JP2002364821A - 排ガスの処理方法および処理装置 - Google Patents

排ガスの処理方法および処理装置

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JP2002364821A
JP2002364821A JP2001176905A JP2001176905A JP2002364821A JP 2002364821 A JP2002364821 A JP 2002364821A JP 2001176905 A JP2001176905 A JP 2001176905A JP 2001176905 A JP2001176905 A JP 2001176905A JP 2002364821 A JP2002364821 A JP 2002364821A
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combustion
gas
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combustion region
exhaust gas
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JP2001176905A
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English (en)
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Michitaka Hishiike
通隆 菱池
吉則 ▲高▼田
Yoshinori Takada
Masatoshi Niihama
正敏 新濱
Masaaki Nakagawa
正明 中川
Hiroaki Goto
宏明 後藤
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Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Seika Chemicals Co Ltd
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    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G5/00Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor
    • F23G5/08Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating
    • F23G5/14Incineration of waste; Incinerator constructions; Details, accessories or control therefor having supplementary heating including secondary combustion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23GCREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
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    • F23G7/06Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02CCAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
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Abstract

(57)【要約】 【課題】分解に高温を要するPFCを含む排ガスの処理
を、COを副生することなく、複雑な燃焼制御を行うこ
となく、排ガスの組成変動に影響されることなく行うこ
とができる排ガスの処理方法を提供する。 【解決手段】燃焼炉2における一次燃焼領域に導入され
る燃料ガスと少なくともパーフルオロカーボンを含む排
ガスとを、その一次燃焼領域に導入される支燃性ガスの
存在下に、燃焼炎が還元炎となるように不完全燃焼させ
る。その燃焼炉2における一次燃焼領域よりも燃焼ガス
の流れの下流に位置する二次燃焼領域において、その一
次燃焼領域において生成された燃焼ガスを、その二次燃
焼領域に導入される支燃性ガスの存在下に、その燃焼ガ
スに含まれる一酸化炭素が酸化するように燃焼させる。
その一次燃焼領域における燃焼の空気比を、その一次燃
焼領域と二次燃焼領域とにおける燃焼全体の空気比より
も低くする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
のためのCVD(Chemical Vapor Deposition )工程時
に排出されるパーフルオロカーボン(PFC)を含む排
ガスを、無害化のために燃焼処理するのに適した排ガス
