JP6071892B2 - Perfluoride decomposition treatment method and treatment apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、過弗化物の分解処理方法およびその処理装置に関し、特に半導体製造装置、液晶製造装置または太陽電池製造装置等から排出された過弗化物をエネルギー効率よく分解するとともに、分解で発生する分解ガスに含まれる酸性ガス成分を除去するのに好適な過弗化物の分解処理方法およびその処理装置に関する。   The present invention relates to a perfluoride decomposition processing method and a processing apparatus therefor, and more particularly, the perfluoride discharged from a semiconductor manufacturing apparatus, a liquid crystal manufacturing apparatus, a solar cell manufacturing apparatus, or the like is decomposed efficiently and generated by decomposition. The present invention relates to a perfluoride decomposition method suitable for removing acidic gas components contained in cracked gas and a processing apparatus therefor.

過弗化物(perfluorocompound、PFC)は、CF4、CHF3、C26、CH22、C38、C48、C58、SF6およびNF3等の、炭素とフッ素、炭素と水素とフッ素、硫黄とフッ素、および窒素とフッ素の化合物の総称である。過弗化物は、半導体製造プロセス、液晶製造プロセスまたは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またはアッシング用ガスに使用されている。Perfluorinated compounds (perfluoro compounds, PFCs) are carbon such as CF 4 , CHF 3 , C 2 F 6 , CH 2 F 2 , C 3 F 8 , C 4 F 8 , C 5 F 8 , SF 6 and NF 3. And fluorine, carbon and hydrogen and fluorine, sulfur and fluorine, and nitrogen and fluorine. Perfluoride is used as an etching gas, a cleaning gas, or an ashing gas in a semiconductor manufacturing process, a liquid crystal manufacturing process, or a solar cell manufacturing process.

過弗化物は、上記製造プロセス中ですべてが消費されるのではなく、供給した過弗化物の約10〜50%が製造工程で消費されないまま、大気中に放出されている。   The perfluoride is not completely consumed during the production process, but about 10 to 50% of the supplied perfluoride is released into the atmosphere without being consumed in the production process.

過弗化物は、大気中では数万年というオーダーで長期間安定に存在し、二酸化炭素の数千倍〜数万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一つとされている。地球温暖化防止のための京都議定書では、規制対象ガスの一つであり、大気への放出量の削減が強く求められている。   Perfluoride is a stable substance for a long time in the order of tens of thousands of years in the atmosphere, and absorbs infrared rays that are thousands to tens of thousands of times that of carbon dioxide. It is considered as one of The Kyoto Protocol for the prevention of global warming is one of the regulated gases, and there is a strong demand for reducing the amount released to the atmosphere.

過弗化物の大気放出抑制策として、種々の除害(分解)方法が検討されており、燃焼ガス中で燃焼させる燃焼法、触媒を用いた触媒法およびプラズマを用いたプラズマ法等がある。   Various detoxification (decomposition) methods have been studied as a measure for suppressing perfluoride release into the atmosphere, such as a combustion method in which combustion is performed in a combustion gas, a catalyst method using a catalyst, and a plasma method using plasma.

しかし、過弗化物は分解しにくい安定な物質であるために、分解するには過弗化物を含む排ガスを高温にする必要がある。高温ガスを得るために、燃焼法では、燃料として都市ガス、プロパンガスまたはメタンガス等を燃焼させることで直接加熱を行い、触媒法では、電気ヒータでの間接加熱を行っている。例えばCF4を分解する場合、燃焼法では約1200℃以上、触媒法では約700〜800℃が必要である。However, since perfluoride is a stable substance that is difficult to decompose, the exhaust gas containing perfluoride needs to be heated to a high temperature. In order to obtain a high-temperature gas, in the combustion method, city gas, propane gas, methane gas or the like is directly heated as fuel, and in the catalyst method, indirect heating with an electric heater is performed. For example, when decomposing CF 4 , the combustion method requires about 1200 ° C. or more, and the catalyst method requires about 700 to 800 ° C.

半導体製造工場、液晶製造工場および太陽電池製造装置等では、工場全体で多量のエネルギーを消費していることから一層の省エネルギー化が求められている。しかし、上記のように、過弗化物は分解しにくい安定な物質であるために、過弗化物を分解処理するには大量のエネルギーを投入する必要がある。過弗化物を分解するために用いられる燃料や電気の大部分は、過弗化物を含む排ガスの加熱に用いられている。   In semiconductor manufacturing factories, liquid crystal manufacturing factories, solar cell manufacturing devices, and the like, since a large amount of energy is consumed in the whole factories, further energy saving is required. However, as described above, since perfluoride is a stable substance that is difficult to decompose, it is necessary to input a large amount of energy to decompose perfluoride. Most of the fuel and electricity used to decompose perfluoride are used to heat exhaust gas containing perfluoride.

このため、過弗化物を分解した後のガス(分解ガス)も、分解温度と同程度の高温ガスとして排出される。   For this reason, the gas (decomposition gas) after decomposing | disassembling perfluoride is also discharged | emitted as high temperature gas comparable to decomposition temperature.

一方、過弗化物は複数のフッ素原子を有しており、上記いずれの処理方法でも、分解後に生成するフッ化水素は、供給した過弗化物の濃度に対し、数倍の濃度になる。例えば、CF4の場合には、炭素1つに対し、フッ素が4つで構成されているので、供給されるCF4の4倍のフッ化水素が分解処理後に発生する。その結果、分解処理後の分解ガスは、高温かつ高濃度の酸性ガス(HFガス)を含んだガスになる。On the other hand, perfluoride has a plurality of fluorine atoms, and in any of the above processing methods, hydrogen fluoride generated after decomposition has a concentration several times higher than the concentration of the supplied perfluoride. For example, in the case of CF 4 , four fluorine atoms are formed for one carbon, so that hydrogen fluoride four times as much as the supplied CF 4 is generated after the decomposition treatment. As a result, the decomposition gas after the decomposition treatment becomes a gas containing a high-temperature and high-concentration acidic gas (HF gas).

この分解ガスを冷却し、酸性ガスを除去するには、一般に水を使用する。水は比熱が大きく、しかも蒸発潜熱が大きいこと、およびフッ化水素が水に溶け込みやすいからである。フッ化水素が高濃度の場合、スクラバー等による湿式洗浄による除去方式が主流である。湿式洗浄では、生成した高濃度のフッ化水素ガスを除去するとともに、高温ガスの冷却を同時におこなうことができる。   Water is generally used to cool the cracked gas and remove acid gases. This is because water has a large specific heat and a large latent heat of vaporization, and hydrogen fluoride is easily dissolved in water. When hydrogen fluoride has a high concentration, a removal method by wet cleaning with a scrubber or the like is the mainstream. In the wet cleaning, the generated high-concentration hydrogen fluoride gas can be removed and the high-temperature gas can be simultaneously cooled.

この場合、加熱のために投入されたエネルギーの大部分は湿式洗浄後のフッ酸を含む排水へ移行する。しかし、湿式洗浄から排出される排水の温度は約40〜60℃程度であり、熱としての利用価値は低く、また腐食性を有するフッ酸を含んでいるので、熱回収が難しい問題がある。このため、湿式洗浄では投入したエネルギーが有効利用されていない問題がある。   In this case, most of the energy input for heating is transferred to wastewater containing hydrofluoric acid after wet cleaning. However, the temperature of the wastewater discharged from the wet cleaning is about 40 to 60 ° C., the utility value as heat is low, and since it contains corrosive hydrofluoric acid, there is a problem that heat recovery is difficult. For this reason, there exists a problem in which the input energy is not effectively used in the wet cleaning.

過弗化物の大気への放出を抑制するために、半導体製造工程および液晶製造工程から排出される過弗化物を含む排ガスを触媒を用いて処理する方法は特許文献1〜3で知られている。特許文献1では、触媒で分解後の高温の分解ガスと、反応用の水とを熱交換して水を予熱することで熱回収率を高め、熱交換器後の冷却された分解ガスをさらにスプレー水で冷却する方法が記載されている。   Patent Documents 1 to 3 disclose a method of treating exhaust gas containing perfluoride discharged from a semiconductor manufacturing process and a liquid crystal manufacturing process using a catalyst in order to suppress release of perfluoride to the atmosphere. . In Patent Document 1, the heat recovery rate is increased by heat-exchanging the high-temperature cracked gas after decomposition with a catalyst and water for reaction to preheat the water, and the cooled cracked gas after the heat exchanger is further increased. A method of cooling with spray water is described.

特許文献2では、分解ガス中の酸性ガス(HFガス)にカルシウム塩(以下「Ca塩」という)を添加して反応させることで、フッ素を含む酸性排水が発生しない方法(乾式処理)が記載され、この場合において、触媒で分解後の高温の分解ガスと、反応用の水とを熱交換して水を予熱すること、または、分解ガスと過弗化物を含む排ガスとを熱交換して排ガスを予熱することで、熱回収率を高める方法が記載されている。   Patent Document 2 describes a method (dry treatment) in which acidic drainage containing fluorine is not generated by adding calcium salt (hereinafter referred to as “Ca salt”) to an acidic gas (HF gas) in the cracked gas and causing the reaction. In this case, the high-temperature cracked gas decomposed by the catalyst and the reaction water are heat-exchanged to preheat water, or the cracked gas and the exhaust gas containing perfluoride are heat-exchanged. A method for increasing the heat recovery rate by preheating the exhaust gas is described.

しかし、これらの特許文献1および2に記載の方法では、以下の問題点がある。   However, the methods described in Patent Documents 1 and 2 have the following problems.

高温の分解ガスと水のみを熱交換した場合、水は熱容量が大きく、また潜熱も大きいため、熱交換器中の水が流れる配管(伝熱管)の表面温度(高温の分解ガスが接する側の温度)が部分的に200℃以下になる。分解ガスには、SF6の分解で生じるSOXも含まれている。SOXおよび水分が含まれる高温の分解ガスが、表面温度が200℃以下の熱交換器の伝熱管と接すると、伝熱管表面で硫酸が生じ、露点腐食が発生する可能性がある。When heat is exchanged only between the high-temperature cracked gas and water, the water has a large heat capacity and large latent heat, so the surface temperature of the pipe (heat transfer tube) through which water flows in the heat exchanger (on the side where the high-temperature cracked gas comes into contact) Temperature) is partially 200 ° C. or lower. The cracked gas also contains SO x produced by the decomposition of SF 6 . When high-temperature cracked gas containing SO x and moisture comes into contact with the heat exchanger tube of the heat exchanger having a surface temperature of 200 ° C. or lower, sulfuric acid is generated on the surface of the heat exchanger tube, and dew point corrosion may occur.

一般に熱交換器の伝熱管は、約500〜800℃の高温ガスと熱交換する場合、耐熱性および熱伝導性の観点から金属製にする必要がある。このため、露点腐食を防止するには、水を100℃以上の水蒸気の形で伝熱管内を流すなど高温ガスと接する伝熱管表面が200℃以下にならないように対策を行う必要があるため、熱回収効率が悪くなる問題がある。   In general, the heat exchanger tube of the heat exchanger needs to be made of metal from the viewpoints of heat resistance and heat conductivity when heat exchange is performed with a high-temperature gas of about 500 to 800 ° C. For this reason, in order to prevent dew point corrosion, it is necessary to take measures so that the surface of the heat transfer tube in contact with the high temperature gas does not become 200 ° C. or less, such as flowing water in the form of water vapor at 100 ° C. or higher. There is a problem that the heat recovery efficiency deteriorates.

さらに、特許文献1および2では、熱交換器の下部で水スプレーを噴霧することで、高温の分解ガスを冷却しているので、スプレーからの微小な飛沫が熱交換器まで舞い上がってしまう問題がある。スプレーの微小な飛沫が金属製の熱交換器の伝熱管に付着すると、付着した飛沫中に分解ガスに含まれる酸性ガスが溶け込んで、酸性の溶液になる。このため、金属製の伝熱管に腐食が発生するという問題が生じる。   Furthermore, in patent documents 1 and 2, since the high-temperature decomposition gas is cooled by spraying a water spray at the lower part of the heat exchanger, there is a problem that minute splashes from the spray rise to the heat exchanger. is there. When the fine spray droplets adhere to the heat transfer tube of the metal heat exchanger, the acidic gas contained in the cracked gas dissolves in the attached droplets to form an acidic solution. For this reason, the problem that corrosion generate | occur | produces in a metal heat exchanger tube arises.

このスプレーからの飛沫を防ぐために、熱交換器の下部にバッフル板を設け、飛沫の上昇を抑える方法があるが、分解ガスの流れを阻害するために系内の圧力損失が増加する。また、バッフル板では、上面が高温のガスで加熱され、下面がスプレーの飛沫で冷却されるため、上下の温度差が大きくなる。さらにスプレー飛沫付着による酸性ガスの溶け込みによって酸性溶液が生じ、腐食のポテンシャルが高くなる。これらに対し、対策を行うには、セラミックス等の高価な材料を使用しなければならないという問題がある。   In order to prevent the spray from splashing, there is a method of providing a baffle plate in the lower part of the heat exchanger to suppress the rise of the splash, but the pressure loss in the system increases because the flow of the decomposition gas is inhibited. Further, in the baffle plate, the upper surface is heated by a high-temperature gas, and the lower surface is cooled by spray droplets, so that the temperature difference between the upper and lower sides becomes large. Furthermore, the acidic solution is generated by the dissolution of the acidic gas due to the spray droplet adhesion, and the corrosion potential is increased. In order to take measures against these, there is a problem that expensive materials such as ceramics must be used.

