JP4340522B2 - Equipment for treating exhaust gas containing fluorine compounds - Google Patents
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Description
本発明は、フッ素化合物を含有する排ガスの処理装置に関し、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装置に関するものである。 The present invention relates to an apparatus for treating exhaust gas containing a fluorine compound, and in particular, by reducing the corrosiveness of exhaust gas containing a fluorine compound and protecting a pipe through which the exhaust gas flows with an oxide film generated by heated steam, the exhaust gas is related to the processing equipment of exhaust gas containing a fluorine compound which can greatly suppress the corrosion of pipe flows.
ＰＦＣ（perfluoro-compound、パーフルオロ化合物）ガスは、ＣＦ４ 、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、ＳＦ６ 、ＮＦ３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。
PFC (perfluoro-compound) gas is a general term for CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , SF 6 , NF 3, etc., and PFC gas is a semiconductor etching gas or a semiconductor CVD apparatus. It is used for cleaning gas and insulating gas.
Since this PFC gas is a global warming gas and is subject to the regulation of atmospheric emission, various decomposition methods have been studied. For example, a treatment method in which a thermal decomposition treatment is performed with a heater and then a washing treatment with water is performed. And processing devices have been proposed.
ところで、ＰＦＣガスを熱分解にて処理する場合、Ｆ２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。 In the case of processing a PFC gas by thermal decomposition, corrosive gases such as F 2 is generated. For this reason, corrosion of the heater core tube and other pipes is a major problem in the heater-type pyrolysis, and conventionally, it has been necessary to use a metal with high corrosion resistance and high-purity ceramics for the pipes such as the core tube. There was a problem of becoming expensive.
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装置を提供することを目的とする。 In view of the problems of the above-described conventional methods and apparatuses for treating exhaust gas containing fluorine compounds such as PFC gas, the present invention weakens the corrosiveness of the exhaust gas containing fluorine compounds and heats the piping through which the exhaust gas flows. by protecting the oxide film produced by the steam, and an object thereof is to provide a process equipment of exhaust gas containing a fluorine compound which can greatly suppress the corrosion of the piping exhaust gas flows.
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設けたことを特徴とする。 To achieve the above object, the processing equipment of exhaust gas containing a fluorine compound of the present invention, an exhaust gas processing device containing a fluorine compound having a heating device for heating the decomposition treatment by introducing exhaust gas containing a fluorine compound In addition, an exhaust gas introduction unit that introduces exhaust gas as a swirl flow into the heating device is provided, and a water vapor generation mechanism is provided at a central position of the swirl flow .
この場合において、加熱装置に排ガスを導入するための排ガス導入部を端部に形成した筒状の炉心管と、該炉心管を取り囲むヒータとを備え、前記炉心管の中心部に、ヒータによって加熱されるシャフトを配設することができる。 In this case, a cylindrical core tube having an exhaust gas introduction part for introducing exhaust gas into the heating device is formed at the end, and a heater that surrounds the core tube, and is heated by the heater at the center of the core tube. A shaft can be provided.
そして、水蒸気発生機構を、水蒸気発生媒体をシャフトの上面に形成した窪みに供給することによって水蒸気を発生するように構成することができる。The water vapor generating mechanism can be configured to generate water vapor by supplying a water vapor generating medium to a recess formed in the upper surface of the shaft.
また、水蒸気発生機構に、水、食塩水、墨汁、尿素水、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。 Further, the steam generating mechanism, water, saline, India ink, urea water may be adapted to supply A alkaline liquid, acid liquid, singly or two alcohols.
本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置によれば、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。 According to the process equipment of exhaust gas containing a fluorine compound of the present invention, in the treatment of exhaust gas containing a fluorine compound to heat decomposition treating an exhaust gas containing a fluorine compound such as PFC gas, the pyrolysis treatment Since it is performed in the presence of water vapor, the corrosiveness of the exhaust gas can be weakened, and the piping through which the exhaust gas flows can be protected by an oxide film generated by heated water vapor, whereby the piping through which the exhaust gas flows Corrosion of can be greatly suppressed.
