JP4491696B2

JP4491696B2 - Exhaust gas treatment equipment

Info

Publication number: JP4491696B2
Application number: JP00309299A
Authority: JP
Inventors: 和之川田; 友明池野; 辰也加賀田; 武士岸元
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 1999-01-08
Filing date: 1999-01-08
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2019-01-08
Also published as: JP2000197807A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、有機シリコンを含有する排気ガスを高温酸化処理法にて処理する排気ガス処理装置に関するものであり、特に、半導体製造や液晶製造における有機シリコン含有排気ガスの処理に好適に適用し得るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、一般的に、可燃性有害物質を含む有害ガスを浄化する処理装置として、高温酸化処理装置すなわち燃焼装置が広く使用されている。
【０００３】
一般的な有害ガスの高温酸化処理装置のフローは、例えば図−１に示す通りであり、有害ガスはブロワー１を介して熱交換器２の受熱側に送られ処理後の高温排気から間接的に熱を回収し、さらにヒーターであるバーナー３により所定の温度まで昇温され、高温の反応部４にて可燃性有害物質は酸化分解される。この時の温度は一般的には７５０℃以上に設定され、処理後の高温排気は、熱交換器２の放熱側に通され、大気へ放出される。
【０００４】
上記において、有害ガスを高温酸化処理装置にて処理する場合、一般的には、可燃性有害物質は酸化されやすいものが多く、量的にも極微量であるので、有機シリコンの酸化物は、熱交換器の放熱側伝熱面に付着することなく大気に放出されるものと考えられていた。従って、熱交換器２の放熱側での目詰まりは生じ難く、熱交換器の放熱側の目詰まり対策としては、特に何もなされていないのが現状である。
【０００５】
しかしながら、半導体製造工程さらには液晶製造工程の有機排気ガスの一部には、有機シリコンの一種であるヘキサメチルジシラザンが含まれ、この排気ガスを従来の装置すなわち図ー１に示されるフローを用いた高温酸化処理装置にて処理した際には、熱交換器２の放熱側伝熱面に有機シリコンの酸化物である二酸化珪素が付着・堆積し、極めて短時間に熱交換器が目詰まりするという問題が発生した。
【０００６】
さらに、熱交換器の目詰まりが発生すると、処理風量が低下し、充分な処理がなされず、また、ヒーターとしてバーナーを使用している場合には、バーナーの失火が発生し不完全燃焼となり、危険な状態に陥ることすらも生じる危険性を含んでいた。
【０００７】
一方、この熱交換器の伝熱面に付着した二酸化珪素を完全に取り除くことは容易ではなく、最悪の場合には、熱交換器の交換を実施する必要があり、この場合には極めて多大な費用を要することとなった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような問題点を解決することを目的とするものであり、酸化され難い有機シリコンを比較的多く含む排気ガスを高温酸化分解処理する場合にも、目詰まりや不完全燃焼を生じず、多大な補修費用を必要としない排気ガス処理装置を提供するものである。
【０００９】
本発明者らは、有機シリコンを含有する排気ガスの高温酸化処理時に発生する堆積物を容易に除去する手段に関して検討するに際して、まず、かかる堆積物を化学分析した結果、堆積物が多少の煤等を含むものの、実質的には二酸化珪素を主要成分とするものであることを見い出した。
【００１０】
さらに、本発明者らは、上記の二酸化珪素を主成分とする堆積物を剥離除去する手段に関して、鋭意検討した結果、本来水とは相溶性を有しない二酸化珪素の堆積物に水を散水すると、驚いたことに、水が堆積物の中に浸透し堆積物の形状を崩すと共に、水がステンレス等の金属と堆積物との間に浸透することにより堆積物を容易に剥離させることを見い出した。
【００１１】
本発明者らは、上記知見を基に、さらに検討を重ねた結果、本発明に到達したものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
即ち、有機シリコンを含有する排気ガスを熱交換器の受熱側へ供給する排気ガス供給手段、受熱側の排気ガスと放熱側の排気ガスとの間で熱交換するための熱交換器、該熱交換器の受熱側を通過した排気ガスを加熱するための加熱手段及び該加熱手段で得られた高温の排気ガスを酸化分解するための反応部を有する排気ガス処理装置であって、前記熱交換器の放熱側へ散水するための散水手段及び散水後の廃水を前記排気ガス処理装置の系外へ排出するための排水手段を有する排気ガス処理装置を提供するものである。
【００１３】
本発明の排気ガス処理装置の好ましい実施態様は、前記熱交換器の放熱側の入口と出口の差圧又は／及び前記熱交換器の放熱側の入口の圧力を検出するための圧力検出手段を有する。
【００１４】
本発明の排気ガス処理装置の好ましい実施態様は、前記熱交換器が、ステンレス製伝熱面を有する平板平面流式熱交換器である。
【００１５】
本発明の排気ガス処理装置の好ましい実施態様は、前記熱交換器の放熱側における排気ガスの流れが、上方から下方への下降流である。
【００１６】
本発明の排気ガス処理装置の好ましい実施態様は、前記熱交換器の放熱側の出口に、廃水を受け溜めるためのチャンバーを付設したものである。
【００１７】
本発明の排気ガス処理装置の好ましい実施態様は、前記散水手段及び／又は前記チャンバーが、装着及び脱着可能な構造である。
【００１８】
また、本発明は、上記の排気ガス処理装置を２系統設置してなる排気ガス処理装置を提供するものである。
【００１９】
【発明の実施形態】
本発明の排気ガス処理装置は、有機シリコンを含有する排気ガスに適用することが好ましく、例えば、数千ｐｐｍ以下の濃度のアルコール類、ケトン類、脂肪族炭化水素類、芳香族炭化水素類等の有機溶剤を含有する排気ガス等に好適に適用することができる。
【００２０】
なお、上記の排気ガスとは、各種工場の排気系統から排出されるいわゆる排気ガスに限定されるものではなく、例えば、低濃度の有機溶剤を含有する排気ガスを吸着式濃縮装置で処理することにより得られる濃縮ガス等は当然のこととして、いわゆる排気ガスとは称されないガスをも含むものである。
【００２１】
上記の吸着式濃縮装置は、例えば、低濃度の有機溶剤を含む排気ガスは、連続回転するハニカム状吸着体の吸着部に通気され、浄化されると共に、吸着体の脱着部に通気される少量高温の脱着空気により、吸着体に吸着された有機溶剤は脱着される。これにより吸着体は連続再生され、有機溶剤を含有する濃縮ガスが吸着式濃縮装置から取り出される。ヘキサメチルジシラザン、またはその分解生成物であるトリメチルシラノール等の比較的沸点の低い有機シリコンは、この吸着式濃縮装置ににより濃縮される。すなわち、濃縮ガス中に比較的高い濃度で存在し、この濃縮ガスを高温酸化処理方法で処理した際には、二酸化珪素を主体とする有機シリコン酸化物である堆積物を多量に生成する場合が多く、かかる場合には、本発明の排気ガスの処理方法は優れた効果を発揮することとなる。
