JP2005296918A - 有毒ガスの除害方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気配管及び排気口に連続する排気配管等のメンテナンスサイクルを長くする。
【解決手段】処理液Ｗを貯留する液体槽１と、該液体槽に設けられた気液混合・撹拌装置４と、該液体槽の上部に設けられた排気口１４と、前記気液混合・撹拌装置に前記液体槽の処理液を供給する循環路５と、前記気液混合・撹拌装置に有毒ガスＧを吸引せしめる吸気配管１３と、を備えた除害装置Ｙにおいて；前記吸気配管１３に、ヒーター２４の付いた乾燥用気体配管１６と洗浄部６を接続し、又、前記排気口１４に、冷却水の流れるチューブ１４ｃを設ける。
【選択図】 図１

Description

この発明は、半導体製造装置や液晶製造装置等から排出される有毒ガスを除害、回収するための、除害方法及びその装置に関するものである。

半導体製造ラインや液晶製造ラインから排出されるガスには、SiO₂やWO₃等の微細な粉体と同時に有害なガスが含まれているので、そのまま大気中に放出することができない。そこで、従来、除害装置を用いて有毒ガスの除害を行っているが、この除害装置として、次の様なものがある。（例えば、特許文献１、参照）。

液体槽に循環路を接続し、該循環路にポンプと気液混合・攪拌装置とを配設し、該気液混合・攪拌装置に吸気管を連通せしめた除害装置において；前記吸気管内のガス流量を調整するガス制御手段と、該吸気管に配設された洗浄装置と、該洗浄装置の下流側の前記吸気管に配設され、前記液体槽内の処理液に連通する流水口と前記気液混合・撹拌装置に連通するガス口とを有する気水分離器と、該液体槽に接続された給水ライン及び排水ラインと、該液体槽の上部に設けられた排気口と、を備えている除害装置。

特開平２００２−３４６３３６

従来例には、次のような問題がある。
(1)吸気管に洗浄装置を配設して、吸気管内を水で洗浄し、詰まりを防止しているが、この洗浄装置を用いると、有毒ガスによっては、洗浄装置近傍の管壁にゲル状の物が付着成長し、例えば、１日運転するだけで閉塞することがある。そのため、頻繁に付着物を除去する作業が必要となるので、メンテナンスサイクルが短くなり、費用が嵩んでしまう。

(2)排気口から排気配管内に排出される、処理済みガス中には、水分が含まれており、この水分は、前記排気された配管内で結露する。そのため、前記ガスが本装置をバイパスする際にその結露した水分と反応し、前記配管内に生成物が成長することがある。そのため、前記配管内の生成物を除去するためのメンテナンスが必要になり、長時間の連続運転は困難となる。

この発明は、上記事情に鑑み、吸気配管のメンテナンスサイクルを伸ばすことを目的とする。他の目的は、排気口に連続する排気配管のメンテナンスサイクルを伸ばすことである。

この発明は、吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する方法において； 前記吸気配管へ前記有毒ガスを導入する前に、該配管内に乾燥用気体を供給して管内乾燥を行うことを特徴とする。

この発明は、吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する方法において；前記吸気配管へ洗浄流体を供給して管内洗浄を行う行程と、前記管内洗浄完了後、前記配管内に乾燥用気体を供給して管内乾燥を行う行程と、前記管内乾燥完了後、前記吸気配管へ前記有毒ガスを供給する行程と、を備えていることを特徴とする。

この発明は、吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する方法において；運転中に、前記吸気配管内の詰まり圧力を検出する行程と、前記詰まり圧力検出時に、前記有毒ガスの供給を停止すると共に、前記吸気配管へ洗浄流体を供給して管内洗浄を行う行程と、前記管内洗浄完了後、前記吸気配管内に乾燥用気体を供給して管内乾燥を行う行程と、前記管内乾燥完了後、前記吸気配管へ前記有毒ガスを導入し、通常運転に復帰する行程と、を備えていることを特徴とする。

この発明は、吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する有毒ガスの除去装置において；前記吸気配管内を乾燥させる管内乾燥手段を備えていることを特徴とする。