また、特許文献3では、高温の分解ガスを外部の空気と熱交換して、冷却する方法と、高温の分解ガス中に外部の空気を混合して冷却する方法とが記載されている。高温の分解ガスを外部の空気と熱交換した場合、加熱された空気は利用されず大気へ放出されてしまうので、熱回収の点で問題がある。一方、分解ガス中に空気を混合すると、分解ガスの流量が大幅に増加する。圧力損失および反応速度はガス流速に依存するため、ガス流速を最適条件にしようとすると、下流に設置する酸性ガス処理装置(アルカリスクラバおよび乾式バグフィルタ等)の設備容量が大きくなるとともに、排ガスを排気する排気装置(排風機、エゼクタ等)の能力も大きくなるという問題がある。   Patent Document 3 describes a method of cooling by exchanging heat between high-temperature cracked gas and external air, and a method of cooling by mixing external air in high-temperature cracked gas. When heat exchange is performed between the high-temperature cracked gas and external air, the heated air is not used and is released to the atmosphere, which is problematic in terms of heat recovery. On the other hand, when air is mixed in the cracked gas, the flow rate of the cracked gas is greatly increased. Since pressure loss and reaction rate depend on the gas flow rate, when trying to optimize the gas flow rate, the installed capacity of the acidic gas processing equipment (alkali scrubber, dry bag filter, etc.) installed downstream increases the exhaust gas. There is a problem that the capacity of the exhaust device (exhaust device, ejector, etc.) for exhausting increases.

湿式洗浄によって生じた排水中からフッ素を除去するには、カルシウム塩(Ca塩)、通常は水酸化カルシウムまたは炭酸カルシウムを用いる。水酸化カルシウムおよび炭酸カルシウムは、排水中のフッ素と反応して難溶性のフッ化カルシウム(CaF2)を生成させて、沈殿させることで、排水中のフッ素を除去する。排水中からフッ素をほぼ完全に除去するには、理論反応量の数倍の水酸化カルシウムまたは炭酸カルシウムを投入する必要がある。In order to remove fluorine from wastewater generated by wet cleaning, a calcium salt (Ca salt), usually calcium hydroxide or calcium carbonate is used. Calcium hydroxide and calcium carbonate react with fluorine in the wastewater to generate poorly soluble calcium fluoride (CaF 2 ) and precipitate it, thereby removing fluorine in the wastewater. In order to almost completely remove fluorine from the waste water, it is necessary to add calcium hydroxide or calcium carbonate several times the theoretical reaction amount.

分解ガスを一般的な湿式洗浄により冷却して、酸性ガスを除去する場合、排ガスの分解温度が高いほど、分解処理後のガス温度も高温になるので、冷却には多量の水が必要になる。半導体製造工場および液晶製造工場では、洗浄工程などで多量の水を消費しており、過弗化物の分解処理を行うことで、さらに排水の処理量が増加するという問題がある。また、多量のフッ素を含む酸性排水が生成されるので、大規模な酸性排水の処理設備が必要になる。   When the decomposition gas is cooled by general wet cleaning to remove acid gas, the higher the decomposition temperature of the exhaust gas, the higher the gas temperature after the decomposition treatment, so a large amount of water is required for cooling. . Semiconductor manufacturing factories and liquid crystal manufacturing factories consume a large amount of water in the cleaning process and the like, and there is a problem that the amount of wastewater further increases by performing the decomposition treatment of perfluoride. In addition, since acidic wastewater containing a large amount of fluorine is generated, a large-scale acidic wastewater treatment facility is required.

また、フッ素を含有する排水を河川や海へ排出するには、フッ素濃度を法規制値以下にする必要があり、排水中のフッ素をほぼ100%分離して、除去しなければならない。排水中のフッ素濃度を法規制値以下にする場合には、処理する排水量が多くなるほど、また、排水に含まれるフッ素濃度が高くなるほど、排水処理設備が大規模になる。   In addition, in order to discharge wastewater containing fluorine to rivers and the sea, the fluorine concentration needs to be lower than the legal regulation value, and the fluorine in the wastewater must be separated and removed almost 100%. In the case where the fluorine concentration in the waste water is set to be lower than the legal regulation value, the waste water treatment facility becomes larger as the amount of waste water to be treated increases and the fluorine concentration contained in the waste water increases.

既設の半導体製造工場および液晶製造工場では、今後、過弗化物の大気への排出抑制のために過弗化物の分解装置を全過弗化物使用製造工程に導入した場合、過弗化物の分解で生成する高濃度の酸性ガスを全て湿式洗浄によって処理すると、フッ素を含む排水の処理量が限界に近づいてしまうという問題がある。今後、半導体製造工場、液晶製造工場および太陽電池製造工場等の工場全体から放出される過弗化物をすべて分解処理し、それらの高濃度のフッ化水素を含む分解ガスに対し、湿式洗浄をした場合には、多量の排水が生じ、これらの工場に設置されている既設の排水処理設備では処理ができない可能性がある。   In existing semiconductor manufacturing plants and liquid crystal manufacturing plants, if a perfluoride decomposition device is introduced into the production process using all perfluoride in order to suppress the emission of perfluoride to the atmosphere, the decomposition of perfluoride will occur. When all the high-concentration acidic gas to be generated is processed by wet cleaning, there is a problem that the amount of wastewater containing fluorine approaches the limit. In the future, all perfluorides emitted from the entire factories such as semiconductor manufacturing plants, liquid crystal manufacturing plants, and solar cell manufacturing plants will be decomposed, and wet cleaning will be performed on these cracked gases containing high concentrations of hydrogen fluoride. In some cases, a large amount of wastewater is generated, and there is a possibility that the existing wastewater treatment facilities installed in these factories cannot be treated.

また、最近では、半導体製造工場および液晶製造工場では、工場内から出る廃棄物の量をゼロにすることに取り組んでおり、排水発生量の削減が大きな課題になっている。特に半導体製造工場および液晶製造工場では、フッ素を含む排水が生じる工程が多く、フッ素を含む排水の処理量低減が必要になっている。   Recently, semiconductor manufacturing factories and liquid crystal manufacturing factories are working to reduce the amount of waste generated from the factories, and reducing the amount of wastewater generated has become a major issue. In particular, in semiconductor manufacturing plants and liquid crystal manufacturing plants, there are many processes that generate wastewater containing fluorine, and it is necessary to reduce the amount of wastewater containing fluorine.

また、湿式洗浄においては、沈殿したフッ化カルシウム(CaF2)および過剰に投入したCa塩が、排水中から過剰な水分を含んだ汚泥として分離される。この汚泥をフッ酸の原料等に再利用するためには、水分の除去が必要であるとともに、汚泥中に含まれるフッ化カルシウムを高純度にする必要がある。このため、この汚泥は再利用されずに、産業廃棄物になる問題がある。In wet cleaning, precipitated calcium fluoride (CaF 2 ) and excessively added Ca salt are separated from the wastewater as sludge containing excessive moisture. In order to reuse this sludge as a raw material for hydrofluoric acid, it is necessary to remove moisture and to make calcium fluoride contained in the sludge highly pure. For this reason, there is a problem that this sludge is not reused but becomes industrial waste.

乾式処理においては、水分除去の問題は生じないが、再利用に適した高純度のフッ化カルシウムを得るためには、Ca塩が充填された酸性ガス除去装置へのCa塩の供給および該酸性ガス除去装置からのCa塩の排出を、適切に制御する必要がある。   In the dry treatment, there is no problem of moisture removal. However, in order to obtain high-purity calcium fluoride suitable for reuse, supply of Ca salt to an acid gas removal device filled with Ca salt and the acidity It is necessary to appropriately control the discharge of Ca salt from the gas removal device.

以上に加え、2台以上の過弗化物分解装置へのCa塩の供給および該装置からの酸性ガスと反応したCa塩の回収を行う場合、過弗化物分解装置ごとに供給および回収する設備(タンク)を設置する必要があり、設備容量及び設置スペースが大きくなる問題がある。この対策として供給および回収頻度を上げると、新たに物流システムを構築したり、その作業のための作業者を多くしたりする問題が生じる。   In addition to the above, when supplying Ca salt to two or more perfluoride decomposing apparatuses and recovering Ca salt reacted with acid gas from the apparatus, equipment for supplying and recovering per perfluoride decomposing apparatus ( There is a problem that the equipment capacity and installation space are increased. If the supply and collection frequency is increased as a countermeasure, a problem arises in that a new physical distribution system is constructed or the number of workers for the work is increased.

特開平11-319485号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-319485 特開2003-340239号公報JP 2003-340239 A 特開2006-312121号公報JP 2006-312121 A

本発明の目的は、上記課題を解決すること、すなわち、エネルギー効率がよく、熱交換器の配管の腐食を防止することができ、そのうえで、排水量を大幅に削減するとともに、高純度のフッ化カルシウム(CaF2)を効率よく回収することができる過弗化物の処理方法および過弗化物処理装置を提供することにある。さらには、設備容量および設置場所が小さく効率のよい過弗化物処理装置を提供することにある。The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, that is, it is energy efficient and can prevent corrosion of the piping of the heat exchanger, and furthermore, the amount of waste water is greatly reduced and high purity calcium fluoride. An object of the present invention is to provide a perfluoride treatment method and a perfluoride treatment apparatus capable of efficiently recovering (CaF 2 ). It is another object of the present invention to provide an efficient perfluoride treatment apparatus with a small equipment capacity and installation location.

本発明者らは前記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、
(1)過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気と分解ガスとを熱交換することで、熱回収率を上げるとともに、熱交換器の配管の腐食を防止することができ、同時に分解ガス中の酸性ガスを乾式処理するのに適した温度にまで冷却することができること、
(2)Ca塩と分解ガスとを反応させて、分解ガス中の酸性ガスを除去することで、排水量を大幅に削減することができること、
(3)酸性ガス除去装置から排出される酸性ガス濃度、または、酸性ガス除去装置内に充填されたCa塩の温度に基づき、酸性ガス除去装置へのCa塩の供給、および、酸性ガスと反応させたCa塩の排出を行うことにより、未反応のまま排出されるCa塩量を少なくして、高純度のCaF2を含むCa塩を多く回収することができること、
(4)2台以上の過弗化物分解装置からのCa塩の排出・回収および該装置へのCa塩の供給において、圧縮空気を用いたCa塩排出または供給装置を用いることで、過弗化物処理装置の設備容量や設置場所を小さくし、効率のよいCa塩の排出・回収および供給ができること
を見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は以下に示す[1]〜[15]の事項を含む。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have
(1) By exchanging heat between exhaust gas containing perfluoride and water or water vapor and cracked gas, it is possible to increase the heat recovery rate and prevent corrosion of the heat exchanger piping, and at the same time cracked gas Being able to cool the acid gas inside to a temperature suitable for dry processing,
(2) The amount of waste water can be greatly reduced by reacting Ca salt with cracked gas to remove acidic gas in the cracked gas,
(3) Supply of Ca salt to the acid gas removal device and reaction with the acid gas based on the concentration of the acid gas discharged from the acid gas removal device or the temperature of the Ca salt filled in the acid gas removal device By discharging the Ca salt, the amount of Ca salt discharged unreacted can be reduced, and a large amount of Ca salt containing high-purity CaF 2 can be recovered.
(4) In the discharge / recovery of Ca salt from two or more perfluoride decomposing apparatuses and the supply of Ca salt to the apparatus, the use of a Ca salt discharge or supply apparatus using compressed air makes it possible to use perfluoride. The present inventors have found that the equipment capacity and installation location of the processing apparatus can be reduced and Ca salt can be efficiently discharged, recovered and supplied, and the present invention has been completed. The present invention includes the following items [1] to [15].

[1](1)過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を予熱する工程と、
(2)前記工程(1)で予熱した排ガス、および、水または水蒸気をさらに加熱する工程と、
(3)前記工程(2)で加熱された排ガスに含まれる過弗化物を触媒によって分解することにより、酸性ガスを含む分解ガスを発生させる工程と、
(4)前記工程(3)で発生させた分解ガスを、前記工程(1)の排ガス、および、水または水蒸気と熱交換することにより冷却する工程と、
(5)前記工程(4)で冷却した分解ガスに含まれる酸性ガスを、カルシウム塩と接触させることにより除去する工程と
を含み、前記工程(1)が、前記工程(3)で発生させた分解ガスとの熱交換による予熱を含むことを特徴とする過弗化物の処理方法。
[1] (1) a step of preheating exhaust gas containing perfluoride and water or steam;
(2) a step of further heating the exhaust gas preheated in step (1) and water or water vapor;
(3) generating a cracked gas containing an acid gas by decomposing perfluoride contained in the exhaust gas heated in the step (2) with a catalyst;
(4) a step of cooling the cracked gas generated in the step (3) by exchanging heat with the exhaust gas of the step (1) and water or steam;
(5) including removing the acidic gas contained in the cracked gas cooled in the step (4) by contacting with a calcium salt, and the step (1) is generated in the step (3). A method for treating perfluoride, comprising preheating by heat exchange with cracked gas.

