JP2711463B2 - 排ガスの浄化方法 - Google Patents
排ガスの浄化方法Info
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排ガスの浄化方法に関し、さらに詳細には半
導体製造工程などから排出される一酸化炭素および／ま
たは金属カルボニル化合物を含有する排ガスの浄化方法
に関する。
導体製造工程などから排出される一酸化炭素および／ま
たは金属カルボニル化合物を含有する排ガスの浄化方法
に関する。
半導体製造工業の発展とともにこれに使用される物質
の種類と量が急速に増加している。
の種類と量が急速に増加している。
これらの物質の中でも一酸化炭素やニッケル、コバル
トおよびタングステンなどの金属カルボニル化合物は毒
性が強いばかりでなく可燃性でもあるので、その取扱に
は充分な注意が必要である。半導体や化合物半導体の製
造プロセスなどから排出される排ガスの中には、未反応
の一酸化炭素や金属カルボニル化合物が含有される場合
が多い。このような排ガスは生物にとって極めて有害で
あるから、環境を破壊しないためにガスの排出に先立っ
て除去する必要がある。
トおよびタングステンなどの金属カルボニル化合物は毒
性が強いばかりでなく可燃性でもあるので、その取扱に
は充分な注意が必要である。半導体や化合物半導体の製
造プロセスなどから排出される排ガスの中には、未反応
の一酸化炭素や金属カルボニル化合物が含有される場合
が多い。このような排ガスは生物にとって極めて有害で
あるから、環境を破壊しないためにガスの排出に先立っ
て除去する必要がある。
従来、一酸化炭素を除去する方法として酸化銅、二酸
化マンガンおよび一酸化銀などの金属酸化物径触媒を用
い、空気中など酸素の存在下に一酸化炭素を接触酸化法
で酸化して除害する方法が知られている。
化マンガンおよび一酸化銀などの金属酸化物径触媒を用
い、空気中など酸素の存在下に一酸化炭素を接触酸化法
で酸化して除害する方法が知られている。
しかしながら、半導体製造プロセスなどでは窒素、ア
ルゴン、ヘリウムおよび水素などがベースガスとして使
用され、これらに含有される一酸化炭素を除害するため
に、これに空気など酸素含有ガスを混合してから接触酸
化がおこなわれていた。また、この場合には空気中の水
分を充分に除いておかないと接触酸化の能力が無くなる
ため、除湿設備を要するなど不経済でもあった。
ルゴン、ヘリウムおよび水素などがベースガスとして使
用され、これらに含有される一酸化炭素を除害するため
に、これに空気など酸素含有ガスを混合してから接触酸
化がおこなわれていた。また、この場合には空気中の水
分を充分に除いておかないと接触酸化の能力が無くなる
ため、除湿設備を要するなど不経済でもあった。
さらに、コバルト、タングステンおよびニッケルなど
の金属のカルボニル化合物の除害については有効な方法
は知られていない。
の金属のカルボニル化合物の除害については有効な方法
は知られていない。
本発明者らは、鋭意研究を続けた結果、二酸化マンガ
ンおよび酸化銅を主成分とする浄化剤を使用して酸素が
全く存在しない状態において一酸化炭素のみならず金属
カルボニル化合物についても効率良く除去されることを
見出し、本発明を完成した。
ンおよび酸化銅を主成分とする浄化剤を使用して酸素が
全く存在しない状態において一酸化炭素のみならず金属
カルボニル化合物についても効率良く除去されることを
見出し、本発明を完成した。
すなわち本発明は、半導体製造工程から排出される排
ガスであって窒素、水素、アルゴン、ヘリウムまたはこ
れらの混合ガス中に有毒成分として一酸化炭素および／
または金属カルボニル化合物を含有するガスと、浄化剤
とを無酸素状態で接触させて当該ガスから有毒成分を浄
化剤との反応によって除去する排ガスの浄化方法であっ
て、浄化剤として二酸化マンガンおよび酸化銅を主成分
とする組成物の成型体を用いることを特徴とする排ガス
の浄化方法である。
ガスであって窒素、水素、アルゴン、ヘリウムまたはこ
れらの混合ガス中に有毒成分として一酸化炭素および／
または金属カルボニル化合物を含有するガスと、浄化剤
とを無酸素状態で接触させて当該ガスから有毒成分を浄
化剤との反応によって除去する排ガスの浄化方法であっ
て、浄化剤として二酸化マンガンおよび酸化銅を主成分
とする組成物の成型体を用いることを特徴とする排ガス
の浄化方法である。
本発明は、窒素、水素、アルゴン、ヘリウムなど実質
的に酸素のないガス中に一酸化炭素およびニッケル、コ
バルト、タングステンなどの金属カルボニル化合物（以
下総称してCO化合物と記す）を含有するガスに適用され
る。
的に酸素のないガス中に一酸化炭素およびニッケル、コ
バルト、タングステンなどの金属カルボニル化合物（以
下総称してCO化合物と記す）を含有するガスに適用され
る。
本発明における浄化剤によれば酸素および触媒による
接触酸化とは異なり、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの
不活性ガスおよび水素中に含有されるCO化合物は無酸素
状態で浄化剤と反応して浄化剤に固定されることによっ
て排ガスから除去される。
接触酸化とは異なり、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの
不活性ガスおよび水素中に含有されるCO化合物は無酸素
状態で浄化剤と反応して浄化剤に固定されることによっ
て排ガスから除去される。
また、この浄化剤は使用後に空気に触れて発熱するこ
とはあっても、発火に至ることはなく、安全性が高い。
とはあっても、発火に至ることはなく、安全性が高い。
さらに、この浄化剤は、使用温度が10℃以下のような
比較的低温においても、ガス中に含有されるCO化合物に
対して優れた除去能力を有する。
比較的低温においても、ガス中に含有されるCO化合物に
対して優れた除去能力を有する。
本発明で使用される浄化剤は二酸化マンガンおよび酸
化銅を主成分とする組成物の成型体であり、二酸化マン
ガンおよび酸化銅の含有量は通常は両者を合わせて60wt
％以上、好ましくは70wt％以上とされる。また、二酸化
マンガンに対する酸化銅の割合は重量比で通常は1:0.2
〜1.2、好ましくは1:0.3〜0.8程度とされる。
化銅を主成分とする組成物の成型体であり、二酸化マン
ガンおよび酸化銅の含有量は通常は両者を合わせて60wt
％以上、好ましくは70wt％以上とされる。また、二酸化
マンガンに対する酸化銅の割合は重量比で通常は1:0.2
〜1.2、好ましくは1:0.3〜0.8程度とされる。
このような二酸化マンガンおよび酸化銅を主成分とす
る組成物の成型体としてはホプカライトとして市販され
ているものをそのまま利用することもできる。
る組成物の成型体としてはホプカライトとして市販され
ているものをそのまま利用することもできる。
市販のホプカライトとしては例えばMnO2:CuOの割合が
重量比で60:40程度のものがあり、これに酸化珪素、酸
化アルミニウム、酸化カリウム、酸化カルシウムなどを
０〜30倍含有するものや、MnO250％、CuO 30％、Co2O3
15％、Ag2O 5％をベースとしたものなどがある。この両
者については酸化銀や酸化コバルトなどは高価であるた
め、通常は前者の組成のものが経済的である。
重量比で60:40程度のものがあり、これに酸化珪素、酸
化アルミニウム、酸化カリウム、酸化カルシウムなどを
０〜30倍含有するものや、MnO250％、CuO 30％、Co2O3
15％、Ag2O 5％をベースとしたものなどがある。この両
者については酸化銀や酸化コバルトなどは高価であるた
め、通常は前者の組成のものが経済的である。
また、二酸化マンガンと酸化銅を主成分とする組成物
の成型体は公知の種々の方法で製造することができる。
の成型体は公知の種々の方法で製造することができる。
銅については、その硝酸塩、硫酸塩、塩化物、有機酸
塩などの金属塩に、苛性ソーダ、苛性カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カ
リウム、アンモニアなどのアルカリを加えて酸化物の中
間体を沈澱させ、得られた沈澱物を焼成して得た酸化物
をその他の金属酸化物と特定組成となるように混合し成
型してもよいが、金属塩にアルカリを加えて得られる沈
澱物である水酸化物または塩基性炭酸塩の段階でその他
の金属酸化物と特定組成になるように混合し、成型した
状態で焼成することによって酸化第二銅とすることが好
ましい。その中でもアルカリとして炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム、重炭酸ナトリウムまたは重炭酸カリウムを
用いて得られる塩基性炭酸塩を用いることが最も好まし
い。
塩などの金属塩に、苛性ソーダ、苛性カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カ
リウム、アンモニアなどのアルカリを加えて酸化物の中
間体を沈澱させ、得られた沈澱物を焼成して得た酸化物
をその他の金属酸化物と特定組成となるように混合し成
型してもよいが、金属塩にアルカリを加えて得られる沈
澱物である水酸化物または塩基性炭酸塩の段階でその他
の金属酸化物と特定組成になるように混合し、成型した
状態で焼成することによって酸化第二銅とすることが好
ましい。その中でもアルカリとして炭酸ナトリウム、炭
酸カリウム、重炭酸ナトリウムまたは重炭酸カリウムを
用いて得られる塩基性炭酸塩を用いることが最も好まし
い。
また、二酸化マンガンについては、例えば過マンガン
酸カリを硝酸中で分解する方法、硫酸マンガンを過マン
ガン酸カリで酸化する方法、不活性な二酸化マンガンを
熱濃硝酸で処理する方法など種々の方法を用いることが
できる他、酸化第二銅、塩基性炭酸銅、二酸化マンガ
ン、などは種々な品種のものが市販されているので、こ
れらから適宜選択したものを利用しその他の成分と合わ
せて互いに混合してもよい。
酸カリを硝酸中で分解する方法、硫酸マンガンを過マン