の処理方法と処理装置に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体製造時のCVD工程では、シラン
(SiH4 )、ジシラン(Si26 )、ジクロルシラ
ン(SiH2 Cl2 )、ジボラン(B26 )、ホスフ
ィン(PH3 )等の金属水素化物や、アンモニア(NH
3 )、亜酸化窒素(N2 O)、酸素(O2 )等の含窒素
または含酸素化合物を含む排ガスが排出される。さら
に、CVD工程では反応炉のクリーニングが所定期間毎
に行われる。このクリーニング時はCF4 、C26
38 、CHF3 、NF3 等のパーフルオロカーボン
をはじめとする含フッ素化合物を含む排ガスが排出され
る。これらCVD排ガスは有害性があることから無害化
処理して排気されている。その排ガスの処理のために半
導体工場のクリーンルームで半導体生産装置近傍に燃焼
式の排ガス処理装置が設置され、CVD工程における複
数の反応炉から一つの排ガス処理装置に送られる排ガス
を、バーナーにより火炎を形成して燃焼させていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】それらの排ガスの中
で、シラン等の金属水素化物は可燃性であり、亜酸化窒
素やPFC等の含フッ素化合物は支燃性がある。これら
性質の異なる排ガスが不定期で排ガス処理装置に導入さ
れるため、排ガス処理装置において排ガスを完全燃焼さ
せる上では、空気比を例えば1.2以上とするような酸
素過剰条件下で燃焼分解することが望まれる。ところ
が、これとは逆に、熱的、化学的に安定なPFC、特に
非常に安定なテトラフルオロカーボン(CF4 )を分解
するには1300℃以上、好ましくは1500℃以上の
高温が必要であることから、効率的に温度を上げるため
に温度低下の原因となる過剰空気の導入を控えることが
望まれる。さらに、高温燃焼条件下で発生するサーマル
NOxや、含窒素化合物の燃焼により発生するフューエ
ルNOxは酸素過剰条件で生成しやすいことからも過剰
空気の導入を控えることが望まれる。すなわち、高温度
下においてPFCを含む排ガスを燃焼分解し、しかも、
一酸化炭素(CO)やNOx等の副生ガスの発生を抑制
できるように、空気比等の燃焼条件を定めて燃焼を制御
するのは困難であった。したがって、本願発明は分解に
高温を要するPFCを含む排ガスの処理を、COを副生
することなく、複雑な燃焼制御を行うことなく、排ガス
の組成変動に影響されることなく行うことができる排ガ
スの処理方法を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の排ガスの処理方
法は、燃料ガスと支燃性ガスと少なくともパーフルオロ
カーボンを含む排ガスとを燃焼炉における一次燃焼領域
に導入し、その一次燃焼領域において燃料ガスと排ガス
とを支燃性ガスの存在下に燃焼炎が還元炎となるように
不完全燃焼させ、その燃焼炉における一次燃焼領域より
も燃焼ガスの流れの下流に位置する二次燃焼領域に支燃
性ガスを導入し、その二次燃焼領域において、その不完
全燃焼により生成された燃焼ガスを、その支燃性ガスの
存在下に燃焼ガスに含まれる一酸化炭素が酸化するよう
に燃焼させ、その一次燃焼領域における燃焼の空気比
を、その一次燃焼領域と二次燃焼領域とにおける燃焼全
体の空気比よりも低くすることを特徴とする。そのパー
フルオロカーボンとしてテトラフルオロカーボンを含
み、その一次燃焼領域における燃焼温度を1300℃以
上、より好ましくは1500℃とするのが好ましい。な
お、その燃焼温度の上限は燃焼炉の耐火性能の上からは
1700℃とするのが好ましい。その一次燃焼領域へ窒
素化合物を含む排ガスを導入するのが好ましい。その一
次燃焼領域における燃焼炎の全体を還元炎とするのが好
ましい。その二次燃焼領域における燃焼を完全燃焼とす
ることで、その一次燃焼領域における不完全燃焼により
生成される一酸化炭素を酸化するのが好ましい。その二
次燃焼領域において燃焼ガスを冷却するのが好ましい。
その一次燃焼領域における燃焼の空気比を0.8〜1.
05とするのが好ましい。
【0005】本発明方法によれば、その一次燃焼領域で
排ガスに含まれるPFCの分解を促進できる。これは、
一次燃焼領域で排ガスと燃料ガスとを支燃性ガスの存在
下において不完全燃焼させるので、その燃焼により形成
される火炎は、完全燃焼させる場合に比べて還元炎部分
が大きくなり、あるいは火炎全体が還元炎となることに
よる。すなわち、PFCの分解は燃焼温度の影響が大き
いが、同じ燃焼温度であれば酸素不足の還元炎の方が分
解しやすいことを見い出したことによる。例えばPFC
の中でも安定しているCF4 の分解素反応における律速
反応は一段目のCとFの結合を切る反応であり、この律
速反応に高温下における水素ラジカルの様な還元性の活
性種が寄与するためであると考えられる。すなわち、C
4 の分解における律速反応は以下の式により表され
る。なお、・はラジカルであることを示す。 CF4 +H・→CF3 ・+HF 立体的に対称で安定なCF4 は、水素ラジカルによりフ
