JP5165861B2 - 過弗化物の処理方法及び処理装置 - Google Patents
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Description
本発明は、過弗化物の処理方法及び処理装置に係り、特に半導体製造装置または液晶製造装置、太陽電池製造装置等から排出された過弗化物を分解するのに好適な過弗化物の処理方法及び処理装置に関する。
過弗化物（ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃｏｍｐｏｕｎｄ）は、ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、ＣＨ２Ｆ２、Ｃ３Ｆ８、Ｃ５Ｆ８、ＳＦ６、ＮＦ３などの、炭素とフッ素、炭素と水素とフッ素、硫黄とフッ素、及び窒素とフッ素の化合物の総称である。過弗化物（ＰＦＣという）は、半導体製造プロセス、液晶製造プロセス、太陽電池製造プロセスにおいて、エッチング用ガス、クリーニング用ガス、アッシング用ガスに使用されている。過弗化物は、大気中で長期間安定に存在し、二酸化炭素の数千倍の赤外線を吸収する性質を有しているため、地球温暖化の原因物質の１つとされている。地球温暖化防止のための京都議定書でも規制対象ガスとして、大気への放出量削減が求められている。
過弗化物の大気放出抑制策に関しては、種々の方法が検討されており、触媒を用いた触媒法、薬剤を用いた薬剤法、プラズマを用いたプラズマ法、高温の燃焼ガス中で燃焼させる燃焼法がある。
この中で触媒法では、触媒に過弗化物を供給する前に、水又はアルカリをスプレーすることでケイ素化合物や酸性ガスを除去する方法があり、例えば特許文献１に記載されている。
しかし、半導体製造装置や液晶製造装置、太陽電池製造装置から排出されるガスには、微粉体の状態で排出される粉体や粉体を生成する物質が多く含まれている。
触媒法では、粉体が触媒に流入すると、触媒層内部が閉塞し、ガスの流れを止めてしまう。触媒層内部が閉塞すると、過弗化物を触媒に供給できず、分解処理ができなくなるとともに、内部の圧力（差圧）が上昇し、過弗化物分解処理装置の運転ができなくなる。
触媒層内部が、閉塞に至らない場合でも、触媒表面に粉体が付着すると、触媒と過弗化物が接する部分の表面積が減少し、触媒の分解性能が低下する問題や、触媒層内に粉体が堆積することによる圧力損失増加の問題がある。
一方、薬剤法でも触媒法と同様に、粉体や粉体を生成する物質が薬剤内部に流入すると、粉体が薬剤内部に堆積し、薬剤の圧力損失が増加して、ついには薬剤内部が閉塞し、ガスの流れを止めてしまう。薬剤内部が閉塞すると、過弗化物を薬剤に供給できず、分解処理ができなくなるとともに、内部の圧力（差圧）が上昇し、過弗化物分解処理装置の運転ができなくなる。
また、燃焼法では、粉体や粉体を生成する物質が燃焼器に流入すると、粉体が燃焼バーナ部分や燃焼器側面に付着し、燃焼効率が低下して、燃焼温度のばらつき等によって分解性能を低下させるとともに、保守点検頻度を増加させる問題がある。
半導体製造プロセス、液晶製造プロセス、太陽電池製造では、２４時間連続で稼動を行っており、過弗化物分解装置が停止した場合、製造プロセスから排出された排ガス中の未使用分の過弗化物は大気に排出されてしまう。この場合、大気への排出を抑制するためには、製造プロセスの半導体製造装置、液晶製造装置、太陽電池製造装置を停止させる必要がある。
このため、半導体製造装置、液晶製造装置、太陽電池製造装置から排出される過弗化物を処理する装置に対しては、製造装置と同様に高い信頼性を求められている。
また、粉体による影響は、触媒交換、薬剤交換、燃焼器内部の清掃点検等の過弗化物を処理する装置に関する保守点検頻度を増やすことになる。このため、過弗化物の処理装置には、運転期間が長く、保守点検頻度の少ないものが求められている。
