JP2004330135A

JP2004330135A - 排ガス処理装置および処理方法

Info

Publication number: JP2004330135A
Application number: JP2003131586A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Tomita; 茂樹富田
Original assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Current assignee: Toshiba Plant Systems and Services Corp
Priority date: 2003-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2004-11-25

Abstract

【課題】排ガス中から微粒子状の塩化アンモニウムを効率よく除去し、白煙発生を防止する。
【構成】排ガス処理装置１は吸気部３、処理部４および排気部５を備え、処理部４にグリセリン１４を保持したガス接触部８を設け、そのガス接触部８に配置した網状体９にグリセリン１４を保持し、ブロワ６から供給された排ガスがガス接触部８を通過する際に、排ガスに含まれている塩化アンモニウム１５がグリセリン１４に吸着し除去される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は排ガスの処理装置および処理方法に関し、詳しくは排ガスに含まれている塩化アンモニウムを吸着除去して処理する装置および処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種プラントや施設では種々の排ガスが排出され、通常、それらは排ガス処理装置で浄化してから外部に排出される。排ガス中には種々の有害成分や不純物が含まれるが、排ガス処理装置ではそれら除去成分に適合した処理方法が採用される。
【０００３】
例えば除去成分がイオン性を有する場合は、乾式スクラバーを使用し、それに充填したイオン交換樹脂と排ガスを接触させ、排ガスに含まれている除去成分をイオン交換により除去する。また除去成分が粉塵などの細かい粒子の場合は湿式スクラバーやバグフィルター等の処理装置が採用される。
【０００４】
一方、半導体製造工程から排出される排ガスの中には、数ミクロンまたはそれ以下の微粒子状の塩化アンモニウムを含むものがある。このような微粒子状の塩化アンモニウムを排ガスから効率的に除去するにはかなりの困難性が伴い、例えば乾式スクライバーのイオン交換により除去しようとしても、十分な効果を発揮することはできない。
【０００５】
また、粒子状物質を比較的効率的に捕集し除去できると言われている湿式スクラバーを使用しても、排ガスに含まれている微粒子状の塩化アンモニウムは殆ど除去できない。このように排ガス中の塩化アンモニウムを十分に除去できずにそのまま外部に排出すると、白煙を発生して周囲環境に悪影響を与えるという問題がある。
【０００６】
一方、バグフィルターのような濾過装置を適切に使用した場合は、微粒子状の塩化アンモニウムをかなりのレベルまで捕集して除去できる。しかしバグフィルターを微粒子除去に使用すると圧力損失が大きく、目詰まりを頻繁に起こすという問題があり、安定した効率のよい処理方法とはいえない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は従来の処理装置の問題を解決することを課題とし、排ガスに含まれている塩化アンモニウムを効率よく除去して白煙排出を防止できる処理装置および処理方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する本発明は、排ガスが通過する処理部を有し、該処理部で排ガスに含まれている塩化アンモニウムを除去する排ガス処理装置である。そして本処理装置において、前記処理部にグリセリンを保持したガス接触部を設け、ガス接触部を排ガスが通過する際に、排ガスに含まれている塩化アンモニウムをグリセリンに吸着し除去するように構成したことを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
上記処理装置において、前記ガス接触部に少なくとも１段の網状体を配置し、その網状体にグリセリンを保持することができる（請求項２）。
【００１０】
