JP2018134571A - Removal method of iodine compound - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a removal method of an iodine compound, not depositing solid iodine, when removing gaseous hydrogen iodide or iodine fluoride from gas by a wet removal method.SOLUTION: In a removal method of an iodine compound, gas containing the gaseous iodine compound expressed in formula (1) is brought into contact with a basic aqueous solution containing sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide or cesium hydroxide as a basic substance, and further containing thiosulfate or sulfite salt as a reductive substance, to thereby remove the iodine compound.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、気体のヨウ素化合物を含むガスから、ヨウ素化合物を除去する方法に関する。気体のヨウ素化合物は、フッ素化剤、半導体製造プロセス等の電子産業または原子力産業においてエッチングガスまたはクリーニングガスとして用いられ、使用済で大気中に排気する際はヨウ素化合物を除去する必要がある。   The present invention relates to a method for removing an iodine compound from a gas containing a gaseous iodine compound. The gaseous iodine compound is used as an etching gas or a cleaning gas in the electronics industry or the nuclear power industry such as a fluorinating agent and a semiconductor manufacturing process, and it is necessary to remove the iodine compound when used and exhausted to the atmosphere.

気体のヨウ素化合物には、ヨウ化水素(HI)、フッ化ヨウ素としての一フッ化ヨウ素(IF)、三フッ化ヨウ素(IF)、五フッ化ヨウ素(IF)および七フッ化ヨウ素 (IF)を挙げることができる。特に、ヨウ化水素、五フッ化ヨウ素または七フッ化ヨウ素は、フッ素化剤、半導体製造プロセス等の電子産業または原子力産業においてエッチングガスまたはクリーニングガスとして有用であり、特に七フッ化ヨウ素が有用である。
しかしながら、ヨウ化水素、フッ化ヨウ素は刺激性であり、使用済のヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を含むガスを大気中に排出する際は、ヨウ化水素、フッ化ヨウ素を除去する必要がある。
Gaseous iodine compounds include hydrogen iodide (HI), iodine monofluoride (IF) as iodine fluoride, iodine trifluoride (IF 3 ), iodine pentafluoride (IF 5 ) and iodine heptafluoride ( IF 7 ). In particular, hydrogen iodide, iodine pentafluoride or iodine heptafluoride is useful as an etching gas or cleaning gas in the electronic industry or the nuclear power industry such as fluorinating agents and semiconductor manufacturing processes, and iodine heptafluoride is particularly useful. is there.
However, hydrogen iodide and iodine fluoride are irritating, and it is necessary to remove hydrogen iodide and iodine fluoride when discharging a gas containing used hydrogen iodide or iodine fluoride into the atmosphere. .

ヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を含むガスから、ヨウ化水素、フッ化ヨウ素を除去する方法としては乾式除去法と湿式除去法を挙げることができる。   Examples of methods for removing hydrogen iodide and iodine fluoride from a gas containing hydrogen iodide or iodine fluoride include a dry removal method and a wet removal method.

乾式除去法は、固体除去剤に被除去ガスを含むガスを流通し、被除去ガスを除去する方法である。被除去ガスを含むガスから、被除去ガスを除去する際に、乾式除去法を用いた場合、これら被除去ガスの除去装置を小さくすることが可能であり、除去操作も簡便であるという利点を有する。しかしながら、被除去ガスを含むガスから、被除去ガスを除去する際に単位時間当たりのガスの処理量が多くなると、急激な発熱が生じる虞がある、また、除去装置において固体除去剤の交換が必要なので、ガスの処理量が多くなるに連れ固体除去剤の交換が頻繁になる等の問題がある。   The dry removal method is a method of removing a gas to be removed by circulating a gas containing the gas to be removed through a solid removing agent. When removing the gas to be removed from the gas containing the gas to be removed, when the dry removal method is used, it is possible to reduce the apparatus for removing the gas to be removed, and the removal operation is simple. Have. However, if the amount of gas processed per unit time is increased when removing the gas to be removed from the gas containing the gas to be removed, there is a risk of sudden heat generation. Since it is necessary, there are problems such as frequent replacement of the solid removal agent as the gas throughput increases.

例えば、特許文献1には、アルカリ金属酸化物、アルカリ金属炭酸塩、アルカリ土類金属炭酸塩、アルカリ土類金属、アルカリ土類金属酸化物、アルカリ金属水酸化物、またはアルカリ土類金属水酸化物を合計で5質量%以上100質量%以下含有する反応剤(固体除去剤)を0℃以上540℃以下の温度で、一般式:IFxで表されるフッ化ヨウ素(ただし、xは1、3、5、7のいずれか一つを示す。)を10vol%以下の濃度で含有するガスと接触させて反応させることにより、ヨウ素成分およびフッ素成分を該反応剤に固定することを特徴とする、乾式除去法によるフッ化ヨウ素の除害方法が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses an alkali metal oxide, an alkali metal carbonate, an alkaline earth metal carbonate, an alkaline earth metal, an alkaline earth metal oxide, an alkali metal hydroxide, or an alkaline earth metal hydroxide. A reactant (solid removal agent) containing 5% by mass or more and 100% by mass or less of a total of the substances at a temperature of 0 ° C. or more and 540 ° C. or less, represented by a general formula: IFx (where x is 1, 3 or 5 or 7)), and the iodine component and the fluorine component are fixed to the reactant by contact with a gas containing 10 vol% or less. A method for removing iodine fluoride by a dry removal method is disclosed.

一方、湿式除去法は、液体除去剤を用い液体除去剤に被除去ガスを吸収させて除去する方法である。   On the other hand, the wet removal method is a method in which a liquid removal agent is used and the liquid removal agent absorbs the gas to be removed and is removed.

被除去ガスを含むガスからの、被除去ガスの除去に湿式除去法を用いれば、乾式除去法に対し、以下(A)〜(D)の利点がある。
(A)固体除去剤を用いる乾式除去法に比べ、被除去ガスを含むガスから、被除去ガスを除去する際に、単位時間当たりのガスの処理量に対する発熱が少ない。
(B)被除去ガスの吸収による液体除去剤の発熱を水の気化熱を利用して除熱すること、または熱交換器により除熱することができる。
(C)液体除去剤は、ポンプ等で容易に交換することができる。
(D)乾式除去剤と比較し、液体除去剤の交換が簡便である。
If the wet removal method is used to remove the gas to be removed from the gas containing the gas to be removed, the following advantages (A) to (D) are obtained over the dry removal method.
(A) Compared with the dry removal method using a solid removal agent, when removing the gas to be removed from the gas containing the gas to be removed, there is less heat generation with respect to the gas throughput per unit time.
(B) The heat generated by the liquid removal agent due to absorption of the gas to be removed can be removed by using the heat of vaporization of water, or can be removed by a heat exchanger.
(C) The liquid removing agent can be easily replaced with a pump or the like.
(D) Compared with the dry removal agent, the replacement of the liquid removal agent is simple.

しかしながら、乾式除去法と比較して、液体除去剤を用いる湿式除去法における被除去ガスの除去は、処理量に対し大がかりな除去装置、および長い処理時間を必要とする。   However, as compared with the dry removal method, the removal of the gas to be removed in the wet removal method using the liquid removing agent requires a removal device and a long processing time which are large in amount with respect to the processing amount.