以上のような背景から、過弗化物を分解処理する前に粉体等の固形分を除去することが行なわれている（例えば、特許文献２，３参照）。特許文献２には、前処理部として水スプレー塔、ファンスクラバー、通気攪拌槽、ゼオライト・活性炭等の吸着剤を充填した吸着槽を設置することが記載されている。また、特許文献３には、固形分分離装置としてサイクロン式、ミストコットレル式、トラップ式、フィルタ式等の装置を設置することが記載されている。
半導体、液晶、太陽電池等の製造工程において、エッチングにより、ＳｉＯ２等の膜や金属配線等であるＷ、Ｔｉ、Ａｌ等の金属を削るエッチングでは、過弗化物以外に、塩素ガスや塩化水素ガスが用いられる。これらのエッチング工程からは、金属の弗化物、塩化物、硫化物等が生成され、排気される。また、過弗化物がエッチング工程で使用されると、弗化水素、窒素酸化物、硫黄酸化物等の酸性ガスも一緒に排気される。尚、これらの排ガス中の弗化物、塩化物、硫化物等は、生成時に固体状の粉末のものと、気体状のものがある。
このうち、ＨＦやＨＣｌなどの酸性ガスは、水又はアルカリ溶液をスプレーすることで容易に除去することができる。一方、排ガス中の金属の弗化物、塩化物、硫化物等の生成時に固体状の粉末のものと、気体状のものは、水又はアルカリ溶液をスプレーすることで、スプレー後の排ガス中に微粉体が多量に発生する。この場合、スプレー後の排ガスには、ＳｉＯ２や酸化タンタル、酸化チタンなどの金属酸化物の微粉末やＢ２Ｏ３、ＷＯ３等のヒュームを生成する物質が含まれる。
それらの微粉体は、後段の過弗化物を分解する装置へ流れ込むことで、分解を行う触媒や、薬剤、燃焼ノズル等を短期間の間に閉塞や性能低下を発生させる。
通常のアルカリ溶液を噴霧するスクラバーでは、ＢＣｌ３を１０００ｐｐｍ含むガスを流したときにスクラバー出口で１０ｍｇ／ｍ３程度のＢ２Ｏ３等のヒューム（微細粉末）が発生し、目視でも白煙が生じていることが確認できるほど、粉体が発生する。
本発明の目的は、過弗化物の分解処理の前段で被処理ガスに水を接触させるとともに、水とガスとの接触効率を向上させて、粉体または粉体を生成する物質の除去性能を高めるようにした過弗化物の処理方法及び処理装置を提供することにある。
本発明の過弗化物の処理方法は、上記目的を達成するために、粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを水流中で水と混合し、水と接触させることで粉体又は粉体を生成する物質を除去する前処理工程と、前記前処理工程で粉体又は粉体を生成する物質を除去した後、過弗化物を含むガスを過弗化物分解装置に供給して、過弗化物を分解する過弗化物分解工程を含み、前記前処理工程では、噴射ノズルから水を噴射して排ガス配管の外側を水が周回する旋回流を発生させ、この旋回流の水と前記粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを混合し、気泡を発生させた後、干渉物に衝突させて気泡を微細化することによって粉体又は粉体を生成する物質の除去を行い、前記過弗化物分解工程では、（１）過弗化物を含むガスを加熱し、触媒に供給して過弗化物を分解し、その後、分解ガスを冷却する触媒分解処理、（２）過弗化物を含むガスを薬剤に供給し、薬剤で過弗化物を分解吸着し、その後、分解ガスを冷却する薬剤処理、及び（３）過弗化物を含むガスを燃焼器に供給し、燃焼火炎で過弗化物を分解し、その後、分解ガスを冷却する燃焼処理、のいずれかの処理を行うことを特徴とする。
本発明の過弗化物の処理装置は、上記目的を達成するために、噴射ノズルから水を噴射して排ガス配管の外側を水が周回する旋回流を発生させ、この旋回流の水と粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを混合し、気泡を発生させた後、干渉物に衝突させて該気泡を微細気泡にし、粉体又は粉体を生成する物質を除去する前処理装置と、前記前処理装置で粉体又は粉体を生成する物質を除去した後の過弗化物を含むガスを供給し過弗化物を分解処理する過弗化物分解装置を備えたことを特徴とする。
