JP4805463B2 - Toxic gas abatement equipment - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造装置や液晶製造装置等から排出される有害ガスを除害、回収するための有害ガスの除害装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造ラインや液晶製造ラインから排出されるガスには、SiO2やWO3等の微細な粉体と同時に有害なガスが含まれているので、そのまま大気中に放出することができない。そこで、従来、次の様な方法で除害している。
(1)パンチングプレートの開口を通過させ、微細化する、いわゆる湿式のバブリング方式、
(2)充填物の表面に形成された水膜と、ガスとの慣性衝突、微細粒子の拡散付着によってダストの捕集を行う、いわゆる充填材方式、
(3)燃焼方式や加熱方式若しくは乾式による処理、
【0003】
しかし、前記(1)(2)の方式では、除害効率が悪く、特に塩素ではアルカリの添加が必要である。しかし、この様な薬剤を用いると、安全性環境性などにおいて問題が発生するので、好ましくない。
前記(3)の方式では、多くの電力を必要としたり、燃焼用のガスの配管が必要で、火種があること等、欠点も多い。
又、乾式においてもランニングコストが高いという欠点を有している。
【0004】
本発明は、上記事情に鑑み、安全に効率よく除害することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
この発明は、有毒ガスを水に混入せしめて除害する装置において、処理液を貯溜する液体槽と、該液体槽に連通する循環路と、該循環路に配設され、吸気管から吸入された有毒ガスを処理液と混合攪拌し微細な気泡にする気液混合・攪拌装置と、該循環路に設けられ、該処理液を強制循環せしめるポンプと、を備えた有害ガスの除害装置であって、前記気液混合・攪拌装置が、円筒ケーシングと、円筒内で液に回転を生じせしめるベーンと、ベーンの下流側の円筒内壁に設けられ、ガスを微細に砕く突起群の棒状の突起と、を備え、前記吸気管が、管内壁への付着物を洗浄する機構を有し、前記洗浄機構近傍には、ヒーターが巻かれていることを特徴とする。
【0007】
この発明の前記液体槽は、円筒形より成り、円筒形内部にパンチングプレートを設け、該パンチングプレートを斜めに円筒内部に接するように配置せしめ、前記循環路のポンプへの吸液をさせる導入口は、前記パンチングプレートの上端近傍でパンチングプレートの下面になるように配置され、その吐出口は、前記パンチングプレートの下端近傍でパンチングプレートの下面になるように配置されていることを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明者は、水だけで除害効率を上げ、塩素やアンモニア等の除害が可能になれば、前記諸問題は解決するものと考えた。
そこで、処理液を貯溜する液体槽に循環路を連結し、該循環路にポンプと気液混合・撹拌装置とを設け、該気液混合・攪拌装置に有毒ガスを供給して混合し、除害効率を測定した。その結果、従来方式の塩素除害効率は20% 前後であるのに対し、本発明では99.999%以上の初期除害能力があり、従来の方式に比べ、除害効率が飛躍的に向上することがわかった。本発明は、上記研究結果に基づくものである。
【0009】
【実施例】
本発明の第1実施例を図1〜図4に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施例のフロー図である。液体槽1には、処理液、例えば、水Wが貯溜されている。この液体槽1には、その外部に液体槽1内の液Wを循環させるための循環路5が配置され、循環路5にはポンプ3、圧力計PIA-1、流量計F-2並びに気液混合・攪拌装置4が介装されている。ポンプ3は、インバーターIVの設定値により回転数が可変出来、流量及び圧力が調整できるように構成されている。
【0010】
液体槽1には、液量が一定量、例えば、100リットル、を越えると、排液するようにオーバーフロー管9と、給水ライン8と、が設けられている。
給水ライン8には、電磁弁10が介装され、通常は閉じているが、pH計7により検出される液体槽1内のpH値により電磁弁10が開き液体槽1内に給水するように構成されている。
【0011】
気液混合・攪拌装置4には、半導体製造装置や液晶製造装置からの排気を吸気するための吸気管13が接続されている。吸気管13には、圧力計PIA-1と、吸気量を調整するためのダイヤフラムバルブ15、吸気の負圧を補助するためのファン12及び洗浄機構6が介装されている。
【0012】
洗浄機構6には、給水ライン8から分岐して電磁弁11を介して給水ができるように給水パイプ16が接続されている。
液体槽1には、気液混合・攪拌装置4により混合攪拌されて液体槽1に達し、除害されたガスを排気するための排気口14が設けられており、生産ラインの排気管と接続できるように構成されている。
【0013】
気液混合・攪拌装置4は、図2に示すように、円筒ケーシング17と、一対の二つ割り楕円盤18、19と、下流側に配置された突起群20と、から構成され、二つ割り楕円盤18、19の弦側側縁18a,19aを交差させ、一対の二つ割り楕円盤18、19の円弧側側縁18b、19bを円筒ケーシング17の内壁に接するように構成されている。
【0014】
ガス導入パイプ21は、図3に示す様に、気液混合・撹拌装置4に接続されている。ポンプ3により気液混合・攪拌装置4に液体槽1内の液Wが送られ、前記二つ割り楕円盤18、19の作用により液が螺旋流を起こしガス導入パイプ21からのガスと混合されるが、突起群20の作用でガスは微細に砕かれ、液Wと混合するように構成されている。
【0015】
図4は、吸気管13の詳細図であり、製造装置からのガスの排気接続口23の下流には、圧力計Pが設けられ、吸気圧力が監視できるようになっている。更に下流には、ダイヤフラムバルブ15が介装され、ファン12に流入するガス量を調整できるようになっている。本実施例では、ファン12を用いているが、気液混合・攪拌装置4に液Wを流すことにより気液混合・攪拌装置4内に負圧が生じ、その作用だけでガスを吸引することも可能で、処理するガス量によってはファンを設けなくても良い。
【0016】