【００２２】
本発明の排気ガス処理装置は、排気ガス中に含まれる有機シリコンが、アルキルシラン基を有する有機シリコンである場合に、より好適に適用することができる。
【００２３】
なお、ここでいうアルキルシラン基を有する有機シリコンとは、例えばシロキサン結合、シラザン結合、シラノール結合等を有する有機シリコンを意味する。
【００２４】
また、ヘキサメチルジシラザンやこの加水分解生成物であるトリメチルシラノールは、特に半導体製造工程や液晶製造工程等において用いられ、又は、多量に発生する有機シリコンであり、これらを含む排気ガスを高温酸化処理した際には、熱交換器における目詰まりが顕著に発生し、さらにこれらの有機シリコンは高温酸化処理の前段で排気ガス中から除去することが極めて困難な物質であるが、かかる有機シリコンを含有する排気ガスを処理対象とする場合に、本発明の排気ガス処理装置は特に好適に適用することができる。
【００２５】
本発明において、有機シリコンの酸化物である堆積物は、二酸化珪素を主成分とするものである。
【００２６】
なお、堆積物には、二酸化珪素の他に、不完全燃焼のスス、処理対象の有機シリコン、その化学変化物、その他排気ガス中の各成分等が含まれるが、二酸化珪素を主成分とする限り、本発明を適用し得るものである。
【００２７】
また、上記堆積物の代表的な形状は、微粉粒体が圧縮された固形物であり、かかる堆積物は、各種配管、器具、備品、装置の内壁に付着し、圧縮空気やブラッシングによっては、除去することが困難な場合が多い。
【００２８】
本発明の排気ガス処理装置における加熱手段は、特に限定されるものではなく、排気ガスに含まれる有害な有機溶剤を高温下にて酸化分解し無害な排気ガスを得る処理手段であれば、いかなる手段であってもよい。
【００２９】
なお、本発明の排気ガス処理装置において、加熱手段は、高温酸化処理温度すなわち高温度の反応部における温度は７５０℃以上、この反応部での排気ガスの滞留時間は０.５秒以上、好ましくは１.０秒以上の条件により高温酸化処理する手段であることが好ましい。
【００３０】
本発明の排気ガス処理装置における受熱側の排気ガスと放熱側の排気ガスとの間で熱交換するための熱交換器は、特に限定されるものではなく、例えば、平板平面流式熱交換器（図−３）、多管式熱交換器（図−４）等が好適に用いられる。
【００３１】
なお、本発明の排気ガス処理装置においては、熱交換器放熱側伝熱面に付着した堆積物を散水除去し易い構造を有している熱交換器がより好ましく、特に平板平面流式熱交換器は、伝熱面同士の間隔が比較的広く、堆積物を散水除去し易い構造を有しているので、特に好ましい。
【００３２】
上記の熱交換器の伝熱面の材質については、ステンレス製であることが好ましい。ステンレス性であれば、耐熱性に優れるのみならず、散水による腐食を防ぐ効果が高いからである。
【００３３】
本発明の排気ガス処理装置において、熱交換器の放熱側へ散水するための散水手段は、特に限定されるものではなく、例えばシャワー状の水を散水して、堆積物にかける手段などが好適に用いられる。かかる手段であれば、熱交換器の放熱側に堆積した堆積物に対してもまんべんなく水を注ぐことが可能である。
【００３４】
以下、図を用いて本発明を詳細に説明する。
【００３５】
図−２には本発明の処理装置のフローの１例が示される。被処理ガスは、ブロワー１を介して伝熱面がステンレス製の平板平面流式熱交換器２の受熱側に送られ、処理後の高温排気ガスから間接的に熱を回収し、さらにヒーターであるバーナー３により所定の温度まで昇温される。高温の反応部４にて可燃性有害物質は酸化分解処理される。処理後の高温排気ガスは、熱交換器２の放熱側への導入部５を介して熱交換器２の放熱側へ通され、熱を放出した後、大気へ放出される。熱交換器２には、放熱側入口と出口との差圧を測定する圧力計６が設置され、熱交換器放熱側における二酸化珪素による目詰まりの状態が監視されている。さらに熱交換器２には放熱側へ水を散水する散水ライン７が付設されている。また、散水時の洗浄廃水を排出するための排水ライン８が熱交換器の放熱側に付設されている。
【００３６】
熱交換器の放熱側伝熱面に二酸化珪素が付着・堆積し、熱交換器の放熱側に目詰まりが発生し、熱交換器放熱側入出口の差圧が上昇し、圧力計５の指示値が所定圧に達した際には、バーナー３による被処理ガスの昇温は停止され、熱交換器は常温程度に冷却された後ブロワー１は停止される。その後、散水ライン７から散水が行われ、熱交換器に堆積した二酸化珪素は洗い流される。この時に発生する二酸化珪素を含む洗浄廃水は、排水ライン８を通して熱交換器の外へと排出される。
【００３７】
本発明を使用した図−２のフローに従う排気ガス処理装置の詳細部分図の１例が図−５に示される。熱交換器２には、伝熱面がステンレス製の平板平面流式熱交換器が使用されている。反応部４からの高温排気ガスの温度は、通常７５０℃以上であり、反応部４の内部さらには熱交換器２の放熱側入口への導入部である高温排気導入管５の内面には、内面を熱から保護するための断熱材４ａ，５ａが取り付けられている。反応部４からの高温排気は導入管５を介して熱交換器２の下方に開口した放熱側入口へ通気される。この高温排気は、熱交換器の放熱側下方から上方に向かい上昇流で通気され、この間に排気の熱が回収され、その後大気放出管９を通して大気へ排出される。熱交換器２の放熱側の伝熱面に付着・堆積した二酸化珪素を除去するため、熱交換機２の放熱側出口２ｂから散水ライン７を通して散水を行う。
【００３８】
本発明を使用した図−２のフローに従う排気ガス処理装置の詳細部分図の別の一例が図−６に示される。熱交換器２には、伝熱面がステンレス製の平板平面流式熱交換器が使用されている。反応部４からの高温排気導入管５を介して熱交換器２の上方に開口した放熱側入口へ通気される。この高温排気は、熱交換器の放熱側上方から下方に向かい下降流で通気され、この間に排気の熱が回収され、その後、大気放出管９を通して大気へ放出される。大気放出管９に通気される排気の温度は４００℃以下となっており、大気放出管９の内面に、内面を熱から保護するための断熱材を付設する必要はない。熱交換器２の放熱側伝熱面に付着・堆積した二酸化珪素を除去するため、熱交換器２の放熱側入口２ａより散水管７にて散水を行った。二酸化珪素の微粉体を含む廃水は、熱交換器２の放熱側出口２ｂより排出され、さらに大気放出管の底部に付設された排水ライン８より系外へ排出された。これにより、反応部４および導入部５の内面に取り付けられて断熱材は浸水により破損することも無く、熱交換器２の放熱側伝熱面に付着・堆積した二酸化珪素は、完全に洗浄除去された。
【００３９】
