JPH0687943B2 - Exhaust gas purification method - Google Patents

Exhaust gas purification method

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JPH0687943B2
JPH0687943B2 JP61127168A JP12716886A JPH0687943B2 JP H0687943 B2 JPH0687943 B2 JP H0687943B2 JP 61127168 A JP61127168 A JP 61127168A JP 12716886 A JP12716886 A JP 12716886A JP H0687943 B2 JPH0687943 B2 JP H0687943B2
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purifying
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排ガスの浄化方法に関し、さらに詳細には半導
体製造工程などから排出される有毒成分を含有する排ガ
スの浄化方法に関する。
The present invention relates to a method for purifying exhaust gas, and more particularly to a method for purifying exhaust gas containing a toxic component discharged from a semiconductor manufacturing process or the like.

近年、排ガス工業やオプトエレクトロニクス工業の発展
とともに、アルシン、ホスフィン、シラン、ジボラン、
およびセレン化水素などの極めて毒性の強い水素化物の
使用量が増加している。
In recent years, with the development of exhaust gas industry and optoelectronics industry, arsine, phosphine, silane, diborane,
In addition, the usage of highly toxic hydrides such as hydrogen selenide is increasing.

これらの有毒成分は、シリコン半導体や化合物半導体製
造工業あるいは光ファイバー製造工業などにおいて、原
料あるいはドーピングガスとして不可欠な物質である。
These toxic components are indispensable substances as raw materials or doping gases in the silicon semiconductor and compound semiconductor manufacturing industry, the optical fiber manufacturing industry, and the like.

半導体プロセスあるいは光ファイバー製造プロセスなど
から排出される排ガス中には、未反応の有毒成分が含有
される場合が多い。これらの成分はそれぞれ生物にとっ
て極めて有毒であるから、環境を破壊しないためにガス
の排出に先立って除去する必要がある。
In many cases, unreacted toxic components are contained in the exhaust gas discharged from the semiconductor process or the optical fiber manufacturing process. Each of these components is extremely toxic to living organisms and must be removed prior to gas emissions to avoid environmental damage.

〔従来技術および解決すべき問題点〕[Prior art and problems to be solved]

これらの有毒成分を除去する方法としては、スクラバー
で吸収分解させる湿式法と吸着剤または酸化剤などの浄
化剤を充填した充填筒内を流して除去する乾式法とが知
られている。一般的に湿式法は、吸収液による腐食や後
処理などの困難性があるため、装置の保守に費用を要す
るという欠点がある。
As a method of removing these toxic components, a wet method of absorbing and decomposing with a scrubber and a dry method of flowing and removing the toxic component by flowing through a filling cylinder filled with a purifying agent such as an adsorbent or an oxidizer are known. Generally, the wet method has a drawback that the maintenance of the apparatus is expensive because it is difficult to be corroded by the absorbing solution and post-treated.

また、浄化剤を用いる方法としては、硝酸銀などの硝酸
塩類を多孔質担体に担持せしめたもの、あるいは塩化第
二鉄などの金属塩化物を多孔質担体に含浸せしめたもの
を吸着剤として用い、ホスフィン、アルシンを酸化的に
除去する方法(特開昭56-89837号公報)が知られてい
る。しかしながら、この方法は、湿式法におけるような
諸欠点は解決さるが、CVD(化学蒸着)プロセスなどの
排ガスを、予め湿潤化処理する必要があるため、装置が
複雑になるという欠点を有する。
Further, as a method of using a purifying agent, one in which a nitrate such as silver nitrate is supported on a porous carrier, or one in which a metal chloride such as ferric chloride is impregnated in the porous carrier is used as an adsorbent, A method for oxidatively removing phosphine and arsine (JP-A-56-89837) is known. However, this method solves various drawbacks as in the wet method, but has a drawback that the apparatus becomes complicated because it is necessary to pre-wet the exhaust gas in the CVD (chemical vapor deposition) process or the like.

