JP3918525B2 - 排ガス再利用循環装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、簡略で、かつ低コストなシステムにより排ガスを高度処理することの可能な排ガス再利用循環装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、液晶工場等における空調システム２８ は、図５ に示すように、外気処理空調機２７ より外気浄化空気を供給されたクリーンルーム２６ 内で製品の生産を行い、生産工程で各種生産装置２５ 等より発生する排ガス２１ は、別途浄化処理され、大気へ排出していた。これら排ガス２１ の浄化処理は、該排ガス２１ 中に含有する薬液ミスト、及び薬液ガスの一部を薬液ミスト除去装置２９ と、水スクラバー３０ により行われていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方法では、前記水スクラバー３０ が高価であるとともに、多量の水を循環させる必要があるため、エネルギー消費量が高いといった問題を有していた。
【０００４】
一方で、クリーンルーム２６ に外気浄化空気を供給する際にも、外気に対して、外気中の微粒子やケミカル物質の除去処理、さらには温湿度の調整を行う必要があるため、ランニングコストが高いと言った問題を有していた。
【０００５】
上記事情に鑑み、本発明は、簡略で、かつ低コストなシステムにより排ガスを高度処理することの可能な排ガス再利用循環装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の排ガス再利用循環装置は、薬液ミスト、及び薬液ガスを含んだ排ガスを高度処理してクリーンルームへ戻す排ガス再利用循環装置であって、
排ガスに含まれる薬液ミストを捕集する薬液ミスト除去回収装置と、該薬液ミスト除去回収装置を経由した後、排ガスに残留している薬液ミスト、及び薬液ガスを除去する排ガス再生装置とよりなり、
該排ガス再生装置が、前記薬液ミスト除去回収装置を経由した排ガス中に残留する薬液ミスト、及び薬液ガスを捕集し廃液として回収する薬液回収装置と、該薬液回収装置を経由した排ガス中に残留する薬液ガスを水に吸収させて排水とし、水処理施設へ送り出す湿式ガス除去装置と、該湿式ガス除去装置を経由した前記排ガス中に残留する薬液ガスを除去するとともに、微粒子を除去する高度処理装置と、によりなり、
前記排ガス再生装置を構成する薬液回収装置が、耐薬品性を有する長繊維を垂直方向に複数並べて、一体化した主フィルターと、該主フィルターの後方に配置された充填型冷却器と、該充填型冷却器の後方に配置され、前記主フィルターに比べて部材厚の薄い後フィルターと、により構成され、
前記充填型冷却器は、フィンと冷却水管とより構成される冷却コイルからなり、前記フィンの面上には、前記冷却コイル内に乱流を生じさせる障害物が設けられていることを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の排ガス再利用循環装置は、前記薬液ミスト除去回収装置が、耐薬品性を有する長繊維を垂直方向に複数並べて、一体化したフィルターよりなることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の排ガス再利用循環装置は、前記排ガス再生装置を構成する湿式ガス除去装置が、親水性の大面積を有する多孔体よりなり、該多孔体には水が供給されることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の排ガス再利用循環装置は、前記排ガス再生装置を構成する高度処理装置が、前記排ガスを加熱する加熱コイルと、該加熱コイルに加熱された前記排ガスに残留する薬液ガスを除去する乾式ガス除去装置と、前記排ガスに残留する微粒子を除去するＨＥＰＡフィルタと、により構成されることを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の排ガス再利用循環装置は、前記排ガス再利用循環装置を経由した前記排ガスが、クリーンルームに供給されることを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る排ガス再利用循環装置について、図１ から図４ を用いて詳述する。