ッ素原子が引抜かれることによりCF3 ・の如く不安定
な分子となり、後は容易に分解反応が進む。これによ
り、例えば燃料ガスとしてプロパンガスを用いると、以
下のプロパン炎での総括分解反応式に示すように、CF
4 はCO2 とHFとH2 Oとに分解される。CF4 +C
38 +5O2 →4CO2 +4HF+2H2 Oよって、
一次燃焼領域で形成される火炎の還元炎領域が大きくな
り、あるいは火炎全体が還元炎となることにより、排ガ
スの還元炎下での滞留時間が長くなり、CF4 の分解に
充分な還元炎との接触時間が得られる。その火炎全体を
還元炎とすることで、例えば約0.4秒の還元炎下での
滞留時間を確保してCF4 の分解率を向上できる。ま
た、排ガスと燃料ガスとを空気等の酸素を含む支燃性ガ
スの存在下に燃焼させるに際して、一次燃焼領域におけ
る燃焼の空気比(実際燃焼酸素量/理論燃焼酸素量)
を、その一次燃焼領域と二次燃焼領域とにおける燃焼全
体の空気比よりも低くするので、一次燃焼領域における
燃焼温度を二次燃焼領域における燃焼温度よりも高くす
ることができる。これにより、一次燃焼領域において安
定なPFC等を含む排ガスを分解するのに必要な高温を
得ることができる。しかも、一次燃焼領域においては二
次燃焼領域におけるよりも酸素が少なくなるので、CF
4 を燃焼分解させる1300℃以上の高温下であっても
サーマルNOxの生成を抑制することができる。さら
に、NH3 やN2 O等の含窒素化合物が排ガスとして導
入される場合でも窒素ガスに還元分解されやすく、NO
xへの転化割合が低くなり、フューエルNOxの生成を
抑制できる。一方、一次燃焼領域における燃焼の空気比
を低くして不完全燃焼とすることで、一次燃焼領域にお
いてCOが副生されやすくなる。本発明によれば、二次
燃焼領域において支燃性ガスを導入することで、その一
次燃焼領域で生成された燃焼ガスに含まれるCOの酸化
を行う。その二次燃焼領域における燃焼を完全燃焼とす
ることで、その一次燃焼領域における不完全燃焼により
生成されるCOを全て酸化することができる。そのCO
の酸化は900℃以上で容易に行えるため、二次燃焼領
域において支燃性ガスを導入することで温度が低下して
も問題はない。さらに、その二次燃焼領域において燃焼
ガスを冷却することで、燃焼炉から排出される燃焼ガス
の冷却部の材質や冷却方法の選択に余裕が出てくる。さ
らに、燃焼炉に導入される排ガスを一次燃焼領域におい
て完全燃焼させる必要がないので燃焼炉内の空気比のマ
ージンが大きくなり、二次燃焼領域で導入される支燃性
ガスで空気比を調整可能であるため、燃焼排ガス中のC
OやNOxを低く抑えることができる。
【0006】本発明の排ガスの処理装置は、燃焼炉と、
その燃焼炉における一次燃焼領域への排ガス導入用配管
と、その一次燃焼領域への燃料ガス導入用配管と、その
一次燃焼領域への支燃性ガス導入用配管と、その燃焼炉
における一次燃焼領域よりも燃焼ガスの流れの下流に位
置する二次燃焼領域への支燃性ガス導入用配管とを備
え、各燃焼領域へのガス導入量は調節可能とされ、その
一次燃焼領域に導入される排ガスと燃料ガスとが、その
一次燃焼領域に導入される支燃性ガスの存在下に一次燃
焼領域で燃焼されることで燃焼ガスが生成され、その燃
焼ガスが二次燃焼領域に導入される支燃性ガスの存在下
に二次燃焼領域で燃焼され、その一次燃焼領域における
燃焼の空気比は、その燃焼炎が還元炎となるように設定
されることを特徴とする。その二次燃焼領域における燃
焼ガスの冷却手段が設けられているのが好ましい。本発
明装置によれば本発明方法を実施することができる。
【0007】
【発明の実施の形態】図1に示す排ガスの処理装置1は
燃焼炉2を備え、少なくともCF4 、C26、C38
のようなパーフルオロカーボンを含む排ガスを処理す
るために用いられ、さらに、例えばSiH4 、Si2
6 、SiH2 Cl2 、B26 、PH3等の金属水素化
物、NH3 、N2 O、O2 等の含窒素または含酸素化合
物、CHF3 、NF3 等の含フッ素化合物を含む排ガス
を処理するために用いることもできる。その燃焼炉2
は、箱形の本体2aと、その本体2aの上面一端側から
上方に突出する導入筒2bと、その本体2aの上面他端
側から上方に突出する排出筒2cと、その導入筒2bの
上部に設けられたパイロットバーナ2dとを有する。そ
の本体2aは、ステンレス鋼製の外壁2a′の内面に耐
熱材としてアルミナ系キャスタブル2′が施工された構
造とされている。その導入筒2bは、円筒形のステンレ
ス製外壁2b′の内面に耐熱材としてアルミナ系キャス
タブル2′が施工された構造とされている。その排出筒
2cは、円筒形のステンレス製外壁2c′により円筒形
のステンレス製内壁2c″を囲むことで2重管状の冷却
ジャケット2eを構成し、その内壁2c″の内面に耐熱
材としてアルミナ系キャスタブル2′が施工された構造
とされている。
【0008】その燃焼炉2の内部における導入筒2bと
本体2aとの境界領域近傍が一次燃焼領域とされてい
る。その一次燃焼領域へ、燃料ガス源Fから燃料ガスを
導入する燃料ガス導入用配管3と、複数のCVD反応炉