本発明の特徴は、水中で気泡を発生させ、気泡の結合及び分割を強制的に行うことにより、気泡内部のガスと粉体とが、気泡外表面の接液界面と接する機会を増やすことにある。その為に、配管内の高速水流中にガスを供給し、好ましくは干渉物が存在する乱流条件化で、気泡と水を混合させることにより、気泡の結合、分割を強制的に生じさせる。高速水流が干渉物に接し、水流中にキャビテーションや渦が発生することで、内部の圧力分布が大きくなり、気泡は微細化するとともに、結合、分割を短時間の間隔で繰り返す。これによって粉体又は粉体を生成する物質を除去し、さらに粉体又は粉体を生成する物質を除去した後の過弗化物を含むガスを過弗化物分解装置に供給し、過弗化物を分解処理することができる。
ミキシング部で水とガスを混合した後、ガスと水との接触効率を上げるための干渉物は、液とガスを混合させた水流を衝突させる突起物や、邪魔板等をミキシング部内部に設けることで水流中にキャビテーションや渦を発生することができる。
排ガス量が多い場合には、ミキシング部を並列に複数台を設け、排ガス量を分配することで粉体又は粉体を生成する物質を除去してもよい。
本発明によれば、粉体または、粉体を生成する物質を粉体除去装置内で除去できるとともに、過弗化物分解装置への粉体流入を防止又は抑制することができる。また、過弗化物分解装置の信頼性が向上するとともに、過弗化物分解装置内での閉塞がなくなり、保守点検頻度を少なくすることができる。更に、運転期間が長くなることで、運転コストを下げることも可能である。
尚、過弗化物の分解処理装置は、前段で粉体又は粉体を生成する物質を除去することで、触媒式や、薬剤式、燃焼式を用いることができる。
過弗化物の分解装置の前段で粉体及び粉体を生成する物質の除去効率を上げることで、過弗化物の分解処理性能を向上させることができる。
以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明するが、以下の実施形態に限定されるものではない。
本発明の好適な一実施例である過弗化物分解処理システムを図１に示し、触媒を用いた場合の過弗化物分解システムを図５に示す。また粉体除去装置の構成を図２に示す。
エッチング装置又はアッシング装置、ＣＶＤ装置（図示せず）から排出された粉体又は、粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスは、三方弁９０を経由して、配管９１から粉体除去装置１に供給される。
三方弁９０は、過弗化物処理装置４が停止した場合に排ガスの流れを別な過弗化物分解装置（図示せず）や、別の酸性ガス除去装置（図示せず）へ切換えるために使用する。
粉体除去装置１は、循環タンク１０と循環ポンプ１２とミキシング部１４で構成される。循環タンク１０の水は、配管１１と循環ポンプ１２及び配管１３を経由してミキシング部１４に供給される。ミキシング部内では、旋回羽根１６によって水の流れが変わり、高速の旋回流が発生する。旋回羽根１６で発生した高速旋回流は、被処理ガスを供給する配管１５の出口を負圧にする為、粉体又は、粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを吸引する。
吸引された粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスは、旋回流の水と混合することで、ガスは気泡になる。ミキシング部１４の出口には、微細な気泡になるのを促進させる突起物等の干渉物７４が設けられている。本実施例では、干渉物７４は多孔板になっている。高速の水流が干渉物７４を通過しキャビテーションや渦を発生させることで、内部の圧力分布が大きくなり、気泡は微細化するとともに、結合、分割を短時間の間隔で繰り返す。これにより、ガスに含まれる粉体又は粉体を生成する物質の除去効率を上げることができる。
粉体又は、粉体を生成する物質を取り除いた後、過弗化物を含むガスは、循環タンク１０から排出され、配管２を経由して、過弗化物分解装置３における加熱装置３１に供給される。
加熱装置３１には、配管６０を経由して触媒での過弗化物の分解反応に必要な水及び配管７０を経由して過弗化物の分解時に発生する一酸化炭素を二酸化炭素に変える酸化剤として空気が供給される。
加熱装置３１の内部には、加熱装置の熱を利用して、分解反応に必要な水を蒸気にかえる蒸発管６５が設置されている。