[2] 前記工程(1)が、過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を混合した混合ガスと、前記工程(3)で発生させた分解ガスとを熱交換することにより行われることを特徴とする項[1]に記載の過弗化物の処理方法。   [2] The step (1) is performed by exchanging heat between the exhaust gas containing perfluoride and a mixed gas in which water or water vapor is mixed with the cracked gas generated in the step (3). The method for treating perfluoride according to item [1], wherein:

[3]前記工程(5)が、カルシウム塩が充填された酸性ガス除去装置を用いて行なわれることを特徴とする項[1]または[2]に記載の過弗化物の処理方法。   [3] The perfluoride treatment method according to [1] or [2], wherein the step (5) is performed using an acid gas removing device filled with a calcium salt.

[4]前記酸性ガス除去装置から前記酸性ガスと反応したカルシウム塩を排出し、かつ、
前記酸性ガス除去装置にカルシウム塩を供給することを特徴とする項[3]に記載の過弗化物の処理方法。
[4] discharging the calcium salt reacted with the acid gas from the acid gas removing device; and
The perfluoride treatment method according to item [3], wherein a calcium salt is supplied to the acid gas removal device.

[5]前記カルシウム塩の排出および供給が、前記酸性ガス除去装置で前記酸性ガスを除去した後の分解ガスに含まれる酸性ガスの濃度に基づいて行われることを特徴とする項[4]に記載の過弗化物の処理方法。   [5] The item [4], wherein the discharge and supply of the calcium salt is performed based on the concentration of the acidic gas contained in the cracked gas after the acidic gas is removed by the acidic gas removing device. A method for treating perfluoride as described.

[6]前記カルシウム塩の排出および供給が、前記酸性ガス除去装置内に充填されたカルシウム塩の温度に基づいて行われることを特徴とする項[4]に記載の過弗化物の処理方法。   [6] The perfluoride treatment method according to [4], wherein the discharge and supply of the calcium salt is performed based on the temperature of the calcium salt filled in the acidic gas removal device.

[7]過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を加熱する加熱器と、
前記過弗化物を分解する触媒層と、
前記過弗化物の分解により生じた分解ガス中の酸性ガスを、カルシウム塩と接触させて除去する酸性ガス除去装置と、
前記排ガス、および、水または水蒸気と、前記分解ガスとを熱交換することで、前記排ガス、および、水または水蒸気を予熱するとともに、前記分解ガスを冷却する熱交換器と
を含むことを特徴とする過弗化物の処理装置。
[7] Exhaust gas containing perfluoride, and a heater for heating water or steam;
A catalyst layer for decomposing the perfluoride;
An acidic gas removing device for removing acidic gas in the cracked gas generated by the decomposition of the perfluoride by contacting with a calcium salt;
A heat exchanger that preheats the exhaust gas and water or water vapor and cools the cracked gas by heat-exchanging the exhaust gas and water or water vapor and the cracked gas. Perfluoride treatment equipment.

[8]前記熱交換器が、過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を混合した混合ガスと、過弗化物を分解することで生じた分解ガスとを熱交換する熱交換器であることを特徴とする項[7]に記載の過弗化物の処理装置。   [8] The heat exchanger is a heat exchanger for exchanging heat between exhaust gas containing perfluoride and a mixed gas obtained by mixing water or water vapor and a cracked gas generated by decomposing the perfluoride. The apparatus for treating perfluoride as described in item [7] above.

[9]前記酸性ガス除去装置が、前記分解ガスに含まれる酸性ガスと反応したカルシウム塩を前記酸性ガス除去装置から排出するカルシウム塩排出器と、
カルシウム塩を供給するカルシウム塩供給器と
を具備することを特徴とする項[7]または[8]に記載の過弗化物の処理装置。
[9] A calcium salt discharger for discharging the calcium salt reacted with the acid gas contained in the cracked gas from the acid gas removal device,
The apparatus for treating perfluoride according to item [7] or [8], further comprising a calcium salt supplier for supplying calcium salt.

[10]前記酸性ガス除去装置から排出された分解ガスに含まれる酸性ガスの濃度を検出する酸性ガス濃度検知器と、
該酸性ガス濃度検知器の測定濃度に基づいて前記カルシウム塩排出器および前記カルシウム塩供給器を制御する制御装置と
を、さらに含むことを特徴とする項[9]に記載の過弗化物の処理装置。
[10] An acid gas concentration detector for detecting the concentration of the acid gas contained in the cracked gas discharged from the acid gas removing device;
The treatment of perfluoride according to item [9], further comprising a controller for controlling the calcium salt discharger and the calcium salt supplier based on the measured concentration of the acid gas concentration detector. apparatus.

[11]前記酸性ガス除去装置に充填されたカルシウム塩の温度を検出する温度検出器と、
該温度検出器の測定温度に基づいて前記カルシウム塩排出器および前記カルシウム塩供給器を制御する制御装置と
を、さらに含むことを特徴とする項[9]に記載の過弗化物の処理装置。
[11] A temperature detector for detecting the temperature of the calcium salt filled in the acidic gas removal device;
The perfluoride treatment apparatus according to item [9], further comprising a control device that controls the calcium salt discharger and the calcium salt supply unit based on a temperature measured by the temperature detector.

[12]2台以上の過弗化物分解装置と、
前記過弗化物分解装置にカルシウム塩を供給するカルシウム塩タンクと、
カルシウム塩タンクからカルシウム塩を過弗化物分解装置に一定量供給するカルシウム塩供給装置と、
2台以上の過弗化物分解装置に、圧縮空気を用いてカルシウム塩を供給するためのカルシウム塩供給切替機構を備えたカルシウム塩供給配管と、
カルシウム塩を前記カルシウム塩供給装置から過弗化物分解装置まで移送させるための圧縮空気を、カルシウム塩供給配管に供給する圧縮空気供給装置と、
過弗化物分解装置からのカルシウム塩供給の信号に基づき、カルシウム塩供給装置、カルシウム塩供給切替機構および圧縮空気供給装置を制御する制御装置と
を含む過弗化物の処理装置。
[12] Two or more perfluoride decomposition apparatuses;
A calcium salt tank for supplying calcium salt to the perfluoride decomposition apparatus;
A calcium salt supply device for supplying a certain amount of calcium salt from the calcium salt tank to the perfluoride decomposition device;
A calcium salt supply pipe provided with a calcium salt supply switching mechanism for supplying calcium salt to two or more perfluoride decomposition apparatuses using compressed air;
A compressed air supply device for supplying compressed air for transferring calcium salt from the calcium salt supply device to the perfluoride decomposition device to a calcium salt supply pipe;
A perfluoride processing apparatus including a calcium salt supply device, a calcium salt supply switching mechanism, and a control device for controlling a compressed air supply device based on a calcium salt supply signal from a perfluoride decomposition device.

[13]前記過弗化物分解装置が、加熱器、触媒層、熱交換器および酸性ガス除去装置を有する項[12]に記載の過弗化物の処理装置。   [13] The perfluoride treatment apparatus according to item [12], wherein the perfluoride decomposition apparatus includes a heater, a catalyst layer, a heat exchanger, and an acid gas removal device.

[14]2台以上の過弗化物分解装置と、
前記過弗化物分解装置から排出されるカルシウム塩を回収するカルシウム塩回収タンクと、
2台以上の過弗化物分解装置から、圧縮空気を用いてカルシウム塩を回収するためのカルシウム塩回収切替機構を備えたカルシウム塩回収配管と、
カルシウム塩を前記過弗化物分解装置からカルシウム塩回収タンクに移送させるための圧縮空気を、カルシウム塩排出槽および前記カルシウム塩回収配管に供給する圧縮空気供給装置と、
過弗化物分解装置からのカルシウム塩排出の信号に基づき、カルシウム塩回収切替機構および圧縮空気供給装置を制御する制御装置と
を含む過弗化物の処理装置。
[14] Two or more perfluoride decomposition apparatuses;
A calcium salt recovery tank for recovering calcium salt discharged from the perfluoride decomposition apparatus;
A calcium salt recovery pipe equipped with a calcium salt recovery switching mechanism for recovering calcium salt using compressed air from two or more perfluoride decomposition devices;
A compressed air supply device for supplying compressed air for transferring calcium salt from the perfluoride decomposition apparatus to a calcium salt recovery tank to a calcium salt discharge tank and the calcium salt recovery pipe;
A perfluoride processing apparatus including a calcium salt recovery switching mechanism and a control device for controlling a compressed air supply device based on a calcium salt discharge signal from the perfluoride decomposition apparatus.

[15]前記過弗化物分解装置が、加熱装置、触媒層、熱交換器および酸性ガス除去装置を有する項[14]に記載の過弗化物の処理装置。   [15] The perfluoride treatment apparatus according to item [14], wherein the perfluoride decomposition apparatus includes a heating device, a catalyst layer, a heat exchanger, and an acid gas removal device.

項[1]および[2]の方法によれば、過弗化物の分解で生じる高温の分解ガスと、過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気との熱交換を行うことで、過弗化物を含む排ガスを加熱するエネルギーを少なくすることができるとともに、分解ガスを、水や外気を用いることなくCa塩を用いた乾式処理に適した温度に冷却することができ、さらに、熱交換器の配管の腐食を防止することができる。   According to the method of items [1] and [2], heat exchange is performed between the high-temperature decomposition gas generated by decomposition of perfluoride, the exhaust gas containing perfluoride, and water or water vapor. It is possible to reduce the energy for heating the exhaust gas containing the chemicals, and to cool the cracked gas to a temperature suitable for dry processing using Ca salt without using water or outside air. Corrosion of the piping can be prevented.

項[3]および[4]の方法によれば、上記項[1]および[2]で得られる効果に加え、分解ガスに含まれる酸性ガスの除去にCa塩を用いた乾式処理を行うことにより、従来の湿式洗浄と比較して排水量を少なくすることができる。   According to the method of the items [3] and [4], in addition to the effects obtained in the above items [1] and [2], dry treatment using a Ca salt is performed to remove the acidic gas contained in the cracked gas Therefore, the amount of drainage can be reduced as compared with conventional wet cleaning.

項[5]および[6]の方法によれば、上記項[1]〜[4]で得られる効果に加え、さらに、酸性ガス除去装置中の未反応のCa塩量を少なくし、Ca塩の消費量を少なくすることができるとともに、高純度のCaF2を含むCa塩を多く回収することができ、回収した高純度のCaF2を含むCa塩は、フッ酸の原料などに有価物として再利用することができる。According to the method of the items [5] and [6], in addition to the effects obtained in the above items [1] to [4], the amount of unreacted Ca salt in the acid gas removal device is further reduced, and the Ca salt it is possible to reduce the consumption of, Ca salt containing CaF 2 high purity can be more collected, recovered Ca salt containing a high-purity CaF 2 was as valuable resources such as raw material hydrofluoric acid Can be reused.

項[7]および[8]の装置を用いれば、過弗化物の分解で生じる高温の分解ガスと、過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気との熱交換を行うことで、過弗化物を含む排ガスを加熱するエネルギーを少なくすることができ、分解ガスを水や外気を用いることなくCa塩を用いた乾式処理に適した温度に冷却することができる。   By using the apparatus according to the items [7] and [8], heat exchange is performed between the high-temperature decomposition gas generated by the decomposition of perfluoride, the exhaust gas containing perfluoride, and water or water vapor. The energy for heating the exhaust gas containing the chemical can be reduced, and the decomposition gas can be cooled to a temperature suitable for dry treatment using Ca salt without using water or outside air.

項[9]の装置を用いれば、上記項[7]および[8]の装置を用いることで得られる効果に加え、分解ガスに含まれる酸性ガスの除去にCa塩を用いた乾式処理を行うことにより、従来の湿式洗浄と比較して排水量を少なくすることができる。   If the apparatus of the item [9] is used, in addition to the effect obtained by using the apparatus of the above items [7] and [8], a dry treatment using Ca salt is performed to remove the acidic gas contained in the cracked gas. As a result, the amount of drainage can be reduced as compared with conventional wet cleaning.

項[10]および[11]の装置を用いれば、上記[7]〜[9]の装置を用いることで得られる効果に加え、さらに酸性ガス除去装置中の未反応のCa塩量を少なくし、Ca塩の消費量を少なくすることができるとともに、高純度のCaF2を含むCa塩を多く回収することができ、回収した高純度のCaF2を含むCa塩は、フッ酸の原料などに有価物として再利用することができる。If the apparatus of item [10] and [11] is used, in addition to the effect acquired by using the apparatus of said [7]-[9], the amount of unreacted Ca salt in an acidic gas removal apparatus will be reduced further. , it is possible to reduce the consumption of Ca salt, Ca salt containing CaF 2 high purity can be more collected, Ca salt containing high purity CaF 2 recovered, such as the raw material of hydrofluoric acid It can be reused as a valuable resource.

項[12]および[13]の装置を用いれば、複数台の過弗化物分解装置へのCa塩の供給を簡素なシステム構成により効率よく実現することができる。   If the apparatus of item [12] and [13] is used, the supply of Ca salt to a plurality of perfluoride decomposition apparatuses can be efficiently realized with a simple system configuration.

項[14]および[15]の装置を用いれば、複数台の過弗化物分解装置からの酸性ガスと反応したCa塩の回収を簡素なシステム構成により効率よく実現することができる。   If the apparatus of the items [14] and [15] is used, the recovery of the Ca salt reacted with the acid gas from the plurality of perfluoride decomposition apparatuses can be efficiently realized with a simple system configuration.