R1、R2から排出される排ガスを導入する排ガス導入
用配管4と、支燃性ガス源Aから支燃性ガスを導入する
支燃性ガス導入用配管5とが設けられている。各CVD
反応炉R1、R2から排出される排ガスは互いに接触す
ることなく排ガス導入用配管4により一次燃焼領域内に
導入可能とされている。その支燃性ガスの一部と燃料ガ
スの一部とはパイロットバーナ2dを介して一次燃焼領
域に導入され、そのパイロットバーナ2dにより燃料ガ
スに着火されることで、一次燃焼領域において火炎が形
成される。その支燃性ガスの残部は導入筒2bの周壁か
ら一次燃焼領域に導入される。その燃料ガスの残部と排
ガスとは、一次燃焼領域に導入される前に予め混合され
る。
【0009】その排出筒2cの内部は、本体2aを介し
て一次燃焼領域に通じることで、その一次燃焼領域より
も燃焼ガスの流れの下流に位置する二次燃焼領域とされ
ている。その二次燃焼領域へ、支燃性ガスを導入する支
燃性ガス導入用配管6が設けられている。その排出筒2
c内の二次燃焼領域を囲む上記冷却ジャケット2eに、
冷却水供給配管7と冷却水排出配管8とが接続されてい
る。これにより、その二次燃焼領域において燃焼ガスを
冷却する。その燃料ガスとして、例えば液化石油ガス
(LPG)、液化天然ガス(LNG)、水素ガス或いは
これらの混合ガス等を用いることができる。また、その
支燃性ガスとして、例えば空気や、空気に必要に応じて
酸素を添加した酸素富化空気等を用いることができる。
その一次燃焼領域への排ガス、燃料ガス、支燃性ガスの
導入量、二次燃焼領域への支燃製ガスの導入量は図外バ
ルブの操作により調節可能とされている。その排出筒2
cの上部に燃焼ガスの排気ダクト9が接続され、その排
気ダクト9を介して燃焼ガスは図外後処理装置に送ら
れ、冷却、洗浄、固形物除去、希釈等の後処理が行われ
た後に排気される。
【0010】上記処理装置1により、燃焼炉2の一次燃
焼領域において排ガスと燃料ガスとが支燃性ガスの存在
下に、燃焼炎が還元炎となるように不完全燃焼させら
れ、COを含む燃焼ガスが生成される。その一次燃焼領
域における排ガスの燃焼は本体2a内で継続され、その
燃焼により生じた燃焼ガスは排出筒2c内の二次燃焼領
域に至る。その二次燃焼領域において、その二次燃焼領
域に導入される支燃性ガスの存在下に、その燃焼ガスに
含まれるCOが酸化するように燃焼させられる。この
際、その一次燃焼領域および本体2aにおける燃焼温度
は、排ガスとしてCF 4 を燃焼させる時は1300℃以
上、好ましくは1400℃以上、さらに好ましくは15
00℃以上とされ、その二次燃焼領域における燃焼温度
は900℃以上とするのが好ましい。その一次燃焼領域
における燃焼の空気比は、その一次燃焼領域と二次燃焼
領域とにおける燃焼全体の空気比よりも低くされる。そ
の一次燃焼領域における燃焼の空気比は0.8〜1.0
5とするのが好ましい。本実施形態では、一次燃焼領域
においてパイロットバーナ2dによって燃料ガスを燃焼
させることにより形成される火炎の全体が還元炎となる
ように燃焼条件が定められる。その空気比が0.8未満
になると煤が発生し、また、温度を十分に上昇させるの
が困難になり、1.05を超えるとPFCの分解率が低
下し、またNOxの生成を十分に抑制できなくなること
による。また、本実施形態においては、その二次燃焼領
域における燃焼を完全燃焼とすることで、その一次燃焼
領域における不完全燃焼により生成されるCOを酸化す
る。その一次燃焼領域と二次燃焼領域とにおける燃焼全
体の空気比は1.1以上とするのが好ましく、1.1〜
1.5とするのがより好ましい。その空気比が1.1未
満になるとCOを完全燃焼させるのが困難になり、ま
た、1.5を超えると必要以上に支燃性ガスを導入する
必要があることによる。
【0011】上記実施形態によれば、排ガスと燃料ガス
とを空気等の酸素を含む支燃性ガスの存在下に燃焼させ
るに際して、一次燃焼領域における燃焼の空気比を、そ
の一次燃焼領域と二次燃焼領域とにおける燃焼全体の空
気比よりも低くするので、一次燃焼領域における燃焼温
度を二次燃焼領域における燃焼温度よりも高くすること
ができる。これにより、一次燃焼領域において安定なP
FC等を含む排ガスを分解するのに必要な高温を得るこ
とができる。しかも、一次燃焼領域においては二次燃焼
領域におけるよりも酸素が少なくなるので、CF4 を燃
焼分解させる1300℃以上の高温下であってもサーマ
ルNOxの生成を抑制することができる。さらに、NH
3 やN2 O等の含窒素化合物が排ガスとして導入される
場合でも窒素ガスに還元分解されやすく、NOxへの転
化割合が低くなり、フューエルNOxの生成を抑制でき
る。さらに、一次燃焼領域で排ガスと燃料ガスとを支燃
性ガスの存在下において不完全燃焼させ、その燃焼によ
り形成される火炎全体を還元炎とすることで、水素ラジ
カルの様な還元性の活性種により一次燃焼領域でPFC
の分解を促進できる。一方、一次燃焼領域における燃焼
を空気比を低くして不完全燃焼とすることで、一次燃焼
領域においてCOが副生されやすくなるが、二次燃焼領
域において支燃性ガスを導入して完全燃焼することで、