そして、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。 In addition , an exhaust gas introduction unit that introduces exhaust gas into the heating device as a swirl flow is provided, and a water vapor generation mechanism is disposed at the center position of the swirl flow, thereby reliably and smoothly mixing the exhaust gas and the water vapor generation medium. It is possible to improve the efficiency of the thermal decomposition treatment of exhaust gas.
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。 Further, by disposing the shaft at the center of the core tube of the heating device, the thermal decomposition of the exhaust gas can be promoted.
また、加熱分解処理に当たり、水、食塩水、墨汁、尿素水、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。In addition, in the heat decomposition treatment, the exhaust gas can be decomposed into a substance having weak corrosivity by adding one or more of water, saline, ink, urea water, alkaline liquid, acidic liquid, and alcohol. .
以下、本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。 It will be described below with reference to the embodiment of the process equipment of exhaust gas containing a fluorine compound of the present invention with reference to the drawings.
図１に、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。
こ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加熱分解処理した後、洗浄処理するためのもので、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。
Figure 1 shows an embodiment of a process equipment of exhaust gas containing a fluorine compound of the present invention.
Processing apparatus of an exhaust gas containing the fluorine compound, after thermal decomposition treating an exhaust gas containing a fluorine compound, for the purpose of cleaning, the heat decomposition processing, to perform in the presence of steam.
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。
In this case, the exhaust gas treatment device includes a
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、Ｎ２ガス導入部４から導入されるＮ２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。
As shown in FIG. 2, the
The exhaust
Moreover, while being able to control internal temperature, the air introduction part 5 which introduces air as needed is connected to the
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、Ｎ２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。
The cleaning device 2 includes a
After cleaning, the gas from which the mist has been removed is purged with N 2 gas and then released into the atmosphere, and the waste water that has absorbed HF and the like by the cleaning device 2 is discharged to the outside.
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。
As shown in FIGS. 1 to 2, the water
As shown in FIG. 3, the water vapor generating medium sent by the
水蒸気発生媒体による排ガスの分解は、例えば、ＮＦ３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Ｆ２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。
２ＮＦ３＋３Ｈ２Ｏ→ＮＯ＋ＮＯ２＋６ＨＦ
For example, when the NF 3 is detoxified with water, the decomposition of the exhaust gas by the water vapor generating medium generates HF by the following reaction, and at a high temperature, this HF is less corrosive than F 2 . At the same time, since the pipe including the
2NF 3 + 3H 2 O → 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。
As the water vapor generating medium of the exhaust gas, one or more of alkaline liquids such as water, saline, ink, urea water, ammonia water, acidic liquid, and alcohol can be used. It can be broken down into weak substances.
In particular, by applying an alkaline liquid, specifically, ammonia water, NaOH water, Ca (OH) 2 water, KOH water, LiOH water or the like, the corrosive power of exhaust gas can be further weakened by a neutralization reaction.
The acidic liquid is hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, hydrofluoric acid, acetic acid, HBr water, etc. The alcohol is methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, butanol, 2-aminoethanol, triethanolamine, diethanolamine Etc. can be used.
かくして、こ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。
Thus, the processing equipment of exhaust gas containing the fluorine compound, in the processing of exhaust gas containing a fluorine compound fluorine compound the exhaust gas containing the to heat decomposing, the heat decomposition treatment in the presence of water vapor Since it performs, it can decompose | disassemble exhaust gas and can weaken the corrosivity, and can thereby suppress corrosion of piping, such as the
以上、本発明のフッ素化合物を含有する排ガスの処理装置について、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。 Above, the processing equipment of exhaust gas containing a fluorine compound of the present invention, after the thermal decomposition treating an exhaust gas containing a fluorine compound, have been described based on the embodiment in which washing process, the present invention the above-described embodiment The configuration is not limited to the configuration described above, and for example, the configuration can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention, for example, when the exhaust gas containing a fluorine compound is thermally decomposed without performing a cleaning treatment. can do.
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。 Processing equipment of exhaust gas containing a fluorine compound of the present invention, since the exhaust gas weakens the corrosive exhaust gas containing a fluorine compound has the property of inhibiting corrosion of the piping that circulates, semiconductor manufacturing In addition to being suitable for use in treating exhaust gas generated in the process, it can also be used for treating exhaust gas containing other fluorine compounds.
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
４ Ｎ２ガス導入部
５ 空気導入部
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