過弗化物分解処理システムの概念図である。It is a conceptual diagram of a perfluoride decomposition processing system. 熱交換器による過弗化物を含む排ガスと水の予熱方法を用いた過弗化物の処理装置の構成図である。It is a block diagram of the processing apparatus of the perfluoride using the exhaust gas and water preheating method containing the perfluoride by a heat exchanger. 熱交換器による過弗化物を含む排ガスと水の予熱方法を用いた過弗化物の処理装置の構成図である。It is a block diagram of the processing apparatus of the perfluoride using the exhaust gas and water preheating method containing the perfluoride by a heat exchanger. 2流体ノズルを用いた水の予熱方法を用いた過弗化物の処理装置の構成図である。It is a block diagram of the processing apparatus of perfluoride using the water preheating method using a two-fluid nozzle. HFガス濃度検知によるCa塩の排出・供給方法を含む過弗化物の処理装置の構成図である。It is a block diagram of the processing apparatus of perfluoride including the discharge | emission and supply method of Ca salt by HF gas density | concentration detection. Ca塩の温度検出によるCa塩の排出・供給方法を含む過弗化物の処理装置の構成図である。It is a block diagram of the processing apparatus of perfluoride including the discharge | emission and supply method of Ca salt by the temperature detection of Ca salt. 複数台の過弗化物分解装置に対するCa塩の供給システムの構成図である。It is a block diagram of the supply system of Ca salt with respect to several perfluoride decomposition | disassembly apparatuses. 複数台の過弗化物分解装置に対するCa塩の供給システムの構成図である。It is a block diagram of the supply system of Ca salt with respect to several perfluoride decomposition | disassembly apparatuses. 複数台の過弗化物分解装置に対するCaF2を含むCa塩の排出・回収システムの構成図である。It is a configuration diagram of a discharge-recovery system Ca salt containing CaF 2 for a plurality of over-fluoride cracker.

以下、本発明の過弗化物の分解処理方法、この方法に用いた装置、および複数台の過弗化物分解装置に対するCa塩の供給・回収システムに関して詳細に説明する。   The perfluoride decomposition method of the present invention, the apparatus used in this method, and the Ca salt supply / recovery system for a plurality of perfluoride decomposition apparatuses will be described in detail below.

なお、本明細書において、「排ガス」とは、半導体製造プロセス、液晶製造プロセス、または太陽電池製造プロセス等から発生し、排出されるガスをいい、「混合ガス」とは、前記排ガスと、水または水蒸気とが混合されたガスをいい、「分解ガス」とは、前記混合ガスを加熱および触媒で分解処理することにより、含まれる過弗化物が分解されている状態にあるガスをいい、「酸性ガス」とは、前記分解ガス中のフッ化水素(HF)等のガスをいう。   In this specification, “exhaust gas” refers to a gas generated and discharged from a semiconductor manufacturing process, a liquid crystal manufacturing process, a solar cell manufacturing process, or the like, and “mixed gas” refers to the exhaust gas, water, Alternatively, a gas mixed with water vapor is referred to, and the “decomposition gas” refers to a gas in which the mixed gas is decomposed by heating and decomposing with a catalyst, “Acid gas” refers to a gas such as hydrogen fluoride (HF) in the cracked gas.

本発明においては、過弗化物の処理装置の熱効率を上げ、配管の腐食を防止するために、過弗化物を含む排ガスを触媒で分解した後に生じる高温の分解ガスと、過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気とを熱交換することで、前記排ガス、および、水または水蒸気を過弗化物分解に必要な加熱工程の一部として予熱し、同時に分解ガスを冷却する。このとき、過弗化物を含む排ガスと、水または水蒸気とを個別に熱交換器へ供給し、予熱後、混合してもよく、また熱交換器内で、過弗化物を含む排ガスと、水または水蒸気とを混合し、予熱をしてもよい。   In the present invention, in order to increase the thermal efficiency of the perfluoride treatment apparatus and prevent corrosion of the piping, a high-temperature cracked gas generated after cracking the exhaust gas containing perfluoride with a catalyst and the exhaust gas containing perfluoride And by exchanging heat with water or water vapor, the exhaust gas and water or water vapor are preheated as part of the heating step necessary for perfluoride decomposition, and at the same time, the cracked gas is cooled. At this time, the exhaust gas containing perfluoride and water or steam may be separately supplied to the heat exchanger and mixed after preheating, and the exhaust gas containing perfluoride and water may be mixed in the heat exchanger. Alternatively, steam may be mixed and preheated.

また、この分解ガス中の酸性ガスは、排水量を少なくするために、Ca塩を充填した酸性ガス除去装置で除去する。このとき、Ca塩としては、例えばCa(OH)2、CaCO3、CaO、またはこれらを混合したものを用いることができる。また、Ca塩は、粉体でもよいが、例えば円柱状、球状等に成型されたものを使用してもよい。Further, the acid gas in the cracked gas is removed by an acid gas removing device filled with Ca salt in order to reduce the amount of drainage. At this time, as the Ca salt, for example, Ca (OH) 2 , CaCO 3 , CaO, or a mixture thereof can be used. Further, the Ca salt may be powder, but for example, a product molded into a columnar shape, a spherical shape, or the like may be used.

さらに、酸性ガス除去装置から未反応のまま排出されるCa塩量を少なくすることにより、Ca塩の消費量を少なくし、高純度のCaF2を含むCa塩を多く回収するために、この酸性ガスと反応させたCa塩の排出、および酸性ガス除去装置へのCa塩の供給を、酸性ガス除去装置から排出される酸性ガス濃度、または酸性ガス除去装置内に充填されたCa塩の温度に基づいて行う。Further, by reducing the amount of Ca salt discharged from the acid gas removal device in an unreacted state, the consumption of Ca salt is reduced, and this acidic salt is recovered in order to recover a large amount of Ca salt containing high-purity CaF 2. The discharge of the Ca salt reacted with the gas and the supply of the Ca salt to the acid gas removal device are adjusted to the concentration of the acid gas discharged from the acid gas removal device or the temperature of the Ca salt filled in the acid gas removal device. Based on.

酸性ガス除去装置から排出される酸性ガス濃度に基づいてCa塩を排出・供給する方法は以下の通りである。酸性ガス除去装置内に充填されているCa塩は、酸性ガス除去装置の下部から供給されたHFガスを含む分解ガスと接触し、HFガスと反応することでCaF2に変わる。酸性ガス除去装置内では、分解ガスを充填されたCa塩の下部から供給すると、Ca塩とHFガスとの反応位置が下部から上部へと移動し、ある一定の位置を越えると、酸性ガス除去装置出口から数ppmオーダーの低濃度HFガスが排出されてくる。酸性ガス除去装置の出口配管には、HFガス濃度検知器が設けられており、ある一定濃度のHFガスが検知されると、検知信号を制御装置に出力する。このとき、HFガスの濃度検知は、排ガス中のHF濃度を直接検知するものでもよく、一旦、HFガスを水またはアルカリの溶液に吸収させて、水中でのフッ素イオン濃度として間接的に検知するものでもよい。A method for discharging and supplying Ca salt based on the concentration of acid gas discharged from the acid gas removing device is as follows. The Ca salt filled in the acidic gas removing device comes into contact with the cracked gas containing HF gas supplied from the lower part of the acidic gas removing device, and changes to CaF 2 by reacting with the HF gas. In the acidic gas removal device, when the decomposition salt gas is supplied from the lower part of the Ca salt, the reaction position of the Ca salt and the HF gas moves from the lower part to the upper part. Low concentration HF gas of several ppm order is discharged from the outlet of the apparatus. The outlet pipe of the acid gas removal device is provided with an HF gas concentration detector. When a certain concentration of HF gas is detected, a detection signal is output to the control device. At this time, the concentration detection of the HF gas may be one that directly detects the HF concentration in the exhaust gas. Once the HF gas is absorbed in water or an alkali solution, it is indirectly detected as the fluorine ion concentration in water. It may be a thing.

制御装置では、HFガス濃度の検知信号をもとに、制御装置からCa塩排出器へ運転信号を送信する。Ca塩排出器では運転信号をもとに、酸性ガス除去装置に充填されたCa塩のうち、下部から一定の高さにあるCaF2を高純度で含むCa塩を、Ca塩排出器を介してCa塩排出槽へ排出する。また制御装置からは、Ca塩供給器へ運転信号を送信する。Ca塩供給器では、排出された高純度のCaF2を含むCa塩と同等量になるようにCa塩を酸性ガス除去装置に接続されたCa塩供給槽からCa塩供給器を介して、酸性ガス除去装置にCa塩を供給する。The control device transmits an operation signal from the control device to the Ca salt discharger based on the detection signal of the HF gas concentration. In the Ca salt discharger, based on the operation signal, among the Ca salts filled in the acid gas removal device, the Ca salt containing CaF 2 at a certain height from the lower portion with high purity is passed through the Ca salt discharger. To discharge to the Ca salt discharge tank. An operation signal is transmitted from the control device to the Ca salt supplier. In the Ca salt supply device, the Ca salt is acidified from the Ca salt supply tank connected to the acid gas removal device through the Ca salt supply device so as to be equivalent to the Ca salt containing high purity CaF 2 discharged. Ca salt is supplied to the gas removal device.

また、酸性ガス除去装置内に充填されたCa塩の温度に基づいてCa塩を排出・供給する方法は以下の通りである。酸性ガス除去装置内に充填されたCa塩は、HFガスと反応すると発熱反応によって温度が上昇する。充填されたCa塩は、HFガスと反応することで、CaF2に変わり、発熱反応の位置が下部から上部へと移動する。これにともない、充填されたCa塩の温度上昇の位置も移動していく。この温度上昇を温度検知器で検知し、検知信号を制御装置に出力する。以降の制御装置による、Ca塩の排出および供給は、上述のHFガス濃度に基づく方法と同様におこなわれる。なお、温度検知は、Ca塩とHFガスとの反応が終了したあとの、温度低下を検知した検知信号を制御装置に出力することによりおこなわれてもよい。Moreover, the method of discharging | emitting and supplying Ca salt based on the temperature of Ca salt with which the acidic gas removal apparatus was filled is as follows. When the Ca salt filled in the acid gas removing device reacts with HF gas, the temperature rises due to an exothermic reaction. The filled Ca salt changes to CaF 2 by reacting with HF gas, and the position of the exothermic reaction moves from the lower part to the upper part. Along with this, the temperature rise position of the filled Ca salt also moves. This temperature rise is detected by a temperature detector, and a detection signal is output to the control device. The discharge and supply of Ca salt by the subsequent control device is performed in the same manner as the method based on the HF gas concentration described above. In addition, temperature detection may be performed by outputting the detection signal which detected the temperature fall after reaction of Ca salt and HF gas was complete | finished to a control apparatus.

また、本発明に含まれる2台以上の過弗化物分解装置にCa塩を供給およびCa塩を排出・回収する方法について以下に説明する。   A method for supplying Ca salt to two or more perfluoride decomposing apparatuses included in the present invention and discharging / recovering the Ca salt will be described below.

2台以上の過弗化物分解装置へCa塩を供給するのに、Ca塩タンク、圧縮空気供給装置、Ca塩供給装置、Ca塩供給配管、Ca塩供給切替機構および制御装置で構成された装置において、過弗化物分解装置から制御装置へのCa塩供給信号をもとに、Ca塩供給切替機構でCa塩供給配管を切替え、圧縮空気を利用して過弗化物分解装置へのCa塩の供給を行う。   An apparatus comprising a Ca salt tank, a compressed air supply device, a Ca salt supply device, a Ca salt supply pipe, a Ca salt supply switching mechanism, and a control device for supplying Ca salt to two or more perfluoride decomposition devices. , On the basis of a Ca salt supply signal from the perfluoride decomposition apparatus to the controller, the Ca salt supply switching mechanism switches the Ca salt supply piping, and compressed air is used to supply the Ca salt to the perfluoride decomposition apparatus. Supply.

また、2台以上の過弗化物分解装置から酸性ガスと反応したCa塩を排出するのに、Ca塩回収タンク、圧縮空気供給装置、Ca塩回収配管、Ca塩回収切替機構および制御装置で構成された装置において、過弗化物分解装置から制御装置へのCa塩回収信号をもとに、Ca塩回収切替機構でCa塩回収配管を切替え、圧縮空気を利用して、過弗化物分解装置からCaF2を高純度に含むCa塩の回収を行う。In addition, a Ca salt recovery tank, a compressed air supply device, a Ca salt recovery pipe, a Ca salt recovery switching mechanism and a control device are used to discharge Ca salt that has reacted with acid gas from two or more perfluoride decomposition devices. In the apparatus, the Ca salt recovery switching mechanism switches the Ca salt recovery pipe based on the Ca salt recovery signal from the perfluoride decomposition apparatus to the control unit, and the compressed air is used to switch from the perfluoride decomposition apparatus. The Ca salt containing CaF 2 with high purity is recovered.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited thereto.

[実施例1]
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、図2、図3に示す。
半導体製造プロセス、液晶製造プロセスまたは太陽電池製造プロセスの、エッチング装置、アッシング装置またはCVD装置(図示せず)から排出された過弗化物を含む排ガスと、分解反応に使用する水または水蒸気とが熱交換器2に供給される。
[Example 1]
A perfluoride decomposition treatment system which is a preferred embodiment of the present invention is shown in FIGS.
Exhaust gas containing perfluoride discharged from an etching apparatus, ashing apparatus or CVD apparatus (not shown) in the semiconductor manufacturing process, liquid crystal manufacturing process or solar cell manufacturing process, and water or water vapor used for the decomposition reaction are heated. It is supplied to the exchanger 2.