本実施の形態の排ガス再利用循環装置は、製品を製作する生産装置より排出される排ガスを浄化処理し、クリーンルーム内へ戻すことにより、外気浄化空気の生成に係る負荷を大幅に低減するものである。
【００１３】
図１ に、排ガス再利用循環システムの概略を示す。クリーンルーム２６ の中には、生産工程で薬液ミスト、及び薬液ガスを含んだ排ガスを発生する生産装置２５ が配置されている。排ガス再利用循環装置１ は、前記クリーンルーム２６の中で生産装置２５ の近傍に配置される薬液ミスト除去回収装置２ と、クリーンルーム２６ の外に配置される排ガス再生装置３ とにより構成される。
【００１４】
図２ に示すように、前記薬液ミスト除去回収装置２ は、前記生産装置２５ 毎に配置されるもので、薬液ミスト除去回収装置主フィルタ１０ より構成される。該薬液ミスト除去回収装置主フィルタ１０ は、耐薬品性を有する長繊維１１ を鉛直方向に複数本配置して、これらを一体化させたものである。
【００１５】
一般に、排ガス２１ に含有される薬液ミストは濃度が高いため、薬液ミスト除去回収装置主フィルタ１０ に捕集した薬液ミストが長繊維１１ の周りに付着した状態では、薬液ミスト除去回収装置主フィルタ１０ 内の空隙率が減少し、圧損が上昇しやすい。したがって、前記長繊維１１ の大半を鉛直方向に配置することによって、薬液ミスト除去回収装置主フィルタ１０ は、捕集された薬液ミストが重力の作用で、前記長繊維１１ に沿って下方に排出されるため、圧損を防ぐことができるものである。このように、薬液ミスト除去回収装置主フィルタ１０ により捕集された薬液ミストは、廃液２３ として回収されることとなる。
【００１６】
該薬液ミスト除去回収装置主フィルタ１０ に用いられる前記長繊維１１ は、径が小さいほど薬液ミストの捕集効率がよいが、捕集効率がよいと圧損が上昇しやすくなる傾向がある。このため、圧損が上昇することなく適度に捕集効率の良い状態を保持できる目安として、径が20〜50μm程度のものを用いている。また、部材としては、捕集しようとする薬液ミストは腐食性が強いため、本実施の形態では、耐薬品性を有するステンレス線を用いている。なお、長繊維１１ はこれにこだわるものではなく、薬液ミストの捕集が可能で、かつ圧損が上昇した際にも耐えうる強度を有しており、かつ耐薬品性を有する部材であれば、ポリプロピレン繊維、塩化ビニリデン繊維等、何れの繊維を用いてもよい。
【００１７】
前記生産装置２５ より排出された排ガス２１ は、上述する構成による前記薬液ミスト除去回収装置２ を経由した後、前記排ガス再生装置３ にて処理される。該排ガス再生装置３ は、前記生産装置２５ が配置されるクリーンルーム２６より離れた位置に配置され、複数の前記生産装置２５ の個々に設けられた前記薬液ミスト除去回収装置２ で処理された排ガス２１ を集合させて、一度に処理を行うものである。
【００１８】
図３ に示すように、該排ガス再生装置３ に流入する排ガス２１ は、薬液回収装置４ 、湿式ガス除去装置５ 、及び高度処理装置６ の順に処理される。前記排ガス２１ がはじめに流入する薬液回収装置４ は、主フィルタ１２ と、充填型冷却器１３ と、後フィルタ１８ とにより構成される。
【００１９】