加熱装置３１では、過弗化物を含む排ガスと空気、水又は蒸気を６００〜８００℃に加熱し、反応装置８０に充填されている触媒３２に供給する。触媒３２では、過弗化物の分解を行う。
触媒３２は、触媒交換作業が容易に行えるように、取り外し可能な容器内に充填し、その容器ごと取り出せる構造にしても良い。
過弗化物の分解反応式の一例を下記に示す。
ＣＦ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４ＨＦ
ＣＨＦ３＋１／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋３ＨＦ
Ｃ２Ｆ６＋３Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２→２ＣＯ２＋６ＨＦ
触媒３２の分解反応で生成した高温の分解ガスは、冷却装置３３において、配管５２を経由した水をスプレーノズル４１によりスプレーすることで６０℃以下に冷却する。このとき分解ガスに含まれるＨＦ等の酸性ガスの一部は、水に吸収される。残った酸性ガスを含む排ガスは、配管３４を経由して酸性ガス除去装置３６に供給される。酸性ガス除去装置３６は、充填物が充填された充填塔になっており、スプレーノズル４２から水をスプレーし、充填物によって水を分散させることで酸性ガスの除去効率を上げている。酸性ガス除去装置３６で酸性ガスを除去した排ガスは、吸引装置（図示せず）及び配管３７を経由して半導体製造工場や液晶製造工場、或いは太陽電池製造工場の排ガス処理設備へ排出される。
ＣＨＦ３＋１／２Ｏ２＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋３ＨＦ
Ｃ２Ｆ６＋３Ｈ２Ｏ＋１／２Ｏ２→２ＣＯ２＋６ＨＦ
触媒３２の分解反応で生成した高温の分解ガスは、冷却装置３３において、配管５２を経由した水をスプレーノズル４１によりスプレーすることで６０℃以下に冷却する。このとき分解ガスに含まれるＨＦ等の酸性ガスの一部は、水に吸収される。残った酸性ガスを含む排ガスは、配管３４を経由して酸性ガス除去装置３６に供給される。酸性ガス除去装置３６は、充填物が充填された充填塔になっており、スプレーノズル４２から水をスプレーし、充填物によって水を分散させることで酸性ガスの除去効率を上げている。酸性ガス除去装置３６で酸性ガスを除去した排ガスは、吸引装置（図示せず）及び配管３７を経由して半導体製造工場や液晶製造工場、或いは太陽電池製造工場の排ガス処理設備へ排出される。
粉体除去装置１の循環タンク１０への水供給は、配管６１及び配管６３を経由して行う。水を供給する箇所は、粉体除去装置１から排出される排ガスの温度を下げて、同伴する飽和蒸気量を少なくするために、排ガスの出口が望ましい。
粉体などを吸収した循環タンク１０内の水は、循環ポンプ１２を出たあと、配管１９を経由し水の一部を排水タンク３５に排出する。
尚、排水タンク３５に水を戻さずに、このまま、半導体製造工場又は液晶製造工場の排水処理装置へ排出してもよいが、消費される水の量を低減させるためには、排水タンク３５へ供給し、冷却装置３３での冷却水に再使用することが望ましい。
排水タンク３５には、冷却装置３３でスプレーした水と酸性ガス除去装置３６で酸性ガスを吸収した水と粉体除去装置から排出された水が集められる。排水タンク３５の水は配管５１を経由し排水ポンプ５０によって、一部が配管５２を経由して冷却装置３３のスプレー水として再利用され、残りの一部の水は排水として配管５３を経由して半導体製造工場や液晶製造工場、あるいは太陽電池製造工場の排水処理装置へ排出される。
図３に、粉体除去装置におけるミキシング部の構造を噴射ノズル方式にした実施例を示す。
循環タンク１０内の水は、循環ポンプ１２を経由し、ミキシング部１４に供給する。ミキシング部１４には水を噴射させる噴射ノズル１８と、粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスが流れる配管１５が設置されている。ミキシング部１４では、噴射ノズル１８から高速の水を噴出させ、配管１５の外側を周回させることで、高速の旋回流を発生させる。