そのCOを全て酸化することができる。そのCOの酸化
は900℃以上で容易に行えるため、二次燃焼領域にお
いて支燃性ガスを導入することで温度が低下しても問題
はない。さらに、その二次燃焼領域において燃焼ガスを
冷却することで、燃焼炉2から排出される燃焼ガスの冷
却部の材質や冷却方法の選択に余裕が出てくる。さら
に、排ガスを一次燃焼領域において完全燃焼させる必要
がないので燃焼炉2内の空気比のマージンが大きくな
り、二次燃焼領域で導入される支燃性ガスで空気比を調
整可能であるため、燃焼排ガス中のCOやNOxを低く
抑えることができる。
【0012】本発明は上記実施形態に限定されない。排
ガスの処理装置の形態は、上記のように本体2aの上面
から突出する導入筒2bと排出筒2cとを有するものに
限定されず、例えば筒状体であって、その筒状体の一端
側内部空間が一次燃焼領域とされ、他端側内部空間が二
次燃焼領域とされてもよい。
【0013】
【実施例】上記実施形態の排ガスの処理装置1を用いて
排ガスの燃焼実験を行った。その処理装置1の本体2a
における外壁2a′は幅600mm×高500mm×奥
行350mmとし、キャスタブル2′は厚さ100mm
とし、導入筒2bにおける外壁2b′は内径200m
m、高さ250mmとし、キャスタブル2′は厚さ50
mmとし、排出筒2cにおける外壁2c′は内径300
mm、高さ300mmとし、内壁2c″は内径250m
m、高さ300mmとし、キャスタブル2′は厚さ50
mmとした。比較例1−1として、燃料ガスとしてプロ
パンガスを10L/min、排ガスとして窒素を100
L/min、CF4 を1L/minで導入した。冷却ジ
ャケット2eに冷却水を5L/min導入した。また、
一次燃焼領域にのみ支燃性ガスとして空気を240L/
min導入して空気比を1.01とし、二次燃焼領域に
空気を導入しなかった。燃焼炉2の本体2aにおける温
度は1550℃、排出筒2cにおける出口温度は700
℃であった。この時、排出筒2cの出口におけるCF
4 、CO及びNOxを、フーリエ変換式赤外分光法(F
T‐IR)等で測定した結果、CF4 は45ppm、C
Oは100ppm、NOxは50ppmであった。ここ
で、CF4 の分解率を燃焼ガスの風量増加を考慮し算出
すると98.5%であった。実施例1−2として、比較
例1−1の状態に対して、二次燃焼領域に支燃性ガスと
して空気を20L/min導入し、一次燃焼領域と二次
燃焼領域とにおける燃焼全体の空気比を1.10とし、
同様の測定を行った。この場合、CF4 は45ppm、
COは25ppm、NOxは50ppmで、CF4 の分
解率は98.5%であった。
【0014】比較例2−1として、比較例1−1の状態
に対して、一次燃焼領域における支燃性ガスの導入量を
増大して一次燃焼領域における空気比を1.10とし、
同様の測定を行った。この場合、CF4 は150pp
m、COは23ppm、NOxは70ppmで、CF4
の分解率は95.0%であった。比較例2−2として、
比較例1−1の状態に対して、一次燃焼領域における支
燃性ガスの導入量を減少させて一次燃焼領域における空
気比を0.98とし、同様の測定を行った。この場合、
CF4 は38ppm、COは650ppm、NOxは4
3ppmで、CF4 の分解率は98.7%であった。実
施例2−3として、比較例1−1の状態に対して、一次
燃焼領域における支燃性ガスの導入量を減少させて一次
燃焼領域における空気比を0.98とし、二次燃焼領域
に支燃性ガスとして空気を導入し、一次燃焼領域と二次
燃焼領域とにおける燃焼全体の空気比を1.10とし、
同様の測定を行った。この場合、CF4は37ppm、
COは20ppm、NOxは45ppmで、CF4 の分
解率は98.7%であった。比較例2−4として、比較
例1−1の状態に対して、一次燃焼領域における支燃性
ガスの導入量を減少させて一次燃焼領域における空気比
を0.95とし、同様の測定を行った。この場合、CF
4 は25ppm、COは3200ppm、NOxは33
ppmで、CF4 の分解率は99.1%であった。実施
例2−5として、比較例1−1の状態に対して、一次燃
焼領域における支燃性ガスの導入量を減少させて一次燃
焼領域における空気比を0.95とし、二次燃焼領域に
支燃性ガスとして空気を導入し、一次燃焼領域と二次燃
焼領域とにおける燃焼全体の空気比を1.10とし、同
様の測定を行った。この場合、CF4は25ppm、C
Oは20ppm、NOxは32ppmで、CF4 の分解
率は99.1%であった。実施例2−6として、比較例
1−1の状態に対して、燃料ガスの導入量を減少して一
次燃焼領域における燃焼炉2の本体2aにおける温度を
1500℃とし、一次燃焼領域における支燃性ガスの導
入量を減少させて一次燃焼領域における空気比を0.9
5とし、二次燃焼領域に支燃性ガスとして空気を導入
し、一次燃焼領域と二次燃焼領域とにおける燃焼全体の
空気比を1.10とし、同様の測定を行った。この場
合、CF4 は85ppm、COは21ppm、NOxは
28ppmで、CF4 の分解率は97.1%であった。