該主フィルタ１２ は、前記薬液ミスト除去回収装置主フィルタ１０ と同様に、耐薬品性を有する前記長繊維１１ を鉛直方向に複数本配置して、これらを一体化させたものを用いている。前記薬液ミスト除去回収装置２ を経由した前記排ガス２１ は、残留した薬液ミスト、及び薬液ガスを含有しながら図示しないダクト等を介して該排ガス再生装置３ に流入される。このような輸送過程で、肥大化した前記排ガス２１ 中の薬液ミストの過半量を該主フィルタ１２ で捕集し、廃液２３ とする。
【００２０】
図４ （ａ）に示すように、該主フィルタ１２ を経由した排ガス２１ は、次に前記充填型冷却器１３ に流入される。該充填型冷却器１３ は、コイル面間に障害物１７ を充填した冷却コイル１４ より構成される。該冷却コイル１４ は、一般に用いられるフィン１５ と、冷却水管１６ とにより構成されるものであるが、図４ （ｂ）に示すように、前記冷却水管１６ の間でフィン１５ の面上には、障害物１７ としてステンレス線を縦横に配置したＳＵＳメッシュを配置している。
【００２１】
該障害物１７ は、薬液ミストを捕集する役割の他に伝熱面積を増やすとともに、該冷却コイル１４ の内部の流れに乱流を形成させて、伝熱効率を向上させることを目的に設けられるものである。また、該障害物１７ が前記フィン１５及び冷却水管１６ に接触しているため、障害物１７ も冷やされることとなり、さらに伝熱効率が向上するものである。
【００２２】
なお、前記障害物１７ の材質やその設置方法は、これにこだわるものではなく、耐薬品性に優れる材料よりなり、薬液ミストの捕集機能と、該冷却コイル１４ の内部の流れに乱流を形成させる機能とを有するものであれば何れを用いてもよい。該障害物１７ の設置事例として、図４ （ｃ）に示すように、前記フィン１５ の全面にＳＵＳメッシュを貼り付ける構成や、図４ （ｄ）に示すように、前記フィン１５ 自身に突起物を設ける構成等を適用してもよい。
【００２３】
このように、前記排ガス２１ が充填型冷却器１３ に流入すると、冷却されることにより薬液ミストが肥大化するのみでなく薬液ガスをも液化が促進される。
これら肥大化した薬液ミスト、および液化した薬液ガスが前記障害物１７ に捕集され、廃液２３ となる。
【００２４】
次に、前記排ガス２１ は、前記後フィルタ１８ を経由する。該後フィルタ１８ は、前記主フィルタ１２ と同様の構成であるが、その部材厚が主フィルタ１２ に比べて薄く構成されている。
【００２５】
これは、前記充填型冷却器１３ を経由し、後フィルタ１８ に流入する排ガス２１ には、残留する薬液ミスト、さらには冷却により一度は液化したがガス流速によって、前記障害物１７ より飛散した薬液ミストが含有している。このような経過を経た薬液ミストはすでに肥大化している場合が多い。このため、これら薬液ミストの捕集は容易であることから、後フィルタ１８ は部材厚の薄いものを用いている。
【００２６】
このように、主フィルタ１２ と、充填型冷却器１３ と、後フィルタ１８ の３種ユニットによる前記薬液回収装置４ より捕集された薬液ミストは全て廃液２３ として回収される。
【００２７】
図３ に示すように、前記薬液回収装置４ を経由した排ガス２１ は、湿式ガス除去装置５ に流入する。該湿式ガス除去装置５ は、一般に用いられるものであるが、本実施の形態では、充填材として、親水性の多孔体１９ を用いている。該多孔体１９ は、１ｍ³あたり５００ｍ²程度の大面積の壁面を有するものである。このような多孔体１９ に水を吸収させて壁面を濡面として形成し、この濡面に形成される水膜に前記排ガス２１ に含まれる薬液ガスを吸収させて除去するものである。これら薬液ガスを含んだ水は、排水２４ として水処理施設２０ にて処理されることとなる。
【００２８】
なお、本実施の形態において、該多孔体１９ には一般に水膜式加湿装置の充填材として用いられるものを流用したが、これにこだわるものではなく、大面積を有し、水を供給されて濡壁を形成できるものであれば、これにこだわるものではない。
【００２９】