さらに、無機珪酸塩にアルカリ水溶液、酸化剤水溶液ま
たはアルカリと酸化剤との水溶液をそざぞれ含浸させた
三種の吸収剤を用いて、アルシン、ホスフィンなどを処
理する方法(特公昭59-49822号公報)も提案されてい
る。この方法も前記した方法と同様に結局は湿潤状態に
おける処理であっ湿式法と同様な欠点を有している。
Furthermore, a method of treating arsine, phosphine, etc. with three kinds of absorbents in which an inorganic silicate is impregnated with an alkaline aqueous solution, an oxidizing agent aqueous solution, or an alkaline and oxidizing agent aqueous solution (Japanese Patent Publication No. 59-49822). Issue) is also proposed. Similar to the above-mentioned method, this method is also a treatment in a wet state and has the same drawbacks as the wet method.

アルシンを乾式で除去する方法として、化学戦争におい
ては活性炭を充填したガスマスクが用いられた。この活
性炭の吸着力を利用し、さらに種々の物質をこれに添加
して、その能力向上をはかる試みは多い。例えば活性炭
を単体とし、それに、銅化合物とアルカリ金属化合物、
アルカリ土類化合物およびAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、C
o、Ni、Zn、Cd、Pbの化合物の一種以上とを含有させて
なるアルシン吸着剤も出願されている(特開昭59-16053
5号公報)。この方法は完全に乾式で行なえるので有利
であるが、アルシンの除去能力が比較的低いという欠点
がある。またアルシンを吸着させたあと、吸着剤が空気
にふれると発熱し、条件によっては活性炭が発火する危
険があるので、工業的に使用するにはその使用条件が限
定される。
In chemical warfare, a gas mask filled with activated carbon was used as a method for removing arsine by dry method. There are many attempts to improve the performance by utilizing the adsorption power of this activated carbon and further adding various substances thereto. For example, activated carbon is used alone, and a copper compound and an alkali metal compound,
Alkaline earth compounds and Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, C
An arsine adsorbent containing one or more compounds of o, Ni, Zn, Cd, and Pb has also been filed (Japanese Patent Laid-Open No. 59-16053).
No. 5 bulletin). This method is advantageous because it can be carried out completely dry, but it has the disadvantage that the removal capacity for arsine is relatively low. Further, after adsorbing arsine, if the adsorbent is exposed to air, heat is generated and activated carbon may be ignited depending on conditions, so that the use conditions are limited for industrial use.

シラン類を含有する排ガスを処理するには、例えば特開
昭56-84619号公報および特開昭57-94323号公報に示され
るように苛性ソーダなどのアルカリ性水溶液で洗浄して
湿式除去する方法が採用されてきた。しかしながら湿式
処理では装置が大型化し、またアルカリ性水溶液の取り
扱いが危険なため不便であった。
To treat the exhaust gas containing silanes, for example, as shown in JP-A-56-84619 and JP-A-57-94323, a method of washing with an alkaline aqueous solution such as caustic soda and wet-removing is adopted. It has been. However, the wet treatment is inconvenient because the apparatus becomes large and handling of the alkaline aqueous solution is dangerous.