この発明は、吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する有毒ガスの除去装置において；前記吸気配管内を乾燥させる管内乾燥手段と、前記吸気管内を洗浄する管内洗浄手段と、を備えていることを特徴とする。

この発明は、吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する有毒ガスの除去装置において；運転中に、前記吸気配管内の圧力を検出する管内詰まり検出手段と、前記管内詰まり検出手段の検出結果に基づき、前記吸気管内を洗浄する管内洗浄手段と、前記管内洗浄完了後、前記吸気配管内を乾燥させる管内乾燥手段と、を備えていることを特徴とする。

この発明は、吸気配管から導入される有毒ガスを水に混入せしめて除害する装置において；前記吸気配管内を乾燥させるための気体を流入させる乾燥用配管と、該気体の流入を制御する弁とを有し、少なくとも装置起動時、又は、再起動時に、該気体を前記吸気配管内に流入せしめ、その後に有毒ガスを導入することを特徴とする。

この発明は、吸気配管から導入される有毒ガスを水に混入せしめて除害する装置であって，前記吸気配管内を乾燥させるための気体を流入させる乾燥用配管と、該気体の流入を制御する弁とを有する有毒ガスの除害装置において；前記吸気配管内を洗浄させるための液体を流入させる洗浄用配管と、該液体の流入を制御する弁とを有し、吸気圧力上昇時には、有毒ガスの流入を制限して前記液体を前記吸気配管内に流入せしめて管内洗浄し、その後、管内乾燥手段により前記吸気配管内を乾燥させて管内乾燥した後、有毒ガスを再度導入するようにしたことを特徴とする。

この発明は、処理液を貯留する液体槽と、該液体槽に設けられた気液混合・撹拌装置と、該液体槽の上部に設けられた排気口と、前記気液混合・撹拌装置に前記液体槽の処理液を供給する循環路と、前記気液混合・撹拌装置に有毒ガスを吸引せしめる吸気配管と、を備えた有毒ガスの除害装置において；前記吸気配管内を乾燥させる管内乾燥手段と、前記排気口内の処理済ガスを冷却するガス冷却手段と、を備えていることを特徴とする。

この発明の管内乾燥手段は、吸気配管に連結された乾燥用気体配管と、該乾燥用気体配管に設けたヒーターと、を備えていることを特徴とする。この発明の吸気配管は、乾燥用気体配管の下流側に、装置停止時に閉まる自動バルブを配設していることを特徴とする。この発明の吸気配管は、気液混合・撹拌装置に連通するガス導入パイプを備えていることを特徴とする。この発明の管内洗浄手段は、吸気配管の自動バルブとガス導入パイプとの間に設けられた洗浄部であることを特徴とする。

この発明は、管内乾燥手段を設けたので、装置起動時や再起動時等に吸気配管内壁を乾燥させ、水分を除去することができる。そのため、従来例に比べ、メンテナンスサイクルを長くすることができる。実験によると、従来例では１日で閉塞していたが、本実施の形態では、２週間運転しても閉塞しなかった。

この発明は、管内洗浄手段を設けたので、吸気管内に洗浄流体を流し管内の洗浄を行うことができる。

この発明は、管内詰まり検出手段及び管内洗浄手段を備えているので、運転中に、管内の詰まりを発見することができると共に、管内洗浄手段により管内洗浄を行い詰まりを防止することができる。

この発明は、排気口内の処理済ガスを冷却するガス冷却手段を設けたので、処理済みガスは排気口内で冷却され、前記ガス中の水分は、結露となる。そのため、排気配管等に処理済みガスを排出しても、該排気配管内等で結露が発生することはない。

本発明の第１実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例のフロー図である。有毒ガスの除害装置Ｙの液体槽１には、処理液、例えば、水Ｗが貯溜されている。この液体槽１には、その外部に液体槽１内の液Ｗを循環させるための循環路５が配置され、循環路５にはポンプ３、圧力計ＰＩＡ−２、流量計Ｆ−２並びに気液混合・攪拌装置４が介装されている。ポンプ３は、インバーターＩＶの設定値により回転数が可変出来、流量及び圧力が調整できるように構成されている。

