JP2005152858A

JP2005152858A - フッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置

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Publication number: JP2005152858A
Application number: JP2003398953A
Authority: JP
Inventors: Toshio Awaji; 敏夫淡路
Original assignee: CLEAN TECHNOLOGY CO Ltd
Current assignee: CLEAN TECHNOLOGY CO Ltd
Priority date: 2003-11-28
Filing date: 2003-11-28
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2023-11-28
Also published as: JP4340522B2

Abstract

【課題】フッ素化合物を含有する排ガスの腐食性を弱めるとともに、排ガスが流通する配管を加熱水蒸気により生成される酸化皮膜により保護することにより、排ガスが流通する配管の腐食を大幅に抑制することができるフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置を提供すること。
【解決手段】フッ素化合物を含有する排ガスを導入して加熱分解処理する加熱装置１と、この加熱装置１で加熱分解処理された排ガスを導入して洗浄処理する洗浄装置２とを備えたフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置において、排ガスの分解媒体を加熱装置に添加する分解媒体添加装置３を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、フッ素化合物を含有する排ガスの処理方法に関し、特に、フッ素化合物を含有する排ガスの腐食性を弱めるとともに、排ガスが流通する配管を加熱水蒸気により生成される酸化皮膜により保護することにより、排ガスが流通する配管の腐食を大幅に抑制することができるフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置に関するものである。

ＰＦＣ（perfluoro-compound、パーフルオロ化合物）ガスは、ＣＦ_４、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、ＳＦ_６、ＮＦ_３などの総称であり、ＰＦＣガスは、半導体エッチング用ガスや半導体用ＣＶＤ装置のクリーニング用ガス、絶縁ガスなどに使用されている。
このＰＦＣガスは、地球温暖化ガスであり、大気放出の規制対象になっているため、種々の分解方法が検討されており、例えば、ヒータによって加熱分解処理した後、水で洗浄処理する処理方法及び処理装置が提案されている。

ところで、ＰＦＣガスを熱分解にて処理する場合、Ｆ_２等の腐食性ガスが発生する。このため、ヒータ式の熱分解ではヒータの炉心管等の配管の腐食が大きな問題となり、従来では、炉心管等の配管に耐食性に富んだ金属や高純度セラミックスを用いる必要があり、処理装置が高価になるという問題があった。

本発明は、上記従来のＰＦＣガス等のフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置が有する問題点に鑑み、フッ素化合物を含有する排ガスの腐食性を弱めるとともに、排ガスが流通する配管を加熱水蒸気により生成される酸化皮膜により保護することにより、排ガスが流通する配管の腐食を大幅に抑制することができるフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法は、フッ素化合物を含有する排ガスを加熱分解処理するようにしたフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法において、前記加熱分解処理を、水蒸気の存在下で行うことを特徴とする。

この場合において、加熱分解処理に当たり、水、食塩水、墨汁、尿素水、アンモニア水等のアルカリ性液体、酸性液体、アルコールの１種若しくは２種以上を添加することができる。

また、上記本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法を実施する本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置は、フッ素化合物を含有する排ガスを導入して加熱分解処理する加熱装置を備えたフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置において、前記加熱装置に水蒸気発生機構を設けたことを特徴とする。

この場合、水蒸気発生機構に、水、食塩水、墨汁、尿素水、アンモニア水等のアルカリ性液体、酸性液体、アルコールの１種若しくは２種以上を供給するようにすることができる。

また、加熱装置に排ガスを旋回流として導入する排ガス導入部を備えるとともに、前記旋回流の中心位置に水蒸気発生機構を配設することができる。

また、加熱装置の炉心管の中心部に、シャフトを配設することができる。

本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置によれば、ＰＦＣガス等のフッ素化合物を含有する排ガスを加熱分解処理するようにしたフッ素化合物を含有する排ガスの処理において、前記加熱分解処理を、水蒸気の存在下で行うことから、排ガスの腐食性を弱めることができるとともに、排ガスが流通する配管を加熱水蒸気により生成される酸化皮膜により保護することができ、これにより、排ガスが流通する配管の腐食を大幅に抑制することができる。

また、加熱分解処理に当たり、水、食塩水、墨汁、尿素水、アンモニア水等のアルカリ性液体、酸性液体、アルコールの１種若しくは２種以上を添加することにより、排ガスを腐食性の弱い物質に分解することができる。

また、加熱装置に排ガスを旋回流として導入する排ガス導入部を備えるとともに、前記旋回流の中心位置に水蒸気発生機構を配設することにより、排ガスと水蒸気発生媒体との混合を確実かつ円滑に行うことができ、排ガスの加熱分解処理の効率を向上することができる。

また、加熱装置の炉心管の中心部に、シャフトを配設することにより、排ガスの加熱分解を促進することができる。

以下、本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置の一実施例を示す。
このフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法は、フッ素化合物を含有する排ガスを加熱分解処理した後、洗浄処理するもので、前記加熱分解処理を、水蒸気の存在下で行うようにしている。

この場合において、排ガスの処理装置は、フッ素化合物を含有する排ガスを導入して加熱分解処理する加熱装置１と、該加熱装置１で加熱分解処理された排ガスを導入して洗浄処理する洗浄装置２とを備えるとともに、加熱分解処理を水蒸気の存在下で行うことができるようにするために加熱装置１に水蒸気発生機構３を配設するようにしている。