図−６に示される処理装置に関して、熱交換器２の放熱側出口２ｂと大気放出管９との間に、廃水を受けるためのチャンバー１０を設置した処理装置が、図ー７に示される。チャンバー１０の底部には、二酸化珪素の微粉体を含む廃水を排出させるための排水ライン８が取り付けられている。チャンバー１０が取り付けられることにより、微粉体の二酸化珪素を含む廃水が、完全に系外へ排出される。なお、チャンバー１０はステンレス製であることが望ましい。
【００４０】
なお、図−７に示される処理装置に関して、処理時における熱交換器２の放熱側入口２ｂの温度は７５０℃と極めて高温であり、散水ラインを熱交換器２の放熱側入口２ｂ内部に常時設置しておくためには、耐熱性に優れた極めて高価な材質を散水管８に使用しなければならず、あまり好ましいことではない。そこで、散水管挿入口を設け、酸化分解処理を実施している間は、散水管８を熱交換器２の放熱側入口内部から取り外し、熱交換器２の放熱側伝熱面に付着・堆積した二酸化珪素を除去する際に、熱交換器を冷却した後、散水管挿入口より散水管８を熱交換器２の放熱側入口２ｂ内部へ挿入装着し、熱交換器に付着・堆積した二酸化珪素を洗浄除去することが望ましい。
【００４１】
図−８には本発明の処理方法の別の例が示される。この例では２系統即ち、Ａ系統とＢ系統の設備が設置されている。まず、被処理ガスはＡ系統で処理される。即ち、被処理ガスは、開口された切替ダンパー８Ａを介してブロワー１Ａ、さらにステンレス製の平板平面流式熱交換器２Ａの受熱側に送られ、処理後の高温排気ガスから間接的に熱を回収し、さらにヒーターであるバーナー３Ａにより所定の温度まで昇温される。高温の反応部４Ａにて可燃性有害物質は酸化分解処理される。処理後の高温排気は、熱交換器の放熱側に通され、大気へ放出される。熱交換器２Ａには、放熱側入口と出口との差圧を測定する圧力計５Ａが設置され、熱交換器放熱側における二酸化珪素による目詰まりの状態が監視されている。さらに熱交換器２Ａには放熱側へ水を散水する散水ライン６Ａが付設されている。また、散水時の洗浄廃水を排出するための排水ライン７Ａが熱交換器２Ａの放熱側に付設されている。この時には、外気取り入れダンパー９Ａ，９Ｂはそれぞれ閉口されている。もう一方の処理系統であるＢ系統の設備は停止している。即ち、切替ダンバー８Ｂは閉口され、ブロワー１Ｂおよびバーナー３Ｂは停止している。
【００４２】
熱交換器２Ａの放熱側伝熱面に二酸化珪素が付着堆積し、熱交換器の放熱側に目詰まりが発生し、熱交換器放熱側入出口の差圧が上昇し、圧力計５Ａの指示値が所定圧に達した際には、切替ダンパー８Ａは閉められたまま、外気取り入れダンパー９Ｂが開口され、ブロワー１Ｂが起動される。さらにバーナー３Ｂが起動され、反応部４Ｂの温度が高温酸化処理を行うに充分な温度となった時点で、切替ダンパー８Ｂが開口されると同時に、外気取り入れダンパー９Ｂは閉口され、さらに外気取り入れダンパー９Ａは開口されると同時に、切替ダンパー８Ａは閉口される。これにより被処理ガスの処理設備がＡ系統からＢ系統へ切り替えられる。さらに、バーナー３Ａは停止され、熱交換器２Ａは冷却された後、ブロワー１Ａが停止される。その後、散水ライン６Ａから熱交換器放熱側へ散水が行われ、堆積した二酸化珪素が洗い流される。この時に発生する二酸化珪素を含む廃水は、排水ライン７Ａを通して熱交換器の外へと排出される。これらの工程が終了した時点で、ブロワー２Ａは再び起動され、熱交換器２Ａを乾燥した後再び停止される。さらに、外気取り入れダンパー９Ａは閉口され、Ａ系統の設備は停止状態となる。なお、これら操作は、自動で行われることが望ましい。
【００４３】
【実施例】
（実施例１）
ヘキサメチルジシラザンを約１０ｐｐｍ、酢酸ブチルを主体とする有機溶剤を３０００ｐｐｍ含む排気ガスに関して、本発明を使用した図ー２のフローに従う図ー７に示された処理装置により高温酸化処理を実施した。熱交換器２には伝熱面がステンレス製の平板平面流式熱交換器が使用され、高温酸化処理後の高温排気は、熱交換器２の放熱側の上方から下方へむけて下降流で通気された。また、バーナー３にはＬＰＧが燃料として使用された。反応部４の温度は７５０℃となるように制御されている。
【００４４】
圧力計の指示値は、高温酸化処理開始当初は、５０mmAqであった。この時の酢酸ブチルの除去効率は９９％以上と極めて良好であった。約１週間の高温酸化処理後、圧力計６の指示値が設定圧力の１００mmAqまで上昇した。この時の酢酸ブチルの除去効率は９９％以上と良好であった。また、処理風量の低下は特には見られなかった。その後、バーナー３を停止し、高温酸化処理を中止した。熱交換器２は約１〜２時間で約６０℃程度まで冷却された。その後、ブロワー１を停止し、熱交換器２の上方に開口された放熱側入口２ａから下方に向けて約１０分程散水ライン７からの散水が行われた。散水は、特に熱交換器内部に人が入ることなく、熱交換器の開口面全体にまんべんなく行われた。二酸化珪素の白色粉体が多量に分散した廃水は、廃水受けチャンバー１０に付設された排水ライン８から排出された。この廃水中に二酸化珪素の白色粉体が見られなくなった後、ブロワー１およびバーナー３は再起動され、反応部４の温度は定常処理温度の７５０℃まで上昇し、処理が再開された。ブロワー１の再起動から反応部４の温度が定常温度になるまでの時間は約３０分であった。圧力計５の指示値は、５０mmAqと高温酸化処理開始当初の値まで低下した。酢酸ブチルの除去率は９９％以上と極めて良好であった。
【００４５】
熱交換器に堆積した二酸化珪素を除去する上で、高温酸化処理の中止から再開までに掛かった時間は、約２時間３０分であった。
また、ブロワー１を再起動した際に、熱交換器放熱側からの排気、即ち、大気へ放出される排気中には、二酸化珪素の白色粉体がほとんど見受けられなかった。
【００４６】
さらに、処理を続けたところ、前回と同様、約１週間で圧力計５の指示値が１００mmAqまで再び上昇した。このため、同じ操作を繰り返し実施した。
【００４７】
（比較例１）
ヘキサメチルジシラザンを約１０ｐｐｍ、酢酸ブチルを主体とする有機溶剤を３０００ｐｐｍ含む排気ガスに関して、従来の処理方法を使用した図ー１のフローシートに従い、高温酸化処理を実施した。熱交換器２にはステンレス製の平板平面流式熱交換器を用いた。また、バーナー３にはＬＰＧが燃料として使用された。反応部４の温度は７５０℃となるように制御されている。
【００４８】
高温酸化処理開始当初の酢酸ブチルの除去効率は９９％以上と極めて良好であった。熱交換器２の放熱側の圧力の監視はなされておらず、熱交換器放熱側の目詰まり状況が把握できないため、高温酸化処理を開始してから約２週間後、バーナー３の失火がたびたび発生し、充分な高温酸化処理が出来なくなった。また、処理風量も高温酸化処理開始時の５０％以下に低下していた。このため、バーナー３を停止し、高温酸化処理を中止した。その後、熱交換器２を人が熱交換器内部に入る上で問題のない３０℃程度まで冷却した。冷却には約６時間が必要であった。その後、ブロワー１を停止し、熱交換器２の内部に人が入り、点検を実施したところ、放熱側が完全に目詰まりしていることが判明した。熱交換器の放熱側は、黒色物質が堆積していた。この堆積物を分析したところ、これらの物質は、バーナー３の不完全燃焼により発生したススに起因する炭素と、ヘキサメチルジシラザンの酸化物である二酸化珪素の混合物であることが判明した。