ガン酸カリで酸化する方法、不活性な二酸化マンガンを
熱濃硝酸で処理する方法など種々の方法を用いることが
できる他、酸化第二銅、塩基性炭酸銅、二酸化マンガ
ン、などは種々な品種のものが市販されているので、こ
れらから適宜選択したものを利用しその他の成分と合わ
せて互いに混合してもよい。
本発明で使用する浄化剤は組成物をペレットなどに成
型したものを用いるか、あるいはこの成型物を適当な大
きさに破砕するなどして用いる。
型したものを用いるか、あるいはこの成型物を適当な大
きさに破砕するなどして用いる。
成型する方法としては、乾式法あるいは湿式法を用い
ることができる。また、成型の際には必要に応じて、少
量の水、滑剤などを使用してもよい。
ることができる。また、成型の際には必要に応じて、少
量の水、滑剤などを使用してもよい。
成型物の形状には特に制限はないが、球形、円柱形お
よび筒形などが代表例として挙げられる。
よび筒形などが代表例として挙げられる。
成型物の大きさは、球形であれば直径1mm〜12mmの範
囲がよく、円柱形であれば直径1mm〜12mmで、高さは2mm
〜12mmの範囲が適当である。化学工学的に充填筒では筒
径の約1/10よりも小さい粒形とする必要があるとされて
いるので、その範囲であれば偏流などがなく好都合であ
る。
囲がよく、円柱形であれば直径1mm〜12mmで、高さは2mm
〜12mmの範囲が適当である。化学工学的に充填筒では筒
径の約1/10よりも小さい粒形とする必要があるとされて
いるので、その範囲であれば偏流などがなく好都合であ
る。
本発明で使用する浄化剤の粒の密度は0.6〜1.5g/ml程
度とされ、また、充填密度は0.4〜1.0g/ml程度のものが
好ましい。本発明において粒の密度とは、成型体（粒）
の重さを幾何学的体積で割ったもの、また、充填密度と
は、筒に充填された浄化剤の重さを浄化剤の充填容積で
割ったものとしてそれぞれ定義される。
度とされ、また、充填密度は0.4〜1.0g/ml程度のものが
好ましい。本発明において粒の密度とは、成型体（粒）
の重さを幾何学的体積で割ったもの、また、充填密度と
は、筒に充填された浄化剤の重さを浄化剤の充填容積で
割ったものとしてそれぞれ定義される。
充填密度が0.4g/mlよりも小さい場合には、成型物の
強度が弱くなるばかりでなく、単位体積当りの浄化量が
減少することになる。また、充填密度が1.0g/mlよりも
大きい場合には、低温における浄化速度が低下する虞れ
がある。
強度が弱くなるばかりでなく、単位体積当りの浄化量が
減少することになる。また、充填密度が1.0g/mlよりも
大きい場合には、低温における浄化速度が低下する虞れ
がある。
本発明で使用される浄化剤は浄化筒内に充填され固定
床として用いられる。しかし移動床、流動床として用い
ることも可能である。
床として用いられる。しかし移動床、流動床として用い
ることも可能である。
CO化合物を含有するガス（以下被処理ガスと記す）は
この浄化筒内に流され、浄化剤と接触せしめられること
により、CO化合物が除去され、ガスは浄化される。
この浄化筒内に流され、浄化剤と接触せしめられること
により、CO化合物が除去され、ガスは浄化される。
本発明の浄化方法が適用される被処理ガス中のCO化合
物の濃度およびガスの流速には特に制限はないが一般に
濃度が高い程流速を小さくすることが好ましい。実用上
通常はCO化合物の濃度が10％では、空筒線速度は5cm/se
c以下、１％では20cm/sec以下、0.1％では50cm/sec以下
とすることが好ましい。
物の濃度およびガスの流速には特に制限はないが一般に
濃度が高い程流速を小さくすることが好ましい。実用上
通常はCO化合物の濃度が10％では、空筒線速度は5cm/se
c以下、１％では20cm/sec以下、0.1％では50cm/sec以下
とすることが好ましい。
本発明の浄化方法を適用しうる被処理ガスは無酸素状
態で、かつ、乾燥状態でなければならない。
態で、かつ、乾燥状態でなければならない。
浄化剤と接触させる被処理ガスの温度は通常は−20〜
100℃、好ましくは０〜50℃とされる。このような広い
低温域で優れた浄化能力が得られるので被処理ガスは特
に加熱や冷却を必要としない。
100℃、好ましくは０〜50℃とされる。このような広い
低温域で優れた浄化能力が得られるので被処理ガスは特
に加熱や冷却を必要としない。
被処理ガスの圧力は常圧、減圧、加圧のいずれでもよ
いが、通常は20kg/cm2abs以下であり、好ましくは0.001
〜10kg/cm2absの範囲である。
いが、通常は20kg/cm2abs以下であり、好ましくは0.001
〜10kg/cm2absの範囲である。
本発明の浄化方法は、ガス中に含有されるCO化合物を
乾式で、しかも常温で極めて効率よく除去することがで
きる。また、発熱による発火などの虞れもなく安心して
使用できる。
乾式で、しかも常温で極めて効率よく除去することがで
きる。また、発熱による発火などの虞れもなく安心して
使用できる。