熱交換器2では、過弗化物を分解したあとの高温の分解ガスから熱を回収し、過弗化物を含む排ガスと、分解反応に使用する水または水蒸気とを約200〜300℃に予熱する。また、これによって、過弗化物を含む排ガスと、分解反応に使用する水または水蒸気とが流れる伝熱管の高温の分解ガスと接する表面は、200℃以上になる。   In the heat exchanger 2, heat is recovered from the high-temperature cracked gas after decomposing the perfluoride, and the exhaust gas containing the perfluoride and water or water vapor used for the decomposition reaction are preheated to about 200 to 300 ° C. . In addition, the surface of the heat transfer tube in contact with the high-temperature decomposition gas through which the exhaust gas containing perfluoride and water or water vapor used for the decomposition reaction flow becomes 200 ° C. or higher.

熱交換器には、図3に示すように過弗化物を含む排ガスと水または水蒸気とを個別に熱交換器へ供給し、予熱後、混合してもよい。また熱交換器内で、過弗化物を含む排ガスと水または水蒸気とを混合し、予熱をしてもよい。熱交換器は、プレートフィンまたはシェルアンドチューブでもよく、二重管構造にして内管に高温の分解ガスを流し、外管に低温の過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を流して熱交換するものでもよい。高温の分解ガスと、低温の過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気とは、熱交換器内を対向流又は、並流で流してもよい。   In the heat exchanger, as shown in FIG. 3, exhaust gas containing perfluoride and water or steam may be separately supplied to the heat exchanger and mixed after preheating. Further, in the heat exchanger, the exhaust gas containing perfluoride and water or steam may be mixed and preheated. The heat exchanger may be a plate fin or shell-and-tube, and has a double-pipe structure in which a high-temperature cracked gas flows through the inner pipe, an exhaust gas containing low-temperature perfluoride, and water or steam flow through the outer pipe. Heat exchange may be used. The high-temperature cracked gas, the exhaust gas containing the low-temperature perfluoride, and water or water vapor may flow in the heat exchanger in a counterflow or in parallel flow.

熱交換器で予熱された、過弗化物を含む排ガスと水または水蒸気との混合ガスは、過弗化物分解部1に供給される。過弗化物分解部1は、第一加熱装置11、第二加熱装置12および触媒13で構成されている。尚、処理ガス量が少ない場合には、第一加熱装置11のみで分解反応する温度までに加熱することは可能であり、第二加熱装置12をなくすことができる。第一加熱装置11には、予熱された、過弗化物を含む排ガスと、水または水蒸気との混合ガスが供給され、ヒータ14によって、約300℃〜600℃に加熱される。さらに該混合ガスは、第二加熱装置12でヒータ15によって、約700〜800℃に加熱される。約700〜800℃に加熱された該混合ガスは、触媒13に供給される。触媒13では、過弗化物と水とが反応して、過弗化物が分解される。触媒13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。触媒としては、例えばアルミニウム酸化物を含み、さらにZn、Ni、Ti、F、Sn、Co、Zr、CeおよびSiから選ばれた少なくとも1つの酸化物を含んでいる触媒を用いることができる。   The mixed gas of the exhaust gas containing perfluoride and water or water vapor preheated by the heat exchanger is supplied to the perfluoride decomposition section 1. The perfluoride decomposition unit 1 includes a first heating device 11, a second heating device 12, and a catalyst 13. When the amount of processing gas is small, it is possible to heat up to a temperature at which the decomposition reaction occurs only with the first heating device 11, and the second heating device 12 can be eliminated. The first heating device 11 is supplied with a preheated mixed gas of exhaust gas containing perfluoride and water or water vapor, and is heated to about 300 ° C. to 600 ° C. by the heater 14. Further, the mixed gas is heated to about 700 to 800 ° C. by the heater 15 in the second heating device 12. The mixed gas heated to about 700 to 800 ° C. is supplied to the catalyst 13. In the catalyst 13, perfluoride and water react to decompose perfluoride. The catalyst 13 may be structured such that a removable container can be filled and the entire container can be taken out so that the catalyst can be easily replaced. As the catalyst, for example, a catalyst containing aluminum oxide and further containing at least one oxide selected from Zn, Ni, Ti, F, Sn, Co, Zr, Ce and Si can be used.

過弗化物の分解反応式の一例を下記式(1)〜(4)に示す。   An example of a perfluoride decomposition reaction formula is shown in the following formulas (1) to (4).

CF4+2H2O→CO2+4HF ・・・(式1)
CHF3+1/2O2+H2O→CO2+3HF ・・・(式2)
26+3H2O+1/2O2→2CO2+6HF ・・(式3)
SF6+3H2O→SO3+6HF ・・・(式4)
触媒13の分解反応で生成した分解ガスには、高濃度の酸性ガス(フッ化水素ガス:HFガス)が含まれている。上記反応式(1)において、CF4を1容積%含む排ガスの場合、分解反応によってCF4の4倍のHFが生成されるので、分解ガスには、4容積%もの高濃度のHFが含まれて排出される。また分解ガスは、約500〜800℃の高温で触媒13から排出される。
CF 4 + 2H 2 O → CO 2 + 4HF (Formula 1)
CHF 3 + 1 / 2O 2 + H 2 O → CO 2 + 3HF (Formula 2)
C 2 F 6 + 3H 2 O + 1 / 2O 2 → 2CO 2 + 6HF (Equation 3)
SF 6 + 3H 2 O → SO 3 + 6HF (Formula 4)
The cracked gas generated by the cracking reaction of the catalyst 13 contains a high concentration acidic gas (hydrogen fluoride gas: HF gas). In the above reaction formula (1), when the exhaust gas containing CF 4 1 volume%, the 4-fold of HF CF 4 is produced by the decomposition reaction, the decomposition gas, contains 4 vol% of a high concentration of HF Discharged. The cracked gas is discharged from the catalyst 13 at a high temperature of about 500 to 800 ° C.

高温かつ高濃度の酸性ガス(HFガス)を含む分解ガスは、熱交換器2に供給される。熱交換器2では、高温かつ高濃度のHFガスを含む分解ガスを、過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気と熱交換することで、約300〜500℃へ冷却する。冷却された分解ガスは、Ca塩が充填された酸性ガス除去部3へ供給される。   A cracked gas containing a high-temperature and high-concentration acidic gas (HF gas) is supplied to the heat exchanger 2. In the heat exchanger 2, the cracked gas containing high-temperature and high-concentration HF gas is cooled to about 300 to 500 ° C. by exchanging heat with exhaust gas containing perfluoride and water or steam. The cooled cracked gas is supplied to the acid gas removal unit 3 filled with Ca salt.

酸性ガス除去部3は、Ca塩30が充填された酸性ガス除去装置31、Ca塩供給槽32、Ca塩をCa塩供給槽32から酸性ガス除去装置31へ供給するCa塩供給器33、高濃度のHFガスと反応したCa塩を排出するCa塩排出器34、および、Ca塩排出器から排出されたCa塩を貯めるCa塩排出槽35からなる。   The acidic gas removing unit 3 includes an acidic gas removing device 31 filled with a Ca salt 30, a Ca salt supply tank 32, a Ca salt supply device 33 that supplies Ca salt from the Ca salt supply tank 32 to the acidic gas removal device 31, and a high It consists of a Ca salt discharger 34 that discharges Ca salt that has reacted with HF gas at a concentration, and a Ca salt discharge tank 35 that stores Ca salt discharged from the Ca salt discharger.

酸性ガス除去装置31では、Ca塩30が充填されており、分解ガス中に含まれるHFガスとCa塩が反応することで、HFガスが除去される。一方、Ca塩はHFガスと反応して、CaF2(フッ化カルシウム)になる。酸性ガス除去装置31から排出される分解ガス中のHFガス濃度は、3ppm以下で、エゼクタ4を経由して排気される。なお、エゼクタ以外で分解ガスを吸引および排出する方法としては、排風機を用いることもできる。In the acidic gas removal device 31, the Ca salt 30 is filled, and the HF gas is removed by the reaction of the HF gas and the Ca salt contained in the cracked gas. On the other hand, Ca salt reacts with HF gas to become CaF 2 (calcium fluoride). The HF gas concentration in the cracked gas discharged from the acid gas removing device 31 is 3 ppm or less, and is exhausted via the ejector 4. In addition, as a method for sucking and discharging the cracked gas other than the ejector, an exhaust fan can be used.

Ca塩としては、例えば、Ca(OH)2、CaCO3、CaOまたはこれらを混合したものを用いることができる。また、Ca塩は、粉体でもよいが、例えば円柱状、または球状等に成型されたものを使用してもよい。Ca塩としては、Ca(OH)2とCaCO3との混合物であって、形状は円柱状であり、その混合比が、Ca(OH)2:CaCO3=50〜80質量%:20〜50質量%のものが好ましい。Ca(OH)2とCaCO3との混合物は成型性がよく、供給・排出時の粉化が少ないので取扱いが容易という利点がある。As the Ca salt, for example, Ca (OH) 2 , CaCO 3 , CaO, or a mixture thereof can be used. Further, the Ca salt may be powder, but for example, a cylindrical or spherical shape may be used. The Ca salt is a mixture of Ca (OH) 2 and CaCO 3 and has a cylindrical shape, and the mixing ratio is Ca (OH) 2 : CaCO 3 = 50 to 80% by mass: 20 to 50 The thing of the mass% is preferable. A mixture of Ca (OH) 2 and CaCO 3 has an advantage that it is easy to handle because it has good moldability and less pulverization during supply and discharge.

酸性ガス除去装置31に充填されたCa塩30は、HFガスと反応してCaF2となり、消費されるので、CaF2を含むCa塩を酸性ガス除去装置31から連続または間欠的に排出し、かつ、酸性ガス除去装置31へCa塩を連続または間欠的に供給する必要がある。酸性ガス除去装置31からのCaF2を含むCa塩の排出は、Ca塩排出器34を経由して、Ca塩排出槽35へ連続または間欠的に行う。Ca塩排出器34は、バルブ、ロータリフィーダ、スクリューフィーダまたはコンベア等の排出装置を用いることができる。酸性ガス除去装置31へのCa塩の供給は、Ca塩供給槽32からCa塩供給器33を経由して、連続または間欠的に行う。Ca塩供給器33としては、バルブ、ロータリフィーダ、スクリューフィーダまたはコンベア等の供給装置を用いることができる。The Ca salt 30 filled in the acid gas removal device 31 reacts with the HF gas to become CaF 2 and is consumed. Therefore, the Ca salt containing CaF 2 is discharged from the acid gas removal device 31 continuously or intermittently, And it is necessary to supply Ca salt to the acidic gas removal apparatus 31 continuously or intermittently. The discharge of Ca salt containing CaF 2 from the acid gas removal device 31 is continuously or intermittently performed to the Ca salt discharge tank 35 via the Ca salt discharger 34. As the Ca salt discharger 34, a discharge device such as a valve, a rotary feeder, a screw feeder or a conveyor can be used. The supply of the Ca salt to the acid gas removing device 31 is performed continuously or intermittently from the Ca salt supply tank 32 via the Ca salt supply unit 33. As Ca salt supply device 33, supply devices, such as a valve, a rotary feeder, a screw feeder, or a conveyor, can be used.

[実施例2]
図4は、熱交換器への水の供給を圧縮空気と水の2流体として行う実施例を示す。熱交換器2内で過弗化物を含む排ガスと水とを混合させて、水を蒸気にする場合に、水を微細なミストにすることで、ガスと均一に混合するとともに、ガスと接する水の表面積が大きくなり、熱交換によって水が気化しやすくなる。
[Example 2]
FIG. 4 shows an embodiment in which water is supplied to the heat exchanger as two fluids, compressed air and water. When the exhaust gas containing perfluoride and water are mixed in the heat exchanger 2 to form water, the water is made into a fine mist so that the water is uniformly mixed with the water in contact with the gas. The surface area of the water becomes large and water is easily vaporized by heat exchange.

水を微細なミストにすることは、水をノズルから噴射することで可能であるが、さらに微細化するために圧縮空気と水とを2流体ノズルから噴射する方法がある。熱交換器2にノズル21を設け、圧縮空気と水とをノズル21に供給して、2流体としてノズル21から噴霧する。熱交換器2では、過弗化物を含む排ガス中で、微細化されたミストが混合され、高温の分解ガスと熱交換することで、予熱される。   Although it is possible to make water a fine mist by injecting water from a nozzle, there is a method of injecting compressed air and water from a two-fluid nozzle in order to further refine the water. The nozzle 21 is provided in the heat exchanger 2, and compressed air and water are supplied to the nozzle 21 and sprayed from the nozzle 21 as two fluids. The heat exchanger 2 is preheated by mixing fine mist in the exhaust gas containing perfluoride and exchanging heat with the high-temperature cracked gas.

[実施例3]
図5は、酸性ガス除去装置から排出される排ガス配管にHFガス濃度検出器を設け、HFガス濃度検出器の信号を制御装置へ出力して、制御装置からの制御信号によってCa塩排出器およびCa塩供給器の制御を行う実施例を示す。
[Example 3]
FIG. 5 shows that an HF gas concentration detector is provided in the exhaust gas pipe discharged from the acidic gas removal device, and a signal from the HF gas concentration detector is output to the control device. The Example which controls Ca salt supply device is shown.