実施例2−7として、比較例1−1の状態に対して、燃
料ガスの導入量を減少して一次燃焼領域における燃焼炉
2の本体2aにおける温度を1450℃とし、一次燃焼
領域における支燃性ガスの導入量を減少させて一次燃焼
領域における空気比を1.00とし、二次燃焼領域に支
燃性ガスとして空気を導入し、一次燃焼領域と二次燃焼
領域とにおける燃焼全体の空気比を1.10とし、同様
の測定を行った。この場合、CF4 は440ppm、C
Oは15ppm、NOxは28ppmで、CF4 の分解
率は85.0%であった。実施例2−8として、比較例
1−1の状態に対して、燃料ガスの導入量を減少して一
次燃焼領域における燃焼炉2の本体2aにおける温度を
1450℃とし、一次燃焼領域における支燃性ガスの導
入量を減少させて一次燃焼領域における空気比を0.9
5とし、二次燃焼領域に支燃性ガスとして空気を導入
し、一次燃焼領域と二次燃焼領域とにおける燃焼全体の
空気比を1.10とし、同様の測定を行った。この場
合、CF4 は290ppm、COは18ppm、NOx
は25ppmで、CF4 の分解率は90.1%であっ
た。実施例2−9として、比較例1−1の状態に対し
て、燃料ガスの導入量を減少して一次燃焼領域における
燃焼炉2の本体2aにおける温度を1450℃とし、一
次燃焼領域における支燃性ガスの導入量を減少させて一
次燃焼領域における空気比を0.90とし、二次燃焼領
域に支燃性ガスとして空気を導入し、一次燃焼領域と二
次燃焼領域とにおける燃焼全体の空気比を1.10と
し、同様の測定を行った。この場合、CF4 は210p
pm、COは24ppm、NOxは23ppmで、CF
4 の分解率は92.9%であった。比較例2−10とし
て、比較例1−1の状態に対して、燃料ガスの導入量を
減少して一次燃焼領域における燃焼炉2の本体2aにお
ける温度を1200℃とし、一次燃焼領域における支燃
性ガスの導入量を減少させて一次燃焼領域における空気
比を0.95とし、同様の測定を行った。この場合、C
4 は4200ppm、COは3500ppm、NOx
は15ppmで、CF4 の分解率は10%未満であっ
た。実施例2−11として、比較例1−1の状態に対し
て、燃料ガスの導入量を減少して一次燃焼領域における
燃焼炉2の本体2aにおける温度を1200℃とし、一
次燃焼領域における支燃性ガスの導入量を減少させて一
次燃焼領域における空気比を0.95とし、二次燃焼領
域に支燃性ガスとして空気を導入し、一次燃焼領域と二
次燃焼領域とにおける燃焼全体の空気比を1.10と
し、同様の測定を行った。この場合、CF4 は4130
ppm、COは20ppm、NOxは15ppmで、C
4 の分解率は10%未満であった。以下の表1に上記
実施例および比較例の実験結果を示す。
【0015】
【表1】
【0016】比較例3−1、実施例3−2、比較例3−
3、実施例3−4、比較例3−5として、比較例1−1
の状態に対して、排ガスをアンモニアガス2L/min
と窒素100L/minに変更した。比較例3−1で
は、比較例1−1の状態に対して、一次燃焼領域におけ
る支燃性ガスの導入量を減少させて一次燃焼領域におけ
る空気比を0.95とし、同様の測定を行った。この場
合、COは9500ppm、NOxは430ppmであ
った。実施例3−2では、比較例3−1の状態に対し
て、二次燃焼領域に支燃性ガスとして空気を導入し、一
次燃焼領域と二次燃焼領域とにおける燃焼全体の空気比
を1.10とし、同様の測定を行った。この場合、CO
は25ppm、NOxは450ppmであった。比較例
3−3では、比較例3−1の状態に対して、一次燃焼領
域における支燃性ガスの導入量を増大させて一次燃焼領
域における空気比を1.00とし、同様の測定を行っ
た。この場合、COは730ppm、NOxは600p
pmであった。実施例3−4では、比較例3−1の状態
に対して、一次燃焼領域における支燃性ガスの導入量を
増大させて一次燃焼領域における空気比を1.00と
し、二次燃焼領域に支燃性ガスとして空気を導入し、一
次燃焼領域と二次燃焼領域とにおける燃焼全体の空気比
を1.10とし、同様の測定を行った。この場合、CO
は25ppm、NOxは580ppmであった。比較例
3−5では、比較例3−1の状態に対して、一次燃焼領
域における支燃性ガスの導入量を増大させて一次燃焼領
域における空気比を1.20とし、同様の測定を行っ
た。この場合、COは15ppm、NOxは1400p
pmであった。以下の表2に上記実施例および比較例の
実験結果を示す。なお、アンモニアはどの条件でも5p
pm以下であった。
【0017】
【表2】
【0018】比較例4−1、比較例4−2、実施例4−
3として、比較例1−1の状態に対して、排ガスを亜酸
化窒素1L/minと窒素100L/minに変更し、
比較例4−4、実施例4−5、比較例4−6として、比
較例1−1の状態に対して、排ガスを三フッ化窒素(N
3 )1L/minと窒素100L/minに変更し
た。比較例4−1では、比較例1−1の状態に対して、
一次燃焼領域における支燃性ガスの導入量を減少させて
一次燃焼領域における空気比を1.00とし、同様の測