ファン12の下流側には、洗浄機構6が配置され、給水パイプ16からの給水により開口6aに水が回り、スリット6bから水Wが流出し、下流の管壁6cを洗浄できるように構成されている。洗浄機構6近傍の配管には、ヒーター24が巻かれており、配管上部を保温している。
【0017】
次に、本実施例の作動について説明する。
起動ボタン(図示せず)をオンすると、ポンプ3が起動し液体槽1内の液Wを循環路5に回し始め、循環路5内の流量が略一定となる。
その後、ファン12が起動し製造装置の排気管より導かれた有毒ガスを循環系路内に送り込む。気液混合・攪拌装置4内に送り込まれた液WとガスGは、前述の作用により混合・攪拌され、ガスは微細な気泡、例えば、直径0.5〜3.0μmの気泡、となって液体槽1に戻され、除害される。
【0018】
上記作用により、時間の経過と共に液体槽1内のガスの溶解濃度が増加していく。
即ち、液体槽1内の液量は、100リットルに設定されており、塩素を200cc/分の割合で処理した場合、約20分後にはpH値が4以下となり徐々に除害効率が落ちてしまう。そのため、液体槽1内のpH値をpH計7で監視し、予め設定されたpH値を維持するように、給水ライン8に介装された電磁弁10を流量計F-1を見ながらオン・オフし、給水制御を行っている。
【0019】
給水が開始されると、液体槽1内の液量が増加し、オーバーフロー管9より100リットルを越えた液は排液されるようになっている。かかる給排水機構の作用で時間が経過しても一定の除害効率が維持できるようになっている。
【0020】
本実施例では、pH値によって給排水を制御しているが、予め処理するガスの量が判っている場合には、タイマー設定により液の入れ替えを実施しても良い。
又、給水・排水の機構は、ここに開示されたものに限らず、液体槽1の下部に電磁弁31を介した排液管39を設け、液面センサーLによる制御で排液後に給液を行っても良い。
【0021】
上記の作用によって本実施例では、時間が経過しても、安定してガスを除害することができ、除害されたガスは、液体槽1上部に設けられた排気口14より排気されるようになっている為、水溶性のガスであれば、きわめて効率よくガスの除害を行うことができる。
更に、本実施例は、ガスだけでなく、半導体製造ラインや液晶製造ラインでよく問題になっている粉体に対しても有用である。
【0022】
製造装置から排出されるガスには、微細な粉体が含まれている場合があり、その粉体が配管のつまり等を生じせしめる事がある。
粉体は、冷却された部分に付着しやすいため、本実施例では配管の保温と共に定期的に給水パイプ16から水を流して、湿度が高いために管壁に付着した粉を洗い流し気液混合・攪拌装置4に送り込み、その攪拌作用によって粉をトラップし、排気口に流入する粉を最小限に押さえる作用も持っている。
【0023】
この発明の第2実施例を図5により説明する。この実施例と第1実施例との相違点は、旋回流発生手段として、気液混合・撹拌装置4に一対の堕円板を設ける代わりに、螺旋状のガイドベーン18Aを設けたことである。
【0024】
この発明の第3実施例を図6により説明する。この実施例と第1実施例との相違点は、円筒状の液体槽1内にパンチングプレート22を配設したことである。
液体槽1の周壁1aは、円筒形に形成され、その中には、楕円状のパンチングプレート22が上下方向に傾斜して配設されている。
【0025】
このパンチングプレート22には、下面と上面とを連通させる複数の開口22aが設けられ、その外周縁は液体槽1の内面に接するように斜めに配置されている。この開口22aの直径は、微細な気泡の直径と同径、例えば、直径2mm、に形成されている。ポンプ3への液の導入口5aは、パンチングプレート22の上端22b近傍でパンチングプレート22の下面側になるように配置され、吐出口5bは、パンチングプレート22の下端22c近傍でパンチングプレート22の下面側になるように配置されている。吐出口5bは、周壁1aに対して接線方向に設けられているので、該吐出口5bから排出された処理液は周壁1aに沿って旋回するようになる。
【0026】
このようにパンチングプレート22を設けると、十分に微細化されなかった気泡はパンチングプレート22の開口22aを抜けて上昇せずにパンチングプレート22に沿って上昇し、ポンプ3への導入口5aより再度循環路5に吸引され微細化されることとなる。
尚、実験によると、循環路5の液流量の略30%のガス量であれば気液混合・攪拌装置4の作用で十分に微細化されるため、ガス処理量によってはパンチングプレート22は設置する必要がない。
【0027】
液体槽1を円筒形にすることにより、微細化されたガスの気泡が液体槽1内を螺旋状に回転しながら上昇していくため長時間液体槽1内に滞留するので、溶解効率を高めることができる。
【0028】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成したので、有毒ガスが水と混合攪拌され、微細な気泡となるので、安全に、かつ、効率よく除害することができる。
また、液体槽内の処理液の使用限界を監視し、処理液の性能を調整できるので、効率よく除害することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すフローチャートである。
【図2】気液混合・攪拌装置の斜視図である。
【図3】気液混合・攪拌装置の縦断面図である。
【図4】吸気管の縦断面図である。
【図5】本発明の第2実施例を示す縦断面図で、図3に対応する図である。
【図6】本発明の第3実施例を示す縦断面図で、液体槽の斜視図である。
【符号の説明】
1 液体槽
1 ポンプ
4 気液混合、撹拌装置
5 循環路
12 吸気管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a harmful gas removal apparatus for removing and collecting harmful gases discharged from semiconductor manufacturing apparatuses, liquid crystal manufacturing apparatuses, and the like.
[0002]
[Prior art]