酸性ガス除去装置から排出されるCaF2を含むCa塩は、CaF2の含有割合が高い程、フッ酸の原料等に再利用が可能になるとともに、供給するCa塩の消費量を少なくすることができる。そのために、CaF2の含有割合を高くした状態で酸性ガス除去装置からCa塩を取り出す必要がある。The Ca salt containing CaF 2 discharged from the acid gas removal device can be reused as a raw material for hydrofluoric acid as the CaF 2 content is higher, and the consumption of the supplied Ca salt should be reduced. Can do. Therefore, it is necessary to take out the Ca salt from the acidic gas removal device in a state where the content ratio of CaF 2 is increased.

酸性ガス除去装置31内に充填されているCa塩は、酸性ガス除去装置の下部から供給されたHFガスを含む分解ガスと接触し、HFガスと反応することでCaF2に変わる。酸性ガス除去装置内31では、下部から上部へとCa塩とHFガスとの反応位置が移動して、ある一定の位置を越えると、酸性ガス除去装置31出口から数ppmオーダーの低濃度HFガスが排出されてくる。酸性ガス除去装置31の出口配管には、HFガス濃度検知器51が設けられており、ある一定濃度のHFガスが検知されると、検知信号を制御装置5に出力する。HFガス濃度検知器51は、排ガス中のHF濃度を直接検知するものでもよく、一旦、HFガスを水またはアルカリの溶液に吸収させて、水中でのフッ素イオン濃度を検知するものでもよい。The Ca salt filled in the acid gas removing device 31 comes into contact with the cracked gas containing HF gas supplied from the lower part of the acid gas removing device, and changes to CaF 2 by reacting with the HF gas. In the acidic gas removal device 31, the reaction position of the Ca salt and the HF gas moves from the lower part to the upper part, and when it exceeds a certain position, the low concentration HF gas of several ppm order from the outlet of the acidic gas removal device 31. Will be discharged. An HF gas concentration detector 51 is provided at the outlet pipe of the acid gas removal device 31, and outputs a detection signal to the control device 5 when a certain concentration of HF gas is detected. The HF gas concentration detector 51 may directly detect the HF concentration in the exhaust gas, or may temporarily detect the fluorine ion concentration in water by absorbing the HF gas in water or an alkali solution.

制御装置5では、HFガス濃度の検知信号をもとに、制御装置5からCa塩排出器34へ運転信号を送信する。Ca塩排出器では運転信号をもとに、酸性ガス除去装置31に充填されたCa塩のうち、下部から一定の高さにあるCaF2を高純度で含むCa塩を、Ca塩排出器34を介してCa塩排出槽35へ排出する。このとき、回収されたCaF2を含むCa塩は、80〜95質量%のCaF2を含む。In the control device 5, an operation signal is transmitted from the control device 5 to the Ca salt discharger 34 based on the detection signal of the HF gas concentration. In the Ca salt discharger, based on the operation signal, among the Ca salts filled in the acidic gas removal device 31, the Ca salt containing CaF 2 at a certain height from the lower portion with high purity is replaced with the Ca salt discharger 34. It discharges to Ca salt discharge tank 35 via. At this time, the recovered Ca salt containing CaF 2 contains 80 to 95% by mass of CaF 2 .

また制御装置5からは、Ca塩供給器33へ運転信号を送信する。Ca塩供給器33では、排出された高純度のCaF2を含むCa塩と同等量になるようにCa塩を酸性ガス除去装置31の上部のCa塩供給槽32からCa塩供給器33を介して、酸性ガス除去装置31にCa塩を供給する。In addition, an operation signal is transmitted from the control device 5 to the Ca salt supplier 33. In the Ca salt supply device 33, the Ca salt is supplied from the Ca salt supply tank 32 at the upper part of the acidic gas removing device 31 through the Ca salt supply device 33 so as to be equivalent to the Ca salt containing discharged high purity CaF 2. Then, the Ca salt is supplied to the acid gas removing device 31.

[実施例4]
図6は、酸性ガス除去装置に充填されたCa塩の温度を検出し、酸性ガス除去装置からCaF2を含むCa塩の排出、および酸性ガス除去装置へのCa塩の供給を行う実施例を示す。
[Example 4]
FIG. 6 shows an embodiment in which the temperature of the Ca salt filled in the acidic gas removing device is detected, the Ca salt containing CaF 2 is discharged from the acidic gas removing device, and the Ca salt is supplied to the acidic gas removing device. Show.

酸性ガス除去装置31内に充填されたCa塩は、HFガスと反応すると発熱反応によって温度が上昇する。充填されたCa塩ではHFガスと反応することで、CaF2に変わり、発熱反応の位置が下部から上部へと移動する。これにともない、充填されたCa塩の温度上昇の位置も移動していく。この温度上昇を温度検知器52で検知し、検知信号を制御装置5に出力する。なお、温度検知は、Ca塩とHFガスとの反応が終了したあとの、温度低下を検知した検知信号を制御装置5に出力することによりおこなわれてもよい。When the Ca salt filled in the acid gas removing device 31 reacts with the HF gas, the temperature rises due to an exothermic reaction. The filled Ca salt reacts with HF gas to change to CaF 2 , and the position of the exothermic reaction moves from the lower part to the upper part. Along with this, the temperature rise position of the filled Ca salt also moves. This temperature rise is detected by the temperature detector 52, and a detection signal is output to the control device 5. In addition, temperature detection may be performed by outputting the detection signal which detected the temperature fall to the control apparatus 5 after reaction of Ca salt and HF gas was complete | finished.

制御装置5では、実施例3と同じようにCa塩排出器34およびCa塩供給器33への運転信号を送信して、CaF2を高純度で含むCa塩の排出、および酸性ガス除去装置31へのCa塩の供給を行う。In the control device 5, as in the third embodiment, the operation signal is transmitted to the Ca salt discharger 34 and the Ca salt supply device 33 to discharge Ca salt containing CaF 2 with high purity, and the acid gas removal device 31. Supply Ca salt to

[実施例5]
図7と図8に図5と図6の過弗化物分解装置が2台以上設置されている場合の圧縮空気を用いたCa塩の供給方法を示す。Ca塩タンク6は、下部にCa塩供給装置61を設ける。Ca塩供給装置61と、2台の過弗化物分解装置のCa塩供給槽は、圧縮空気を利用してCa塩を、2台の過弗化物分解装置のCa塩供給槽へ供給するために、分岐を設けたCa塩供給配管63で接続されている。Ca塩供給配管63には、各過弗化物除去装置へのCa塩供給切替機構としてバルブ110aおよび110bが設けられている。尚、Ca塩供給装置61は、バルブ、ロータリフィーダ、スクリューフィーダまたはコンベア等を利用することができる。
[Example 5]
FIGS. 7 and 8 show a method of supplying Ca salt using compressed air when two or more perfluoride decomposition apparatuses of FIGS. 5 and 6 are installed. The Ca salt tank 6 is provided with a Ca salt supply device 61 at the bottom. The Ca salt supply device 61 and the Ca salt supply tanks of the two perfluoride decomposition apparatuses use a compressed air to supply Ca salt to the Ca salt supply tanks of the two perfluoride decomposition apparatuses. The Ca salt supply pipe 63 is provided with a branch. The Ca salt supply pipe 63 is provided with valves 110a and 110b as a Ca salt supply switching mechanism for each perfluoride removing device. In addition, the Ca salt supply apparatus 61 can utilize a valve, a rotary feeder, a screw feeder, a conveyor, or the like.

過弗化物分解装置100aの制御装置5aからCa塩供給の出力信号を受けた制御装置10は、Ca塩供給装置61へ運転信号、バルブ110aへ開信号およびバルブ110bへ閉信号を送信する、Ca塩タンク6では、Ca塩供給装置61の運転によってCa塩が下部に供給される。   Upon receiving the Ca salt supply output signal from the control device 5a of the perfluoride decomposition apparatus 100a, the control device 10 transmits an operation signal to the Ca salt supply device 61, an open signal to the valve 110a, and a close signal to the valve 110b. In the salt tank 6, the Ca salt is supplied to the lower part by the operation of the Ca salt supply device 61.

下部に供給されたCa塩は、圧縮空気供給装置62からの圧縮空気によってCa塩供給配管63を通り、バルブ110aを経由して、Ca塩貯槽8aへ供給される。Ca塩貯槽8aでは、圧縮空気のみ排気され、Ca塩のみが残る。Ca塩貯槽8aにCa塩が供給された後、制御装置10からCa塩供給装置61の停止信号、バルブ110aの閉信号およびバルブ111aの開信号を送信し、過弗化物分解装置100aのCa塩供給槽32aへCa塩が供給される。Ca塩供給槽32aへCa塩が供給されたあと、制御装置10からバルブ111aへの閉信号を送信して、バルブ111aを閉する。   The Ca salt supplied to the lower portion passes through the Ca salt supply pipe 63 by compressed air from the compressed air supply device 62, and is supplied to the Ca salt storage tank 8a via the valve 110a. In the Ca salt storage tank 8a, only compressed air is exhausted and only Ca salt remains. After Ca salt is supplied to the Ca salt storage tank 8a, a stop signal of the Ca salt supply device 61, a closing signal of the valve 110a, and an opening signal of the valve 111a are transmitted from the control device 10, and the Ca salt of the perfluoride decomposition device 100a is transmitted. Ca salt is supplied to the supply tank 32a. After Ca salt is supplied to the Ca salt supply tank 32a, a closing signal is transmitted from the control device 10 to the valve 111a to close the valve 111a.

一方、過弗化物分解装置100bへCa塩を供給する場合には、弗化物分解装置100bの制御装置5bからのCa供給の出力信号を受けた制御装置10は、Ca塩供給装置61へ運転信号、バルブ110bへ開信号およびバルブ110aへ閉信号を送信する。Ca塩タンク6では、Ca塩供給装置61の運転によって下部にCa塩が供給される。   On the other hand, when supplying Ca salt to the perfluoride decomposition apparatus 100b, the control apparatus 10 that has received an output signal of Ca supply from the control apparatus 5b of the fluoride decomposition apparatus 100b sends an operation signal to the Ca salt supply apparatus 61. Then, an open signal is transmitted to the valve 110b and a close signal is transmitted to the valve 110a. In the Ca salt tank 6, Ca salt is supplied to the lower part by the operation of the Ca salt supply device 61.

下部に供給されたCa塩は、圧縮空気によってCa塩供給配管63を通り、バルブ110bを経由して、Ca塩貯槽8bへ供給される。Ca塩貯槽8bで圧縮空気のみが排気され、Ca塩のみが残る。Ca塩貯槽8bにCa塩が供給された後、制御装置10からCa塩供給装置61の停止信号、バルブ110bの閉信号およびバルブ111bの開信号を送信し、過弗化物分解装置100bのCa塩供給槽32bへ供給する。Ca塩供給槽32bへ供給された後、制御装置10からバルブ111bへ閉信号を送信して、バルブ111bを閉する。   The Ca salt supplied to the lower portion passes through the Ca salt supply pipe 63 by compressed air, and is supplied to the Ca salt storage tank 8b via the valve 110b. Only the compressed air is exhausted in the Ca salt storage tank 8b, and only the Ca salt remains. After the Ca salt is supplied to the Ca salt storage tank 8b, the controller 10 transmits a stop signal of the Ca salt supply device 61, a close signal of the valve 110b, and an open signal of the valve 111b, and the Ca salt of the perfluoride decomposition device 100b. Supply to the supply tank 32b. After being supplied to the Ca salt supply tank 32b, a closing signal is transmitted from the control device 10 to the valve 111b to close the valve 111b.

なお、過弗化物分解装置が2台の場合には、供給配管のバルブ110aおよびバルブ110bを三方弁1台で切り替えを行ってもよい。また、制御装置5aおよび5bの制御機能を制御装置10に持たせ、制御装置10のみで2台の過弗化物分解装置の制御を行っても同様のシステムを構築することができる。図7では、2台の過弗化物分解装置へのCa塩の供給方法を示しているが、本システムは3台以上の複数台に対しても、同じような装置構成を適用することができる。   When there are two perfluoride decomposition apparatuses, the valve 110a and the valve 110b of the supply pipe may be switched with one three-way valve. Further, even if the control device 10 has the control function of the control devices 5a and 5b and the two perfluoride decomposition devices are controlled only by the control device 10, a similar system can be constructed. Although FIG. 7 shows a method of supplying Ca salt to two perfluoride decomposition apparatuses, this system can be applied to a plurality of three or more units in the same manner. .

[実施例6]
図8では、図7のCa塩貯槽を用いずにCa塩を供給する方法を示す。過弗化物分解装置100aの制御装置5aからCa塩供給の出力信号を受けた制御装置10は、Ca供給装置61へ運転信号を、バルブ110a、バルブ112aおよびバルブ113aへ開信号を、バルブ110b、バルブ112bおよびバルブ113bへ閉信号を送信する。Ca塩タンク6では、Ca塩供給装置の運転によって下部にCa塩が供給される。
[Example 6]
FIG. 8 shows a method of supplying Ca salt without using the Ca salt storage tank of FIG. Upon receiving the Ca salt supply output signal from the control device 5a of the perfluoride decomposition apparatus 100a, the control device 10 sends an operation signal to the Ca supply device 61, an open signal to the valves 110a, 112a and 113a, and a valve 110b. A close signal is transmitted to the valve 112b and the valve 113b. In the Ca salt tank 6, Ca salt is supplied to the lower part by the operation of the Ca salt supply device.