配管１５の外側で発生した旋回流は、配管１５のガス噴出し口で、圧力を負圧にし、粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを吸引する。吸引された粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスは、旋回流の水と混合することで、ガスは気泡になる。ミキシング部１４の出口には、微細な気泡になるのを促進させる突起物等の干渉物７４が設けられている。高速の水流が干渉物７４を通過しキャビテーションや渦を発生させることで、内部の圧力分布が大きくなり、気泡は微細化するとともに、結合、分割を短時間の間隔で繰り返す。これにより、ガスに含まれる粉体又は粉体を生成する物質の除去効率を上げることができる。
図４に、粉体除去装置におけるミキシング部の構造をエゼクタ方式の噴射ノズルにした場合の実施例を示す。
循環タンク１０内の水は、循環ポンプ１２を経由し、ミキシング部１４に供給する。ミキシング部１４には水を噴射させる噴射ノズル１８が設置されている。ミキシング部１４では、噴射ノズル１８から高速の水を噴出させることで、配管１５内が負圧になり、粉体又は、粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを吸引する。
吸引された粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスは、旋回流の水と混合することで、ガスは気泡になる。ミキシング部１４の出口には、微細な気泡になるのを促進させる突起物等の干渉物７４が設けられている。高速の水流が干渉物７４を通過しキャビテーションや渦を発生させることで、内部の圧力分布が大きくなり、気泡は微細化するとともに、結合、分割を短時間の間隔で繰り返す。これにより、ガスに含まれる粉体又は粉体を生成する物質の除去効率を上げることができる。
このようにエゼクタ方式にした場合にも、水を旋回流にした場合と同様の効果が得られる。
図６、図７に半導体製造工場又は、液晶製造工場全体の過弗化物の処理を一括して行う大規模処理の過弗化物分解処理システムを示す。
水と接触すると粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスは、三方弁９０を経由して、配管９１から粉体除去装置１に供給される。粉体除去装置１は、図２〜４のいずれかの構成を有する。
粉体除去装置１では、循環タンク１０の水をミキシング部１４に供給し、ミキシング部１４では、粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを水中で微細な気泡にし、粉体又は粉体を生成する物質を除去する。
粉体又は粉体を生成する物質を除去した後、過弗化物を含む排ガスは、配管２を経由して、加熱装置３１ａ、加熱装置３１ｂに供給される。加熱装置３１ａでは過弗化物を含むガスを４００〜６００℃に加熱する。図６では、加熱装置３１ａに配管６０によって反応用の水を直接供給しており、図７では、蒸発器７１によって水を一旦水蒸気に代えて配管６４を経由して供給している。加熱装置３１ａの途中で水又は蒸気を添加することで、加熱装置３１ａ内部での水の凝縮をなくし、腐食等の発生を防止することができる。
４００〜６００℃に加熱された過弗化物を含む排ガスは、配管９５を経由して加熱装置３１ｂに供給される。加熱装置３１ｂでは、過弗化物を含む排ガスを６００〜８００℃に加熱し、触媒３２に供給する。
触媒３２では、過弗化物を分解し、分解で発生した酸性ガスを含む高温ガスは、配管３８を経由して冷却装置３３ａへ供給する。冷却装置３３ａは、冷却機能と排水タンク機能を一体化したものである。冷却機能と排水タンク機能を一体化することで、機器数や設置スペースを少なくすることができる。