Since the gas discharged from the semiconductor manufacturing line or the liquid crystal manufacturing line contains harmful gas at the same time as fine powder such as SiO 2 and WO 3 , it cannot be released into the atmosphere as it is. Therefore, conventionally, the following methods are used for abatement.
(1) A so-called wet bubbling system that passes through the opening of the punching plate and refines it,
(2) a so-called filler system that collects dust by inertial collision between the water film formed on the surface of the packing and gas, and diffusion adhesion of fine particles,
(3) Combustion method, heating method or dry process,
[0003]
However, in the methods (1) and (2), the detoxification efficiency is poor, and especially for chlorine, it is necessary to add an alkali. However, use of such a drug is not preferable because it causes problems in terms of safety and environment.
The method (3) has many drawbacks such as requiring a large amount of electric power, piping for combustion gas, and the presence of a fire type.
Also, the dry type has a disadvantage that the running cost is high.
[0004]
In view of the above circumstances, an object of the present invention is to perform safe and efficient detoxification.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a device for removing harmful substances by mixing toxic gas into water, a liquid tank for storing a processing liquid, a circulation path communicating with the liquid tank, a circulation path disposed in the circulation path, and sucked from an intake pipe. A gas-liquid mixing / stirring device that mixes and stirs the toxic gas with the processing liquid to form fine bubbles, and a pump provided in the circulation path for forcibly circulating the processing liquid. The gas-liquid mixing / stirring device is provided on a cylindrical casing, a vane that causes rotation of the liquid in the cylinder, and a cylindrical inner wall on the downstream side of the vane, and a rod-shaped protrusion of a group of protrusions that finely crush the gas The intake pipe has a mechanism for cleaning deposits on the inner wall of the pipe , and a heater is wound in the vicinity of the cleaning mechanism .
[0007]
The liquid tank according to the present invention has a cylindrical shape, and is provided with a punching plate inside the cylindrical shape, and the punching plate is disposed so as to be in contact with the inside of the cylinder obliquely so as to absorb liquid to the pump in the circulation path. Is arranged so as to be the lower surface of the punching plate in the vicinity of the upper end of the punching plate, and its discharge port is arranged to be the lower surface of the punching plate in the vicinity of the lower end of the punching plate .
