JPH0622652B2

JPH0622652B2 - エアロゾル状白煙の除去方法

Info

Publication number: JPH0622652B2
Application number: JP60298685A
Authority: JP
Inventors: 秀雄杉山; 寛笹井
Original assignee: Seikow Chemical Engr and Machinery Ltd
Current assignee: Seikow Chemical Engr and Machinery Ltd
Priority date: 1985-12-27
Filing date: 1985-12-27
Publication date: 1994-03-30
Anticipated expiration: 2009-03-30
Also published as: JPS62155921A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は半導体製造工程などにおいて塩酸、硝酸あるい
は硫酸等の酸性溶液から発生する蒸気からエアロゾル状
白煙成分を除去する方法に関する。

（従来技術）従来より、たとえば、半導体製造工程などにおいて塩
酸、硝酸あるいは硫酸等の酸性溶液から発生する蒸気
（以下、この蒸気のことを明細書の中で単に蒸気という
場合もある）からエアロゾル状白煙成分はつぎのような
過程で発生する。すなわち、塩酸、硝酸、硫酸等の酸性
溶液はその温度および濃縮における平衡分圧に相当する
蒸気、特に、加熱あるいは金属との反応熱により気液界
面から高湿度かつ高濃度の蒸気が発生する。これらの蒸
気は有害物質であり、フードを介し、周囲の空気ととも
に吸引ダクトに導入され、通常、湿式スクラバーによっ
てその蒸気の大半は洗浄・除去されるが、その蒸気の一
部は発生源で空気と接触し、冷却されて物質蒸気分子が
高湿度のため、周囲の水分と付着結合して微細な粒子状
ミスト形成し、いわゆるエアロゾル状白煙となる。さら
に、湿式スクラバー内で気液接触により断熱冷却され、
湿度も増加するため、際立った白煙となって大気中に放
出されることになる。この際、蒸気は湿式スクラバー出
口で規制基準値以下である場合には大気中にそのまま、
放出しており、一方、湿式スクラバー出口後に大量の二
次空気を導入して白煙を見えなくしたり、集塵装置を用
いて白煙を除去させたり、排出ガスを加熱して白煙を消
去後、大気に拡散しているのが現状がある。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上述の従来法によれば、たとえば、蒸気
濃度が規制基準値以下であっても白煙が大気中に放出さ
れることで周囲の環境を著しく悪化させ、又、大量の２
次空気を導入して白煙を見えなくする方法でも大風量の
ブロワーが必要で動力費が10倍〜100 倍とかなりのコス
ト高となる。更に、集塵装置の使用又は排出ガスを加熱
する方法などは設備費、動力費が著しく増大し、かつ装
置の保守管理の負担が増大するという問題がある。

（問題点を解決するための手段）本発明は上述のような問題点にかんがみ、発明されたも
のであって、簡単な装置かつ低い動力費でもって半導体
製造工程などにおいて塩酸、硝酸あるいは硝酸等の酸性
溶液から発生する蒸気からエアロゾル状白煙成分を除去
できる方法を提供しようというものである。

以下、本発明の構成について説明する。

すなわち、本発明の構成要旨とするところは、吸湿性物
質もしくは潮解性物質を有する塩または水酸化物の単体
またはこれらの混合物を含む水溶液に、エアロゾル状白
煙を同伴する酸性の排ガスを気液接触させることにより
前記白煙を除去することを特徴とするエアロゾル状白煙
の除去方法にある。

ここに言う酸性排ガス中のエアロゾル状白煙は、排ガス
通の複数の酸分子と複数の水分子が合体したミスト核
と、このミスト核が更に周囲のガス分子を取込んで成長
した粒子とを含んだものであると考えられる（高橋幹二
著「応用エアロゾル学」（昭和59年３月10日発行）養賢
堂、第７１頁第９〜１３行）。これらのミスト核及び粒
子は通常の水蒸気のミストとは異なり、一旦生成すると
例え排ガスの水蒸気濃度が低下したとしても容易には消
失しない。本発明が対象とするのは、このようなエアロ
ゾル状白煙を同伴するガスを対象としている。

ここで、吸湿性物質とは硝酸ソーダなどの吸湿性を示す
物質を意味し、潮解性物質とは苛性ソーダあるいは工業
用塩化ナトリウムなどである。なお、工業用塩化ナトリ
ウムは塩化ナトリウムがそれ自体吸湿性も潮解性ももた
ない物質ではあるが、精製不十分でＭｇイオンやＣａイ
オンを含む結果、潮解性を呈するに至ったものと考えら
れる。また、気液接触させる方法としては充填塔、多孔
板塔、スプレー塔などの一般の公知の湿式スクラバーを
用いる。