下部に供給されたCa塩は、圧縮空気とともにCa塩供給配管63を通り、バルブ110aを経由して、Ca塩供給槽32aへ供給される。Ca塩供給槽32aでは、圧縮空気のみがバルブ113aを経由して排気され、Ca塩のみが残る。Ca塩供給槽32aにCa塩が供給されたあと、制御装置10からCa塩供給装置61の停止信号、バルブ110a、バルブ112aおよびバルブ113aの閉信号が送信される。   The Ca salt supplied to the lower portion passes through the Ca salt supply pipe 63 together with the compressed air, and is supplied to the Ca salt supply tank 32a via the valve 110a. In the Ca salt supply tank 32a, only compressed air is exhausted via the valve 113a, and only the Ca salt remains. After the Ca salt is supplied to the Ca salt supply tank 32a, the control device 10 transmits a stop signal for the Ca salt supply device 61 and signals for closing the valves 110a, 112a, and 113a.

一方、過弗化物分解装置100bへCa塩を供給する場合には、過弗化物分解装置100bの制御装置5bからCa塩供給の出力信号を受けた制御装置10は、Ca塩供給装置61へ運転信号を、バルブ110b、バルブ112bおよびバルブ113bへ開信号を、バルブ110a、バルブ112aおよびバルブ113aへ閉信号を送信する。Ca塩タンクでは、Ca塩供給装置61の運転によって下部にCa塩が供給される。   On the other hand, when supplying the Ca salt to the perfluoride decomposition apparatus 100b, the control apparatus 10 that has received the output signal of the Ca salt supply from the control apparatus 5b of the perfluoride decomposition apparatus 100b operates the Ca salt supply apparatus 61. The signal is transmitted to the valves 110b, 112b and 113b, and the close signal is transmitted to the valves 110a, 112a and 113a. In the Ca salt tank, Ca salt is supplied to the lower part by the operation of the Ca salt supply device 61.

下部に供給されたCa塩は、圧縮空気とともにCa塩供給配管63を通り、バルブ110bを経由して、Ca塩供給槽32bへ供給される。Ca塩供給槽32bで圧縮空気のみがバルブ113bを経由して排気され、Ca塩のみが残る。Ca塩供給槽32bにCa塩が供給された後、制御装置10からCa塩供給装置61の停止信号、バルブ110b、バルブ112bおよびバルブ113bの閉信号を送信する。   The Ca salt supplied to the lower portion passes through the Ca salt supply pipe 63 together with the compressed air, and is supplied to the Ca salt supply tank 32b via the valve 110b. In the Ca salt supply tank 32b, only compressed air is exhausted via the valve 113b, leaving only the Ca salt. After the Ca salt is supplied to the Ca salt supply tank 32b, the control device 10 transmits a stop signal for the Ca salt supply device 61 and signals for closing the valves 110b, 112b, and 113b.

[実施例7]
図9に図5と図6の過弗化物分解装置が2台以上設置されている場合の圧縮空気を用いたCaF2を含むCa塩の排出および回収方法を示す。過弗化物分解装置100aおよび100bのCa塩排出槽35aおよび35bへは圧縮空気配管が接続され、Ca塩回収タンク9と、Ca塩排出槽35aおよび35bはCa塩回収配管64で接続されている。Ca塩回収配管64には、Ca塩回収切替機構としてバルブが設けられている。また、それらのバルブの開および閉を制御する制御装置10が設けられている。
[Example 7]
FIG. 9 shows a method for discharging and recovering a Ca salt containing CaF 2 using compressed air when two or more perfluoride decomposing apparatuses shown in FIGS. 5 and 6 are installed. Compressed air piping is connected to the Ca salt discharge tanks 35a and 35b of the perfluoride decomposition apparatuses 100a and 100b, and the Ca salt recovery tank 9 and the Ca salt discharge tanks 35a and 35b are connected by a Ca salt recovery pipe 64. . The Ca salt recovery pipe 64 is provided with a valve as a Ca salt recovery switching mechanism. Moreover, the control apparatus 10 which controls opening and closing of those valves is provided.

過弗化物分解装置100aの制御装置5aからCa塩排出の出力信号を受けた制御装置10は、バルブ105aおよび106aへ開信号を、バルブ105bおよび106bへ閉信号を送信する。過弗化物分解装置100aでは、実施例3、4で示した制御装置5aの制御によって、Ca塩排出槽35aにCa塩が排出されている。圧縮空気がバルブ106aを経由してCa塩排出槽35aに供給される。圧縮空気およびCa塩は、バルブ105aを経由してCa塩回収タンク9に回収される。Ca塩回収タンク9では圧縮空気のみを排気し、Ca塩回収タンク9内にはCa塩が残る。Ca塩排出槽35aからのCa塩排出が完了すると制御装置10からバルブ105aおよび106aの閉信号が送信される。   Upon receiving the Ca salt discharge output signal from the control device 5a of the perfluoride decomposition apparatus 100a, the control device 10 transmits an open signal to the valves 105a and 106a and a close signal to the valves 105b and 106b. In the perfluoride decomposition apparatus 100a, Ca salt is discharged to the Ca salt discharge tank 35a by the control of the control apparatus 5a shown in the third and fourth embodiments. Compressed air is supplied to the Ca salt discharge tank 35a via the valve 106a. The compressed air and the Ca salt are recovered in the Ca salt recovery tank 9 via the valve 105a. Only the compressed air is exhausted in the Ca salt recovery tank 9, and the Ca salt remains in the Ca salt recovery tank 9. When the Ca salt discharge from the Ca salt discharge tank 35a is completed, the control device 10 transmits a closing signal for the valves 105a and 106a.

一方、過弗化物分解装置100bからCa塩を排出する場合には、過弗化物分解装置100bの制御装置5bからCa塩排出の出力信号を受けた制御装置10が、バルブ105bおよび106bへ開信号、バルブ105aおよび106aへ閉信号を送信する。過弗化物分解装置100bでは、実施例3、4に示した制御装置5bの制御によって、Ca塩排出槽35bにCa塩が排出されている。圧縮空気がバルブ106bを経由してCa塩排出槽35bに供給される。圧縮空気とCa塩は、バルブ105bを経由してCa塩回収タンク9に回収される。Ca塩回収タンク9では圧縮空気のみを排気し、Ca塩回収タンク9内にCa塩が残る。Ca塩排出槽35bからのCa塩排出が完了すると制御装置10からバルブ105bおよび106bの閉信号が送信される。   On the other hand, when discharging the Ca salt from the perfluoride decomposition apparatus 100b, the control apparatus 10 that has received the Ca salt discharge output signal from the control apparatus 5b of the perfluoride decomposition apparatus 100b opens the valves 105b and 106b. Then, a close signal is transmitted to the valves 105a and 106a. In the perfluoride decomposition apparatus 100b, Ca salt is discharged into the Ca salt discharge tank 35b under the control of the control device 5b shown in the third and fourth embodiments. Compressed air is supplied to the Ca salt discharge tank 35b via the valve 106b. The compressed air and the Ca salt are recovered in the Ca salt recovery tank 9 via the valve 105b. In the Ca salt recovery tank 9, only compressed air is exhausted, and Ca salt remains in the Ca salt recovery tank 9. When the Ca salt discharge from the Ca salt discharge tank 35b is completed, the control device 10 transmits a closing signal for the valves 105b and 106b.

なお、制御装置5aおよび5bの制御機能を制御装置10に持たせ、制御装置10のみで2台の過弗化物分解装置の制御を行っても同様のシステムを構築することができる。   A similar system can be constructed by providing the control device 10 with the control functions of the control devices 5a and 5b and controlling the two perfluoride decomposing devices with the control device 10 alone.

図9では、2台の過弗化物分解装置からCaF2を含むCa塩の排出・回収方法を示しているが、本システムは3台以上の複数台に対しても、同じように適用することができる。FIG. 9 shows a method for discharging and recovering Ca salt containing CaF 2 from two perfluoride decomposing devices, but this system should be applied to three or more units in the same way. Can do.

[実施例8]
実施例2の構成を有する装置において、排ガスおよび水と、分解ガスとの熱交換を実施したときのガス温度の変化を表1に示す。該装置においては、排ガスおよび水を、熱交換器で混合し、予熱した。予熱された混合ガスを、第一加熱装置で400℃まで加熱し、さらに第二加熱装置で750℃まで加熱し、触媒層に供給した。触媒としては、アルミニウム酸化物とニッケル酸化物を用いた。また、熱交換器は、二重管構造とし、排ガスおよび水と、分解ガスとは熱交換器内を並流で流した。酸性ガス除去装置からの酸性ガスの排出はエゼクタにより行った。また、酸性ガス除去装置へのCa塩の供給は、ロータリフィーダを用いて連続的に行い、酸性ガス除去装置からのCa塩の排出は、ロータリフィーダを用いて連続的に行った。酸性ガス除去装置に充填および供給したCa塩は、Ca(OH)2とCaCO3との混合物であって、形状は円柱状であり、混合比として、Ca(OH)2:CaCO3=35:75質量%のものを用いた。
[Example 8]
Table 1 shows changes in gas temperature when heat exchange is performed between exhaust gas and water and cracked gas in the apparatus having the configuration of Example 2. In the apparatus, exhaust gas and water were mixed with a heat exchanger and preheated. The preheated mixed gas was heated to 400 ° C. with the first heating device, further heated to 750 ° C. with the second heating device, and supplied to the catalyst layer. As the catalyst, aluminum oxide and nickel oxide were used. In addition, the heat exchanger has a double-pipe structure, and the exhaust gas and water and the cracked gas flowed in the heat exchanger in parallel flow. The acid gas was discharged from the acid gas removing device using an ejector. Moreover, the supply of Ca salt to the acidic gas removal apparatus was continuously performed using a rotary feeder, and the discharge of Ca salt from the acidic gas removal apparatus was continuously performed using a rotary feeder. The Ca salt charged and supplied to the acid gas removal device is a mixture of Ca (OH) 2 and CaCO 3 and has a cylindrical shape, and the mixing ratio is Ca (OH) 2 : CaCO 3 = 35: 75% by mass was used.

Figure 0006071892
上記結果より、本発明の方法および装置を用いることにより、排ガスと水とを、過弗化物の分解に必要な加熱の前段階として適切に予熱することができるとともに、分解ガスを、Ca塩を用いた乾式処理に適した温度に冷却できることが解る。
Figure 0006071892
From the above results, by using the method and apparatus of the present invention, exhaust gas and water can be appropriately preheated as a pre-heating step necessary for the decomposition of perfluoride, and the decomposition gas can be converted into Ca salt. It can be seen that it can be cooled to a temperature suitable for the dry treatment used.

1、1a、1b・・・過弗化物分解部
2、2a、2b・・・熱交換器
3・・・酸性ガス除去部
4・・・エゼクタ
5、5a、5b・・・制御装置
6・・・Ca塩タンク
8a、8b・・・Ca塩貯槽
9・・・Ca塩回収タンク
10・・・制御装置
11・・・第一加熱装置
12・・・第二加熱装置
13・・・触媒
14、15・・・ヒータ
21・・・ノズル
30、30a、30b・・・Ca塩
31、31a、31b・・・酸性ガス除去装置
32、32a、32b・・・Ca塩供給槽
33、33a、33b・・・Ca塩供給器
34、34a、34b・・・Ca塩排出器
35、35a、35b・・・Ca塩排出槽
51、51a、51b・・・HFガス濃度検知器
52・・・温度検出器
61・・・Ca塩供給装置
62・・・圧縮空気供給装置
63・・・Ca塩供給配管
64・・・Ca塩回収配管
100a、100b・・・過弗化物分解装置
105a、105b、106a、106b、110a、110b、111a、111b、112a、112b、113a、113b・・・バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a, 1b ... Perfluoride decomposition | disassembly part 2, 2a, 2b ... Heat exchanger 3 ... Acid gas removal part 4 ... Ejector 5, 5a, 5b ... Control apparatus 6 ... Ca salt tanks 8a, 8b ... Ca salt storage tank 9 ... Ca salt recovery tank 10 ... Control device 11 ... First heating device 12 ... Second heating device 13 ... Catalyst 14, 15 ... Heater 21 ... Nozzle 30, 30a, 30b ... Ca salt 31, 31a, 31b ... Acid gas removal device 32, 32a, 32b ... Ca salt supply tank 33, 33a, 33b ..Ca salt feeder 34, 34a, 34b ... Ca salt discharger 35,35a, 35b ... Ca salt discharge tank 51,51a, 51b ... HF gas concentration detector 52 ... Temperature detector 61 ... Ca salt supply device 62 ... Compressed air supply device 63 ... Ca salt supply pipe 64 ... Ca salt recovery pipe 100a, 100b ... perfluoride decomposition apparatus 105a, 105b, 106a, 106b, 110a, 110b, 111a, 111b, 112a, 112b, 113a, 113b ···valve

Claims (13)