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present inventor considered that the above-mentioned problems could be solved if the abatement efficiency was increased with water alone and chlorine and ammonia could be eliminated.
Therefore, a circulation path is connected to the liquid tank for storing the processing liquid, a pump and a gas / liquid mixing / stirring device are provided in the circulation path, and a toxic gas is supplied to the gas / liquid mixing / stirring device to mix and remove. The harm efficiency was measured. As a result, the chlorine removal efficiency of the conventional method is around 20%, whereas the present invention has an initial removal capacity of 99.999% or more, and the removal efficiency is dramatically improved compared to the conventional method. I understood. The present invention is based on the above research results.
[0009]
【Example】
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a flow diagram of one embodiment of the present invention. A treatment liquid, for example, water W is stored in the
[0010]
The
Although the
[0011]
The gas-liquid mixing /
[0012]
A
The
[0013]
As shown in FIG. 2, the gas-liquid mixing /
[0014]
As shown in FIG. 3, the
[0015]
Figure 4 is a detailed view of the
[0016]
A
[0017]
Next, the operation of this embodiment will be described.
When an activation button (not shown) is turned on, the
Thereafter, the
[0018]
Due to the above action, the dissolved concentration of the gas in the
That is, the liquid volume in the
[0019]
When water supply is started, the amount of liquid in the
[0020]
In this embodiment, the water supply / drainage is controlled by the pH value. However, when the amount of gas to be processed is known in advance, the liquid may be replaced by setting a timer.
Further, the water supply / drainage mechanism is not limited to the one disclosed here, and a
[0021]
In the present embodiment, the gas can be stably removed even when time elapses due to the above action, and the removed gas is exhausted from the
Furthermore, this embodiment is useful not only for gases but also for powders that are often problematic in semiconductor production lines and liquid crystal production lines.
[0022]
The gas discharged from the manufacturing apparatus may contain fine powder, and the powder may cause clogging of piping.
Since the powder tends to adhere to the cooled part, in this embodiment, the water is periodically flowed from the
[0023]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between this embodiment and the first embodiment is that a
[0024]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The difference between this embodiment and the first embodiment is that the punching
The
[0025]
The punching
[0026]
When the punching
According to the experiment, if the gas amount is approximately 30% of the liquid flow rate in the
[0027]
By making the
[0028]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the toxic gas is mixed and stirred with water to form fine bubbles, so that it can be safely and efficiently removed.
Moreover, since the use limit of the process liquid in a liquid tank can be monitored and the performance of a process liquid can be adjusted, it can remove efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a gas-liquid mixing / stirring device.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a gas-liquid mixing / stirring device.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an intake pipe.
FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention and corresponding to FIG. 3;
FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the present invention and a perspective view of a liquid tank.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
処理液を貯溜する液体槽と、該液体槽に連通する循環路と、該循環路に配設され、吸気管から吸入された有毒ガスを処理液と混合攪拌し微細な気泡にする気液混合・攪拌装置と、該循環路に設けられ、該処理液を強制循環せしめるポンプと、を備えた有害ガスの除害装置であって、
前記気液混合・攪拌装置が、円筒ケーシングと、円筒内で液に回転を生じせしめるベーンと、ベーンの下流側の円筒内壁に設けられ、ガスを微細に砕く突起群の棒状の突起と、を備え、
前記吸気管が、管内壁への付着物を洗浄する機構を有し、
前記洗浄機構近傍には、ヒーターが巻かれていることを特徴とする有害ガスの除害装置。In a device that removes poisonous gas by mixing it with water,
A liquid tank for storing the processing liquid, a circulation path communicating with the liquid tank, and a gas-liquid mixing that is disposed in the circulation path and mixes and stirs the toxic gas sucked from the intake pipe with the processing liquid to form fine bubbles. A harmful gas abatement device comprising a stirrer and a pump provided in the circulation path for forcibly circulating the treatment liquid;
The gas-liquid mixing / stirring device includes a cylindrical casing, a vane that causes rotation of the liquid in the cylinder, and a rod-shaped protrusion of a protrusion group that is provided on the cylindrical inner wall on the downstream side of the vane and finely breaks the gas. Prepared,
The intake pipe has a mechanism for cleaning deposits on the inner wall of the pipe,
A harmful gas abatement apparatus, wherein a heater is wound in the vicinity of the cleaning mechanism .
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