定を行った。この場合、COは55ppm、NOxは7
50ppmであった。比較例4−2では、比較例4−1
の状態に対して、一次燃焼領域における支燃性ガスの導
入量を減少させて一次燃焼領域における空気比を0.9
5とし、同様の測定を行った。この場合、COは320
0ppm、NOxは250ppmであった。実施例4−
3では、比較例4−1の状態に対して、一次燃焼領域に
おける支燃性ガスの導入量を減少させて一次燃焼領域に
おける空気比を0.95とし、二次燃焼領域に支燃性ガ
スとして空気を導入し、一次燃焼領域と二次燃焼領域と
における燃焼全体の空気比を1.10とし、同様の測定
を行った。この場合、COは30ppm、NOxは27
0ppmであった。比較例4−4では、比較例1−1の
状態に対して、一次燃焼領域における支燃性ガスの導入
量を減少させて一次燃焼領域における空気比を0.98
とし、同様の測定を行った。この場合、COは4200
ppm、NOxは350ppmであった。実施例4−5
では、比較例4−4の状態に対して、二次燃焼領域に支
燃性ガスとして空気を導入し、一次燃焼領域と二次燃焼
領域とにおける燃焼全体の空気比を1.10とし、同様
の測定を行った。この場合、COは25ppm、NOx
は370ppmであった。比較例4−6では、比較例1
−1の状態に対して、燃料ガスの導入量を減少して一次
燃焼領域における燃焼炉2の本体2aにおける温度を9
00℃とし、一次燃焼領域における支燃性ガスの導入量
を増大させて一次燃焼領域における空気比を1.50と
し、同様の測定を行った。この場合、COは15pp
m、NOxは900ppmであった。以下の表3に上記
実施例および比較例の実験結果を示す。なお、NF3
2 Oはどの条件でも共に10ppm以下であった。
【0019】
【表3】
【0020】上記実施例および比較例から、一次燃焼領
域における空気の減少によりCF4 、NOxは減少し、
二次燃焼領域の空気の増加によりCOは減少し、CF4
を燃焼分解する上では燃焼温度を1500℃以上にする
のが好ましいことが確認される。
【0021】
【発明の効果】本発明方法によれば、燃焼炉の一次燃焼
領域において空気過剰率を抑えた燃焼条件でPFCの分
解効率の向上を図り、二次燃焼領域でCOの酸化と燃焼
ガスの冷却を行うことにより、分解に高温を要するPF
Cを含む排ガスの処理をCOを副生することなく、複雑
な燃焼制御を行うことなく、排ガスの組成変動に影響さ
れることなく行うことができ、さらにサーマルNOxや
フューエルNOxの発生も低減でき、しかも燃焼ガスの
冷却にも寄与できる排ガスの処理方法と処理装置を提供
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の排ガスの処理装置の構成説
明図
【符号の説明】
1 排ガスの処理装置 2 燃焼炉 2e 冷却ジャケット 3 燃料ガス導入用配管 4 排ガス導入用配管 5 支燃性ガス導入用配管 6 支燃性ガス導入用配管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F27D 17/00 104 F27D 17/00 104D 104Z B01D 53/34 134E (72)発明者 新濱 正敏 兵庫県加古郡播磨町宮西346番地の1住友 精化株式会社ガス・エンジニアリング事業 部内 (72)発明者 中川 正明 奈良県北葛城郡広陵町弁財天348―3 (72)発明者 後藤 宏明 奈良県生駒郡安堵町笠目520 Fターム(参考) 3K065 TA06 TB09 TB12 TC04 TD05 TE01 TE02 TF03 TG02 TG04 TH01 TH02 TH17 TL01 TN01 TN16 3K078 AA05 AA07 AA08 BA20 BA24 BA25 BA26 BA28 BA29 CA03 CA09 CA12 4D002 AA12 AA13 AA22 AA26 AA27 AC10 BA05 BA06 DA70 4K056 AA09 CA18 DB03 DB10

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】燃料ガスと支燃性ガスと少なくともパーフ
    ルオロカーボンを含む排ガスとを燃焼炉における一次燃
    焼領域に導入し、その一次燃焼領域において燃料ガスと
    排ガスとを支燃性ガスの存在下に燃焼炎が還元炎となる
    ように不完全燃焼させ、その燃焼炉における一次燃焼領
    域よりも燃焼ガスの流れの下流に位置する二次燃焼領域
    に支燃性ガスを導入し、その二次燃焼領域において、そ
    の不完全燃焼により生成された燃焼ガスを、その支燃性
    ガスの存在下に燃焼ガスに含まれる一酸化炭素が酸化す
    るように燃焼させ、その一次燃焼領域における燃焼の空
    気比を、その一次燃焼領域と二次燃焼領域とにおける燃
    焼全体の空気比よりも低くすることを特徴とする排ガス
    の処理方法。
  2. 【請求項2】そのパーフルオロカーボンとしてテトラフ
    ルオロカーボンを含み、その一次燃焼領域における燃焼
