分析して難分解性有機ハロゲン化合物が十
分に分解されたことを確認することによって終了させ
る。このような確認を行なった後に、循環路内のガスを
系外に排出させる。
るまでの一連の処理操作の後、再び循環路内に難分解性
有機ハロゲン化合物を導入するとともに水素ガスおよび
酸素ガスを導入し、上述した一連の処理操作を行なうこ
とにより、連続的に難分解性有機ハロゲン化合物の分解
を行なうことができる。
有機ハロゲン化合物を水素ガスおよび酸素ガスとともに
導入して循環させ、これら循環する混合ガスにマイクロ
波照射を行なう本発明の方法によれば、上記混合ガスは
循環によりマイクロ波照射がなされる帯域を繰り返し通
過するので、上記混合ガスのマイクロ波の照射機会を増
大させることができ、上記混合ガスを全体的にかつ一様
に照射することができる。その結果、難分解性有機ハロ
ゲン化合物を高い分解率で効率的に分解することができ
る。
混合ガスにマイクロ波を照射するとともに加熱をも行な
うことによって、難分解性有機ハロゲン化合物をより高
い分解率でより効率的に分解することができる。
るのは次に述べる理由によるものと考えられる。すなわ
ち、難分解性有機ハロゲン化合物の炭素−ハロゲン原子
間の結合は、マイクロ波のエネルギーと、好ましくは加
熱による熱エネルギーとを吸収して、当該結合の伸縮、
回転、振動の運動が激しくなり、結合が切断されやすく
なる。このような結合が切断されやすい状態は、循環に
よりマイクロ波照射と好ましくは加熱とが行なわれる帯
域を繰り返し通過させることによって増幅される。その
結果、反応開始の活性化エネルギーが大幅に低下するの
で、分解反応が迅速に進行するものと考えられる。
を参照して説明する。
ロゲン化合物の導入およびその停止のための開閉弁V1
と難分解性有機ハロゲン化合物の流量を制御するための
マスフローコントローラF1とを介装したラインL1が
接続された循環ラインLを備えている。この循環ライン
Lにおいて前記ラインL1の接続部の下流側には、酸素
の導入およびその停止のための開閉弁V2と酸素導入量
を制御するためのマスフローコントローラF2とを介装
したラインL2が接続されている。前記ラインL2の接
続部の下流側には、水素の導入およびその停止のための
開閉弁V3と水素導入量を制御するためのマスフローコ
ントローラF3とを介装したラインL3が接続されてい
る。
に加熱器HT、循環ファンFが設けられている。前記加
熱器HTは、前記循環ラインLと連通する図示しない電
気炉とこの電気炉内の温度を制御するための図示しない
温度制御器とを備えている。前記加熱器HTにはさら
に、この加熱器HTの電気炉内にマイクロ波をその出力
および周波数を可変可能に照射するマイクロ波発生器M
Wが設けられている。前記ラインL1の連結部の近傍で
前記循環ファンF側に位置する循環ラインL部分には、
開閉弁V4を介装したラインL4が接続され、このライ
ンL4の下流側には図示しないガス分析器が設けられて
いる。前記ラインL1の近傍部と前記ラインL4の連結
部の間に位置する循環ラインL部分には開閉弁V5が介
在されている。
の開閉弁V1〜V4をそれぞれ開くとともに循環ライン
Lの開閉弁V5を閉じる。つづいて難分解性有機ハロゲ
ン化合物としてのフロン113、水素ガスおよび酸素ガ
スを、それぞれラインL1〜L3のマスフローコントロ
ーラF1〜F3にて100cm3/min(標準状
態)、3000cm3/min(標準状態)、2000
cm3/min(標準状態)に流量調整し、ラインL1
〜L3を通して循環ラインLに導入した。これと同時に
循環ファンF(流量;4L/min)を始動した。
インLに導入し、ラインL4を通して排気させ、循環ラ
インL中のガスを置換した。
いた後、開閉弁V1〜V3を開状態のままにし、循環フ
ァンFの運転を継続させてからフロン113、水素ガス
および酸素ガスを上記各流量でそれぞれ循環ラインLに
所定時間導入した。この後、開閉弁V1〜V3を閉じて
フロン113、水素ガスおよび酸素ガスの導入を停止し
た。
熱器HTの電気炉内の温度を常温(25℃)のままと
し、マイクロ波発生器MWから周波数2450MHzの
マイクロ波[(実施例1;出力400W)、(実施例
2;出力800W)]を加熱器HTの電気炉内に5分間
照射した。こうして循環ラインL内の混合ガスを循環フ
ァンFにより循環ラインLを循環させ、マイクロ波照射
がなされる帯域である電気炉内を繰り返し通過させた。
つづいて開閉弁V4を開け、循環ラインL内のガスの一
部をラインL4を通してガス分析器(ガスクロマトグラ
フ)に導入した。このガス分析器に導入したガスについ
て、以下の測定条件で分析を行ない、ガス中に含まれる
フロン113のピーク面積を求めた。
社製)、 カラム温度;40℃、 インジェクタ温度;100℃、 検出器温度;80℃。
循環ガスの一部を上記測定条件でガスクロマトグラフに
よる分析を行ない、得られたフロン113のピーク面積
の値を求めた。このマイクロ波照射前のガス中のフロン
113のピーク面積と、マイクロ波照射後のガス中のフ
ロン113のピーク面積とからフロン分解率を求めた。
その結果を下記表1に示す。
い照射時間にもかかわらずそれぞれ16%、27%の分
解率でフロン113を分解できたことがわかった。ま
た、マイクロ波出力を上昇させるとより高い分解率で分
解できることが認められた。
マイクロ波照射および電気炉の加熱を行なった以外、実
