JP5533600B2 - 排ガス処理装置 - Google Patents
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Description
高温下の亜鉛ガス中に四塩化ケイ素の液又はガスを加えて反応を起こさせるとSiCl4+Zn→Si+2ZnCl2なる反応によりSi(シリコン)が生成すると共に、副生物である塩化亜鉛が生成する。なお系内には未反応物質である亜鉛及び/又は四塩化ケイ素が含まれる。ここで塩化亜鉛は沸点が740℃であること、又亜鉛は沸点が910℃である。更に四塩化ケイ素は沸点が56.4℃である。又シリコンの融点は1410℃であるので、温度910℃から1410℃では固体のシリコンと他の成分はガスとして存在する。
図1(A)は排ガス処理装置の基本的なフローであり濾過機構が1段で出来ているケースで有る。図1(B)は濾過機構が大小2段の目開きの異なる濾過器から出来ているケースである。ここでは図1(B)を主体として説明する。なお(A)は濾過が1段ということだけであり、他は同じである。1がガス吸収溶解機構であり、亜鉛還元法シリコン合成装置からの排ガス12が保温された排ガス管11を通って、1の上部から供給される。このガス吸収溶解機構は加温をしていないのでガスは急速に冷却され液又は固体化し、上から該ガス吸収溶解機構下部に循環する塩化亜鉛水溶液表面13に降り注ぐ。
以下実施例により説明するが、これに制限されないことは言うまでもない。
此により、水面高さ(ガスの落下高さ)による排ガスの処理状況を観察した。
結果を表1に示した。
此により、空間を500mm程度とれば確実に吸収されることがわかった。但しそれより少なくても使用が出来ることがわかった。またここではそれぞれの運転時間が短いこと、液量が比較的大きいことから温度上昇は5℃程度で影響はなかった。なお濾過部分には比較的大きい酸化ケイ素の針状結晶と褐色のシリコンが僅かに析出していた。
(2):運転途中で閉塞、但しシリコン生成反応管内のアルゴン量を増加して 加圧することにより解消した。亜鉛粒子とわずかな白色酸化亜鉛の生 成が起こった。)
(3):閉塞は認められなかったが、シリコン生成反応管の背圧の上昇が見ら れた。又解体後は排ガス管端部に白色の酸化亜鉛の生成が見られた。
11 排ガス
12 循環液
13 循環液シャワー機構
14 隔壁
15 シャワーポンプ
2 濾過機構
21 第1段濾過機構
22 第2段濾過機構
3 塩化亜鉛水溶液(循環液)保持機構
31 塩化亜鉛水溶液濃度調整機構1
32 塩化亜鉛水溶液濃度調整機構2
33 塩化亜鉛液量調整(取り出し)
4 塩化亜鉛水溶液循環機構
5 塩化亜鉛水溶液電解分離機構
51 電解分離機構生成塩素
52 電解分離機構生成亜鉛
6 塩化亜鉛水溶液冷却機構
Claims (12)
- 亜鉛還元法によるシリコン製造に於ける生成排ガスの処理において、該生成排ガスを塩化亜鉛水溶液を循環した塔の上部から導入して吸収させるガス吸収溶解機構、該塩化亜鉛水溶液の循環機構、該生成排ガスを吸収した塩化亜鉛水溶液の濾過機構、該生成排ガスを吸収した塩化亜鉛水溶液の濃度調整機構、並びに前記処理を行った塩化亜鉛水溶液の保持機構を有する排ガスの処理装置。
- 前記塩化亜鉛水溶液の循環を前記ガス吸収溶解機構の底部、ガス投入口の下方500〜1000mmに液面を有するように循環することを特徴とする請求項1の排ガス処理装置。
- 前記塩化亜鉛水溶液を、前記排ガスを導入する導入口から隔離して塔内にシャワー状に降らせるようにした事を特徴とする、請求項1の排ガスの処理装置。
- 前記排ガスを吸収した水溶液の濾過機構が、2段階から成り、第1段が100μm以上の荒い固形物の濾過を行い、第2段が100μm未満の微細な固形物を濾過するようにしたことを特徴とする請求項1の排ガス処理装置。
- 前記2段階の濾過機構が、系内にそれぞれ独立に置かれてなることを特徴とする請求項1又は4の排ガス処理装置。
- 前記2段階の濾過機構の第2段が固体成分の沈降分離によることを特徴とする請求項1,4,又は5のいずれかの排ガス処理装置。
- 前記塩化亜鉛水溶液の循環機構が該塩化亜鉛水溶液の冷却機構を含むことを特徴とする請求項1の排ガス処理装置。
- 前記塩化亜鉛水溶液の濃度調整機構が、前記塩化亜鉛水溶液の保持機構に取り付けられていることを特徴とする請求項1の排ガス処理装置。
- 前記塩化亜鉛水溶液の濃度調整機構が、該塩化亜鉛水溶液の電解分離機構を含んで成ることを特徴とする請求項1の排ガス処理装置。
- 前記塩化亜鉛水溶液の電解分離機構が隔膜により陽極室と陰極室に分割されて成る2室法の電解分離機構であることを特徴とする請求項1又は4の排ガス処理装置。
- 前記水溶液の濾過機構の第一段が前記塩化亜鉛水溶液の冷却機構と吸収溶解機構の間にあり、第2段が塩化亜鉛水溶液の保持機構に有することを特徴とする請求項1の排ガス処理装置。
- 前記塩化亜鉛水溶液が塩化亜鉛濃度15〜30質量パーセントの水溶液であることを特徴とする、請求項1の排ガス処理装置。
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