冷却装置３３ａでは、スプレーノズル４１によって水をスプレーすることで分解ガスを６０℃以下に冷却し、分解ガスに含まれる酸性ガスの一部の除去を行う。冷却装置３３ａから排出された排ガスは、配管３９を経由し、酸性ガス除去装置３６に供給される。酸性ガス除去装置３６では、スプレーノズル４２によって水スプレーすることで酸性ガスの除去を行う。酸性ガスを除去した排ガスは、吸引装置（図示せず）を経由して半導体製造工場又は、液晶製造工場、太陽電池製造工場の排ガス処理設備へ排出される。
粉体除去装置１の循環タンクへの水の供給は、配管６３を経由して行う。粉体を含む循環タンク１０内の水は、循環ポンプ１２を出たあと、水の一部は配管１９を経由して、冷却機能と排水タンク機能を一体化した冷却装置３３ａに排出する。
冷却装置３３ａには、冷却装置３３ａ内でスプレーした水および酸性ガス除去装置３６で酸性ガスを吸収した水が集められる。集められた水は、排水ポンプ５０によって一部が配管５２を経由して冷却装置３３ａに送られ、冷却用のスプレー水として再利用され、一部は、排水として配管５３を経由して半導体製造工場又は液晶製造工場、太陽電池製造工場の排水処理装置へ排出される。
図８には、１台のポンプのみで構成した過弗化物分解処理システムを示す。
冷却装置３３ａの内部の水は、ポンプ１２によって粉体除去装置１のミキシング部１４へ供給するとともに、一部は配管５２を経由して冷却装置３３ａに供給し、分解後の高温ガスを冷却するスプレー水に再使用する。更にポンプ１２からの水の一部は、排水として配管５３を経由して半導体製造工場又は液晶製造工場の排水処理装置へ排出される。
粉体除去装置１の循環タンク１０では、水の一部を循環タンク内でオバーフローさせ、オバーフローした水は、配管１９を経由して、冷却装置３３ａに戻される。
これによって、粉体除去装置１での粉体又は粉体を生成するガスの除去と冷却装置３３ａでの分解後の高温ガスの冷却が、１台のポンプ１２で行うことができ、構成する機器の台数を大幅に少なくすることができる。
図９に過弗化物の処理に薬剤を用いた場合の過弗化物処理システムを示す。
粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスは、三方弁９０を経由して、配管９１から粉体除去装置１に供給される。粉体除去装置１は図２〜４のいずれかの構成を有する。
粉体除去装置１では、循環タンク１０の水をミキシング部１４に供給し、ミキシング部１４では、粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを水中で微細な気泡にし、粉体を除去する。
粉体又は粉体を生成する物質を除去した後、過弗化物を含む排ガスは、配管２を経由して、反応容器４５に供給される。反応容器４５には、過弗化物を分解し、分解生成物の酸性ガスを吸着する薬剤９３が充填されている。
反応容器４５には、配管７０を経由して、酸化剤として空気を供給してもよく、また、反応を促進するために薬剤９３を加熱してもよい。
分解後のガスは、配管９２を経由して冷却装置３３に供給され、チラー等からの冷却水による水冷又は、空冷によって冷却を行う。冷却後のガスは、配管３７から吸引装置（図示せず）を経由して半導体製造工場又は、液晶製造工場、太陽電池製造装置の排ガス設備へ排出される。尚、薬剤９３を加熱しない場合には、冷却装置３３を省略することができる。
図１０に燃焼方式を用いた場合の過弗化物処理システムを示す。
粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスは、三方弁９０を経由して、配管９１から粉体除去装置１に供給される。
図２〜４のいずれかの構成を有する粉体除去装置１では、循環タンク１０の水をミキシング部１４に供給し、ミキシング部１４では、粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを水中で微細な気泡にし、粉体を除去する。
粉体又は粉体を生成する物質を除去した過弗化物を含む排ガスは、配管２を経由して、燃焼装置４７に供給される。燃焼装置４７には燃焼バーナ４８があり、燃焼バーナ４８には配管７２を経由して酸化剤として酸素を供給し、また配管７３を経由して燃焼剤としてプロパンを供給する。酸化剤は、酸素以外に空気でもよく、燃焼剤としては、水素やＬＰＧでもよい。