以下、本発明を実施例によってさらに具体的に示す。
実施例１〜２ 浄化剤に用いる各成分はそれぞれ次の方法で準備し、
浄化剤を調整した。
浄化剤を調整した。
二酸化マンガン；塩素酸バリウムの10wt％水溶液に硫
酸マンガン10wt％水溶液を化学量論量で混合した。沈澱
した硫酸バリウムを濾過によって除去した後、この溶液
を50℃で10時間蒸発させて粗二酸化マンガンを得た。こ
の粗二酸化マンガンを熱濃硝酸中で５時間攪はんした
後、イオン交換水で洗浄し、濾別後、120℃で５時間乾
燥して活性二酸化マンガンを得た。
酸マンガン10wt％水溶液を化学量論量で混合した。沈澱
した硫酸バリウムを濾過によって除去した後、この溶液
を50℃で10時間蒸発させて粗二酸化マンガンを得た。こ
の粗二酸化マンガンを熱濃硝酸中で５時間攪はんした
後、イオン交換水で洗浄し、濾別後、120℃で５時間乾
燥して活性二酸化マンガンを得た。
浄化剤；この二酸化マンガンを水中にけん濁させた硝
酸銅の20wt％水溶液に炭酸ソーダの20wt％水溶液をpH9
〜10になるまで加え、二酸化マンガン粒子上に塩基性炭
酸銅の結晶を析出させた。この沈殿物を繰り返し濾過、
洗浄し、次いで130℃で酸素中で乾燥してMnO260wt％、C
uO 40wt％の浄化剤で得た。
酸銅の20wt％水溶液に炭酸ソーダの20wt％水溶液をpH9
〜10になるまで加え、二酸化マンガン粒子上に塩基性炭
酸銅の結晶を析出させた。この沈殿物を繰り返し濾過、
洗浄し、次いで130℃で酸素中で乾燥してMnO260wt％、C
uO 40wt％の浄化剤で得た。
この浄化剤をを破砕し、20℃に保たれたチャンバー内
に設置した石英製の浄化筒（内径19mm、長さ400mm）に8
5ml（65g）を充填し、これにCO化合物として一酸化炭素
を10％含有する水素（実施例１）または窒素（実施例
２）を200cc/mm（空筒線速度1cm/sec）で流通させ、浄
化筒出口ガスをモニターし、破過までの時間を測定し
た。破過の検知は塩化金と硫酸銅をシリカゲル担持させ
た検知剤によって、一酸化炭素が明瞭に確認される濃度
1ppmを破過基準点とした。
に設置した石英製の浄化筒（内径19mm、長さ400mm）に8
5ml（65g）を充填し、これにCO化合物として一酸化炭素
を10％含有する水素（実施例１）または窒素（実施例
２）を200cc/mm（空筒線速度1cm/sec）で流通させ、浄
化筒出口ガスをモニターし、破過までの時間を測定し
た。破過の検知は塩化金と硫酸銅をシリカゲル担持させ
た検知剤によって、一酸化炭素が明瞭に確認される濃度
1ppmを破過基準点とした。
それぞれの結果は第１表に示した通りであり、いずれ
も優れた浄化性能を示した。
も優れた浄化性能を示した。
比較例１〜２ 成分として二酸化マンガンを含有しない浄化剤（比較
例１）および酸化第二銅を含有しない浄化剤（比較例
２）についてそれぞれ実施例２でおこなったと同様にし
て窒素ガスを流し、破過までの時間を測定した。その結
果は第１表に示した通りであり、いずれも実施例２に対
して破過までの時間は著しく短かかった。
例１）および酸化第二銅を含有しない浄化剤（比較例
２）についてそれぞれ実施例２でおこなったと同様にし
て窒素ガスを流し、破過までの時間を測定した。その結
果は第１表に示した通りであり、いずれも実施例２に対
して破過までの時間は著しく短かかった。
実施例３ 浄化剤として市販のホプカライト（CuO 30wt％，MnO2
50wt％，Al2O3 18％，K2Owt％）85ml（60g）を浄化筒
に充填し、実施例２と同様に窒素ガスを流して浄化テス
トをおこなった。結果を第１表に示す。
50wt％，Al2O3 18％，K2Owt％）85ml（60g）を浄化筒
に充填し、実施例２と同様に窒素ガスを流して浄化テス
トをおこなった。結果を第１表に示す。
実施例４ 実施例１で使用したと同じ浄化筒で１％のNi（CO）4
を含有する窒素について実施例２と同様にして浄化テス
トをおこなった。結果を第１表に示す。
を含有する窒素について実施例２と同様にして浄化テス
トをおこなった。結果を第１表に示す。
フロントページの続き (72)発明者 平本 忠 神奈川県平塚市田村5181番地 日本パイ オニクス株式会社平塚工場内 審査官 野田 直人 (56)参考文献 特開 昭49−86272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−136239（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】半導体製造工程から排出される排ガスであ
って窒素、水素、アルゴン、ヘリウムまたはこれらの混
合ガス中に有毒成分として一酸化炭素および／または金
属カルボニル化合物を含有するガスと、浄化剤とを無酸
素状態で接触させて当該ガスから有毒成分を浄化剤との
反応によって除去する排ガスの浄化方法であって、浄化
剤として二酸化マンガンおよび酸化銅を主成分とする組