例えば、特許文献2および特許文献3に、フッ素ガスまたは三フッ化塩素の湿式除去法に関して、液体除去剤に還元性物質を添加する方法が開示されている。具体的には、特許文献2には、フッ素ガスを含有する排出ガスからフッ素成分を吸収除去するに際し、吸収液として亜硫酸アルカリおよび苛性アルカリの混合液を使用することを特徴とするフッ素ガスの除去方法が開示されている。また、本湿式除去報を用いることにより、比較的小型の装置によって、排ガス中のフッ素を1体積ppm以下とすることができると記載されている。特許文献3には、三フッ化塩素を含む排出ガスをアルカリと亜硫酸塩または重亜硫酸塩との混合水溶液で洗浄することを特徴とする三フッ化塩素を含む排出ガスの湿式処理方法が開示されている。   For example, Patent Document 2 and Patent Document 3 disclose a method of adding a reducing substance to a liquid remover with respect to a wet removal method of fluorine gas or chlorine trifluoride. Specifically, Patent Document 2 discloses a fluorine gas removal characterized by using a mixed liquid of alkali sulfite and caustic alkali as an absorbing liquid when absorbing and removing a fluorine component from exhaust gas containing fluorine gas. A method is disclosed. Further, it is described that by using this wet removal report, the fluorine in the exhaust gas can be reduced to 1 ppm by volume or less with a relatively small device. Patent Document 3 discloses a wet treatment method for exhaust gas containing chlorine trifluoride, wherein the exhaust gas containing chlorine trifluoride is washed with a mixed aqueous solution of alkali and sulfite or bisulfite. ing.

また、特許文献4に、Fガス、フッ化ハロゲン、酸素フッ化物、およびこれらの混合ガスからなるフッ素系ガスを含む排出ガスに、水または水蒸気を、体積比で該排出ガス中のフッ素系ガス量の50倍以上供給し、該排出ガスと該水または水蒸気とを300〜400℃で反応させ、水に吸収しやすいハロゲン化水素と酸素とに分解することを特徴とする排出ガスの処理方法が開示されている。 Further, Patent Document 4 discloses that water or water vapor is added to an exhaust gas containing a fluorine-based gas composed of F 2 gas, halogen fluoride, oxygen fluoride, and a mixed gas thereof, and the fluorine-based gas in the exhaust gas in a volume ratio. Supplying more than 50 times the amount of gas, reacting the exhaust gas with water or water vapor at 300 to 400 ° C., and decomposing it into hydrogen halide and oxygen that are easily absorbed by water A method is disclosed.

また、特許文献5にはヨウ素またはヨウ素化合物を含有する廃棄物にアルカリ金属化合物および溶剤を混合し、その混合物を、燃焼装置を有する燃焼炉に導入して熱処理し、その熱処理ガス中に含まれるヨウ素化合物をアルカリ性の水溶液に吸収させることを特徴とするヨウ素の回収方法が開示されている。具体的には、ヨウ素またはヨウ素化合物を含有する廃棄物に水酸化ナトリウムと水を加える工程、天然ガスを燃料とする高温の燃焼炉内に噴霧する工程、燃焼炉内から排出されたガスを水酸化ナトリウム水溶液と接触させる工程、次いで接触後の水酸化ナトリウム水溶液に塩素を加え精製ヨウ素を得る工程を含ヨウ素の回収方法が記載されている。   Further, in Patent Document 5, an alkali metal compound and a solvent are mixed with waste containing iodine or an iodine compound, and the mixture is introduced into a combustion furnace having a combustion device and heat-treated, and is contained in the heat treatment gas. A method for recovering iodine is disclosed, wherein the iodine compound is absorbed in an alkaline aqueous solution. Specifically, the step of adding sodium hydroxide and water to the waste containing iodine or iodine compound, the step of spraying into a high-temperature combustion furnace using natural gas as fuel, the gas discharged from the combustion furnace as water A method for recovering iodine is described in which a step of contacting with an aqueous sodium oxide solution and then a step of adding purified chlorine to the aqueous sodium hydroxide solution after contact to obtain purified iodine are described.

特開2011−005477号公報JP 2011-005477 A 特開平2−233122号公報JP-A-2-233122 特開平3−217217号公報JP-A-3-217217 特開2006−289238号公報JP 2006-289238 A 特開平6-157005号公報JP-A-6-157005

しかしながら、特許文献2および特許文献3に記載の湿式除去法を、被除去ガスとしてのヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を含むガスからのヨウ化水素、フッ化ヨウ素を除去することに適用した場合、ヨウ化水素またはフッ化ヨウ素は、ヨウ素イオン(I)、ヨウ素酸イオン(IO )またはトリヨウ素イオン(I )として水溶液中に溶解するが、固体ヨウ素が析出するという問題があった。 However, when the wet removal method described in Patent Document 2 and Patent Document 3 is applied to removing hydrogen iodide or iodine fluoride from a gas containing hydrogen iodide or iodine fluoride as a gas to be removed, Hydrogen iodide or iodine fluoride dissolves in an aqueous solution as iodine ion (I ), iodate ion (IO 3 ) or triiodine ion (I 3 ), but there is a problem that solid iodine is precipitated. It was.

特許文献4に記載の排出ガスの処理方法を、フッ化ヨウ素を含むガスからのフッ化ヨウ素の湿式除去に適用すると、フッ化ヨウ素を高温蒸気と反応させてフッ化水素とヨウ化水素を生成する装置と、生成したフッ化水素とヨウ化水素を吸収する装置が必要となるとともに、工程が複雑となるという問題があった。   When the exhaust gas treatment method described in Patent Literature 4 is applied to wet removal of iodine fluoride from a gas containing iodine fluoride, iodine fluoride is reacted with high-temperature steam to generate hydrogen fluoride and hydrogen iodide. And a device for absorbing the produced hydrogen fluoride and hydrogen iodide are required, and the process is complicated.

特許文献5に記載のヨウ素の回収方法は工程が複雑である。また、その実施例において、燃焼炉内から排出されたガスを水酸化ナトリウム水溶液と接触させる工程において、大気中にヨウ素が0.6g〜1.0g放出され、ヨウ素損失率0.02質量%〜0.05質量%であることが記載されている。   The process for recovering iodine described in Patent Document 5 is complicated. Moreover, in the Example, in the process which contacts the gas discharged | emitted from the inside of a combustion furnace with sodium hydroxide aqueous solution, 0.6g-1.0g iodine is discharge | released in air | atmosphere, iodine loss rate 0.02 mass%- It is described that it is 0.05 mass%.

本発明は、係る問題を解決し、湿式除去法により、ヨウ素化合物ガスとしてのヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を含むガス中のヨウ化水素、フッ化ヨウ素を除去する際に、固体ヨウ素を析出させることなく極めて低濃度となる様に除去する、簡便なヨウ素化合物の除去方法を提供することを目的とする。   The present invention solves such a problem, and deposits solid iodine when removing hydrogen iodide or iodine fluoride in a gas containing iodine or hydrogen fluoride as an iodine compound gas by a wet removal method. An object of the present invention is to provide a simple method for removing an iodine compound that can be removed so that the concentration becomes extremely low without any problems.

本発明者らが、被除去ガスとしてのヨウ化水素、五フッ化ヨウ素または七フッ化ヨウ素を含むガスからヨウ化水素、五フッ化ヨウ素、七フッ化ヨウ素を除去することを、ガスを水に接触させることで試みたところ、ヨウ化水素、五フッ化ヨウ素、七フッ化ヨウ素は吸収されたものの、固体のヨウ素が析出し配管や装置の内壁に付着した。このようなヨウ素の付着は、配管の詰まり等に繋がることがあり、ヨウ化水素、五フッ化ヨウ素または七フッ化ヨウ素の効率的な除去方法といえるものではない。   The inventors removed hydrogen iodide, iodine pentafluoride, and iodine heptafluoride from a gas containing hydrogen iodide, iodine pentafluoride, or iodine heptafluoride as a gas to be removed. When hydrogen iodide, iodine pentafluoride, and iodine heptafluoride were absorbed, solid iodine precipitated and adhered to the inner wall of the pipe and the device. Such adhesion of iodine may lead to clogging of piping and the like, and is not an efficient method for removing hydrogen iodide, iodine pentafluoride or iodine heptafluoride.

そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、ヨウ化水素、五フッ化ヨウ素または七フッ化ヨウ素を含むガスを塩基性物質の水溶液と充填塔を用いて接触させてみたところ、意外なことに固体ヨウ素の析出なく極めて低濃度に湿式除去できることを見出し、本発明に到達するに至った。   Therefore, as a result of diligent investigations, the present inventors have unexpectedly found that a gas containing hydrogen iodide, iodine pentafluoride or iodine heptafluoride is brought into contact with an aqueous solution of a basic substance using a packed tower. The present inventors have found that it can be wet-removed to a very low concentration without precipitation of solid iodine, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、ヨウ素化合物としてのヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を含むガスを、塩基性物質の水溶液に接触させてフッ化ヨウ素を湿式除去する、湿式除去法によるヨウ素化合物の除去方法を提供するものである。   That is, the present invention provides a method for removing an iodine compound by a wet removal method in which a gas containing hydrogen iodide or iodine fluoride as an iodine compound is brought into contact with an aqueous solution of a basic substance to wetly remove iodine fluoride. To do.

本発明は、以下の発明1〜11を含む。
[発明1]
気液接触装置を用い、式(1)で表されるヨウ素化合物を含むガスを塩基性水溶液に接触させてヨウ素化合物を除去する、ヨウ素化合物の除去方法。
The present invention includes the following inventions 1 to 11.
[Invention 1]
A method for removing an iodine compound, wherein a gas containing an iodine compound represented by formula (1) is brought into contact with a basic aqueous solution by using a gas-liquid contact device to remove the iodine compound.

Figure 2018134571
Figure 2018134571

[発明2]
気液接触装置が充填剤を充填した充填塔である、発明1のヨウ素化合物の除去方法。
[発明3]
前記接触を向流接触で行う、発明2のヨウ素化合物の除去方法。
[発明4]
前記ヨウ素化合物がフッ化水素(HI)、五フッ化ヨウ素(IF)、または七フッ化ヨウ素(IF)である、発明1〜3のいずれか1項に記載のヨウ素化合物の除去方法。
[発明5]
前記塩基性水溶液が含む塩基性物質がアルカリ金属水酸化物であり、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムおよび水酸化セシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、発明1〜4のヨウ素化合物の除去方法。
[発明6]
前記塩基性水溶液が含む塩基性物質がアルカリ土類金属水酸化物であり、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウムまたは水酸化バリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、発明1〜4のヨウ素化合物の除去方法。
[発明7]
塩基性水溶液中の塩基性物質の濃度が、質量%で表わして0.0001%以上、10%以下である、発明1〜6のヨウ素化合物の除去方法。
[発明8]
前記塩基性水溶液が、さらに還元性物質を含む塩基性水溶液である、発明1〜7のヨウ素化合物の除去方法。
[発明9]
還元性物質が、チオ硫酸塩または亜硫酸塩である、発明8のヨウ素化合物の除去方法。
[発明10]
前記水溶液中の還元性物質の含有量が0.0001質量%以上、10質量%以下である、発明8または発明9のヨウ素化合物の除去方法。
[発明11]
前記水溶液の温度が10℃以上、60℃以下である、発明1〜10のヨウ素化合物の除去方法。
[発明12]
前記ヨウ素化合物が、五フッ化ヨウ素(IF)または七フッ化ヨウ素(IF)であり、
前記塩基性水溶液が、還元性物質を含む塩基性水溶液である、発明1のヨウ素化合物の除去方法。
[Invention 2]
The method for removing an iodine compound according to invention 1, wherein the gas-liquid contact device is a packed tower packed with a filler.
[Invention 3]
The method for removing an iodine compound according to Invention 2, wherein the contact is carried out by countercurrent contact.
[Invention 4]
The iodine compound removal method according to any one of Inventions 1 to 3, wherein the iodine compound is hydrogen fluoride (HI), iodine pentafluoride (IF 5 ), or iodine heptafluoride (IF 7 ).
[Invention 5]
The basic substance contained in the basic aqueous solution is an alkali metal hydroxide, and is at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. A method for removing iodine compounds.
[Invention 6]
The basic substance contained in the basic aqueous solution is an alkaline earth metal hydroxide, and is at least one selected from the group consisting of magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide or barium hydroxide. 4. Method for removing iodine compound
[Invention 7]
The iodine compound removing method according to any one of Inventions 1 to 6, wherein the concentration of the basic substance in the basic aqueous solution is 0.0001% or more and 10% or less in terms of mass%.
[Invention 8]
The method for removing an iodine compound according to any one of Inventions 1 to 7, wherein the basic aqueous solution is a basic aqueous solution further containing a reducing substance.
[Invention 9]
The method for removing an iodine compound according to Invention 8, wherein the reducing substance is thiosulfate or sulfite.
[Invention 10]
The removal method of the iodine compound of the invention 8 or the invention 9 whose content of the reducing substance in the aqueous solution is 0.0001 mass% or more and 10 mass% or less.
[Invention 11]
The removal method of the iodine compound of the invention 1-10 whose temperature of the said aqueous solution is 10 degreeC or more and 60 degrees C or less.
[Invention 12]
The iodine compound is iodine pentafluoride (IF 5 ) or iodine heptafluoride (IF 7 );
The method for removing an iodine compound according to Invention 1, wherein the basic aqueous solution is a basic aqueous solution containing a reducing substance.

本発明のヨウ素化合物の除去方法を用いれば、ヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を含むガス中のヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を湿式除去法により溶解させた際に、固体ヨウ素として析出させることなく、湿式除去法により簡便に除去することができる。特に、塩基性水溶液に還元性物質を添加した場合、ヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を含むガスからヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を極めて低濃度とし除去することができる。   If the iodine compound removal method of the present invention is used, when hydrogen iodide or iodine fluoride in a gas containing hydrogen iodide or iodine fluoride is dissolved by a wet removal method, without precipitation as solid iodine, It can be easily removed by a wet removal method. In particular, when a reducing substance is added to a basic aqueous solution, hydrogen iodide or iodine fluoride can be removed at a very low concentration from a gas containing hydrogen iodide or iodine fluoride.

本発明のヨウ素化合物の除去方法を実施するための除去装置の概略図である。It is the schematic of the removal apparatus for enforcing the removal method of the iodine compound of this invention.

本発明は、式(1)で表されるヨウ素化合物を含むガスを、塩基性水溶液に接触させてヨウ素化合物を除去する、ヨウ素化合物の除去方法である。   This invention is the removal method of an iodine compound which makes the gas containing the iodine compound represented by Formula (1) contact a basic aqueous solution, and removes an iodine compound.