また前記課題を解決する処理方法は、排ガスに含まれている塩化アンモニウムを除去する処理方法である。そして本処理方法は排ガスをグリセリンと接触させ、排ガスに含まれている塩化アンモニウムを該グリセリンに吸着して除去することを特徴とする（請求項３）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面により説明する。図１は本発明に係る排ガス処理装置のプロセスフロー図である。排ガス処理装置１は閉鎖型の本体２を備え、本体２には吸気部３、処理部４および排気部５が順に設けられる。吸気部３の入口側は排ガスを供給するブロワ６を設けたダクト等の排ガス供給路７に連通し、排気部５の出口側は図示しないダクト等の排ガス排出路に接続される。
【００１２】
排気部５の壁体を透明または半透明の硬質な塩ビ板またはアクリル樹脂板等のプラスチック板材で構成することにより、処理部４から排出する排ガスの状況、例えば白煙の有無等を外部から目視により確認することができる。
また、ブロワ６は吸気部３の入口側に設ける代りに排気部５の出口側に設けることもできる。排ガス中に塩化アンモニウム以外の有毒もしくは危険なガスが含まれているような場合は、排気ガス処理装置１の内部圧を負圧にして運転することが望ましいので、ブロワ６を排気部５の出口側に設ける。
【００１３】
処理部４に排ガス流路により形成されるガス接触部８が設けられ、そのガス接触部８には排ガスの流通方向に所定間隔で複数段の網状体９が互いに平行に、且つ着脱自在に装着される。なお、網状体９の段数を増せばそれに応じて排ガスとグリセリンとの接触時間が増加するので、排ガスに含まれている塩化アンモニウムの処理量等によりその段数を選択するが、場合によっては２段程度でよい。
【００１４】
排気部５にはミストセパレータ１０が配置され、後述するように処理部４から流出する余分なグリセリンミストをそこで捕捉できるようになっている。また吸気部３には排ガスのサンプルを採取する試料採取部１１が設けられ、排気部５にも同様な試料採取部１２が設けられる。
【００１５】
図２は図１のＡ−Ａ断面図である。処理部４に形成されたガス接触部８の周壁に支持部１３が設けられ、その支持部１３にボルト等の固定具で網状体９が着脱自在に装着される。網状体９は耐食性を有するステンレス金網や硬質プラスチック製の網等により構成することができる。
【００１６】
前述したように本発明の特徴は、処理部４に設けたガス接触部８にグリセリンを保持させ、ガス接触部８を排ガスが通過する際に、含まれている塩化アンモニウムをグリセリンに吸着して除去することにある。グリセリンは無色無臭の高粘性を有する液体であり、例えば１００％濃度の場合２０℃において１５００センチポイズ程度あり、塩化アンモニウムへの可溶性は２０℃において２０．０６ｇ／１００ｇになる。
【００１７】
ブロワ６を運転すると排ガスは排ガス供給路７から吸気部３を経て処理部４に流入し、ガス接触部８の網状体９に保持されたグリセリンと接触する。すると排ガス中に含まれている微粒子状の塩化アンモニウムは、先ずグリセリンの高粘性により吸着し捕捉され、次いでグリセリンに溶解して排ガスから効率よく除去される。そして塩化アンモニウムを除去された排ガスは排気部５から外部に排出される。その際、網状体９に保持されたグリセリンの一部が排気部５側に飛散した場合には、そのグリセリンを排気部５に設けたミストセパレータ１０で捕捉する。
【００１８】
網状体９にグリセリンを保持させるには、例えば浸漬槽に１００％濃度のグリセリンを収容し、周囲から加温してグリセリンの粘性を下げた状態で１枚または数枚の網状体９を浸漬する。次いでグリセリンの温度を徐々に下げて粘性を上げると、網状体９にグリセリンが均一に付着する。その状態で網状体９を引き上げると、グリセリンが膜状に塗布された状態、もしくは微細な空隙部が均一に分散した状態の網状体９が得られる。
【００１９】
なお実験によると、水で希釈したグリセリンを用いると、排気ガス中に塩化アンモニウムの粒子が存在した場合にグリセリンがそれと発熱反応して網状体９から剥離することがある。そのため網状体９を浸漬する際のグリセリンは１００％濃度のものを用いることが望ましい。
【００２０】
図３は図２の要部拡大図であり、図４はグリセリンを保持した網状体９に排ガスを通過させ、その排ガスに含まれている塩化アンモニウムを捕捉している状態を示す概念図である。網状体９は格子状に編まれた縦線体９ａと横線体９ｂにより構成され、グリセリン１４はそれら縦線体９ａと横線体９ｂに付着する。
【００２１】
網状体９は、グリセリン１４が均一な膜状または微細な空隙部が均一に分散した状態に付着できるような構造が望ましい。実験によれば、縦線体９ａと横線体９ｂの直径を１〜３ｍｍ、空隙率を６０〜８０の範囲にすると良好な結果が得られることが分かった。
なお網状体９の代わりに空隙率の大きいパンチングメタルなどの多孔板にグリセリンを保持させることもできる。しかし網状体９のほうが圧損の低いものを容易に作れるので望ましい。
【００２２】