【００４９】
（比較例２）
比較例１と同様、ヘキサメチルジシラザンを約１０ｐｐｍ、酢酸ブチルを主体とする有機溶剤を３０００ｐｐｍ含む排気ガスに関して、図ー１のフローシートに従い高温酸化処理を実施した。熱交換器２には伝熱面がステンレス製の平板平面流式熱交換器を用いた。また、バーナー３にはＬＰＧが燃料として使用された。反応部４の温度は７５０℃となるように制御されている。
【００５０】
高温酸化処理開始当初の酢酸ブチルの除去効率は９９％以上と極めて良好であった。熱交換器２の放熱側の圧力の監視はなされていないが、比較例１の結果から、高温酸化処理開始１週間後に、バーナー３を停止し、高温酸化処理を中止した。その後、熱交換器２を人が熱交換器内部に入る上で問題のない３０℃程度まで冷却した。冷却には約６時間が必要であった。その後、ブロワー１を停止し、熱交換器２の内部に人が
入り、点検したところ、放熱部の伝熱面に、白色の二酸化珪素が堆積しているのが確認された。この堆積物を、まず、ブラシにより除去し、その後、圧縮空気による除去を試みた。しかしながら二酸化珪素は熱交換器２の伝熱面に密着しており、完全に堆積物を除去することは不可能であった。堆積物の除去に掛かった時間は約３時間であった。
【００５１】
その後、ブロワー１およびバーナー３が再起動され、反応部４の温度は定常処理温度の７５０℃まで上昇し、高温酸化処理が再開された。ブロワー１の再起動から反応部４の温度が定常温度になるまでの時間は約３０分であった。
【００５２】
熱交換器に堆積した二酸化珪素を除去する上で、高温酸化処理の停止から再開までに掛かった時間は、約９時間３０分であった。
【００５３】
また、ブロワー１を起動した直後から数分間の間、大気への排気中に多量の二酸化珪素の白色粉体が混入していることが見受けられた。
【００５４】
さらに、高温酸化処理を続けたところ、約１週間の高温酸化処理を実施した時点で、バーナー３の失火がたびたび発生し、充分な酸化分解処理を実施することが困難な状況となった。また、処理風量も処理開始時の５０％以下に低下していた。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の排気ガス処理装置により、有機シリコンを含有した排気ガスは、バーナーの失火さらには処理風量の低下を伴うこともなく、安定的に、高い効率で高温酸化処理された。また、熱交換器の放熱側に堆積した二酸化珪素は極めて短い時間にて、しかも簡単に除去された。さらに、その除去効果は極めて高く、ほぼ完全に二酸化珪素を熱交換機伝熱面から洗浄除去することができた。さらに本方法による洗浄除去後の熱交換器に残存する二酸化珪素の残査は少なく、処理再開時に二酸化珪素の残査が大気に排出されるといった２次的な公害を引き起こす心配がないことも明らかとなった。
上記の通り、本発明の排気ガス処理装置は、特に有機シリコンを含有した排気ガスを排出する半導体製造工程や液晶製造工程等に、特に好適に用いることができ、その効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の排気ガス処理装置のフローシートの一例である。
【図２】本発明の排気ガス処理装置のフローシートの一例である。
【図３】本発明に使用される平板平面流式熱交換器の１例である。
【図４】本発明に使用される多管式熱交換器の１例である。
【図５】本発明の排気ガス処理装置の詳細部分図の１例である。
【図６】本発明の排気ガス処理装置の詳細部分図の１例である。
【図７】本発明の排気ガス処理装置の詳細部分図の１例である。
【図８】本発明の排気ガス処理装置のフローシートの一例である。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂブロワー
２、２Ａ、２Ｂ熱交換器
２ａ熱交換器放熱側入口
２ｂ熱交換器放熱側出口
３、３Ａ、３Ｂヒーター（バーナー）
４、４Ａ、４Ｂ反応部
５高温排気導入管
６、６Ａ、６Ｂ圧力計
７、７Ａ、７Ｂ散水ライン
８、８Ａ、８Ｂ排水ライン
９大気放出管
１０チャンバー
１１Ａ、１１Ｂ切り替えダンパー
１２Ａ、１２Ｂ外気取り入れダンパー[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an exhaust gas processing apparatus for processing exhaust gas containing organic silicon by a high-temperature oxidation method, and can be suitably applied particularly to processing of exhaust gas containing organic silicon in semiconductor manufacturing or liquid crystal manufacturing. Is.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a high-temperature oxidation treatment apparatus, that is, a combustion apparatus, has been widely used as a treatment apparatus that purifies harmful gases containing flammable harmful substances.
[0003]
The flow of a general harmful gas high-temperature oxidation treatment apparatus is as shown in FIG. 1, for example, and the harmful gas is sent to the heat receiving side of the heat exchanger 2 through the blower 1 and indirectly from the high-temperature exhaust gas after treatment. Then, the temperature is raised to a predetermined temperature by the burner 3 as a heater, and the flammable harmful substance is oxidatively decomposed in the high temperature reaction section 4. The temperature at this time is generally set to 750 ° C. or higher, and the high-temperature exhaust gas after treatment is passed through the heat radiating side of the heat exchanger 2 and released to the atmosphere.