一方、特開昭58-128146号公報で示されるように、固形
担体に苛性ソーダ水溶液を単独に、または過マンガン酸
カリウムのような酸化剤水溶液を同時に含浸させてなる
乾式吸収処理剤が提案されている。この処理剤を用いた
場合には半乾式であるから装置を小型化できるメリット
はあるが、苛性ソーダや過マンガン酸カリウムが担体の
表面に析出したり、潮解することを繰り返したりするう
ちに充填筒の圧力損失が増大したり、場合によっては閉
塞するトラブルなどを惹き起して、半導体製造プロセス
全体を停止する必要が生じるなどの欠点がある。
On the other hand, as disclosed in JP-A-58-128146, a dry absorption treatment agent has been proposed in which a solid carrier is impregnated with an aqueous solution of caustic soda alone or simultaneously with an aqueous solution of an oxidizing agent such as potassium permanganate. There is. When this treatment agent is used, it is a semi-dry type, so there is an advantage that the device can be downsized, but caustic soda and potassium permanganate are precipitated on the surface of the carrier, and the filling cylinder is repeated while repeatedly deliquescing. However, there are drawbacks such as an increase in the pressure loss of the device, a trouble of closing the device depending on the case, and a need to stop the entire semiconductor manufacturing process.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、これら従来技術の欠点を補うべく鋭意検
討した結果、(1)酸化第二銅および(2)リチウム、
マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリ
ウムなどのそれぞれの水酸化物を配合した浄化剤に有毒
成分を含有する排ガスを接触させるとこれらの有毒成分
が効率よく除去されることを見出し、さらに研究を続け
本発明を完成した。
As a result of diligent studies to compensate for these drawbacks of the prior art, the present inventors have found that (1) cupric oxide and (2) lithium,
It was found that contacting exhaust gas containing toxic components with a purifying agent containing respective hydroxides such as magnesium, calcium, strontium and barium removes these toxic components efficiently, and further research is continued. Was completed.

すなわち、本発明は、 有毒成分としてアルシン、ホスフィン、シラン、ジボラ
ンおよびセレン化水素の一種以上を含有するガスと、浄
化剤とを接触させて当該ガスから有毒成分を吸着除去す
る排ガスの浄化方法において、浄化剤として (1)酸化第二銅、および(2)リチウム、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムからな
る群から選ばれる少なくとも一種の金属水酸化物を配合
してなり、その組成が金属の原子比 M/(M+Cu) 〔式中、Cuは銅の原子数を示し、MはLi、Mg、Ca、Srま
たはBaの原子数(これらの成分を二種以上使用するとき
はそれらの原子数の合計)を示す〕 で0.01〜0.7であり、かつその組成物を成形してなる密
度1.5〜3.5g/mlの成形体 を用いることを特徴とする排ガスの浄化方法である。
That is, the present invention relates to a method for purifying exhaust gas in which a gas containing one or more of arsine, phosphine, silane, diborane and hydrogen selenide as a toxic component is brought into contact with a purifying agent to adsorb and remove the toxic component from the gas. As a purifying agent, (1) cupric oxide and (2) at least one metal hydroxide selected from the group consisting of lithium, magnesium, calcium, strontium and barium are blended, and the composition is an atom of a metal. Ratio M / (M + Cu) [wherein Cu represents the number of atoms of copper, M represents the number of atoms of Li, Mg, Ca, Sr or Ba (when two or more of these components are used, the number of those atoms is [In total]] is 0.01 to 0.7, and a molded body having a density of 1.5 to 3.5 g / ml formed by molding the composition is used, and the exhaust gas purification method is characterized.

本発明に使用する浄化剤は完全に乾燥したガス中の有毒
成分をも何等支障なく除去することが可能なので、湿潤
処理が不要となり、そのメリットは大きい。
The purifying agent used in the present invention can remove toxic components in completely dry gas without any trouble, so that the moistening treatment is not required and the merit thereof is great.

また本発明で用いる浄化剤は、従来の浄化剤に比べ、浄
化剤の単位重量当たりに対する有毒成分の除去量および
除去速度が格段に大きいという利点を有する。
Further, the cleaning agent used in the present invention has an advantage that the removal amount and the removal rate of the toxic component per unit weight of the cleaning agent are significantly higher than those of the conventional cleaning agents.

本発明の浄化剤によれば単なる吸着や吸収と異なり、有
毒ガスは浄化剤と反応して浄化剤に固定されることによ
って排ガスから除去される。
According to the purifying agent of the present invention, unlike mere adsorption and absorption, the toxic gas is removed from the exhaust gas by reacting with the purifying agent and being fixed to the purifying agent.