(1)過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を予熱する工程と、
(2)前記工程(1)で予熱した排ガス、および、水または水蒸気をさらに加熱する工程と、
(3)前記工程(2)で加熱された排ガスに含まれる過弗化物を触媒によって分解することにより、酸性ガスを含む分解ガスを発生させる工程と、
(4)前記工程(3)で発生させた分解ガスを、前記工程(1)の排ガス、および、水または水蒸気と熱交換することにより冷却する工程と、
(5)前記工程(4)で冷却した分解ガスに含まれる酸性ガスを、カルシウム塩と接触させることにより除去する工程とを含み、
前記工程(1)が、前記工程(3)で発生させた分解ガスとの熱交換による予熱を含み、かつ、過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を同時に熱交換することを特徴とする過弗化物の処理方法。
(1) a step of preheating exhaust gas containing perfluoride and water or water vapor;
(2) a step of further heating the exhaust gas preheated in step (1) and water or water vapor;
(3) generating a cracked gas containing an acid gas by decomposing perfluoride contained in the exhaust gas heated in the step (2) with a catalyst;
(4) a step of cooling the cracked gas generated in the step (3) by exchanging heat with the exhaust gas of the step (1) and water or steam;
(5) a step of removing the acidic gas contained in the cracked gas cooled in the step (4) by contacting with the calcium salt,
Characterized in that said step (1) is seen containing a preheat by heat exchange with the decomposition gas generated in step (3), and, exhaust gas containing excessive fluoride, and, at the same time the heat exchange with water or steam And a method for treating perfluoride.
前記工程(1)が、過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を混合した混合ガスと、前記工程(3)で発生させた分解ガスとを熱交換することにより行われ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。   The step (1) is performed by exchanging heat between the exhaust gas containing perfluoride and a mixed gas in which water or water vapor is mixed with the cracked gas generated in the step (3). The method for treating perfluoride according to claim 1. 前記工程(5)が、カルシウム塩が充填された酸性ガス除去装置を用いて行なわれることを特徴とする請求項1または2に記載の過弗化物の処理方法。   The method for treating perfluoride according to claim 1 or 2, wherein the step (5) is performed using an acidic gas removing device filled with a calcium salt. 前記酸性ガス除去装置から前記酸性ガスと反応したカルシウム塩を排出し、かつ、
前記酸性ガス除去装置にカルシウム塩を供給することを特徴とする請求項3に記載の過弗化物の処理方法。
Discharging the calcium salt reacted with the acid gas from the acid gas removing device; and
4. The perfluoride treatment method according to claim 3, wherein a calcium salt is supplied to the acid gas removing device.
前記カルシウム塩の排出および供給が、前記酸性ガス除去装置で前記酸性ガスを除去した後の分解ガスに含まれる酸性ガスの濃度に基づいて行われることを特徴とする請求項4に記載の過弗化物の処理方法。   The perfluorination according to claim 4, wherein the discharge and supply of the calcium salt is performed based on the concentration of the acidic gas contained in the cracked gas after the acidic gas is removed by the acidic gas removing device. Method for processing chemicals. 前記カルシウム塩の排出および供給が、前記酸性ガス除去装置内に充填されたカルシウム塩の温度に基づいて行われることを特徴とする請求項4に記載の過弗化物の処理方法。   5. The method for treating perfluoride according to claim 4, wherein the discharge and supply of the calcium salt is performed based on the temperature of the calcium salt filled in the acidic gas removing device. 過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を加熱する加熱器と、
前記過弗化物を分解する触媒層と、
前記過弗化物の分解により生じた分解ガス中の酸性ガスを、カルシウム塩と接触させて除去する酸性ガス除去装置と、
前記排ガス、および、水または水蒸気と、前記分解ガスとを同時に熱交換することで、前記排ガス、および、水または水蒸気を予熱するとともに、前記分解ガスを冷却する熱交換器とを含むことを特徴とする過弗化物の処理装置。
An exhaust gas containing perfluoride and a heater for heating water or steam;
A catalyst layer for decomposing the perfluoride;
An acidic gas removing device for removing acidic gas in the cracked gas generated by the decomposition of the perfluoride by contacting with a calcium salt;
A heat exchanger that preheats the exhaust gas and water or steam and cools the cracked gas by simultaneously exchanging heat between the exhaust gas and water or steam and the cracked gas. Perfluoride processing equipment.
前記熱交換器が、過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を混合した混合ガスと、過弗化物を分解することで生じた分解ガスとを熱交換する熱交換器であることを特徴とする請求項7に記載の過弗化物の処理装置。   The heat exchanger is a heat exchanger for exchanging heat between an exhaust gas containing perfluoride and a mixed gas mixed with water or water vapor and a cracked gas generated by decomposing the perfluoride. The apparatus for processing perfluoride according to claim 7. 前記酸性ガス除去装置が、前記分解ガスに含まれる酸性ガスと反応したカルシウム塩を前記酸性ガス除去装置から排出するカルシウム塩排出器と、
カルシウム塩を供給するカルシウム塩供給器とを具備することを特徴とする請求項7または8に記載の過弗化物の処理装置。
A calcium salt discharger for discharging the calcium salt reacted with the acidic gas contained in the cracked gas from the acidic gas removing device;
The apparatus for treating perfluoride according to claim 7 or 8, further comprising a calcium salt supplier for supplying calcium salt.
前記酸性ガス除去装置から排出された分解ガスに含まれる酸性ガスの濃度を検出する酸性ガス濃度検知器と、
該酸性ガス濃度検知器の測定濃度に基づいて前記カルシウム塩排出器および前記カルシウム塩供給器を制御する制御装置とを、さらに含むことを特徴とする請求項9に記載の過弗化物の処理装置。
An acid gas concentration detector for detecting the concentration of the acid gas contained in the cracked gas discharged from the acid gas removing device;
10. The perfluoride treatment apparatus according to claim 9, further comprising a controller for controlling the calcium salt discharger and the calcium salt supplier based on a measured concentration of the acid gas concentration detector. .
前記酸性ガス除去装置に充填されたカルシウム塩の温度を検出する温度検出器と、
該温度検出器の測定温度に基づいて前記カルシウム塩排出器および前記カルシウム塩供給器を制御する制御装置とを、さらに含むことを特徴とする請求項9に記載の過弗化物の処理装置。
A temperature detector for detecting the temperature of the calcium salt filled in the acid gas removal device;
The perfluoride treatment apparatus according to claim 9, further comprising a control device that controls the calcium salt discharger and the calcium salt supply unit based on a temperature measured by the temperature detector.
2台以上の過弗化物分解装置と、
前記過弗化物分解装置にカルシウム塩を供給するカルシウム塩タンクと、
カルシウム塩タンクからカルシウム塩を過弗化物分解装置に一定量供給するカルシウム塩供給装置と、
2台以上の過弗化物分解装置に、圧縮空気を用いてカルシウム塩を供給するためのカルシウム塩供給切替機構を備えたカルシウム塩供給配管と、
カルシウム塩を前記カルシウム塩供給装置から過弗化物分解装置まで移送させるための圧縮空気を、カルシウム塩供給配管に供給する圧縮空気供給装置と、
過弗化物分解装置からのカルシウム塩供給の信号に基づき、カルシウム塩供給装置、カルシウム塩供給切替機構および圧縮空気供給装置を制御する制御装置とを含み、
前記過弗化物分解装置が、
過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を加熱する加熱器と、
前記過弗化物を分解する触媒層と、
前記過弗化物の分解により生じた分解ガス中の酸性ガスを、カルシウム塩と接触させて除去する酸性ガス除去装置と、
前記排ガス、および、水または水蒸気と、前記分解ガスとを同時に熱交換することで、前記排ガス、および、水または水蒸気を予熱するとともに、前記分解ガスを冷却する熱交換器とを含む過弗化物の処理装置。
Two or more perfluoride decomposers,
A calcium salt tank for supplying calcium salt to the perfluoride decomposition apparatus;
A calcium salt supply device for supplying a certain amount of calcium salt from the calcium salt tank to the perfluoride decomposition device;
A calcium salt supply pipe provided with a calcium salt supply switching mechanism for supplying calcium salt to two or more perfluoride decomposition apparatuses using compressed air;
A compressed air supply device for supplying compressed air for transferring calcium salt from the calcium salt supply device to the perfluoride decomposition device to a calcium salt supply pipe;
Based on the signal of the calcium salt supply from excessive fluoride cracker, viewed contains a control device for controlling calcium salt feeder, a calcium salt supply switching mechanism and the compressed air supply device,
The perfluoride decomposing apparatus comprises:
An exhaust gas containing perfluoride and a heater for heating water or steam;
A catalyst layer for decomposing the perfluoride;
An acidic gas removing device for removing acidic gas in the cracked gas generated by the decomposition of the perfluoride by contacting with a calcium salt;
The flue gas, and a water or water vapor, by simultaneously heat exchanged with the decomposition gas, the flue gas, and, together with preheated water or steam, the heat exchanger and the including perfluorinated cooling the decomposition gas Chemical processing equipment.
2台以上の過弗化物分解装置と、
前記過弗化物分解装置から排出されるカルシウム塩を回収するカルシウム塩回収タンクと、
2台以上の過弗化物分解装置から、圧縮空気を用いてカルシウム塩を回収するためのカルシウム塩回収切替機構を備えたカルシウム塩回収配管と、
カルシウム塩を前記過弗化物分解装置からカルシウム塩回収タンクに移送させるための圧縮空気を、カルシウム塩排出槽および前記カルシウム塩回収配管に供給する圧縮空気供給装置と、
過弗化物分解装置からのカルシウム塩排出の信号に基づき、カルシウム塩回収切替機構および圧縮空気供給装置を制御する制御装置とを含み、
前記過弗化物分解装置が、
過弗化物を含む排ガス、および、水または水蒸気を加熱する加熱器と、
前記過弗化物を分解する触媒層と、
前記過弗化物の分解により生じた分解ガス中の酸性ガスを、カルシウム塩と接触させて除去する酸性ガス除去装置と、
前記排ガス、および、水または水蒸気と、前記分解ガスとを同時に熱交換することで、前記排ガス、および、水または水蒸気を予熱するとともに、前記分解ガスを冷却する熱交換器とを含む過弗化物の処理装置。
Two or more perfluoride decomposers,
A calcium salt recovery tank for recovering calcium salt discharged from the perfluoride decomposition apparatus;
A calcium salt recovery pipe equipped with a calcium salt recovery switching mechanism for recovering calcium salt using compressed air from two or more perfluoride decomposition devices;
A compressed air supply device for supplying compressed air for transferring calcium salt from the perfluoride decomposition apparatus to a calcium salt recovery tank to a calcium salt discharge tank and the calcium salt recovery pipe;
Based on the calcium salt discharge signals from excessive fluoride decomposition apparatus, and a control device for controlling the calcium salt recovery switching mechanism and the compressed air supply device seen including,
The perfluoride decomposing apparatus comprises:
An exhaust gas containing perfluoride and a heater for heating water or steam;
A catalyst layer for decomposing the perfluoride;
An acidic gas removing device for removing acidic gas in the cracked gas generated by the decomposition of the perfluoride by contacting with a calcium salt;
The flue gas, and a water or water vapor, by simultaneously heat exchanged with the decomposition gas, the flue gas, and, together with preheated water or steam, the heat exchanger and the including perfluorinated cooling the decomposition gas Chemical processing equipment.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6407604B2 (en) * 2014-07-25 2018-10-17 岩谷産業株式会社 Fluorite manufacturing method
JP6380654B2 (en) 2015-04-03 2018-08-29 株式会社島津製作所 Modular analysis system
KR101659441B1 (en) * 2016-01-20 2016-09-26 한국에너지기술연구원 Device and Process for multi-stage of catalytic reaction occurring in at least two reaction modules including catalytic reactor and adsorption reactor
KR102135068B1 (en) * 2019-09-03 2020-07-17 (주)다산이엔지 Device for Processing by Separating Waste Gas
EP4302861A1 (en) * 2021-03-02 2024-01-10 Resonac Corporation Hydrogen fluoride gas removal device and hydrogen fluoride gas removal method
JP7309983B1 (en) 2022-08-08 2023-07-18 株式会社タクマ Carbon dioxide recovery device and carbon dioxide recovery method

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3217034B2 (en) 1997-11-14 2001-10-09 株式会社日立製作所 Perfluorinated compound processing method and apparatus
KR200175311Y1 (en) * 1999-10-19 2000-03-15 주식회사대산정공 Scaffold for high load
EP1297884A3 (en) * 2001-09-28 2003-04-16 Japan Pionics Co., Ltd. Treating agent and method for decomposition of fluorocarbons
JP4214717B2 (en) * 2002-05-31 2009-01-28 株式会社日立製作所 Perfluoride treatment equipment
JP2006312121A (en) 2005-05-06 2006-11-16 Hitachi Ltd Method and apparatus for treatment of perfluoride
JP4966521B2 (en) * 2005-07-22 2012-07-04 昭和電工株式会社 Method and apparatus for treating exhaust gas containing perfluoride
KR100654922B1 (en) * 2006-01-26 2006-12-06 주식회사 코캣 Cleaning apparatus of exhaust gas produced from semiconductor production process and method thereof
KR100766749B1 (en) 2006-08-16 2007-10-12 주식회사 에코프로 An apparatus and method for treatment waste gas contains perfluoro compounds
US20080119351A1 (en) * 2006-11-22 2008-05-22 Po-Chu Liu Decomposing catalyst for perfluorinated compound, carbon hydrofluoride, perchloro-carbon and carbon hydrochloride gas compounds and method of producing it
JP2010162464A (en) * 2009-01-14 2010-07-29 Ebara Corp Gas treatment device and method of replacing treating agent for gas treatment device
JP5047202B2 (en) * 2009-02-04 2012-10-10 大旺新洋株式会社 Acid gas neutralization method

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