成物の成型体を用いることを特徴とする排ガスの浄化方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63293517A JP2711463B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 排ガスの浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63293517A JP2711463B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 排ガスの浄化方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02144125A JPH02144125A (ja) | 1990-06-01 |
| JP2711463B2 true JP2711463B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=17795763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63293517A Expired - Fee Related JP2711463B2 (ja) | 1988-11-22 | 1988-11-22 | 排ガスの浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2711463B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009207969A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 一酸化炭素の除害剤 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6077487A (en) * | 1997-11-05 | 2000-06-20 | Millipore Corporation | Process and apparatus of removing metal carbonyls and moisture from a gas |
| US6475454B1 (en) * | 1999-01-14 | 2002-11-05 | Ge Energy & Environmental Research Corporation | Thermally limited selective oxidation methods and apparatus |
| US6471925B1 (en) * | 2000-01-21 | 2002-10-29 | Agere Systems Guardian Corp. | Method for treating an effluent gas during semiconductor processing |
| RU2008136689A (ru) | 2006-02-14 | 2010-03-20 | Басф Се (De) | Адсорбционная масса и способ для удаления со из потоков веществ |
| JP5198441B2 (ja) | 2006-06-21 | 2013-05-15 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 液体プロピレン流からｃｏを除去するための方法 |
| JP2010510879A (ja) | 2006-12-01 | 2010-04-08 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 物質流からｃｏを除去するための吸着体及びその除去方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4986272A (ja) * | 1972-12-25 | 1974-08-19 | ||
| JPS62136239A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-19 | Toyo Soda Mfg Co Ltd | 一酸化炭素除去用組成物 |
-
1988
- 1988-11-22 JP JP63293517A patent/JP2711463B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009207969A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Taiyo Nippon Sanso Corp | 一酸化炭素の除害剤 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02144125A (ja) | 1990-06-01 |
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