更に本発明の浄化剤は使用後の浄化剤が空気にふれ発熱
することはあっても、発火に到ることはなく、安全性は
高い。
Further, the purifying agent of the present invention is highly safe because it does not ignite even though the purifying agent after use may generate heat by contact with air.

本発明は、窒素ガス、水素ガスまたは空気などと、アル
シン、ホスフィン、シラン、ジボランおよびセレン化水
素などの水素化物の一種以上を含有するガスに適用され
る。
The present invention is applicable to a gas containing nitrogen gas, hydrogen gas or air and one or more hydrides such as arsine, phosphine, silane, diborane and hydrogen selenide.

本発明で用いる浄化剤は、 (1)酸化第二銅、および(2)リチウム、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムからな
る群から選ばれる少なくとも一種の金属酸化物を配合し
てなり、その組成が金属の原子比 M/(M+Cu) 〔式中、Cuは銅の原子数を示し、MはLi、Mg、Ca、Srま
たはBaの原子数(これらの成分を二種以上使用するとき
はそれらの原子数の合計)を示す〕 で0.01〜0.7、好ましくは0.03〜0.55であり、かつその
組成物を成形してなる密度1.5〜3.5g/mlの成形体であ
る。原子比が0.01より少ないと飽和浄化量が少ないばか
りでなく成形もできない。0.7より大きいと飽和浄化量
が小さくなる。
The purifying agent used in the present invention comprises (1) cupric oxide, and (2) at least one metal oxide selected from the group consisting of lithium, magnesium, calcium, strontium and barium, and its composition is Atomic ratio of metal M / (M + Cu) [wherein Cu represents the number of atoms of copper, M represents the number of atoms of Li, Mg, Ca, Sr or Ba (when two or more of these components are used, those The total number of atoms is 0.01) to 0.7, preferably 0.03 to 0.55, and the composition is molded to have a density of 1.5 to 3.5 g / ml. If the atomic ratio is less than 0.01, not only the amount of saturated purification is small, but also molding cannot be performed. When it is larger than 0.7, the amount of saturated purification becomes small.

本明細書において飽和浄化量とは、浄化剤の最大浄化能
力(除去し得る有毒ガスの最大量)をその浄化剤の重量
または体積で割ったものである。
In this specification, the saturated purification amount is the maximum purification capacity of the purifying agent (the maximum amount of toxic gas that can be removed) divided by the weight or volume of the purifying agent.

浄化剤の調製方法としては、種々の方法の適用が可能で
ある。
Various methods can be applied as a method for preparing the purifying agent.

例えば、銅、リチウム、マグネシウム、カルシウム、ス
トロンチウム、バリウムの硝酸塩、硫酸塩、塩化物、有
機酸塩などの塩に、苛性ソーダ、苛性カリウム、炭酸ナ
トリウム、炭酸カリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カ
リウム、アンモニアなどのアルカリを加えて水酸化物ま
たは塩基性の炭酸塩を沈澱させ、得られた沈澱物を焼成
して酸化第二銅とリチウム、マグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、バリウムの水酸化物または塩基性
炭酸塩の混合物とし、これを特定組成となるようにす
る。
For example, salts of copper, lithium, magnesium, calcium, strontium, barium nitrates, sulfates, chlorides, organic acid salts, caustic soda, caustic potassium, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, ammonia. An alkali such as is added to precipitate hydroxide or basic carbonate, and the resulting precipitate is calcined to burn cupric oxide and lithium, magnesium, calcium, strontium, barium hydroxide or basic carbonate. A mixture of salts is prepared so that it has a specific composition.

また例えば酸化第二銅の粉末にリチウム、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムの水酸化物
を混合してニーダーで混練し、乾燥して特定組成となる
ようにする。
Further, for example, cupric oxide powder is mixed with hydroxides of lithium, magnesium, calcium, strontium, and barium, kneaded with a kneader, and dried to obtain a specific composition.