該湿式ガス除去装置５ を経由し、薬液ガスの残留が見られる排ガス２１ は、高度処理装置６ に流入する。該高度処理装置６ は、加熱コイル７ と、乾式ガス除去装置８ と、ＨＥＰＡフィルタ９ より構成される。
【００３０】
前記加熱コイル７ は、前記乾式ガス除去装置８ による除去効果を向上させるとともに、後に浄化空気２２ となる前記排ガス２１ をクリーンルーム設定温度に、または冷風として用いる場合は、クリーンルーム設定温度以下まで加熱するものである。ここで、後に浄化空気２２ となる前記排ガス２１ の温湿度制御については、加熱コイル７ の後流側に図示しない露点温度計及び乾球温度計が設置されており、充填型冷却器１３ の冷水温度または冷水流量が設定された露点温度により制御される。
【００３１】
前記乾式ガス除去装置８ は、前記加熱コイル７ により加熱された排ガス２１に残留する薬液ガスを除去するものであり、ＨＥＰＡフィルタ９ は、薬液ミスト、及び薬液ガスが除去された排ガス２１ 中に残留する微粒子を除去するために用いられる。
【００３２】
このように、薬液ミスト除去回収装置２ 、排ガス再生装置３ を経由することにより、前記生産装置２５ より発生した排ガスは、一般にクリーンルーム２６ に設けられる外気処理空調機２７ で処理された外気浄化空気と同等の質を有する浄化空気２２ となる。この浄化空気２２ は、図示しないファンやダクトを介して、クリーンルーム２６ に供給されることとなる。
【００３３】
なお、上述する排ガス再利用循環装置１ により処理された浄化空気２２ をクリーンルーム２６ に供給する際には、前記外気処理空調機２７ より供給される外気処理空気３１ の量は、前記浄化空気２２ の１／１０程度でよい。
【００３４】
上述する構成によれば、薬液ミスト除去回収装置２ 、排ガス再生装置３ により構成される排ガス再利用循環装置１ を介して、前記生産装置２１ より排出される薬液ミスト、及び薬液ガスを含む排ガス２１ を浄化することから、簡略かつコンパクトなシステムで効果的に薬液ミスト、及び薬液ガスを除去することが可能となり、浄化コストを大幅に低減することが可能となるとともに、浄化するためエネルギー消費量を大幅に低減することが可能となる。
【００３５】
前記薬液ミスト除去回収装置２ が、耐薬品性の長繊維を垂直に並べて一体化した薬液ミスト除去回収装置主フィルタを用いることから、簡略な構造で高い捕集効果を得ることが可能となるとともに、コストを大幅に低減することが可能となる。
【００３６】
前記排ガス再生装置３ を構成する薬液回収装置４ が主フィルタ１２ と充填型冷却器１３ と後フィルタ１８ の３種類のユニットより構成されることから、薬液ミスト、及び薬液ガスの除去効果を高めることが可能となる。
【００３７】
また、充填型冷却器１３ には、障害物１７ を充填した冷却コイル１４ が用いられることから、冷却コイル１４ 内の伝熱効率を高めることが可能となるとともに、伝熱効果が高まることにより薬液ミストの肥大化や、薬液ガスの液化が促進されることとなり、薬液ミスト、及び薬液ガスの捕集効率も高めることが可能となる。
【００３８】
前記排ガス再生装置３ を構成する湿式ガス除去装置５ が、親水性の多孔体１９ を充填されていることから、該多孔体１９ の全表面積を濡壁とすることができ、濡壁の表面にできる水膜を利用して効果的に薬液ガスを捕集することが可能となる。
【００３９】
前記排ガス再生装置３ を構成する高度処理装置６ が、加熱コイル７ 、乾式ガス除去装置８ 、及びＨＥＰＡフィルタ９ を有することから、温湿度の調整や微粒子の除去等も行えるため、外気処理空調機２７ を介さなくても外気浄化空気と同程度の質を有する浄化空気２２ を得ることが可能となる。
【００４０】