Figure 2018134571
Figure 2018134571

[ヨウ化水素、五フッ化ヨウ素または七フッ化ヨウ素を含むガスと水との接触]
被除去ガスとしてのヨウ化水素、五フッ化ヨウ素または七フッ化ヨウ素を含むガスを水に接触させた際、固体のヨウ素が析出し配管や装置の内壁に付着する原因として、
水中で強い酸化剤であるヨウ素酸イオン、具体的にはIO 、IO およびIO 5−等が発生し、例えば、以下の化学平衡式による、固体ヨウ素が析出すると推測された。
[Contact of water containing hydrogen iodide, iodine pentafluoride or iodine heptafluoride with water]
When a gas containing hydrogen iodide, iodine pentafluoride or iodine heptafluoride as a gas to be removed is brought into contact with water, solid iodine precipitates and adheres to the inner wall of the pipe or device.
It was estimated that iodate ions, specifically IO 3 , IO 4 and IO 6 5− , which are strong oxidants in water, are generated, and solid iodine is precipitated, for example, according to the following chemical equilibrium formula.

Figure 2018134571
Figure 2018134571

また、水中の溶存酸素または光が、トリヨウ素イオン(I )またはヨウ素イオン(I)を酸化し、以下の式で表される反応により、固体ヨウ素が析出すると推測された。 Moreover, it was estimated that the dissolved oxygen or light in water oxidizes triiodine ion (I 3 ) or iodine ion (I ), and solid iodine is precipitated by the reaction represented by the following formula.

Figure 2018134571
Figure 2018134571

[ヨウ化水素、五フッ化ヨウ素または七フッ化ヨウ素を含むガスと塩基性水溶液との接触]
本発明のヨウ素化合物の除去方法においては、水ではなく、塩基性水溶液を用いたことで、意外なことに固体ヨウ素の析出が見られなくなった。このことは、以下の式に示す様にヨウ素酸イオン(IO )が固体ヨウ素を介さない化学平衡状態をとるので、固体ヨウ素の析出が起きないと推測される。
[Contact between gas containing hydrogen iodide, iodine pentafluoride or iodine heptafluoride and basic aqueous solution]
In the method for removing an iodine compound of the present invention, the precipitation of solid iodine was unexpectedly stopped by using a basic aqueous solution instead of water. This is presumed that precipitation of solid iodine does not occur because the iodate ion (IO 3 ) takes a chemical equilibrium state not via solid iodine as shown in the following formula.

Figure 2018134571
Figure 2018134571

本発明のヨウ素化合物の除去方法において、水の換わりに塩基性水溶液を用いた結果として、酸化剤としてのヨウ素酸イオン(IO )の作用が弱くなると推測される。 In the method for removing an iodine compound of the present invention, it is presumed that the effect of iodate ion (IO 3 ) as an oxidizing agent becomes weak as a result of using a basic aqueous solution instead of water.

[還元性物質の添加]
本発明のヨウ素化合物の除去方法において、塩基性水溶液に還元性物質を添加することによって、さらに、ヨウ素化合物を含むガスを塩基性水溶液に接触させてヨウ素化合物を除去する効果を高めることができる。具体的には、本明細書の実施例に示す様に、塩基性水溶液にチオ硫酸ナトリウムまたは亜硫酸ナトリウムを添加することによって、添加しない場合は出口ヨウ素化合物の濃度が500体積ppmであったものが、0.5体積ppm以下に低減された。
[Addition of reducing substances]
In the method for removing an iodine compound of the present invention, by adding a reducing substance to the basic aqueous solution, the effect of removing the iodine compound by bringing a gas containing the iodine compound into contact with the basic aqueous solution can be enhanced. Specifically, as shown in the examples of the present specification, by adding sodium thiosulfate or sodium sulfite to a basic aqueous solution, the concentration of the exit iodine compound was 500 ppm by volume when not added. And reduced to 0.5 ppm by volume or less.

また、塩基性水溶液に還元性物質を添加すると、ヨウ素酸イオン(IO )を、トリヨウ素イオン(I )またはヨウ素イオン(I)まで還元できるため、還元性物質を添加することが好ましい。なお、還元性物質を添加しなければ、ヨウ素は主に酸化力の高いヨウ素酸イオン(IO )として溶存していると推測される。ヨウ素酸イオン(IO )に比べ、ヨウ素イオン(I)およびトリヨウ素イオン(I )は酸化力が低い。還元性物質を添加することで、ヨウ素酸イオン(IO )を、ヨウ素イオン(I)またはトリヨウ素酸イオン(I )に還元することができると推測される。また、還元性物質を添加することで、フッ化ヨウ素の除去効率、およびフッ化ヨウ素と水の反応で生成する五フッ化酸化ヨウ素(IOF)等の酸化性ガスの除去効率が向上すると推測される。 In addition, when a reducing substance is added to the basic aqueous solution, the iodate ion (IO 3 ) can be reduced to triiodine ion (I 3 ) or iodine ion (I ). Is preferred. If no reducing substance is added, it is presumed that iodine is dissolved mainly as iodate ions (IO 3 ) having high oxidizing power. Compared to iodate ion (IO 3 ), iodine ion (I ) and triiodine ion (I 3 ) have low oxidizing power. By adding a reducing substance, it is presumed that iodate ion (IO 3 ) can be reduced to iodine ion (I ) or triiodate ion (I 3 ). Moreover, it is estimated that the addition of a reducing substance improves the removal efficiency of iodine fluoride and the removal efficiency of oxidizing gas such as iodine pentafluoride oxide (IOF 5 ) generated by the reaction between iodine fluoride and water. Is done.

以下、本発明について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は本発明の実施形態の一例であり、これらの具体的内容には限定されない。その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail. However, the description of the constituent elements described below is an example of the embodiment of the present invention, and is not limited to these specific contents. Various modifications can be made within the scope of the gist.

[気体のヨウ素化合物]
本発明のヨウ素化合物ガスの除去方法は、気体のヨウ素化合物としてのヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を含むガスを、塩基性水溶液に接触させてヨウ素化合物を除去するものである。フッ化ヨウ素としては、一フッ化ヨウ素(IF)、三フッ化ヨウ素(IF)、五フッ化ヨウ素(IF)および七フッ化ヨウ素(IF)からなる群から選ばれる少なくとも1種を用いることができる。本発明のヨウ素化合物ガスの除去方法において除去の対象となるガスは、好ましくは、フッ化水素(HI)、五フッ化ヨウ素(IF)および七フッ化ヨウ素(IF)であり、特に好ましくは、七フッ化ヨウ素(IF)である。
[Gaseous iodine compounds]
In the method for removing iodine compound gas of the present invention, a gas containing hydrogen iodide or iodine fluoride as a gaseous iodine compound is brought into contact with a basic aqueous solution to remove the iodine compound. As iodine fluoride, at least one selected from the group consisting of iodine monofluoride (IF), iodine trifluoride (IF 3 ), iodine pentafluoride (IF 5 ), and iodine heptafluoride (IF 7 ) is used. Can be used. Gases to be removed in the iodine compound gas removal method of the present invention are preferably hydrogen fluoride (HI), iodine pentafluoride (IF 5 ) and iodine heptafluoride (IF 7 ), particularly preferably. Is iodine heptafluoride (IF 7 ).

ヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を含むガスには、これら気体のヨウ素化合物の2種類以上のフッ化ヨウ素が含まれていてもよい。   The gas containing hydrogen iodide or iodine fluoride may contain two or more kinds of iodine fluoride of these gaseous iodine compounds.