本発明で用いる浄化剤は組成物をペレットなどに成形し
たものを用いるか、あるいはこの成形物を適当な大きさ
に粉砕するなどして用いる。
As the purifying agent used in the present invention, a composition obtained by molding the composition into pellets or the like is used, or the molding is crushed to an appropriate size and used.

成形する方法としては、乾式法あるいは湿式法を用いる
ことができる。また成形の際には必要に応じて、少量の
水、滑剤などを使用してもよい。
As a molding method, a dry method or a wet method can be used. In addition, a small amount of water, a lubricant or the like may be used in the molding, if necessary.

成形体の形状には特に制限はないが、球状、円柱状、お
よび筒状などが代表例として挙げられる。
The shape of the molded body is not particularly limited, but typical examples include spherical, cylindrical, and tubular shapes.

成形物の大きさは、球形であれば直径2mm〜12mmの範囲
が良く、円柱形であれば直径2mm〜12mmで、高さはやは
り2mm〜12mmの範囲が適当である。一般に充填筒では筒
径の約1/10よりも小さい粒径とする必要があるとされて
いるので、その範囲であれば偏流などがなく好都合であ
る。本発明で用いる浄化剤の粒の密度は1.5〜3.0g/ml、
好ましくは2〜3.5g/mlの範囲である。
If the size of the molded product is spherical, the diameter is preferably in the range of 2 mm to 12 mm, if it is cylindrical, the diameter is in the range of 2 mm to 12 mm, and the height is also suitable in the range of 2 mm to 12 mm. Generally, it is said that the filling cylinder needs to have a particle diameter smaller than about 1/10 of the cylinder diameter, so that it is convenient in that range because there is no drift. The particle density of the purifying agent used in the present invention is 1.5 to 3.0 g / ml,
It is preferably in the range of 2 to 3.5 g / ml.

本明細書において密度とは、成形体(粒)の重さを成形
体の幾何学的体積で割ったものをいう。密度が1.5g/ml
よりも小さい場合には、成形体の密度が弱くなるばかり
でなく、体積当たりの浄化量が減少することになる。ま
た密度が3.5g/mlよりも大きい場合には、細孔容積の減
少によるとみられる重量当たりの浄化量が減少する。
In the present specification, the density means a value obtained by dividing the weight of a molded product (grain) by the geometric volume of the molded product. Density is 1.5g / ml
When it is smaller than the above, not only the density of the molded body is weakened, but also the purification amount per volume is reduced. Further, when the density is higher than 3.5 g / ml, the amount of purification per weight, which is considered to be due to the decrease in pore volume, decreases.

このような重い浄化剤が低温においても以上に大きい浄
化能力を有することは驚くべきことである。この理由は
多分、浄化剤と水素化物との反応が接触的な脱水素反応
ではなく、水を生成する反応によるためであると思われ
る。このことは水素化物から生成する活性水素が酸化物
の格子酸素と反応し、浄化剤に十分大きな孔があくた
め、成形体の内部にまで到達できるようになることを想
像させる。
It is surprising that such a heavy cleaning agent has a greater cleaning capacity even at low temperatures. This is probably because the reaction between the purifying agent and the hydride is not a catalytic dehydrogenation reaction but a reaction that produces water. This suggests that the active hydrogen generated from the hydride reacts with the lattice oxygen of the oxide, and the purifying agent has sufficiently large pores so that it can reach the inside of the molded body.

本発明で使用される浄化剤は浄化筒内に充填されて固定
床として用いられる。しかし移動床、固定床として用い
ることも可能である。有害成分を含有するガス(以下、
被処理ガスと記す)はこの浄化筒内に流され、浄化剤と
接触せしめられることにより、有毒成分である各種水素
化物が除去され、浄化される。
The purifying agent used in the present invention is packed in a purifying cylinder and used as a fixed bed. However, it can also be used as a moving bed or a fixed bed. Gas containing harmful components (hereinafter,
A gas to be treated) is flown into the purifying cylinder and brought into contact with the purifying agent, whereby various hydrides which are toxic components are removed and purified.