加熱装置１は、図２に示すように、排ガスが導入される筒状の炉心管１１と、該炉心管１１を取り囲むヒータ１２とを備え、炉心管１１の中心部には、ヒータ１２によって加熱されるハステロイ製のシャフト１３が排ガスの加熱分解を促進するために挿入、配設されている。
加熱装置１の排ガス導入部１４は、例えば、複数（本実施例では、３方）の接線方向から排ガスを旋回流として導入することができるマルチチャンバーとなっており、排ガス濃度が高すぎる場合は、Ｎ_２ガス導入部４から導入されるＮ_２ガスによって希釈することができるようにしている。
また、加熱装置１には、内部温度を制御することができるようにされるとともに、必要に応じて空気を導入する空気導入部５が接続されている。

洗浄装置２は、加熱装置１にて処理された排ガスを導入するタンク２１と、該タンク２１に導入した排ガスに水を噴霧するスプレーノズル（図示省略）とを備え、排ガス中に含まれるＨＦ及び水溶成分を水に吸収させることによって除去することができる。
洗浄後、ミストが除去されたガスは、Ｎ_２ガスをパージした後、大気中に放出され、また、洗浄装置２でＨＦなどを吸収した排水は外部に排出される。

水蒸気発生機構３は、図１〜図２に示すように、水等の水蒸気発生媒体を貯留する添加タンク３１と、該添加タンク３１の水蒸気発生媒体を加熱装置１に送出するポンプ３２とを備え、配管３３により送られた水蒸気発生媒体は、加熱装置１の排ガス導入部１４から導入された排ガスの旋回流の中心位置に供給されるとともに、加熱装置１のシャフト１３の上面に形成された窪み（図示省略）に溜まって蒸発し、水蒸気を発生するようになっている。
なお、図３に示すように、配管３３により送られた水蒸気発生媒体を、加熱装置１の炉心管１１に直接落として蒸発させることにより水蒸気を発生するようしたり、加熱装置１の外に別途配設した水蒸気発生機構により発生させた水蒸気を加熱装置１に供給するようにすることもできる。

水蒸気発生媒体による排ガスの分解は、例えば、ＮＦ_３を水により除害する場合、下記のような反応によりＨＦが生じ、高温ではこのＨＦの方がＦ_２よりも腐食力が弱くなり、また、これと併せて、炉心管１１を含む配管を加熱水蒸気により生成される酸化皮膜により保護することができるため、炉心管１１を含む配管の腐食を抑制することができる。
２ＮＦ_３＋３Ｈ_２Ｏ→ＮＯ＋ＮＯ_２＋６ＨＦ

排ガスの水蒸気発生媒体としては、水、食塩水、墨汁、尿素水、アンモニア水等のアルカリ性液体、酸性液体、アルコールの１種若しくは２種以上を用いることができ、これにより、排ガスを腐食性の弱い物質に分解することができる。
特に、アルカリ性液体、具体的には、アンモニア水、ＮａＯＨ水、Ｃａ(ＯＨ)_２水、ＫＯＨ水、ＬｉＯＨ水等を適用することにより、中和反応によって排ガスの腐食力を一層弱めることができる。
なお、酸性液体としては、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、酢酸、ＨＢｒ水等、アルコールとしては、メタノールやエタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ブタノール、２−アミノエタノール、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン等を用いることができる。

かくして、このフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置は、フッ素化合物を含有する排ガスを加熱分解処理するようにしたフッ素化合物を含有する排ガスの処理において、前記加熱分解処理を、水蒸気の存在下で行うことから、排ガスを分解してその腐食性を弱めることができ、これにより、炉心管１１等の配管の腐食を大幅に抑制することができる。

以上、本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置について、フッ素化合物を含有する排ガスを加熱分解処理した後、洗浄処理する場合の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、例えば、洗浄処理を行わずに、フッ素化合物を含有する排ガスを加熱分解処理する場合にも適用できる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜構成を変更することができる。

本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法及び処理装置は、フッ素化合物を含有する排ガスの腐食性を弱めて排ガスが流通する配管の腐食を抑制するという特性を有していることから、半導体の製造過程で発生する排ガス処理の用途に好適に用いることができるほか、その他のフッ素化合物を含有する排ガスの処理にも用いることができる。

本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置の一実施例を示す概要図である。同実施例の加熱装置と水蒸気発生機構を示す断面図である。加熱装置と水蒸気発生機構の他の実施例を示す断面図である。

符号の説明

１加熱装置
１１炉心管
１２ヒータ
１３シャフト
１４排ガス導入部
２洗浄装置
２１タンク
３水蒸気発生機構
３１添加タンク
３２ポンプ
３３配管
４Ｎ_２ガス導入部
５空気導入部

Claims

フッ素化合物を含有する排ガスを加熱分解処理するようにしたフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法において、前記加熱分解処理を、水蒸気の存在下で行うことを特徴とするフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法。
加熱分解処理に当たり、水、食塩水、墨汁、尿素水、アンモニア水等のアルカリ性液体、酸性液体、アルコールの１種若しくは２種以上を添加することを特徴とする請求項１記載のフッ素化合物を含有する排ガスの処理方法。
フッ素化合物を含有する排ガスを導入して加熱分解処理する加熱装置を備えたフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置において、前記加熱装置に水蒸気発生機構を設けたことを特徴とするフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置。
水蒸気発生機構に、水、食塩水、墨汁、尿素水、アンモニア水等のアルカリ性液体、酸性液体、アルコールの１種若しくは２種以上を供給するようにしたことを特徴とする請求項３記載のフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置。
加熱装置に排ガスを旋回流として導入する排ガス導入部を備えるとともに、前記旋回流の中心位置に水蒸気発生機構を配設したことを特徴とする請求項３又は４記載のフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置。
加熱装置の炉心管の中心部に、シャフトを配設したことを特徴とする請求項３、４又は５記載のフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置。