[塩基性物質]
本発明のヨウ素化合物の除去方法に用いる塩基性物質としては、アルカリ金属水酸化物やアルカリ土類金属水酸化物を挙げることができる。アルカリ金属水酸化物としては、具体的には、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムまたは水酸化セシウムを例示することができる。アルカリ土類金属水酸化物としては、具体的には、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウムまたは水酸化バリウムを例示することができる。本発明のヨウ素化合物の除去方法に用いる塩基性物質は、これら塩基性物質のいずれか1種類以上を含めばよい。水に対する溶解度が大きいことより、アルカリ金属水酸化物が好ましく、好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムまたは水酸化セシウムである。
[Basic substances]
Examples of the basic substance used in the iodine compound removing method of the present invention include alkali metal hydroxides and alkaline earth metal hydroxides. Specific examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. Specific examples of the alkaline earth metal hydroxide include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide. The basic substance used in the iodine compound removal method of the present invention may include any one or more of these basic substances. Alkali metal hydroxides are preferred because of their high solubility in water, preferably sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide or cesium hydroxide.

本発明のヨウ素化合物の除去方法に用いる塩基性水溶液中における塩基性物質の濃度は、塩基性物質の種類によって異なる。塩基性物質の効果を発揮するためには、塩基性水溶液全体を基準とする質量%で表わして、0.0001質量%以上であることが好ましい。塩基性物質の沈殿、塩基性物質と被除去ガスとの反応によって生成する塩の沈殿が生じないように、塩基性水溶液の濃度を適宜調節することが好ましい。10質量%を超えると沈殿が生じ易く、沈殿が生じないように、好ましくは、10質量%以下である。   The concentration of the basic substance in the basic aqueous solution used in the iodine compound removal method of the present invention varies depending on the type of the basic substance. In order to exhibit the effect of the basic substance, it is preferably 0.0001% by mass or more, expressed in mass% based on the entire basic aqueous solution. It is preferable to appropriately adjust the concentration of the basic aqueous solution so that precipitation of the basic substance and precipitation of the salt generated by the reaction between the basic substance and the gas to be removed do not occur. If it exceeds 10% by mass, precipitation is likely to occur, and preferably 10% by mass or less so that precipitation does not occur.

本発明のヨウ素化合物の除去方法において、被除去ガスである気体のヨウ素化合物を速やかに除去するために、除去剤である塩基性水溶液が、さらに還元性物質を溶解して含むことが好ましい。前述の様に、塩基性水溶液がさらに還元性物質を溶解して含むことで、ヨウ化水素またはフッ化ヨウ素と還元性物質との反応が進行し、速やかにヨウ化水素またはフッ化ヨウ素を吸収するものと推測される。   In the iodine compound removal method of the present invention, it is preferable that the basic aqueous solution as the removal agent further contains a reducing substance dissolved in order to quickly remove the gaseous iodine compound as the removal target gas. As described above, the basic aqueous solution further contains a reducing substance dissolved therein, so that the reaction between hydrogen iodide or iodine fluoride and the reducing substance proceeds and quickly absorbs hydrogen iodide or iodine fluoride. Presumed to be.

[還元性物質]
本発明のヨウ素化合物の除去方法に用いる還元性物質の種類としては、塩基性水溶液中で塩基性物質よりも還元力が強い物質を挙げることができる。このような物質として、二酸化硫黄、一酸化炭素、アンモニア、ぎ酸塩、次亜りん酸塩、亜りん酸、ホルムアルデヒド、亜硫酸塩またはチオ硫酸塩を挙げることができる。また、これら還元性物質は1種類でもよく、複数の種類を併用して用いてもよい。化学的安定性が高い、毒性が低く有毒な反応生成物が発生しない、還元性物質の溶解度が大きいおよび安価であることより、好ましくはチオ硫酸塩または亜硫酸塩である。
[Reducing substances]
As a kind of reducing substance used for the removal method of the iodine compound of this invention, the substance with a reducing power stronger than a basic substance in basic aqueous solution can be mentioned. Such substances can include sulfur dioxide, carbon monoxide, ammonia, formate, hypophosphite, phosphorous acid, formaldehyde, sulfite or thiosulfate. These reducing substances may be used alone or in combination of a plurality of kinds. Preferred is thiosulfate or sulfite because of its high chemical stability, low toxicity and no toxic reaction products, high solubility of the reducing substance and low cost.

チオ硫酸塩または亜硫酸塩を構成する陽イオンとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、またはオニウムイオンを挙げることができる。アルカリ金属イオンとしては、具体的には、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオンまたはセシウムイオンを例示することができる。アルカリ土類金属イオンとしては、具体的には、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオンまたはバリウムイオンを例示することができる。オニウムイオンとしては、具体的には、アンモニウムイオンを例示することができる。本発明のヨウ素化合物の除去方法に用いる還元性物質であるチオ硫酸塩または亜硫酸塩を構成する陽イオンとして、水に対する溶解度が大きいことより、好ましくは、アルカリ金属イオンまたはオニウムイオンである。   Examples of the cation constituting thiosulfate or sulfite include alkali metal ions, alkaline earth metal ions, and onium ions. Specific examples of the alkali metal ions include lithium ions, sodium ions, potassium ions, rubidium ions, and cesium ions. Specific examples of the alkaline earth metal ion include magnesium ion, calcium ion, strontium ion, and barium ion. Specific examples of the onium ion include ammonium ions. The cation constituting the thiosulfate or sulfite that is a reducing substance used in the method for removing an iodine compound of the present invention is preferably an alkali metal ion or an onium ion because of its high solubility in water.

本発明のヨウ素化合物の除去方法に用いる塩基性水溶液中における還元性物質の濃度は、還元性物質の種類によって異なるが、還元性物質の効果を発揮するためには、水溶液全体を基準とする質量%で表わして、0.0001質量%以上であることが好ましい。還元性物質の沈殿、還元性物質と被除去ガスとの反応によって生成する塩の沈殿が生じないように、還元性水溶液の濃度を適宜調節することが好ましい。10質量%を超えると沈殿が生じ易く、沈殿が生じないように、好ましくは10質量%以下である。   The concentration of the reducing substance in the basic aqueous solution used in the method for removing the iodine compound of the present invention varies depending on the type of the reducing substance, but in order to exert the effect of the reducing substance, the mass based on the entire aqueous solution. In terms of%, it is preferably 0.0001% by mass or more. It is preferable to appropriately adjust the concentration of the reducing aqueous solution so that precipitation of the reducing substance and precipitation of the salt generated by the reaction between the reducing substance and the gas to be removed do not occur. If it exceeds 10% by mass, precipitation is likely to occur, and the amount is preferably 10% by mass or less so that precipitation does not occur.

本発明のヨウ素化合物の除去方法において、気体のヨウ素化合物を含むガスを接触させる際の、除去剤である塩基性水溶液の温度は、除去剤が液体として存在する温度範囲内における10℃以上、60℃以下が好ましい。60℃よりも高いと、塩基性水溶液の水蒸気圧が高くなり、除去剤から気化する水が増加するので、濃度の管理が困難となる。さらに好ましくは、10℃以上、40℃以下である。   In the method for removing an iodine compound of the present invention, the temperature of the basic aqueous solution, which is a removing agent, when contacting a gas containing a gaseous iodine compound is 10 ° C. or higher within the temperature range where the removing agent exists as a liquid, 60 C. or lower is preferable. When the temperature is higher than 60 ° C., the water vapor pressure of the basic aqueous solution increases, and the amount of water vaporized from the remover increases, making it difficult to manage the concentration. More preferably, it is 10 degreeC or more and 40 degrees C or less.