本発明の浄化方法が適用される被処理ガス中の水素化物
の濃度およびガスの流速には特に制限はない。一般に濃
度が高いほど流速が小さくすることが好ましい。すなわ
ち排ガスが浄化筒内を通過する空筒線速度をa cm/sec、
有毒成分の濃度をb vol%とするとき、操作パラメータ
ーをyとして、下式の範囲で操作するのが好ましい。
There are no particular restrictions on the concentration of hydride in the gas to be treated and the gas flow rate to which the purification method of the present invention is applied. Generally, the higher the concentration, the smaller the flow rate. That is, the empty cylinder linear velocity at which exhaust gas passes through the purification cylinder is a cm / sec,
When the concentration of the toxic component is b vol%, the operation parameter is y, and it is preferable to operate in the range of the following formula.

0.0005<y<200 ただしy=a x b yが0.0005を下廻るような条件では、浄化筒の寸法が大
きくなりすぎて経済的に不利であるし、それが200を上
廻るときには、発熱量が大きくなって、冷却器などを用
いる必要が生じる。
0.0005 <y <200 However, under the condition that y = axby is less than 0.0005, the size of the purification column becomes too large, which is economically disadvantageous. When it exceeds 200, the amount of heat generated becomes large. Therefore, it becomes necessary to use a cooler or the like.

例えば、被処理ガスが水素ベースの場合には、含有され
る有毒ガスの濃度が10%以上で、流速が20cm/sec以上に
なると発熱によって浄化剤の水素による還元が生じ、活
性が失われることもあるので、このような場合には浄化
筒を冷却するなどの処置を講じて操作することが好まし
い。
For example, when the gas to be treated is hydrogen-based, if the concentration of the toxic gas contained is 10% or more and the flow rate is 20 cm / sec or more, heat will cause the reduction of the cleaning agent by hydrogen and the activity will be lost. Therefore, in such a case, it is preferable to operate by taking measures such as cooling the purifying cylinder.

本発明の浄化方法を適用し得る被処理ガスは、通常は乾
燥状態であるが、湿潤状態であっても、浄化筒内で結露
するほど湿っていなければよい。
The gas to be treated to which the purification method of the present invention can be applied is usually in a dry state, but even if it is in a wet state, it does not have to be wet enough to cause dew condensation in the purification cylinder.

被処理ガスと浄化剤との接触温度(入口ガス温度)は15
0℃以下、好ましくは0〜100℃である。特に水素をガス
のベース(雰囲気ガス)として用いる場合には100℃以
下とするのが好ましい。通常は常温乃至室温でよく、特
に加熱や冷却をする必要はない。
The contact temperature (inlet gas temperature) between the gas to be treated and the cleaning agent is 15
It is 0 ° C or lower, preferably 0 to 100 ° C. In particular, when hydrogen is used as a gas base (atmosphere gas), the temperature is preferably 100 ° C. or lower. Usually, the temperature may be from room temperature to room temperature, and heating or cooling is not particularly required.

被処理ガスの圧力は常圧、減圧、加圧のいずれでもよい
が、通常は20Kg/cm2 abs以下であり、好ましくは0.001
〜10Kg/cm2 absの範囲である。
The pressure of the gas to be treated may be any of normal pressure, reduced pressure and increased pressure, but is usually 20 Kg / cm 2 abs or less, preferably 0.001
The range is up to 10 Kg / cm 2 abs.