前記処理部４におけるガス接触部８に配置した網状体９に、図４に示す矢印のように排ガスが流通すると、それに含まれている微粒子状の塩化アンモニウム１５がグリセリン１４に捕捉されて溶解し、グリセリン中に取り込まれて除去される。
なお使用開始時に網状体９にグリセリン１４が均一な薄膜状に保持されている場合にも排ガスは良好に網状体９を通過して塩化アンモニウム１５がグリセリン１４に捕捉される。このようになるのは、排ガスの風圧により、グリセリン膜に微小な裂け目が多数生じ、排ガスがその裂け目部分を通って排気部側に流れるものと推定される。
【００２３】
図１において、ブロワ６を連続運転して処理部４に長時間排ガスを通過させると、網状体９に保持したグリセリン中に塩化アンモニウムの蓄積量が次第に増加し、或いはグリセリンの一部が下流側に飛散する等により、網状体９における塩化アンモニウムの除去性能は次第に低下していく。そこでその除去性能が限界付近まで低下した時点で使用していた網状体９を新しいものと交換する。
【００２４】
網状体の除去性能は処理部４の入口側と出口側の塩化アンモニウムの濃度差により管理することができる。そこで本実施形態では、前記のように吸気部３と排気部５にそれぞれ試料採取部１１および１２を設け、それらから排ガス試料を採取して測定できるようにしている。
【００２５】
前記実施形態では、処理部４のガス接触部８をガス通路により構成し、そこに配置した網状体９にグリセリンを保持させたが、これに限らず、例えばグリセリンを貯留した槽とそれに排ガスを吹き込むノズルによりガス接触部８を構成し、ノズルから噴出した排ガス中の塩化アンモニウムをグリセリンに吸着することもできる。この方法は装置構成が簡単でメンテナンスも容易になるが、排ガスの圧力損失が大きいのでブロワ６の通風容量が大きい場合に適用される。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明の排ガス処理装置は、排ガスの処理部にガス接触部を設け、そのガス接触部にグリセリンを保持し、ガス接触部を排ガスが通過する際に、排ガスに含まれている塩化アンモニウムをグリセリンに吸着し除去するように構成したことを特徴とする。本処理装置により排ガスを処理すると、グリセリンの粘性による捕捉作用および溶解作用により、排ガス中から微粒子状の塩化アンモニウムを効率よく捕捉して除去でき、それによって装置の出口側に白煙等が発生することを防止できる。
【００２７】
上記処理装置において、前記ガス接触部に少なくとも１段の網状体を配置し、その網状体にグリセリンを保持することができる。このようにガス接触部にグリセリンを保持した網状体を配置することにより、低い圧力損失で効率よく塩化アンモニウムを除去することができる。
【００２８】
また本発明の排ガス処理方法は、排ガスに含まれている塩化アンモニウムを除去する処理方法である。そして本処理方法は排ガスをグリセリンと接触させ、排ガスに含まれている塩化アンモニウムを該グリセリンに吸着し除去することを特徴とする。本処理方法によれば、グリセリンの粘性による捕捉作用および溶解作用により、排ガス中から微粒子状の塩化アンモニウムを効率よく捕捉して除去でき、処理済みの排ガスに白煙が発生することを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る排ガス処理装置のプロセスフロー図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】図２の要部拡大図。
【図４】グリセリンを保持した網状体９に排ガスを通過させて含まれている塩化アンモニウムを捕捉している状態を示す概念図。
【符号の説明】
１排ガス処理装置
２本体
３吸気部
４処理部
５排気部
６ブロワ
７排ガス供給路
８ガス接触部
９網状体
９ａ縦線体
９ｂ横線体
１０ミストセパレータ
１１，１２試料採取部
１３支持部
１４グリセリン
１５塩化アンモニウム

Claims

排ガスが通過する処理部４を有し、該処理部４で排ガスに含まれている塩化アンモニウム１５を除去する排ガス処理装置１において、前記処理部４にグリセリン１４を保持したガス接触部８を設け、ガス接触部８を排ガスが通過する際に、排ガスに含まれている塩化アンモニウム１５をグリセリン１４に吸着し除去するように構成したことを特徴とする排ガス処理装置。
請求項１において、前記ガス接触部８に少なくとも１段の網状体９を配置し、その網状体９にグリセリン１４を保持したことを特徴とする排ガス処理装置。
排ガスに含まれている塩化アンモニウム１５を除去する処理方法において、排ガスをグリセリン１４と接触させ、排ガスに含まれている塩化アンモニウム１５を該グリセリン１４に吸着して除去することを特徴とする排ガス処理方法。