液体槽１には、液量が一定量、例えば、１００リットル、を越えると、排液するようにオーバーフロー管９と、給水ライン８と、が設けられている。給水ライン８には、電磁弁１０が介装され、通常は閉じているが、ｐＨ計７により検出される液体槽１内のｐＨ値により電磁弁１０が開き液体槽１内に給水するように構成されている。

気液混合・攪拌装置４には、半導体製造装置や液晶製造装置からの排気を吸気するための吸気配管１３が接続されている。吸気配管１３には、上流側から下流側に向かって順次、自動三方弁２、圧力計ＰＩＡ−１、自動バルブ１２及び洗浄部６、が介装されている。

吸気配管１３には、管内乾燥手段Dが設けられている。この乾燥手段Dは、前記バルブ１２の上流側に接続された乾燥用気体配管１６を備えており、この配管１６には、上流側から下流側に向かって順次、流量調整用のニードルバルブ１６ｎ、流量計Ｆ−３及び電磁弁１５、が介装されている。前記配管１６の一部には、該配管１６内を通る窒素Ｔを暖めるためのヒーター２４が巻かれている。

管内洗浄手段である、洗浄部６には、給水ライン８から分岐してバルブ１１を介して給水ができるように給水パイプ８ａが接続されている。このバルブ１１は、通常閉じられ、装置のメンテナンス時に必要に応じて作業者が該バルブ１１を開き、洗浄可能な構成になっている。

液体槽１の上部には、排気口１４が設けられている。この排気口１４は、気液混合・攪拌装置４により混合攪拌されて液体槽１に達し、除害されたガス（処理済ガス）を排気するもので、生産ラインの排気配管１４ｈと接続できるように構成されている。

気液混合・攪拌装置４は、図２に示すように、円筒ケーシング１７と、一対の二つ割り楕円盤１８、１９と、下流側に配置された突起群２０と、から構成され、二つ割り楕円盤１８、１９の弦側側縁１８ａ，１９ａを交差させ、一対の二つ割り楕円盤１８、１９の円弧側側縁１８ｂ、１９ｂを円筒ケーシング１７の内壁に接するように構成されている。

前記気液混合・攪拌装置４には、図３に示すように、ガス導入パイプ２１が接続されているが、このガス導入パイプ２１は、前記吸気配管１３と一体となって有毒ガスを前記気液混合・撹拌装置４に導入するもので、いわば前記吸気配管１３の一部をなしている。従って、吸気配管１３の概念には、このガス導入パイプ２１も含まれる。

前記気液混合・撹拌装置４には、ポンプ３の運転により液体槽１内の液Ｗが送られ、前記二つ割り楕円盤１８、１９の作用により該液Ｗが螺旋流を起こしてガス導入パイプ２１からのガスと混合されるが、突起群２０の作用でガスＧは、微細に砕かれ、液Ｗと混合するように構成されている。

次に、本実施例の作動について説明する。
起動時、又は、再起動時：
起動ボタン（図示せず）をオンする(S1)と、ヒーター２４がオンする(S2)と共に、ポンプ３が起動(S3)し液体槽１内の液Ｗを循環路５に回し始め、循環路５内の流量が略一定となる。

予め定められた設定時間ｔ１、例えば、ｔ１＝３秒、経過する(S4)と、前記バルブ１２及び前記配管１６の電磁弁１５が開き(S5,S6)、暖められた窒素Ｔが吸気配管１３に流入する。

電磁弁１５を開にした後、一定時間ｔ２、例えば、ｔ２＝５分、経過する(S7)と、ヒーター２４はオフとなり(S8)、電磁弁１５は閉となる（S9）。

そうすると、吸気配管１３の自動三方弁２が切り替わり(S10)、それまでバイパスＢ側に流入していた半導体製造装置や液晶製造装置からの有毒ガスＧは、吸気配管１３，ガス導入パイプ２１を通り気液混合・撹拌装置４内に送り込まれる。