[気体のヨウ素化合物を含むガスと塩基性水溶液の気液接触]
本発明のヨウ素化合物の除去方法において、除去剤としての塩基性水溶液に、気体のヨウ素化合物を含むガスを連続的に気液接触させる場合、除熱することが好ましい。該除去剤とガスが含むヨウ素化合物の組み合わせによって発熱量は異なる。装置からの放熱や水の気化熱で除熱し、塩基性物質の水溶液の温度上昇を防ぐことが好ましい。
[Gas-liquid contact between gas containing gaseous iodine compound and basic aqueous solution]
In the iodine compound removing method of the present invention, it is preferable to remove heat when a gas containing a gaseous iodine compound is continuously brought into gas-liquid contact with a basic aqueous solution as a removing agent. The calorific value varies depending on the combination of the removing agent and the iodine compound contained in the gas. It is preferable to remove heat by heat release from the apparatus or heat of vaporization of water to prevent the temperature of the aqueous solution of the basic substance from rising.

また、温度上昇を防ぐ方法としては、気体のヨウ素化合物の濃度が10体積%未満となるように、他の種類のガスにより希釈した後、塩基性水溶液と連続的に接触させる方法を挙げることができる。より好ましくは気体のヨウ素化合物の濃度が2体積%未満となるように、他の種類のガスにより希釈した後、塩基性水溶液と連続的に接触させる方法である。希釈のためのガスの種類としては、気体のヨウ素化合物または前記還元性物質と直接反応しないものであればよい。具体的には、窒素(N)、アルゴン(Ar)、ヘリウム(He)またはパーフルオロカーボンを挙げることができる。これらガスは1種類でもよく、複数の種類のガスを併用して用いてもよい。 Further, as a method for preventing the temperature rise, there is a method of continuously contacting with a basic aqueous solution after diluting with another kind of gas so that the concentration of gaseous iodine compound is less than 10% by volume. it can. More preferably, after diluting with another kind of gas so that the concentration of the gaseous iodine compound is less than 2% by volume, the method is continuously contacted with the basic aqueous solution. Any kind of gas may be used as long as it does not react directly with the gaseous iodine compound or the reducing substance. Specific examples include nitrogen (N 2 ), argon (Ar), helium (He), and perfluorocarbon. One kind of these gases may be used, or a plurality of kinds of gases may be used in combination.

[気液接触装置]
本発明のヨウ素化合物の除去方法において用いることのできる気液接触装置としては、撹拌槽、気泡塔、棚段塔、スプレー塔または充填塔を用いることができる。これら気液接触装置の中でも気液の接触効率がよい充填塔を用いて、気体のヨウ素化合物と塩基性水溶液を接触させることが好ましい。なお、本発明において、充填塔とは、塔の中に気液の接触面積を大きくとるための充填物を配置した装置であり、充填物の表面上で気液接触を行うための装置である。充填塔には気体のヨウ素化合物と塩基性水溶液を逆方向に流し接触させる向流接触式、または同方向に流し接触させる並流接触式があるが、好ましくは、気液の接触効率がよい向流接触である。
[Gas-liquid contact device]
As a gas-liquid contact apparatus that can be used in the method for removing an iodine compound of the present invention, a stirring tank, a bubble tower, a plate tower, a spray tower, or a packed tower can be used. Among these gas-liquid contact devices, it is preferable to contact the gaseous iodine compound and the basic aqueous solution using a packed tower having good gas-liquid contact efficiency. In the present invention, the packed tower is an apparatus in which a packing for increasing the contact area of gas and liquid is arranged in the tower, and is an apparatus for performing gas-liquid contact on the surface of the packing. . The packed tower has a counter-current contact type in which a gaseous iodine compound and a basic aqueous solution are made to flow in contact in opposite directions, or a co-current contact type in which the gaseous iodine compound is made to flow and contact in the same direction, but preferably the gas-liquid contact efficiency is improved. Current contact.

本発明のヨウ素化合物の除去方法において、気液接触装置内の気体のヨウ素化合物および塩基性水溶液が接触する部位の材質としては、ヨウ素化合物によって腐食しないことが好ましく、鉄またはステンレス鋼製の母材に樹脂ライニングをしたものが好ましい。ライニングする樹脂としてはフッ素樹脂が好ましい。この様なフッ素樹脂として、テトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデンまたはクロロトリフルオロエチレン等を挙げることができる。充填塔における充填物は、気体のヨウ素化合物と塩基性水溶液を接触させる際の接触面積を広くとれればよく、形状は問わない。充填物の材質はヨウ素化合物によって腐食しないことが好ましく、樹脂製の充填物を用いることが好ましい。具体的には、前記フッ素樹脂を挙げることができる。   In the method for removing iodine compound of the present invention, the material of the portion in contact with the gaseous iodine compound and the basic aqueous solution in the gas-liquid contact device is preferably not corroded by the iodine compound, and is a base material made of iron or stainless steel. A resin lining is preferred. As the lining resin, a fluororesin is preferable. Examples of such a fluororesin include tetrafluoroethylene, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, and the like. The packing in the packed tower is not particularly limited in shape as long as the contact area when contacting the gaseous iodine compound and the basic aqueous solution can be widened. The material of the filler is preferably not corroded by iodine compounds, and it is preferable to use a resin filler. Specifically, the said fluororesin can be mentioned.

<充填塔の効果>
気液接触装置に充填塔を用いることで、下記の実施例1〜18に示す様に、充填塔出口ヨウ化化合物ガスの濃度が500体積ppm以下に低減された。
<Effect of packed tower>
By using a packed tower in the gas-liquid contact device, as shown in Examples 1 to 18 below, the concentration of the iodide gas at the outlet of the packed tower was reduced to 500 ppm by volume or less.

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

図1を用いて、本発明の実施例について具体的に示す。図1は、本発明のヨウ素化合物の除去方法を実施するための除去装置の概略図である。   An embodiment of the present invention will be specifically described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view of a removing apparatus for carrying out the iodine compound removing method of the present invention.

除去装置の構成要素は、図1に示す様に、A)充填材を充填した充填塔1、B)除去剤として塩基性物質と必要に応じて還元性物質を含む塩基性水溶液2、C)水溶液を溜める液釜3、D)液釜内の水溶液を充填塔の上部に送液する送液ポンプ4からなる。充填塔1は、長さ1.5m、塔径25A(34mm)であり、内部をフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレンで被覆されているものを使用した。充填材として、φ1/4インチ(6.35mm)、長さ6mmのポリテトラフルオロエチレン製のラシヒリングを使用し、充填長は1.2mとした。   As shown in FIG. 1, the components of the removal apparatus are: A) packed tower 1 packed with a packing material, B) a basic aqueous solution 2 containing a basic substance as a removing agent and, if necessary, a reducing substance, C) A liquid tank 3 for storing an aqueous solution, and D) a liquid feed pump 4 for feeding the aqueous solution in the liquid tank to the upper part of the packed tower. The packed tower 1 has a length of 1.5 m, a tower diameter of 25 A (34 mm), and the inside is covered with polytetrafluoroethylene which is a fluororesin. As the filler, a Raschig ring made of polytetrafluoroethylene having a diameter of φ1 / 4 inch (6.35 mm) and a length of 6 mm was used, and the filling length was 1.2 m.