[0004]
In the above, when processing harmful gas in a high-temperature oxidation treatment apparatus, in general, flammable harmful substances are often easily oxidized, and since the amount is extremely small, the oxide of organic silicon, It was thought that it was released to the atmosphere without adhering to the heat transfer side heat transfer surface of the heat exchanger. Therefore, clogging on the heat radiating side of the heat exchanger 2 is unlikely to occur, and nothing has been done as a countermeasure against clogging on the heat radiating side of the heat exchanger.
[0005]
However, a part of the organic exhaust gas in the semiconductor manufacturing process and further in the liquid crystal manufacturing process contains hexamethyldisilazane which is a kind of organic silicon, and this exhaust gas is flown through the conventional apparatus, that is, the flow shown in FIG. When processing with the high-temperature oxidation processing apparatus used, silicon dioxide, which is an oxide of organic silicon, adheres and accumulates on the heat transfer side heat transfer surface of the heat exchanger 2, and the heat exchanger is clogged in a very short time. A problem occurred.
[0006]
In addition, if the heat exchanger is clogged, the air flow rate will be reduced and sufficient processing will not be performed.If a burner is used as a heater, the burner will misfire, resulting in incomplete combustion. It included the danger of even falling into a dangerous state.
[0007]
On the other hand, it is not easy to completely remove the silicon dioxide adhering to the heat transfer surface of this heat exchanger, and in the worst case, it is necessary to replace the heat exchanger. It was expensive.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention aims to solve the above-mentioned problems, and is also clogged or incompletely burned even when exhaust gas containing a relatively large amount of organic silicon that is difficult to be oxidized is subjected to high-temperature oxidative decomposition treatment. The present invention provides an exhaust gas treatment device that does not cause a large amount of repair costs.
[0009]
When examining the means for easily removing deposits generated during high-temperature oxidation treatment of exhaust gas containing organic silicon, the present inventors first analyzed the deposits, and as a result, some deposits were found. However, it has been found that silicon dioxide is essentially the main component.
[0010]
Furthermore, as a result of intensive studies on the means for peeling and removing the above-mentioned deposits containing silicon dioxide as a main component, the present inventors have sprinkled water on silicon dioxide deposits that are inherently incompatible with water. Surprisingly, it has been found that water penetrates into the deposit and destroys the shape of the deposit, and the water easily penetrates between the metal such as stainless steel and the deposit to cause the deposit to peel off easily. It was.
[0011]
As a result of further studies based on the above findings, the present inventors have reached the present invention.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
That is, an exhaust gas supply means for supplying exhaust gas containing organic silicon to the heat receiving side of the heat exchanger, a heat exchanger for exchanging heat between the heat receiving side exhaust gas and the heat releasing side exhaust gas, the heat An exhaust gas treatment apparatus having a heating means for heating exhaust gas that has passed through a heat receiving side of an exchanger, and a reaction section for oxidizing and decomposing high-temperature exhaust gas obtained by the heating means, wherein the heat exchange There is provided an exhaust gas treatment apparatus having watering means for watering to the heat radiating side of the vessel and drainage means for discharging waste water after watering out of the exhaust gas treatment apparatus.
[0013]
In a preferred embodiment of the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, there is provided pressure detecting means for detecting a differential pressure between an inlet and an outlet on the heat radiation side of the heat exchanger and / or a pressure at an inlet on the heat radiation side of the heat exchanger. Have.
[0014]
In a preferred embodiment of the exhaust gas treatment device of the present invention, the heat exchanger is a flat plate flow heat exchanger having a stainless steel heat transfer surface.
[0015]
In a preferred embodiment of the exhaust gas treatment device of the present invention, the flow of exhaust gas on the heat radiation side of the heat exchanger is a downward flow from above to below.
[0016]
In a preferred embodiment of the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, a chamber for collecting waste water is attached to an outlet on the heat radiation side of the heat exchanger.
[0017]
In a preferred embodiment of the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the watering means and / or the chamber is a structure that can be attached and detached.
[0018]
In addition, the present invention provides an exhaust gas processing apparatus in which two systems of the above exhaust gas processing apparatus are installed.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The exhaust gas treatment apparatus of the present invention is preferably applied to exhaust gas containing organic silicon. For example, alcohols, ketones, aliphatic hydrocarbons, aromatic hydrocarbons having a concentration of several thousand ppm or less, etc. The present invention can be suitably applied to exhaust gas containing any organic solvent.
[0020]
The exhaust gas is not limited to the so-called exhaust gas discharged from the exhaust systems of various factories. For example, the exhaust gas containing a low-concentration organic solvent is treated with an adsorption concentrator. As a matter of course, the concentrated gas and the like obtained by the above process include a gas that is not called exhaust gas.
[0021]
In the above-described adsorption type concentrator, for example, exhaust gas containing a low concentration organic solvent is ventilated and purified through the adsorbing part of the continuously rotating honeycomb adsorbent, and is also vented to the desorbing part of the adsorbent. The organic solvent adsorbed on the adsorbent is desorbed by the high temperature desorption air. Thereby, the adsorbent is continuously regenerated, and the concentrated gas containing the organic solvent is taken out from the adsorption type concentrator. Organic silicon having a relatively low boiling point, such as hexamethyldisilazane or its decomposition product, trimethylsilanol, is concentrated by this adsorption type concentrator. That is, it exists in a relatively high concentration in the concentrated gas, and when this concentrated gas is processed by the high-temperature oxidation method, a large amount of deposits, which are organic silicon oxides mainly composed of silicon dioxide, may be generated. In many cases, the exhaust gas treatment method of the present invention exhibits excellent effects.
[0022]
The exhaust gas treatment device of the present invention can be more suitably applied when the organic silicon contained in the exhaust gas is an organic silicon having an alkylsilane group.
[0023]
Here, the organic silicon having an alkylsilane group means organic silicon having a siloxane bond, a silazane bond, a silanol bond, or the like.
[0024]
Hexamethyldisilazane and its hydrolysis product, trimethylsilanol, are especially used in semiconductor manufacturing processes, liquid crystal manufacturing processes, etc., or are abundantly generated organic silicon, and exhaust gas containing them is oxidized at high temperature. When treated, clogging in the heat exchanger occurs remarkably, and these organic silicons are substances that are extremely difficult to remove from the exhaust gas before the high temperature oxidation treatment. The exhaust gas treatment apparatus of the present invention can be particularly suitably applied when the contained exhaust gas is to be treated.
[0025]
In the present invention, the deposit that is an oxide of organic silicon is mainly composed of silicon dioxide.
[0026]
In addition to silicon dioxide, the deposit contains incompletely combusted soot, organic silicon to be treated, chemical changes thereof, and other components in exhaust gas, etc., but silicon dioxide is the main component. As long as the present invention is applicable.
[0027]
The typical shape of the deposit is a solid material in which fine particles are compressed, and such deposit adheres to the inner walls of various pipes, instruments, fixtures, and equipment, and depending on the compressed air and brushing, Often difficult to remove.