かかる起動時の作動により、本装置停止時に蒸発し、結露して吸気配管１３の自動バルブ１２の下流内壁に付着していた、水分を乾燥させる。

前記バルブ１２は、装置停止時には、閉じているため、蒸発した水分が前記バルブ１２よりも上流側に付着することなく、水分と有毒ガスとの反応によって自動三方弁２が固着することもない。

又、吸気配管１３の窒素導入口１３ａが前記バルブ１２の上流側に位置しているため、効果的に乾燥させることができる。

なお、乾燥用気体として、窒素Ｔを用いたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、ドライエアー等を用いることもできる。又、乾燥を速めるためにヒーター２４で窒素を加熱するが、充分な乾燥時間が取れるならば必ずしもヒーター２４は必要ではない。

前述の吸気管の乾燥動作により吸気配管１３内壁やガス導入パイプ２１内壁は、乾燥し水分が存在しないため、半導体製造装置や液晶製造装置からの有毒ガスＧを流しても、従来例と異なり固形物やゲル状物質が前記内壁に付着することはない。又、有毒ガスＧに含有する粉体も乾燥しているので、前記内壁に付着しにくいので、長時間の連続運転が可能となる。

気液混合・攪拌装置４内に送り込まれた液Ｗと有毒ガスＧは、ガス導入パイプ２１の出口２１ａ近傍で接触するとともに、前述の作用により混合・攪拌され、ガスＧは微細気泡、例えば、直径0.5〜3.0mmの気泡、となって液体槽１に戻され、除害される。

除害されたガス（処理済ガス）Ｇ０は、排気口１４を通過し、排気配管１４ｈを介して生産ライン（図示せず）に送り込まれる。この時、前記ガスＧ０は、排気口１４を通過する際に、内部に冷却水ｃｗが流れるチューブ１４ｃと接触し、クリーンルーム（図示せず）内の温度以下に冷却される。そのため、余分な水分は、排気口１４内で結露し、その結露は液体槽１内に戻されるので、排気配管１４ｈ内で結露することが無く、該排気配管１４ｈのメンテナンスサイクルも従来例に比べ、大幅に長くすることができる。

時間の経過と共に液体槽１内のガスの溶解濃度が増加していく。即ち、液体槽１内の液量は、１００リットルに設定されており、塩素を２００ｃｃ／分の割合で処理した場合、約２０分後にはｐＨ値が４以下となり徐々に除害効率が落ちてしまう。そのため、液体槽１内のｐＨ値をｐＨ計７で監視し、予め設定されたｐＨ値を維持するように、給水ライン８に介装された電磁弁１０を流量計Ｆ−１を見ながらオン・オフし、給水NWの制御を行っている。

給水NWが開始されると、液体槽１内の液量が増加し、オーバーフロー管９より１００リットルを越えた液ＨＷは排液されるようになっている。かかる給排水機構の作用で時間が経過しても一定の除害効率が維持できるようになっている。

本実施の形態では、ｐＨ値によって給排水を制御しているが、予め処理するガスの量が判っている場合には、タイマー設定により液の入れ替えを実施しても良い。

管内洗浄：
図７、図８により、運転中の吸気配管内の洗浄について説明する。
上記動作によりメンテナンスサイクルは、長くなるが、図７に示すようにガス導入パイプ２１の出口２１ａ近傍では、水分が存在するため、徐々に副生成物Ｆが管内壁に成長する。該管内壁の副生成物Ｆの成長に伴い、管内詰まり検出手段である、圧力計ＰＩＡ−１により検出される圧力値は、徐々に上昇する（Ｓ21）。

予め設定された圧力値Ｐ３、例えば、P3＝-0.5kPa、に達すると、自動三方弁２がバイパスＢ側に切り替わる(S22)と共に自動バルブ１２が閉じ（S23）、電磁弁１１が開いて（S24）、水が洗浄部6を通り、ガス導入パイプ２１に供給される。

本実施例では、10L/min．の水を流しており、その水圧により副生成物Ｆは管内壁から剥離し、除去される。水をＴ５、例えば、５秒流すと（Ｓ25），ヒータ２４がオン（Ｓ26）し、電磁弁11は閉じ（Ｓ27）、水のガス導入パイプ２１への供給は止められる。