本発明では湿潤化処理(通常浄化筒の前に設けたバブラ
ーによる処理)が不要なので、被処理ガスを吸引する真
空ポンプの上流側に本浄化剤の浄化筒を設置することが
でき、その場合には減圧下で処理することが可能とな
る。このようにすることにより、有毒ガスが除去された
後に真空ポンプを通過することになり、ポンプのオイル
が有毒ガスにより汚されないのでメインテナンスが容易
になる。
In the present invention, since the moistening treatment (the treatment by the bubbler usually provided before the purifying cylinder) is unnecessary, the purifying cylinder for the purifying agent can be installed upstream of the vacuum pump for sucking the gas to be treated. It is possible to process under reduced pressure. By doing so, the toxic gas is removed before it passes through the vacuum pump, and the oil in the pump is not contaminated by the toxic gas, thus facilitating maintenance.

本発明の浄化方法によれば、半導体製造工程から排出さ
れる各種水素化物を有毒成分として含有するガスを、乾
燥状態で、効率よく浄化しうる。
According to the purification method of the present invention, it is possible to efficiently purify a gas containing various hydrides, which are discharged from a semiconductor manufacturing process, as a toxic component in a dry state.

〔実施例〕〔Example〕

実施例1〜2 硝酸銅と硝酸カルシウムをそれぞれ原子比Ca/(Ca+C
u)が0.1、0.5の割合になるように混合したそれぞれの
混合物をイオン交換水に20重量%になるようにそれぞれ
溶解した。他方、これらの水酸化物を得るため、化学量
論量の苛性ソーダを20重量%の水溶液とした。
Examples 1 and 2 Copper nitrate and calcium nitrate were used in an atomic ratio of Ca / (Ca + C).
u) was mixed at a ratio of 0.1 and 0.5, and the respective mixtures were dissolved in ion-exchanged water so as to be 20% by weight. On the other hand, to obtain these hydroxides, a stoichiometric amount of caustic soda was made into a 20% by weight aqueous solution.

それぞれの硝酸塩混合溶液を撹拌槽中で撹拌しながら、
前記の苛性ソーダ溶液を滴下して水酸化銅と水酸化カル
シウムとの沈澱物をそれぞれ生成させた。
While stirring each nitrate mixed solution in a stirring tank,
The above caustic soda solution was added dropwise to form precipitates of copper hydroxide and calcium hydroxide.

これらの沈澱物を濾過、洗浄した後、120℃で10時間乾
燥して焼成して酸化第二銅と水酸化カルシウムとの割合
が異なる二種類の混合物をそれぞれ得た。
These precipitates were filtered, washed, dried at 120 ° C. for 10 hours and calcined to obtain two kinds of mixtures having different ratios of cupric oxide and calcium hydroxide.

これらの混合物をそれぞれ6mmΦX6mmHのペレットに打錠
成形した。このものの粒の密度は2.8g/mlであった。こ
のものの充填密度は1.8Kg/lであった。これを破砕し、
ふるいにかけ、12〜28meshとしたものを浄化剤として用
いた。
Each of these mixtures was tablet-molded into pellets of 6 mmΦ × 6 mmH. The grain density of this product was 2.8 g / ml. The packing density of this product was 1.8 Kg / l. Crush this,
It was sifted and 12-28 mesh was used as a cleaning agent.

内径13mmΦX200mmHの硬質ポリ塩化ビニル製の浄化筒内
に、前記の浄化剤約1gを充填し(充填高さ約4mm)、こ
の浄化筒に被処理ガスとしてアルシン1vol%を含有せし
めた20℃、1atmの窒素ガスを3/hr(空塔線速度0.63c
m/sec)の速度で流して、それぞれの浄化剤を充填した
場合について飽和浄化量を測定した。
A purifying cylinder made of hard polyvinyl chloride with an inner diameter of 13 mmΦX200 mmH was filled with about 1 g of the above-mentioned purifying agent (filling height of about 4 mm), and this purifying cylinder contained 1 vol% arsine as a gas to be treated at 20 ° C, 1 atm Nitrogen gas of 3 / hr (vacuum tower linear velocity 0.63c
The flow rate was set to m / sec), and the saturated purification amount was measured when each purifying agent was filled.

結果を第1表に示す。The results are shown in Table 1.