[0028]
The heating means in the exhaust gas treatment apparatus of the present invention is not particularly limited as long as it is a treatment means for obtaining harmless exhaust gas by oxidizing and decomposing a harmful organic solvent contained in the exhaust gas at a high temperature. It may be a means.
[0029]
In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the heating means has a high temperature oxidation treatment temperature, that is, a temperature in the high temperature reaction part of 750 ° C. or higher, and the residence time of the exhaust gas in this reaction part is 0.5 second or more, Is preferably a means for high-temperature oxidation treatment under conditions of 1.0 second or longer.
[0030]
The heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas on the heat receiving side and the exhaust gas on the heat radiation side in the exhaust gas treatment apparatus of the present invention is not particularly limited, for example, a flat plate flow heat exchanger (FIG. 3), a multi-tube heat exchanger (FIG. 4), etc. are used suitably.
[0031]
In the exhaust gas treatment device of the present invention, a heat exchanger having a structure in which the deposits adhering to the heat exchanger heat-dissipating side heat transfer surface can be easily removed by sprinkling is more preferable. Since the space | interval of heat-transfer surfaces is comparatively wide and has a structure which sprinkles and removes a deposit, it is especially preferable.
[0032]
The material of the heat transfer surface of the heat exchanger is preferably made of stainless steel. This is because the stainless steel is not only excellent in heat resistance but also highly effective in preventing corrosion due to water spray.
[0033]
In the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the watering means for sprinkling water to the heat radiating side of the heat exchanger is not particularly limited, and for example, means for spraying shower-like water and applying it to the deposit is suitable. Used for. With such means, it is possible to evenly pour water on the deposit deposited on the heat radiation side of the heat exchanger.
[0034]
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0035]
FIG. 2 shows an example of the flow of the processing apparatus of the present invention. The gas to be treated is sent to the heat receiving side of the flat plate flow type heat exchanger 2 made of stainless steel through the blower 1 and indirectly recovers heat from the treated high-temperature exhaust gas, The temperature is raised to a predetermined temperature by a certain burner 3. The flammable harmful substances are oxidatively decomposed in the high temperature reaction section 4. The high-temperature exhaust gas after the treatment is passed to the heat radiating side of the heat exchanger 2 through the introduction portion 5 to the heat radiating side of the heat exchanger 2, releases heat, and then is released to the atmosphere. The heat exchanger 2 is provided with a pressure gauge 6 for measuring the differential pressure between the heat radiation side inlet and the outlet, and the state of clogging with silicon dioxide on the heat exchanger heat radiation side is monitored. Further, the heat exchanger 2 is provided with a watering line 7 for spraying water to the heat radiating side. Moreover, the drainage line 8 for discharging the washing waste water at the time of watering is attached to the heat radiating side of the heat exchanger.
[0036]
Silicon dioxide adheres and accumulates on the heat transfer side heat transfer surface of the heat exchanger, clogging occurs on the heat release side of the heat exchanger, the differential pressure at the heat exchanger heat release side increases and the pressure gauge 5 indicates When the value reaches a predetermined pressure, the temperature increase of the gas to be treated by the burner 3 is stopped, and the blower 1 is stopped after the heat exchanger is cooled to about room temperature. Thereafter, water is sprayed from the water spray line 7 and the silicon dioxide deposited on the heat exchanger is washed away. The cleaning wastewater containing silicon dioxide generated at this time is discharged out of the heat exchanger through the drainage line 8.
[0037]
An example of a detailed partial view of an exhaust gas treatment device according to the flow of FIG. 2 using the present invention is shown in FIG. The heat exchanger 2 is a flat plate flow heat exchanger having a heat transfer surface made of stainless steel. The temperature of the high-temperature exhaust gas from the reaction unit 4 is usually 750 ° C. or higher, and the inside of the reaction unit 4 and the inner surface of the high-temperature exhaust introduction pipe 5 that is an introduction part to the heat radiation side inlet of the heat exchanger 2 are Heat insulating materials 4a and 5a for protecting the inner surface from heat are attached. The high-temperature exhaust from the reaction unit 4 is ventilated through the introduction pipe 5 to the heat radiation side inlet opened below the heat exchanger 2. The high-temperature exhaust is ventilated in an upward flow from the lower side of the heat exchanger to the upper side of the heat exchanger, and the heat of the exhaust is recovered during this time, and then discharged to the atmosphere through the atmospheric discharge pipe 9. In order to remove silicon dioxide adhering to and depositing on the heat transfer surface of the heat exchanger 2 on the heat radiation side, water is sprayed from the heat radiation side outlet 2b of the heat exchanger 2 through the water spray line 7.
[0038]
Another example of a detailed partial view of an exhaust gas treatment device according to the flow of FIG. 2 using the present invention is shown in FIG. The heat exchanger 2 is a flat plate flow heat exchanger having a heat transfer surface made of stainless steel. The air is introduced into the heat radiation side inlet opening above the heat exchanger 2 through the high temperature exhaust introduction pipe 5 from the reaction unit 4. The high-temperature exhaust is vented in a downward flow from the upper side to the lower side of the heat exchanger side of the heat exchanger. During this time, the heat of the exhaust is recovered and then released into the atmosphere through the atmospheric discharge pipe 9. The temperature of the exhaust gas vented to the atmospheric discharge pipe 9 is 400 ° C. or less, and it is not necessary to attach a heat insulating material to the inner surface of the atmospheric discharge pipe 9 to protect the inner surface from heat. In order to remove silicon dioxide adhering to and depositing on the heat radiation side heat transfer surface of the heat exchanger 2, water was sprayed through the water spray pipe 7 from the heat radiation side inlet 2 a of the heat exchanger 2. Wastewater containing fine powder of silicon dioxide was discharged from the heat radiation side outlet 2b of the heat exchanger 2, and further discharged out of the system from a drain line 8 attached to the bottom of the atmospheric discharge pipe. As a result, the heat insulating material attached to the inner surfaces of the reaction section 4 and the introduction section 5 is not damaged by water immersion, and the silicon dioxide adhering to and deposited on the heat radiation side heat transfer surface of the heat exchanger 2 is completely washed away. It was done.
[0039]
Regarding the processing apparatus shown in FIG. 6, a processing apparatus in which a chamber 10 for receiving waste water is installed between the heat radiation side outlet 2 b of the heat exchanger 2 and the atmospheric discharge pipe 9 is shown in FIG. 7. A drain line 8 for discharging waste water containing fine silicon dioxide powder is attached to the bottom of the chamber 10. By attaching the chamber 10, waste water containing fine powder silicon dioxide is completely discharged out of the system. The chamber 10 is preferably made of stainless steel.