除去剤として塩基性物質さらに還元性物質を含む塩基性水溶液2は、液釜3から充填塔1の上部に送液した後、充填塔3内を経由して、送液ポンプ4により流量計5で流量を測定しつつ、液釜3へ戻すことで循環させた。循環流量は、0.3リットル/minとした。濃度が1体積%になるまで窒素で希釈されたヨウ化水素、五フッ化ヨウ素、または七フッ化ヨウ素は、マスフローコントローラー6にて、充填塔1内でのガス線速が1cm/secとなるように充填塔1の下部入口7より導入され、除去剤として塩基性物質さらに還元性物質を含む塩基性水溶液2と向流接触し、充填塔1の上部出口8より放出される。充填塔1の上部出口8から放出されたガス中のヨウ化水素、五フッ化ヨウ素、または七フッ化ヨウ素濃度をガス検知器またはフーリエ変換赤外分光計で分析し、充填塔1の上部から放出されたガス中のヨウ化水素、五フッ化ヨウ素、または七フッ化ヨウ素濃度を測定し、除去剤として塩基性物質、さらに還元性物質を含む塩基性水溶液2中での固体ヨウ素の析出の有無を確認した。   A basic aqueous solution 2 containing a basic substance and a reducing substance as a removing agent is sent from the liquid kettle 3 to the upper portion of the packed tower 1, and then flows through the packed tower 3 and is fed by the liquid feed pump 4 to the flow meter 5. While circulating the flow rate, the liquid was returned to the liquid kettle 3 to circulate. The circulation flow rate was 0.3 liter / min. Hydrogen iodide, iodine pentafluoride, or iodine heptafluoride diluted with nitrogen until the concentration reaches 1% by volume has a gas linear velocity of 1 cm / sec in the packed column 1 by the mass flow controller 6. In this way, it is introduced from the lower inlet 7 of the packed tower 1, makes countercurrent contact with the basic aqueous solution 2 containing a basic substance and a reducing substance as a removing agent, and is discharged from the upper outlet 8 of the packed tower 1. The concentration of hydrogen iodide, iodine pentafluoride, or iodine heptafluoride in the gas discharged from the upper outlet 8 of the packed column 1 is analyzed by a gas detector or a Fourier transform infrared spectrometer, and from the upper portion of the packed column 1 The concentration of hydrogen iodide, iodine pentafluoride, or iodine heptafluoride in the released gas is measured, and solid iodine is precipitated in the basic aqueous solution 2 containing a basic substance as a removing agent and a reducing substance. The presence or absence was confirmed.

具体的には、ヨウ化水素の濃度は、ガス検知器(理研計器株式会社製、品名、ポータブル毒性ガスモニター、SC−8000)を用い測定した。五フッ化ヨウ素と七フッ化ヨウ素の濃度は、ガス検知器(新コスモス電機株式会社製、品名、工業用定置式ガス検知警報装置、PS‐7)を用い測定した。ヨウ化水素、五フッ化ヨウ素、または七フッ化ヨウ素の濃度が、ガス検知器のフルスケールよりも高濃度の場合は、フーリエ変換赤外分光計(株式会社島津製作所製、品名、IR−Tracer100)を用い測定した。   Specifically, the concentration of hydrogen iodide was measured using a gas detector (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd., product name, portable toxic gas monitor, SC-8000). The concentrations of iodine pentafluoride and iodine heptafluoride were measured using a gas detector (manufactured by Shin Cosmos Electric Co., Ltd., product name, industrial stationary gas detection alarm device, PS-7). When the concentration of hydrogen iodide, iodine pentafluoride, or iodine heptafluoride is higher than the full scale of the gas detector, a Fourier transform infrared spectrometer (product name, IR-Tracer100, manufactured by Shimadzu Corporation) ) And measured.

[評価結果]
実施例1〜6、比較例1(ヨウ化水素の除去)
実施例1〜6においては、除去剤として塩基性物質である水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムの水溶液を用い、実施例1、2、5においては、さらに還元性物質としてチオ硫酸ナトリウムまたは亜硫酸ナトリウムを加えた。比較例1は、除去剤として塩基性物質を用いることなく、水のみを用いた。実施例1〜6および比較例1において、ヨウ化水素を除去した際の除去剤の組成と評価結果を以下の表1に示す。
[Evaluation results]
Examples 1-6, comparative example 1 (removal of hydrogen iodide)
In Examples 1 to 6, an aqueous solution of potassium hydroxide or sodium hydroxide, which is a basic substance, is used as a removing agent. In Examples 1, 2, and 5, sodium thiosulfate or sodium sulfite is further used as a reducing substance. added. In Comparative Example 1, only water was used as a removing agent without using a basic substance. In Examples 1 to 6 and Comparative Example 1, the composition of the removing agent and the evaluation results when hydrogen iodide is removed are shown in Table 1 below.

Figure 2018134571
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表1の実施例1〜6および実施例7に示す様に、ガス検知器またはフーリエ変換赤外分光計の測定において、充填塔の下部入口7のHI濃度が1体積%であったのに対し、出口8ではHI濃度が0.05体積ppm以下(ヨウ素損失率0.0005質量%以下)に低減された。実施例1〜6において、塩基性水溶液2中に固体ヨウは析出しなかったが、除去剤に水のみを用いた比較例1においては、固体ヨウ素が析出した。   As shown in Examples 1 to 6 and Example 7 of Table 1, the HI concentration at the lower inlet 7 of the packed tower was 1% by volume in the measurement by the gas detector or the Fourier transform infrared spectrometer. At the outlet 8, the HI concentration was reduced to 0.05 ppm by volume or less (iodine loss rate of 0.0005% by mass or less). In Examples 1 to 6, solid iodine was not precipitated in the basic aqueous solution 2, but solid iodine was precipitated in Comparative Example 1 using only water as the removing agent.

実施例7〜12、比較例2(五フッ化ヨウ素の除去)
実施例7〜12においては、除去剤として塩基性である水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムの水溶液を用い、実施例7、8、11においては、さらに還元性物質としてチオ硫酸ナトリウムまたは亜硫酸ナトリウムを加えた。比較例2は、除去剤として塩基性物質を用いることなく、水のみを用いた。実施例7〜12および比較例2において、五フッ化ヨウ素を除去した際の除去剤の組成と評価結果を以下の表2に示す。
Examples 7-12, comparative example 2 (removal of iodine pentafluoride)
In Examples 7 to 12, a basic aqueous solution of potassium hydroxide or sodium hydroxide was used as a removing agent. In Examples 7, 8, and 11, sodium thiosulfate or sodium sulfite was further added as a reducing substance. It was. In Comparative Example 2, only water was used without using a basic substance as a removing agent. In Examples 7 to 12 and Comparative Example 2, the composition and evaluation results of the removal agent when iodine pentafluoride was removed are shown in Table 2 below.

Figure 2018134571
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表2に示す様に、ガス検知器またはフーリエ変換赤外分光計の測定において、充填塔入口7のIF濃度が1体積%であったのに対し、除去剤に水酸化カリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液を用いた実施例9、10、12の充填塔出口8のIF濃度は、500体積ppmに低減された。さらに還元性物質としてのチオ硫酸ナトリウムまたは亜硫酸ナトリウムを加えた実施例7、8、11においては、充填塔出口8のIF濃度は0.5体積ppm以下(ヨウ素損失率0.005質量%以下)に低減された。それに対して、除去剤に水のみを用いた比較例3は、充填塔出口8のIF濃度が1000体積ppmであった。 As shown in Table 2, in the measurement with a gas detector or a Fourier transform infrared spectrometer, the IF 5 concentration at the inlet 7 of the packed column was 1% by volume, whereas the aqueous solution of potassium hydroxide or hydroxide was used as the removing agent. The IF 5 concentration at the packed tower outlet 8 of Examples 9, 10, and 12 using an aqueous potassium solution was reduced to 500 ppm by volume. Further, in Examples 7, 8, and 11 in which sodium thiosulfate or sodium sulfite as a reducing substance was added, the IF 5 concentration at the packed tower outlet 8 was 0.5 ppm by volume or less (iodine loss rate of 0.005 mass% or less). ). On the other hand, in Comparative Example 3 using only water as the removing agent, the IF 5 concentration at the packed tower outlet 8 was 1000 ppm by volume.