（実施例）つぎに、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図は低濃度の蒸気を処理する場合において本発明方
法を適用するための装置の概略説明図、第２図は比較的
高濃度の蒸気を処理する場合において本発明方法の適用
するための装置の概略説明図である。

まず、第１図の場合について説明すると、これは比較的
低濃度の蒸気に対して本発明方法を適用するものであ
る。

図面において、符号１は浴槽であって、２はエアロゾル
状白煙を同伴する酸性排ガスの蒸気である。３は送風機
であって、前記蒸気２を圧力を加えて送り出す役割を果
たす。前記蒸気２は塔内へ供給されると、吸湿性物質も
しくは潮解性物質の単体あるいは混合物を含む水溶液
（単に、潮解性物質等の水溶性ということもある）８が
循環ポンプ６でもって揚水され、塔内の上部から下方へ
散布され、充填物層４で前記蒸気と前記水溶液とが気液
接触される。気液接触してのち、同伴する液滴飛沫はミ
ストキャッチャー５で除去され、大気中へ放出される。
なお、前記水溶液は充填物層４を通過してのち、リサイ
クルされる。

また、第２図は比較的高濃度の蒸気を処理する場合に本
発明方法を適用するものである。

基本的には第１図のものと同様であるが、第１図におけ
る場合の気液接触をおこなうにあたって、蒸気２をあら
かじめ、アルカリ液（PH13のＮａＯＨ液など）又は水７
に気液接触させて蒸気を高性能除去するとともに酸度を
低下させ、ついで、第１図のものと同様の処理を施すも
のである。なお、充填物層４はマットなどの表面積の大
きい材料から構成されている。

つぎに、本発明方法によってエアロゾル状白煙を同伴す
る蒸気の白煙が除去されるメカニズムはつぎのように考
えられる。すなわち、吸湿性物質あるいは潮解性物質の
水溶液を白煙を伴う排ガスと気液接触させると、蒸気分
子と付着結合した水分子を吸湿あるいは潮解作用で吸収
捕集するために白煙化した蒸気が元のガス分子に還元さ
れるとともに液側に吸収される結果、白煙は消失する。
なお、気液接触させる方法としては、充填塔、多孔板
塔、スプレー塔等の一般の湿式スクラバーを用いる。

（実施例）つぎに、本発明の実験例について説明する。本発明を実
施するための条件としてつぎの２つの条件を採用した。

条件１．装置：多孔板塔２段吸引量：４ｍ^３／min Ｌ／Ｇ（液／気体）：0.8 ／ｍ^３発生源：市販特級酸液をビーカーに分取し、電
気ヒーターにて加熱、煮沸し蒸気を発生させる。

条件２．装置：２塔式スプレー塔吸引量：１ｍ^３／min Ｌ／Ｇ（液／気体）：8.5 ／ｍ^３発生源：市販特級酸液をビーカーに分取し、電
気ヒーターにて加熱、煮沸し蒸気を発生させる。

上記の条件下でつぎの（ｉ）〜（ix）の実験をおこなっ
た。

実験（ｉ）条件１を使用した。

発生源周囲温度：22.5℃ 発生蒸気：ＨＮＯ_３使用した潮解性物質：ＭｇＣｌ_２（20wt％）蒸気濃縮：入口130ppm、出口25ppm （除込率81％）白煙の状況：塔出口で白煙は全く出なかった。

実験（ii）条件１を使用した。

発生源周囲温度：22.5℃ 発生蒸気：ＨＣｌ使用した潮解性物質：ＭｇＣｌ_２（20wt％）蒸気濃縮：入口100ppm、出口10ppm （除込率90％）白煙の状況：塔出口で白煙は全く出なかった。

実験（iii）条件１を使用した。

発生源周囲温度：22.5℃ 発生蒸気：ＨＮＯ_３使用した潮解性物質：ＮａＣｌ（25wt％）蒸気濃縮：入口140ppm、出口20ppm 除去率86％白煙の状況：塔出口で白煙は全く出なかった。