[0040]
Regarding the processing apparatus shown in FIG. 7, the temperature of the heat radiation side inlet 2b of the heat exchanger 2 at the time of processing is as extremely high as 750 ° C., and the watering line is always placed inside the heat radiation side inlet 2b of the heat exchanger 2. In order to install it, an extremely expensive material excellent in heat resistance must be used for the water spray pipe 8, which is not preferable. Therefore, while the sprinkler tube insertion port is provided and the oxidative decomposition treatment is being performed, the sprinkler tube 8 is removed from the inside of the heat radiation side inlet of the heat exchanger 2 and adhered and deposited on the heat radiation side heat transfer surface of the heat exchanger 2. When removing the silicon dioxide, after cooling the heat exchanger, the sprinkling pipe 8 is inserted into the inside of the heat radiation side inlet 2b of the heat exchanger 2 from the sprinkling pipe insertion port, and attached to and deposited on the heat exchanger. It is desirable to clean away the silicon.
[0041]
FIG. 8 shows another example of the processing method of the present invention. In this example, two systems, that is, facilities of system A and system B are installed. First, the gas to be processed is processed in the A system. In other words, the gas to be treated is sent to the heat receiving side of the blower 1A and further the flat plate flow type heat exchanger 2A made of stainless steel through the opened switching damper 8A, and indirectly heat from the high-temperature exhaust gas after the treatment. It collect | recovers and it heats up to predetermined temperature with the burner 3A which is a heater further. The combustible harmful substance is subjected to oxidative decomposition treatment in the high temperature reaction section 4A. The high-temperature exhaust gas after treatment is passed through the heat radiating side of the heat exchanger and released to the atmosphere. The heat exchanger 2A is provided with a pressure gauge 5A for measuring the differential pressure between the heat radiation side inlet and the outlet, and the state of clogging by silicon dioxide on the heat exchanger heat radiation side is monitored. Further, the heat exchanger 2A is provided with a watering line 6A for spraying water to the heat radiating side. Moreover, the drain line 7A for discharging the washing waste water at the time of watering is attached to the heat radiation side of the heat exchanger 2A. At this time, the outside air intake dampers 9A and 9B are closed. The system B, which is the other processing system, is stopped. That is, the switching damper 8B is closed, and the blower 1B and the burner 3B are stopped.
[0042]
Silicon dioxide adheres and accumulates on the heat transfer side heat transfer surface of the heat exchanger 2A, clogging occurs on the heat release side of the heat exchanger, the differential pressure at the heat exchanger heat release side inlet / outlet increases, and the pressure gauge 5A indicates When the value reaches a predetermined pressure, the outside air intake damper 9B is opened and the blower 1B is activated while the switching damper 8A is closed. Further, when the burner 3B is activated and the temperature of the reaction section 4B reaches a temperature sufficient for high-temperature oxidation treatment, the switching damper 8B is opened and the outside air intake damper 9B is closed at the same time, and the outside air intake damper is further opened. At the same time that 9A is opened, the switching damper 8A is closed. As a result, the processing equipment for the gas to be processed is switched from the A system to the B system. Furthermore, after the burner 3A is stopped and the heat exchanger 2A is cooled, the blower 1A is stopped. Thereafter, water is sprayed from the sprinkling line 6A to the heat exchanger radiating side, and the deposited silicon dioxide is washed away. The wastewater containing silicon dioxide generated at this time is discharged out of the heat exchanger through the drainage line 7A. When these steps are finished, the blower 2A is started again, and after the heat exchanger 2A is dried, it is stopped again. Further, the outside air intake damper 9A is closed, and the equipment of the A system is stopped. These operations are desirably performed automatically.
[0043]
【Example】
Example 1
With respect to exhaust gas containing about 10 ppm of hexamethyldisilazane and 3000 ppm of an organic solvent mainly composed of butyl acetate, high-temperature oxidation treatment was performed by the treatment apparatus shown in FIG. 7 according to the flow of FIG. . The heat exchanger 2 uses a flat plate flow heat exchanger having a heat transfer surface made of stainless steel, and the high-temperature exhaust after the high-temperature oxidation treatment is a downward flow from the upper side to the lower side of the heat exchanger 2 on the heat radiation side. Aerated. Also, LPG was used as fuel for the burner 3. The temperature of the reaction unit 4 is controlled to be 750 ° C.
[0044]
The indicated value of the pressure gauge was 50 mmAq at the beginning of the high temperature oxidation treatment. The removal efficiency of butyl acetate at this time was extremely good at 99% or more. After high temperature oxidation treatment for about one week, the indicated value of the pressure gauge 6 rose to the set pressure of 100 mmAq. The removal efficiency of butyl acetate at this time was as good as 99% or more. Moreover, the reduction of the treatment air volume was not particularly seen. Thereafter, the burner 3 was stopped and the high temperature oxidation treatment was stopped. The heat exchanger 2 was cooled to about 60 ° C. in about 1 to 2 hours. Thereafter, the blower 1 was stopped, and water was sprayed from the water spray line 7 for about 10 minutes downward from the heat radiation side inlet 2a opened above the heat exchanger 2. Sprinkling was carried out evenly over the entire opening surface of the heat exchanger, with no particular entry inside the heat exchanger. Wastewater in which a large amount of white powder of silicon dioxide was dispersed was discharged from a drainage line 8 attached to the wastewater receiving chamber 10. After no white powder of silicon dioxide was found in the wastewater, the blower 1 and the burner 3 were restarted, the temperature of the reaction section 4 rose to the steady processing temperature of 750 ° C., and the processing was resumed. The time from when the blower 1 was restarted until the temperature of the reaction section 4 reached a steady temperature was about 30 minutes. The indicated value of the pressure gauge 5 was reduced to 50 mmAq and the initial value at the start of the high temperature oxidation treatment. The removal rate of butyl acetate was extremely good at 99% or more.
[0045]
In removing the silicon dioxide deposited on the heat exchanger, it took about 2 hours and 30 minutes from the discontinuation of the high temperature oxidation treatment to the resumption.
Further, when the blower 1 was restarted, almost no white powder of silicon dioxide was found in the exhaust from the heat exchanger heat radiation side, that is, the exhaust discharged to the atmosphere.
[0046]
Furthermore, when the process was continued, the indicated value of the pressure gauge 5 rose again to 100 mmAq in about one week as in the previous case. For this reason, the same operation was repeated.
[0047]
(Comparative Example 1)
The exhaust gas containing about 10 ppm of hexamethyldisilazane and 3000 ppm of an organic solvent mainly composed of butyl acetate was subjected to high temperature oxidation treatment according to the flow sheet of FIG. 1 using a conventional treatment method. As the heat exchanger 2, a flat plate flow heat exchanger made of stainless steel was used. Also, LPG was used as fuel for the burner 3. The temperature of the reaction unit 4 is controlled to be 750 ° C.