燃焼バーナ４８では、酸素とプロパンを燃焼させ、高温の燃焼火炎中に過弗化物を含むガスを供給することで、過弗化物の分解を行う。
分解後のガスは触媒法と同じく、冷却装置３３で排ガスを冷却し、酸性ガス除去装置３６で酸性ガスの除去を行い、吸引装置（図示せず）を経由して半導体製造工場又は、液晶製造工場、太陽電池製造装置の排ガス設備へ排出する。
半導体及び液晶、太陽電池製造工場では、工場全体の過弗化物を含む排ガスを一括で処理する場合、過弗化物処理装置の信頼性を上げる必要がある。複数台の過弗化物処理装置が連携して稼動される場合のシステム構成例を図１１及び図１２に示す。
図１１のシステムでは、半導体及び液晶、太陽電池製造工場のクリーンルーム１００に設置されている複数の製造装置から排出された過弗化物を含むガスは、アルカリスクラバ９５を経由して、複数台の過弗化物処理装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに供給される。
ここで、各過弗化物処理装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄでは、流量計８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄ及び圧力計８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄでガス流量及びガスの圧力を計測し、各ガス流量計及び各圧力計からの信号をもとに吸引装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの吸引量を制御して、排ガス量を定格値以下にする。
吸引装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、排風機でも、エゼクタでもよい。排風機の場合には、インバータで回転数を制御することで吸引量を可変にすることができる。また、エゼクタの場合には、駆動用の圧縮空気圧力を制御することで吸引量を可変にすることができる。
過弗化物処理装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄに供給されている各ガス流量及び過弗化物処理装置の運転状態は、制御盤９７で監視をしている。もし、過弗化物処理装置４ａが異常で停止した場合には、バルブ９１ａを閉じ、制御盤９７で流量計８２ｂ、８２ｃ、８２ｄの流量を元に、全体の過弗化物を含むガス量を算出し、処理可能な流量の場合には残りの過弗化物処理装置４ｂ、４ｃ、４ｄで処理を行う。もし処理可能な流量を超えている場合には、制御盤９７から信号を送り、バルブ９１ｂ、９１ｃ、９１ｄを閉じ、バルブ９１を開いて、過弗化物を含む排ガスをバイパス排気し、アルカリスクラバ９６へ供給する。
これによって、複数台の過弗化物処理装置を効率よく運転できると共に、信頼性を上げることができる。尚、過弗化物処理装置の台数は、４台に限定するものではなく、２台以上であれば本システムを実現することは可能である。
図１２のシステムでは、停止する過弗化物処理装置の台数が多くなり、稼動している過弗化物処理装置で過弗化物を含む排ガスを処理できない場合に、バルブ９１ｅを開いて吸引装置５ｅを稼動する。吸引装置５ｅでは、流量計８１ｅ、圧力計８２ｅの流量及び圧力、制御盤９７からの信号をもとに、稼動している過弗化物処理装置の処理量が定格値以下になるまで、排ガスの吸引を行う。これによって、稼動している過弗化物処理装置で過弗化物の一部を処理することができる。また、停止した過弗化物処理装置が稼動した場合又はガス流量が減少した場合には、制御盤９７で全体の排ガス量を算出し、稼動している過弗化物処理装置のみで処理が可能と判断すれば、バルブ９１ｅを閉じて吸引装置５ｅを停止し、稼動した過弗化物処理装置に対応するバルブ９１ａ〜９１ｄを開く。これによって、未処理で排出される過弗化物を最小限の量に抑えることが可能になり、更に信頼性を上げたシステムとすることができる。