実験（iv）条件１を使用した。

実験（iii）において潮解性物質ＣａＣｌ_２25％でも全
く同じ結果であった。

実験（ｖ）条件１を使用した。

発生源周囲温度：11℃ 発生蒸気：ＨＮＯ_３使用した潮解性物質：ＮａＣｌ 5〜30wt％に順に変化。

蒸気濃度：実験（iii）と近いと考えられるので測定せ
ず。

白煙の状況：白煙の減少効果が見浮けられ液濃度が増す
につれて白煙は減少していく。

しかし、発生源周囲温度が低いために白煙は殆ど見えな
くなるが、完全には消えない。

実験（vi）実験（ｖ）において発生源周囲温度20℃の場合では濃度
25wt％以上では白煙は全くみえなかった。

実験（vii）条件１を使用した。

発生源周囲温度：21℃ 発生蒸気：ＨＮＯ_３使用した潮解性物質：ＮａＣｌ 10wt％とＮａＮＯ_３10
wt％（20wt％）の混合液蒸気濃度：入口110ppm、出口10ppm （除去率91％）白煙の状況：出口での白煙は著しく減少した。

実験（viii）条件１を使用した。

発生源周囲温度：20.5℃ 発生蒸気：ＨＮＯ_３使用した潮解性物質：ＮａＮＯ_３20wt％蒸気濃度：入口 50ppm、出口 2ppm （除去率96％）白煙の状況：出口での白煙はほとんど見えない。

実験（ix）条件２を使用した。

発生源周囲温度：25℃ 発生蒸気：ＨＮＯ_３使用した潮解性物質：第１塔・ＮａＯＨ 5wt％第２塔・ＮａＣｌ25wt％蒸気濃度：入口 310ppm 、出口 7ppm （除去率98％）白煙の状況：第２塔出口では白煙は全く消失ししてい
た。

比較例条件１を使用した。

発生源周囲温度：22℃ 発生蒸気：ＨＮＯ_３使用した非潮解性物質：Ｎａ_２ＳＯ_４25wt％蒸気濃度：入口 130ppm 、出口24ppm （除去率82％）白煙の状況：出口では白煙はほとんど除去されない。

（作用）以上のように構成される本発明の作用はつぎのとおりで
ある。

すなわに、吸湿性物質あるいは潮解性物質の水溶液に白
煙を同伴する酸性の排ガスを気液接触させると蒸気分子
と付着結合した水分子が前記吸湿性物質もしくは潮解性
物質の水溶液の吸湿または潮解作用で吸収捕集されるた
めに白煙化した酸性の蒸気が元のガス分子に還元される
とともに水溶液側に吸収される結果、白煙は除去される
ことになる。

（発明の効果）以上のように構成される本発明はつぎのような効果を奏
する。

(1) 本発明方法によれば、公知の湿式汎用スクラバー
をそのまま使用できるため、塔の構造が簡単で設備費、
動力費とも安価である。また、保守管理も塔圧力損失の
みの管理でよく、実施例にみられるように容易に白煙の
除去ができる。

(2) また、本発明方法によれば、高濃度の蒸気に対し
ては、第２図に示したとおり、まず、第１塔目のスクラ
バーで蒸気を高性能除去し、排出される酸性の白煙に対
して第２塔における所定の濃度の吸湿性または潮解性物
質の水溶液を接触させることにより、白煙は除去され、
従来技術のもつ欠点が解消される。したがって、半導態
製造工場のように発生源が常時23〜24℃に空調されてい
るようなところでは特に好ましい効果が期待される。

(3) さらに、本発明方法によれば、吸湿性物質もしく
は潮解性物質を固体ではなく、水溶液の状態で使用する
ことによって所定の効果を達成できるものであり、たと
えば、固体の乾燥剤を使用する場合に比べて設備的にコ
ンパクト化でき、しかも前述のように既存設備をそのま
ま適用できる効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は低濃度の蒸気を処理する場合において本発明方
法を適用するための装置の概略説明図、第２図は比較的
高濃度の蒸気を処理する場合において本発明方法の適用
するための装置の概略説明図である。１……浴槽、２……エアロゾル状白煙を同伴する蒸気、
３……ブロワー、４……充填物層、５……ミストキャッ
チャー、６……循環ポンプ、７……アルカリ液、８……
潮解性物質等の水溶液。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸湿性物質もしくは潮解性物質を有する塩
または水酸化物の単体またはこれらの混合物を含む水溶
液に、エアロゾル状白煙を同伴する酸性の排ガスを気液
接触させることにより前記白煙を除去することを特徴と
するエアロゾル状白煙の除去方法。