その後Ｔ６、例えば３秒、が経過する（Ｓ28）と、自動バルブ１２が開き（Ｓ29）、電磁弁１５が開いて（Ｓ30）、乾燥用の暖められた窒素Ｔが吸気配管１３に流入する。

電磁弁１５を開にした後、一定時間ｔ２、例えば、ｔ２＝５分、経過する(S31)と、ヒーター２４はオフとなり(S32)、電磁弁１５は閉となる（S33）。
そうすると、吸気配管１３の自動三方弁２が切り替わり(S34)、それまでバイパスＢ側に流入していた半導体製造装置や液晶製造装置からの有毒ガスＧは、吸気配管１３，ガス導入パイプ２１を通り気液混合・撹拌装置４内に送り込まれ、通常運転に復帰する。

かかる動作によって、ガス導入パイプ２１の出口２１ａ近傍に付着した副生成物Fは、自動的に除去されるため、メンテナンスサイクルは飛躍的に長くなる。

停止時：
図５に示すように、本装置Ｙの停止ボタン（図示せず）が押される(S11)と、給水電磁弁１０が閉じ（S12）、自動三方弁２がバイパスＢ側に切り替わる(S13)。そのため、本装置ＹへのガスＧの流入が止まるため、吸気配管１３に配設された圧力計ＰＩＡ−１で検出される圧力値は、低下する(S14)。

予め設定された圧力値Ｐ１、例えば、P1＝-20kPa、に達すると、電磁弁１５が開いて(S15)窒素Ｔが流入されると共に、ポンプ３が停止する(S16)。ポンプ３の停止により気液混合・撹拌装置４の吸引力が無くなるために、圧力計ＰＩＡ−１で検出される圧力値は、供給される窒素Ｔによって上昇する。

予め定めた圧力値Ｐ２、例えば、P2＝0kPaになる(S17)と、電磁弁１５を閉じて(S17)窒素供給を止めるとともに、前記バルブ１２を閉じて（S19）、本装置Ｙを停止させる(S20)。なお、本実施の形態では、圧力計ＰＩＡ−１の値によって電磁弁１５を開閉しているが、図６に示すように、タイマー設定Ｔ３，Ｔ４（S24，S27）によって動作させても良く、又、併用でも良い。

かかる動作によって自動三方弁２がバイパスＢ側に切り替わった後、吸気配管１３内に残った有毒ガスを除外する。又、通常運転時には、負圧になっている吸気配管１３に停止時に液体槽１の液Ｗが逆流し、吸気配管１３へ水分が付着するのを防でいる。

なお、本装置Ｙには、安全確保のために各種インターロックにより装置停止が働く様になるが、故障信号によって停止する際も前記図５、図６のフローに従って停止することは言うまでもない。

本発明の第１実施の形態を示すフロー図である。 図１の気液混合・撹拌装置の一部断面斜視図である。 図１の気液混合・撹拌装置の拡大縦断面図である。 起動時のフローチャートを示す図である。 停止時のフローチャートを示す図である。 停止時の他のフローチャートを示す図である。 図３のガス導入管出口近傍の拡大図である。 管内洗浄時のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１ 液体槽
２ 自動三方弁
４ 気液混合撹拌装置
５ 循環路
６ 洗浄部
８ 給水ライン
12 自動バルブ
13 吸気配管
14 排気口
14c チューブ
16 乾燥用気体配管
21 ガス導入パイプ
Ｙ 有毒ガスの除害装置

Claims (13)