[0048]
The removal efficiency of butyl acetate at the beginning of the high-temperature oxidation treatment was extremely good at 99% or more. The pressure on the heat dissipation side of the heat exchanger 2 is not monitored, and the clogging status on the heat exchanger heat dissipation side cannot be grasped, so about 2 weeks after the start of the high-temperature oxidation treatment, the burner 3 frequently misfires. Generated, and sufficient high-temperature oxidation treatment was not possible. Further, the processing air volume was also reduced to 50% or less at the start of the high temperature oxidation treatment. For this reason, the burner 3 was stopped and the high temperature oxidation treatment was stopped. After that, the heat exchanger 2 was cooled to about 30 ° C., which is not problematic when a person enters the heat exchanger. The cooling took about 6 hours. Thereafter, the blower 1 was stopped, and a person entered the heat exchanger 2 and inspected. As a result, it was found that the heat radiation side was completely clogged. Black material was deposited on the heat dissipation side of the heat exchanger. When this deposit was analyzed, it was found that these substances were a mixture of carbon caused by soot generated by incomplete combustion of the burner 3 and silicon dioxide which is an oxide of hexamethyldisilazane.
[0049]
(Comparative Example 2)
As in Comparative Example 1, high-temperature oxidation treatment was performed on the exhaust gas containing about 10 ppm of hexamethyldisilazane and 3000 ppm of an organic solvent mainly composed of butyl acetate according to the flow sheet of FIG. As the heat exchanger 2, a flat plate flow heat exchanger having a heat transfer surface made of stainless steel was used. Also, LPG was used as fuel for the burner 3. The temperature of the reaction unit 4 is controlled to be 750 ° C.
[0050]
The removal efficiency of butyl acetate at the beginning of the high-temperature oxidation treatment was extremely good at 99% or more. Although the pressure on the heat radiation side of the heat exchanger 2 was not monitored, from the result of Comparative Example 1, one week after the start of the high temperature oxidation treatment, the burner 3 was stopped and the high temperature oxidation treatment was stopped. After that, the heat exchanger 2 was cooled to about 30 ° C., which is not problematic when a person enters the heat exchanger. The cooling took about 6 hours. Thereafter, the blower 1 was stopped and a person entered the heat exchanger 2 and inspected. As a result, it was confirmed that white silicon dioxide was deposited on the heat transfer surface of the heat radiating section. This deposit was first removed with a brush, and then removed with compressed air. However, silicon dioxide is in close contact with the heat transfer surface of the heat exchanger 2, and it is impossible to completely remove the deposit. The time taken to remove the deposit was about 3 hours.
[0051]
Then, the blower 1 and the burner 3 were restarted, the temperature of the reaction part 4 rose to 750 degreeC of steady process temperature, and the high temperature oxidation process was restarted. The time from when the blower 1 was restarted until the temperature of the reaction section 4 reached a steady temperature was about 30 minutes.
[0052]
In removing the silicon dioxide deposited on the heat exchanger, the time taken from the stop to the restart of the high temperature oxidation treatment was about 9 hours 30 minutes.
[0053]
It was also found that a large amount of white powder of silicon dioxide was mixed in the exhaust to the atmosphere for several minutes immediately after the blower 1 was started.
[0054]
Further, when the high temperature oxidation treatment was continued, when the high temperature oxidation treatment was performed for about one week, the burner 3 frequently misfired, making it difficult to perform sufficient oxidative decomposition treatment. Further, the processing air volume was also reduced to 50% or less at the start of the processing.
[0055]
【The invention's effect】
With the exhaust gas treatment apparatus of the present invention, the exhaust gas containing organic silicon was stably oxidized with high efficiency and high-temperature oxidation without causing a burner misfire or a reduction in the amount of treatment air. Further, silicon dioxide deposited on the heat radiation side of the heat exchanger was easily removed in a very short time. Further, the removal effect was extremely high, and silicon dioxide was almost completely cleaned and removed from the heat exchanger heat transfer surface. Furthermore, there is little residue of silicon dioxide remaining in the heat exchanger after washing and removal by this method, and it is also clear that there is no fear of causing secondary pollution such as the residue of silicon dioxide being discharged to the atmosphere when processing is resumed. It became.
As described above, the exhaust gas treatment apparatus of the present invention can be used particularly preferably in a semiconductor manufacturing process, a liquid crystal manufacturing process, or the like that exhausts exhaust gas containing organic silicon, and the effect is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an example of a flow sheet of a conventional exhaust gas processing apparatus.
FIG. 2 is an example of a flow sheet of the exhaust gas treatment device of the present invention.
FIG. 3 is an example of a flat plate flow heat exchanger used in the present invention.
FIG. 4 is an example of a multi-tube heat exchanger used in the present invention.
FIG. 5 is an example of a detailed partial view of the exhaust gas treatment apparatus of the present invention.
FIG. 6 is an example of a detailed partial view of the exhaust gas treatment apparatus of the present invention.
FIG. 7 is an example of a detailed partial view of the exhaust gas treatment apparatus of the present invention.
FIG. 8 is an example of a flow sheet of the exhaust gas treatment device of the present invention.
[Explanation of symbols]
1, 1A, 1B Blower 2, 2A, 2B Heat exchanger 2a Heat exchanger heat radiation side inlet 2b Heat exchanger heat radiation side outlet 3, 3A, 3B Heater (burner)
4, 4A, 4B Reaction section 5 High-temperature exhaust introduction pipe 6, 6A, 6B Pressure gauge 7, 7A, 7B Sprinkling line 8, 8A, 8B Drain line 9 Air discharge pipe 10 Chamber 11A, 11B Switching damper 12A, 12B Outside air intake damper

Claims

Exhaust gas supply means for supplying exhaust gas containing organic silicon to the heat receiving side of the heat exchanger, heat exchanger for exchanging heat between the exhaust gas on the heat receiving side and the exhaust gas on the heat radiating side, and the heat exchanger An exhaust gas treatment apparatus having a heating means for heating the exhaust gas that has passed through the heat receiving side of the gas and a reaction section for oxidizing and decomposing the high-temperature exhaust gas obtained by the heating means, wherein the heat exchanger comprises A flat plate flow type heat exchanger having a heat transfer surface made of stainless steel, and as a means for peeling off deposits mainly composed of silicon dioxide adhering to and depositing on the heat transfer surface, the heat release side of the heat exchanger An exhaust gas treatment apparatus comprising water spray means for spraying water and drainage means for discharging waste water after water sprinkling out of the system of the exhaust gas treatment apparatus.

The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1, wherein the organic silicon is an organic silicon having an alkylsilane group.

The exhaust gas processing apparatus according to claim 1 or 2 , wherein the flow of exhaust gas on the heat radiation side of the heat exchanger is a downward flow from above to below.

The exhaust gas processing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein a chamber for collecting waste water is attached to an outlet on a heat radiation side of the heat exchanger.

The exhaust gas treatment apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the watering means and / or the chamber has a structure that can be attached and detached.

6. An exhaust gas processing apparatus comprising two systems of the exhaust gas processing apparatus according to any one of claims 1 to 5 .