    温度を1300℃以上とする請求項1に記載の排ガスの
    処理方法。
  3. 【請求項3】その一次燃焼領域へ窒素化合物を含む排ガ
    スを導入する請求項1または2に記載の排ガスの処理方
    法。
  4. 【請求項4】その一次燃焼領域における燃焼炎の全体を
    還元炎とする請求項1〜3の中の何れかに記載の排ガス
    の処理方法。
  5. 【請求項5】その二次燃焼領域における燃焼を完全燃焼
    とすることで、その一次燃焼領域における不完全燃焼に
    より生成される一酸化炭素を酸化する請求項1〜4の中
    の何れかに記載の排ガスの処理方法。
  6. 【請求項6】その二次燃焼領域において燃焼ガスを冷却
    する請求項1〜5の中の何れかに記載の排ガスの処理方
    法。
  7. 【請求項7】その一次燃焼領域における燃焼の空気比を
    0.8〜1.05とする請求項1〜6の中の何れかに記
    載の排ガスの処理方法。
  8. 【請求項8】燃焼炉と、その燃焼炉における一次燃焼領
    域への排ガス導入用配管と、その一次燃焼領域への燃料
    ガス導入用配管と、その一次燃焼領域への支燃性ガス導
    入用配管と、その燃焼炉における一次燃焼領域よりも燃
    焼ガスの流れの下流に位置する二次燃焼領域への支燃性
    ガス導入用配管とを備え、各燃焼領域へのガス導入量は
    調節可能とされ、その一次燃焼領域に導入される排ガス
    と燃料ガスとが、その一次燃焼領域に導入される支燃性
    ガスの存在下に一次燃焼領域で燃焼されることで燃焼ガ
    スが生成され、その燃焼ガスが二次燃焼領域に導入され
    る支燃性ガスの存在下に二次燃焼領域で燃焼され、その
    一次燃焼領域における燃焼の空気比は、その燃焼炎が還
    元炎となるように設定されることを特徴とする排ガスの
    処理装置。
  9. 【請求項9】その二次燃焼領域における燃焼ガスの冷却
    手段が設けられている請求項8に記載の排ガスの処理装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100650937B1 (ko) 2005-11-09 2006-11-29 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 폐가스 정화처리장치의 버너조립체
EP2957334A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-23 Ebara Corporation Exhaust gas treatment apparatus
JP2017142004A (ja) * 2016-02-09 2017-08-17 大陽日酸株式会社 排ガス処理方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011114292A1 (de) * 2011-09-23 2013-03-28 Eisenmann Ag Thermische Nachverbrennungsanlage sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen
CN102425798A (zh) * 2011-10-19 2012-04-25 北京和升达信息安全技术有限公司 一种具有二级高温燃烧功能的高温销毁炉

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3160437B2 (ja) * 1993-09-29 2001-04-25 三菱重工業株式会社 ボイラ火炉
JP2000257811A (ja) * 1999-03-03 2000-09-22 Hitachi Ltd 微粉炭燃焼方法及び微粉炭燃焼装置並びに微粉炭燃焼バーナ
JP2001054721A (ja) * 1999-06-04 2001-02-27 Kashiyama Kogyo Kk フロン類の分解方法および分解装置
JP2001023969A (ja) * 1999-07-13 2001-01-26 Matsushita Electronics Industry Corp 排ガスモニタを備えたプラズマ装置およびその動作方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100650937B1 (ko) 2005-11-09 2006-11-29 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 폐가스 정화처리장치의 버너조립체
EP2957334A1 (en) * 2014-06-20 2015-12-23 Ebara Corporation Exhaust gas treatment apparatus
JP2017142004A (ja) * 2016-02-09 2017-08-17 大陽日酸株式会社 排ガス処理方法

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