1. 吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する方法において；
   前記吸気配管へ前記有毒ガスを導入する前に、該配管内に乾燥用気体を供給して管内乾燥を行うことを特徴とする有毒ガスの除害方法。
2. 吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する方法において；
   前記吸気配管へ洗浄流体を供給して管内洗浄を行う行程と、
   前記管内洗浄完了後、前記配管内に乾燥用気体を供給して管内乾燥を行う行程と、
   前記管内乾燥完了後、前記吸気配管へ前記有毒ガスを供給する行程と、
   を備えていることを特徴とする有毒ガスの除害方法。
3. 吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する方法において；
   運転中に、前記吸気配管内の詰まり圧力を検出する行程と、
   前記詰まり圧力検出時に、前記有毒ガスの供給を停止しすると共に、前記吸気配管へ洗浄流体を供給して管内洗浄を行う行程と、
   前記管内洗浄完了後、前記吸気配管内に乾燥用気体を供給して管内乾燥を行う行程と、
   前記管内乾燥完了後、前記吸気配管へ前記有毒ガスを導入し、通常運転に復帰する行程と、
   を備えていることを特徴とする有毒ガスの除害方法。
4. 吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する有毒ガスの除去装置において；
   前記吸気配管内を乾燥させる管内乾燥手段を備えていることを特徴とする有毒ガスの除害装置。
5. 吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する有毒ガスの除去装置において；
   前記吸気配管内を乾燥させる管内乾燥手段と、
   前記吸気管内を洗浄する管内洗浄手段と、
   を備えていることを特徴とする有毒ガスの除害装置。
6. 吸気配管から導入される有毒ガスを液体槽内の水に混入せしめて除害する有毒ガスの除去装置において；
   運転中に、前記吸気配管内の圧力を検出する管内詰まり検出手段と、
   前記管内詰まり検出手段の検出結果に基づき、前記吸気管内を洗浄する管内洗浄手段と、
   前記管内洗浄完了後、前記吸気配管内を乾燥させる管内乾燥手段と、
   を備えていることを特徴とする有毒ガスの除害装置。
7. 吸気配管から導入される有毒ガスを水に混入せしめて除害する装置において；
   前記吸気配管内を乾燥させるための気体を流入させる乾燥用配管と、該気体の流入を制御する弁とを有し、
   少なくとも装置起動時、若しくは、再起動時に、該気体を前記吸気配管内に流入せしめ、その後に有毒ガスを導入することを特徴とする有毒ガスの除害装置。
8. 吸気配管から導入される有毒ガスを水に混入せしめて除害する装置であって，前記吸気配管内を乾燥させるための気体を流入させる乾燥用配管と、該気体の流入を制御する弁とを有する有毒ガスの除害装置において；
   前記吸気配管内を洗浄させるための液体を流入させる洗浄用配管と、該液体の流入を制御する弁とを有し、
   吸気圧力上昇時には、有毒ガスの流入を制限して前記液体を前記吸気配管内に流入せしめて管内洗浄し、その後、管内乾燥手段により前記吸気配管内を乾燥させて管内乾燥した後、有毒ガスを再度導入するようにしたことを特徴とする有毒ガスの除害装置。
9. 処理液を貯留する液体槽と、該液体槽に設けられた気液混合・撹拌装置と、該液体槽の上部に設けられた排気口と、前記気液混合・撹拌装置に前記液体槽の処理液を供給する循環路と、前記気液混合・撹拌装置に有毒ガスを吸引せしめる吸気配管と、を備えた有毒ガスの除害装置において；
   前記吸気配管内を乾燥させる管内乾燥手段と、
   前記排気口内の処理済ガスを冷却するガス冷却手段と、
   を備えていることを特徴とする有毒ガスの除害装置。
10. 管内乾燥手段が、吸気配管に連結された乾燥用気体配管と、該乾燥用気体配管に設けたヒーターと、を備えていることを特徴とする請求項４、５，又は、６記載の有毒ガスの除害装置。
11. 吸気配管の、乾燥用気体配管の下流側に、装置停止時に閉まる自動バルブを配設したことを特徴とする請求項４，５、又は、６記載の有毒ガスの除害装置。
12. 吸気配管が、気液混合・撹拌装置に連通するガス導入パイプを備えていることを特徴とする請求項４、５、又は、６記載の有毒ガスの除害装置。
13. 管内洗浄手段が、吸気配管の自動バルブとガス導入パイプとの間に設けられた洗浄部であることを特徴とする請求項５，又は、６記載の有毒ガスの除害装置。
    
    

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