排ガス再利用循環装置１ を介して、前記生産装置２１ より排出される薬液ミスト、及び薬液ガスを含む排ガス２１ を浄化し浄化空気２２ として、クリーンルーム２６ に供給することから、容易に清浄な空気を再生することができ、外気処理空調機２７ の負荷を低減することが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１記載の排ガス再利用循環装置によれば、薬液ミスト、及び薬液ガスを含んだ排ガスを高度処理してクリーンルームへ戻す排ガス再利用循環装置であって、排ガスに含まれる薬液ミストを捕集する薬液ミスト除去回収装置と、該薬液ミスト除去回収装置を経由した後、排ガスに残留している薬液ミスト、及び薬液ガスを除去する排ガス再生装置とよりなり、該排ガス再生装置が、前記薬液ミスト除去回収装置を経由した排ガス中に残留する薬液ミスト、及び薬液ガスを捕集し廃液として回収する薬液回収装置と、該薬液回収装置を経由した排ガス中に残留する薬液ガスを水に吸収させて排水とし、水処理施設へ送り出す湿式ガス除去装置と、該湿式ガス除去装置を経由した前記排ガス中に残留する薬液ガスを除去するとともに、微粒子を除去する高度処理装置と、によりなることから、簡略かつコンパクトなシステムで効果的に薬液ミスト、及び薬液ガスを除去することが可能となり、浄化コストを大幅に低減することが可能となるとともに、浄化するためエネルギー消費量を大幅に低減することが可能となる。
また、薬液ミスト除去回収装置、及び排ガス再生装置より回収された廃液は、濃度の高い薬液であるため、再度生産装置で再利用することが可能となる。
また、排ガス再生装置を構成する薬液回収装置が、耐薬品性を有する長繊維を垂直方向に複数並べて、一体化した主フィルターと、該主フィルターの後方に配置された充填型冷却器と、該充填型冷却器の後方に配置され、前記主フィルターに比べて部材厚の薄い後フィルターと、により構成され、充填型冷却器が、フィンと冷却水管とより構成される冷却コイルからなり、フィンの面上には、冷却コイル内に乱流を生じさせる障害物が設けられていることから、薬液回収装置が３種類のユニットより構成され、薬液ミスト、及び薬液ガスの除去効果を高めることが可能となる。
また、充填型冷却器には、面上に障害物が設けられたフィンと冷却水管とより構成される冷却コイルが用いられることから、冷却コイル内の伝熱効率を高めることが可能となるとともに、伝熱効果が高まることにより薬液ミストの肥大化や、薬液ガスの液化が促進されることとなり、薬液ミスト、及び薬液ガスの捕集効率も高めることが可能となる。
【００４２】
請求項２記載の排ガス再利用循環装置によれば、前記薬液ミスト除去回収装置が、耐薬品性を有する長繊維を垂直方向に複数並べて、一体化したフィルターよりなることから、簡略な構造で高い捕集効果を得ることが可能となるとともに、コストを大幅に低減することが可能となる。
【００４４】
請求項３記載の排ガス再利用循環装置によれば、前記排ガス再生装置を構成する湿式ガス除去装置が、親水性の大面積を有する多孔体よりなり、該多孔体には水が供給されることから、多孔体の全表面積を濡壁とすることができ、濡壁の表面にできる水膜を利用して効果的に薬液ガスを捕集することが可能となる。
【００４５】
請求項４記載の排ガス再利用循環装置によれば、前記排ガス再生装置を構成する高度処理装置が、前記排ガスを加熱する加熱コイルと、該加熱コイルに加熱された前記排ガスに残留する薬液ガスを除去する乾式ガス除去装置と、前記排ガスに残留する微粒子を除去するＨＥＰＡフィルタと、により構成されることから、温湿度の調整や微粒子の除去等も行えるため、外気処理空調機を介さなくても外気浄化空気と同程度の質を有する浄化空気を得ることが可能となる。
【００４６】
請求項５記載の排ガス再利用循環装置によれば、前記排ガス再利用循環装置を経由した前記排ガスが、クリーンルームに供給されることから、容易に清浄な空気を再生することができ、外気処理空調機の負荷を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１ 】 本発明に係る排ガス再利用循環システムの概略を示す図である。