１…粉体除去装置、３…過弗化物分解装置、４…過弗化物処理装置、１０…循環タンク、１４…ミキシング部、１６…旋回羽根、１８…噴射ノズル、３１…加熱装置、３２…触媒、３３…冷却装置、３６…酸性ガス除去装置、４５…反応容器、４７…燃焼装置、４８…燃焼バーナ、７４…干渉物、８０…反応装置。
Claims (11)
- 粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを水流中で水と混合し、水と接触させることで粉体又は粉体を生成する物質を除去する前処理工程と、前記前処理工程で粉体又は粉体を生成する物質を除去した後、過弗化物を含むガスを過弗化物分解装置に供給して、過弗化物を分解する過弗化物分解工程を含み、
前記前処理工程では、噴射ノズルから水を噴射して排ガス配管の外側を水が周回する旋回流を発生させ、この旋回流の水と前記粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを混合し、気泡を発生させた後、干渉物に衝突させて気泡を微細化することによって粉体又は粉体を生成する物質の除去を行い、
前記過弗化物分解工程では、（１）過弗化物を含むガスを加熱し、触媒に供給して過弗化物を分解し、その後、分解ガスを冷却する触媒分解処理、（２）過弗化物を含むガスを薬剤に供給し、薬剤で過弗化物を分解吸着し、その後、分解ガスを冷却する薬剤処理、及び（３）過弗化物を含むガスを燃焼器に供給し、燃焼火炎で過弗化物を分解し、その後、分解ガスを冷却する燃焼処理、のいずれかの処理を行うことを特徴とする過弗化物の処理方法。 - 前記過弗化物分解工程での（１）、（２）、（３）のいずれかの処理を行って過弗化物を分解し、分解ガスを冷却した後、分解ガスに含まれる酸性ガスを除去することを特徴とする請求項１に記載の過弗化物の処理方法。
- 前記前処理工程で粉体又は粉体を生成する物質を除去するのに用いた水を、前記過弗化物分解工程で分解ガスを冷却するための水に使用することを特徴とする請求項１又は２に記載の過弗化物の処理方法。
- 前記触媒分解処理では、過弗化物を含むガスを加熱された条件下で触媒を用いて、過弗化物と水を反応させて分解することを特徴とする請求項１に記載の過弗化物の処理方法。
- 噴射ノズルから水を噴射して排ガス配管の外側を水が周回する旋回流を発生させ、この旋回流の水と粉体又は粉体を生成する物質と過弗化物を含むガスを混合し、気泡を発生させた後、干渉物に衝突させて該気泡を微細気泡にし、粉体又は粉体を生成する物質を除去する前処理装置と、前記前処理装置で粉体又は粉体を生成する物質を除去した後の過弗化物を含むガスを供給し過弗化物を分解処理する過弗化物分解装置を備えたことを特徴とする過弗化物の処理装置。
- 前記過弗化物分解装置に、過弗化物を含むガスを加熱する加熱装置と、加熱したガスに含まれる過弗化物を分解する触媒を充填した反応装置と、過弗化物を分解した後の分解ガスを冷却する冷却装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載の過弗化物の処理装置。
- 前記過弗化物分解装置に、過弗化物を分解吸着する薬剤を充填した反応装置と、過弗化物を分解した後の分解ガスを冷却する冷却装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載の過弗化物の処理装置。
- 前記過弗化物分解装置に、過弗化物を燃焼分解する燃焼装置と、過弗化物を分解した後の分解ガスを冷却する冷却装置を備えたことを特徴とする請求項５に記載の過弗化物の処理装置。
- 前記過弗化物分解装置における前記冷却装置の後に、酸性ガスを除去する酸性ガス除去装置を設けたことを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の過弗化物の処理装置。
- 前記加熱装置に水又は蒸気の一方を供給する供給装置を有する請求項６に記載の過弗化物の処理装置。
- 前記干渉物が多孔板からなることを特徴とする請求項５に記載の過弗化物の処理装置。
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