施例1,2と同様な手法によってフロンの分解操作およ
びガス分析を行ない、フロン113の分解率を求めた。
その結果を下記表2に示す。
400Wに固定した実施例3〜7ではいずれも、加熱温
度の上昇に伴ってフロン113の分解率は上昇している
ことが認められる。加熱温度500℃とした実施例6で
は、5分間と非常に短い循環時間であるにもかかわらず
分解率81%と高い値を示し、非常に効率的にフロン1
13を分解できたことがわかった。
実施例8〜12においても同様に、加熱温度の上昇に伴
ってフロン分解率は上昇し、かつこれら各分解率値は、
出力400Wに固定した実施例3〜7における各加熱温
度での各分解率よりも高いことがわかる。マイクロ波出
力800W、加熱温度500℃とした実施例12では、
5分間と非常に短い循環時間であるにもかかわらず分解
率99%とほとんど全てのフロン113を極めて効率的
に分解できたことがわかった。
ガスおよび酸素ガスの流量を、それぞれ100cm3/
min(標準状態)、300cm3/min(標準状
態)、200cm3/min(標準状態)にし、下記表
3に示す条件でマイクロ波照射および加熱を行なった以
外、実施例1,2と同様な手法によってフロン分解操作
およびガス分析を行ない、フロン分解率を求めた。その
結果を下記表3に示す。
射および加熱時に循環を行なった実施例13,14で
は、5分間と非常に短い照射時間でそれぞれ80%およ
び99%と極めて高い分解率で効率的に分解できたこと
がわかった。
れば、難分解性有機ハロゲン化合物を極めて高い分解率
で効率的に、かつ簡単な構成の装置を用いて分解するこ
とが可能になる。また、本発明の方法においては、比較
的低温で分解を行なうため、分解生成するハロゲン化水
素による分解装置の劣化を低減させることができ、装置
メンテナンスの負荷を大幅に軽減することができる。そ
の結果、装置のランニングコストを大幅に節減できる。
合物を分解するために使用する分解装置の一例を概略的
に示す図。
Claims (2)
- 【請求項1】 一部もしくは全体的にマイクロ波照射が
なされる循環路内に難分解性有機ハロゲン化合物、水素
ガスおよび酸素ガスを還流させることを特徴とする難分
解性有機ハロゲン化合物の分解方法。 - 【請求項2】 前記循環路内において、さらに加熱を行
なうことを特徴とする請求項1記載の難分解性有機ハロ
ゲン化合物の分解方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000010549A JP2001198436A (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 難分解性有機ハロゲン化合物の分解方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000010549A JP2001198436A (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 難分解性有機ハロゲン化合物の分解方法 |
Publications (1)
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ID=18538553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2000010549A Pending JP2001198436A (ja) | 2000-01-19 | 2000-01-19 | 難分解性有機ハロゲン化合物の分解方法 |
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---|---|
JP (1) | JP2001198436A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013139033A (ja) * | 2002-12-23 | 2013-07-18 | Aldivia Sa | 再循環システムに組み込まれた、断続的な誘電加熱による熱処理を備えた化学合成法 |
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JPH1176740A (ja) * | 1997-09-05 | 1999-03-23 | Mitsui Chem Inc | 有機フッ素系排ガスの分解処理方法及び分解処理装置 |
-
2000
- 2000-01-19 JP JP2000010549A patent/JP2001198436A/ja active Pending
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JP2016120491A (ja) * | 2002-12-23 | 2016-07-07 | アルディヴィア エスアーAldivia Sa | 再循環システムに組み込まれた、断続的な誘電加熱による熱処理を備えた化学合成法 |
JP2018047458A (ja) * | 2002-12-23 | 2018-03-29 | アルディヴィア エスアーAldivia Sa | 再循環システムに組み込まれた、断続的な誘電加熱による熱処理を備えた化学合成法 |
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