【図２ 】 本発明に係る薬液ミスト除去回収装置の詳細を示す図である。
【図３ 】 本発明に係る排ガス再生装置の詳細を示す図である。
【図４ 】 本発明に係る薬液回収装置の詳細を示す図である。
【図５ 】 従来の空調・排気システムの概略を示す図である。
【符号の説明】
１ 排ガス再利用循環装置
２ 薬液ミスト除去回収装置
３ 排ガス再生装置
４ 薬液回収装置
５ 湿式ガス除去装置
６ 高度処理装置
７ 加熱コイル
８ 乾式ガス除去装置
９ ＨＥＰＡフィルタ
１０ 薬液ミスト除去回収装置主フィルタ
１１ 長繊維
１２ 主フィルタ
１３ 充填型冷却器
１４ 冷却コイル
１５ フィン
１６ 冷却水管
１７ 障害物
１８ 後フィルタ
１９ 多孔体
２０ 水処理施設
２１ 排ガス
２２ 浄化空気
２３ 廃液
２４ 排水
２５ 生産装置
２６ クリーンルーム
２７ 外気処理空調機
２８ 空調・排気システム
２９ 薬液ミスト除去装置
３０ 水スクラバー
３１ 外気処理空気

Claims (5)

1. 薬液ミスト、及び薬液ガスを含んだ排ガスを高度処理してクリーンルームへ戻す排ガス再利用循環装置であって、
   排ガスに含まれる薬液ミストを捕集する薬液ミスト除去回収装置と、
   該薬液ミスト除去回収装置を経由した後、排ガスに残留している薬液ミスト、及び薬液ガスを除去する排ガス再生装置とよりなり、
   該排ガス再生装置が、前記薬液ミスト除去回収装置を経由した排ガス中に残留する薬液ミスト、及び薬液ガスを捕集し廃液として回収する薬液回収装置と、
   該薬液回収装置を経由した排ガス中に残留する薬液ガスを水に吸収させて排水とし、水処理施設へ送り出す湿式ガス除去装置と、
   該湿式ガス除去装置を経由した前記排ガス中に残留する薬液ガスを除去するとともに、微粒子を除去する高度処理装置と、によりなり、
   前記排ガス再生装置を構成する薬液回収装置が、耐薬品性を有する長繊維を垂直方向に複数並べて、一体化した主フィルターと、
   該主フィルターの後方に配置された充填型冷却器と、
   該充填型冷却器の後方に配置され、前記主フィルターに比べて部材厚の薄い後フィルターと、により構成され、
   前記充填型冷却器は、フィンと冷却水管とより構成される冷却コイルからなり、
   前記フィンの面上には、前記冷却コイル内に乱流を生じさせる障害物が設けられていることを特徴とする排ガス再利用循環装置。
2. 請求項１に記載の排ガス再利用循環装置において、
   前記薬液ミスト除去回収装置が、耐薬品性を有する長繊維を垂直方向に複数並べて、一体化したフィルターよりなることを特徴とする排ガス再利用循環装置。
3. 請求項１または２に記載の排ガス再利用循環装置において、
   前記排ガス再生装置を構成する湿式ガス除去装置が、親水性の大面積を有する多孔体よりなり、該多孔体には水が供給されることを特徴とする排ガス再利用循環装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の排ガス再利用循環装置において、
   前記排ガス再生装置を構成する高度処理装置が、前記排ガスを加熱する加熱コイルと、
   該加熱コイルに加熱された排ガスに残留する薬液ガスを除去する乾式ガス除去装置と、
   前記排ガスに残留する微粒子を除去するＨＥＰＡフィルタと、により構成されることを特徴とする排ガス再利用循環装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の排ガス再利用循環装置において、
   前記排ガス再利用循環装置を経由した前記排ガスが、クリーンルームに供給されることを特徴とする排ガス再利用循環装置。

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