また、実施例7〜12について塩基性水溶液2中に固体ヨウ素は析出しなかったが、比較例2においては、固体ヨウ素が析出した。   Moreover, although solid iodine did not precipitate in basic aqueous solution 2 about Examples 7-12, in Comparative Example 2, solid iodine precipitated.

実施例13〜18、比較例3(七フッ化ヨウ素の除去)
実施例13〜18においては、除去剤として塩基性物質である水酸化カリウムまたは水酸化ナトリウムの水溶液を用い、実施例13、14、17においては、さらに還元性物質としてチオ硫酸ナトリウムまたは亜硫酸ナトリウムを加えた。比較例3は、除去剤として塩基性物質を用いることなく、水のみを用いた。実施例13〜18および比較例3において、七フッ化ヨウ素を除去した際の除去剤の組成と、評価結果を以下の表3に示す。
Examples 13-18, comparative example 3 (removal of iodine heptafluoride)
In Examples 13 to 18, an aqueous solution of potassium hydroxide or sodium hydroxide, which is a basic substance, is used as a removing agent. In Examples 13, 14, and 17, sodium thiosulfate or sodium sulfite is further used as a reducing substance. added. In Comparative Example 3, only water was used without using a basic substance as a removing agent. In Examples 13 to 18 and Comparative Example 3, the composition of the removing agent when iodine heptafluoride was removed and the evaluation results are shown in Table 3 below.

Figure 2018134571
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表3に示す様に、ガス検知器またはフーリエ変換赤外分光計の測定において、充填塔入口7のIF濃度が1体積%であったのに対し、除去剤に水酸化カリウム水溶液または水酸化カリウム水溶液を用いた実施例13,15,18の充填塔出口8のIF濃度は、500体積ppmに低減された。さらに還元性物質としてのチオ硫酸ナトリウムまたは亜硫酸ナトリウムを加えた実施例13、14,17においては、充填塔出口8のIF濃度は0.5体積ppm以下(ヨウ素損失率0.005質量%以下)に低減された。それに対して、除去剤に水のみを用いた比較例3は、充填塔出口8のIF濃度が1000体積ppmであった。 As shown in Table 3, in the measurement with a gas detector or a Fourier transform infrared spectrometer, the IF 5 concentration at the inlet 7 of the packed column was 1% by volume, whereas the aqueous solution of potassium hydroxide or hydroxide was used as the removal agent. The IF 7 concentration at the packed tower outlet 8 of Examples 13, 15, and 18 using an aqueous potassium solution was reduced to 500 ppm by volume. Further, in Examples 13, 14, and 17 in which sodium thiosulfate or sodium sulfite as a reducing substance was added, the IF 7 concentration at the packed tower outlet 8 was 0.5 ppm by volume or less (iodine loss rate of 0.005 mass% or less). ). On the other hand, in Comparative Example 3 using only water as the removing agent, the IF 7 concentration at the packed tower outlet 8 was 1000 ppm by volume.

また、実施例13〜18について塩基性水溶液2中に固体ヨウ素は析出しなかったが、比較例2においては、固体ヨウ素が析出した   Moreover, although solid iodine did not precipitate in basic aqueous solution 2 about Examples 13-18, in Comparative Example 2, solid iodine precipitated.

1:充填塔
2:塩基性水溶液
3:液釜
4:送液ポンプ
5:流量計
6:マスフローコントローター
7:(充填塔の)入口
8:(充填塔の)出口
1: packed tower 2: basic aqueous solution 3: liquid kettle 4: liquid feed pump 5: flow meter 6: mass flow controller 7: inlet (of packed tower) 8: outlet (of packed tower)

Claims (12)

気液接触装置を用い、式(1)で表されるヨウ素化合物を含むガスを塩基性水溶液に接触させてヨウ素化合物を除去する、ヨウ素化合物の除去方法。
Figure 2018134571
A method for removing an iodine compound, wherein a gas containing an iodine compound represented by formula (1) is brought into contact with a basic aqueous solution by using a gas-liquid contact device to remove the iodine compound.
Figure 2018134571
気液接触装置が充填剤を充填した充填塔である、請求項1に記載のヨウ素化合物の除去方法。 The method for removing an iodine compound according to claim 1, wherein the gas-liquid contact device is a packed tower filled with a filler. 前記接触を向流接触で行う、請求項2に記載のヨウ素化合物の除去方法。 The method for removing an iodine compound according to claim 2, wherein the contact is performed by countercurrent contact. 前記ヨウ素化合物がフッ化水素(HI)、五フッ化ヨウ素(IF)、または七フッ化ヨウ素(IF)である、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のヨウ素化合物の除去方法。 The iodine compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the iodine compound is hydrogen fluoride (HI), iodine pentafluoride (IF 5 ), or iodine heptafluoride (IF 7 ). Removal method. 前記塩基性水溶液が含む塩基性物質がアルカリ金属水酸化物であり、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウムおよび水酸化セシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のヨウ素化合物の除去方法。 The basic substance contained in the basic aqueous solution is an alkali metal hydroxide, and is at least one selected from the group consisting of sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, and cesium hydroxide. Item 5. The method for removing an iodine compound according to any one of Items4. 前記塩基性水溶液が含む塩基性物質がアルカリ土類金属水酸化物であり、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウムまたは水酸化バリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のヨウ素化合物の除去方法。 The basic substance contained in the basic aqueous solution is an alkaline earth metal hydroxide, and is at least one selected from the group consisting of magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide or barium hydroxide. The removal method of the iodine compound of any one of thru | or 4 thru | or 4. 塩基性水溶液中の塩基性物質の濃度が、質量%で表わして0.0001%以上、10%以下である、請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載のヨウ素化合物の除去方法。   The method for removing an iodine compound according to any one of claims 1 to 6, wherein the concentration of the basic substance in the basic aqueous solution is 0.0001% or more and 10% or less in terms of mass%. 前記塩基性水溶液が、さらに還元性物質を含む塩基性水溶液である、請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載のヨウ素化合物の除去方法。 The method for removing an iodine compound according to claim 1, wherein the basic aqueous solution is a basic aqueous solution further containing a reducing substance. 還元性物質が、チオ硫酸塩または亜硫酸塩である、請求項8に記載のヨウ素化合物の除去方法。 The method for removing an iodine compound according to claim 8, wherein the reducing substance is thiosulfate or sulfite. 前記水溶液中の還元性物質の含有量が0.0001質量%以上、10質量%以下である、請求項8または請求項9に記載のヨウ素化合物の除去方法。 The removal method of the iodine compound of Claim 8 or Claim 9 whose content of the reducing substance in the said aqueous solution is 0.0001 mass% or more and 10 mass% or less. 前記水溶液の温度が10℃以上、60℃以下である、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載のヨウ素化合物の除去方法。 11. The method for removing an iodine compound according to claim 1, wherein the temperature of the aqueous solution is 10 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. 前記ヨウ素化合物が、五フッ化ヨウ素(IF)または七フッ化ヨウ素(IF)であり、
前記塩基性水溶液が、還元性物質を含む塩基性水溶液である、
請求項1に記載のヨウ素化合物の除去方法。
The iodine compound is iodine pentafluoride (IF 5 ) or iodine heptafluoride (IF 7 );
The basic aqueous solution is a basic aqueous solution containing a reducing substance.
The method for removing an iodine compound according to claim 1.
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