比較例1 活性アルミナ(商品名ネオビードD4、6〜10メッシュ)
56g(100ml)に塩化第二鉄の20重量%水溶液20gをスプ
レーで噴霧し、そのまま吸収剤とした。この吸収剤はア
ルミナ1g当たり鉄を金属として0.025g含んでいた。得ら
れた吸収剤1gを実施例1の浄化剤1gのかわりに用い実施
例1と同様にして飽和浄化量を測定した。結果を第1表
に示す。
Comparative Example 1 Activated Alumina (Brand Name Neo Bead D4, 6-10 mesh)
56 g (100 ml) was sprayed with 20 g of a 20 wt% aqueous solution of ferric chloride to give an absorbent as it was. This absorbent contained 0.025 g of iron as a metal per 1 g of alumina. The saturated purification amount was measured in the same manner as in Example 1 except that 1 g of the obtained absorbent was used instead of 1 g of the purification agent of Example 1. The results are shown in Table 1.

比較例2 活性アルミナ(商品名ネオビードD4、6〜10メッシュ)
56g(100ml)に過マンガン酸カリウムの5重量%水溶液
20gをスプレーで噴霧し120℃で乾燥させる操作を4回繰
り返して吸収剤を調製した。この吸収剤はアルミナ1g当
たりマンガンを金属として0.025g含んでいた。得られた
吸収剤1gを実施例1の浄化剤1gのかわりに用い実施例1
と同様にして飽和浄化量を測定した。結果を第1表に示
す。
Comparative Example 2 Activated Alumina (Neobead D4, 6-10 mesh, trade name)
56g (100ml) 5% by weight aqueous solution of potassium permanganate
The operation of spraying 20 g and drying at 120 ° C. was repeated 4 times to prepare an absorbent. This absorbent contained 0.025 g of manganese as a metal per 1 g of alumina. Example 1 using the obtained absorbent 1g instead of the cleaning agent 1g of Example 1
The saturated purification amount was measured in the same manner as. The results are shown in Table 1.

実施例3 実施例1で用いたと同様な条件で、窒素ガスを水素ガス
に変更してアルシンの飽和浄化量を測定した。結果を第
2表に示す。
Example 3 Under the same conditions as used in Example 1, nitrogen gas was changed to hydrogen gas and the saturated purification amount of arsine was measured. The results are shown in Table 2.

実施例4〜7 窒素ガスにホスフィン、シラン、ジボランまたはセレン
化水素をそれぞれ単独に1%含有させたガスをそれぞれ
実施例1と同様な条件て流して、飽和浄化量を測定し
た。結果を第3表に示す。
Examples 4 to 7 Gases containing 1% of phosphine, silane, diborane or hydrogen selenide alone in nitrogen gas were flowed under the same conditions as in Example 1 to measure the amount of saturated purification. The results are shown in Table 3.

実施例8〜11 実施例1の硝酸カルシウムの代わりに硝酸リチウム、硝
酸マグネシウム、硝酸ストロンチウム、硝酸バリウムを
用いてM/(M+Cu)の原子比がそれぞれ0.07である酸化
第二銅とLi、Mg、SrまたはBaの水酸化物の混合物を得
た。
Examples 8 to 11 Cupric oxide and Li, Mg having an atomic ratio of M / (M + Cu) of 0.07, respectively, using lithium nitrate, magnesium nitrate, strontium nitrate, and barium nitrate in place of the calcium nitrate of Example 1. A mixture of Sr or Ba hydroxides was obtained.

これらの混合物を6mmΦX6mmHのペレットに打錠成形し
た。得られた粒の密度は2.8kg/lであった。また充填密
度は1.8kg/lであった。これを破砕し、ふるいにかけ12
〜28meshとしたものを浄化剤として用いた。
These mixtures were tabletted into 6 mmΦ × 6 mmH pellets. The density of the obtained particles was 2.8 kg / l. The packing density was 1.8 kg / l. Crush and sift this 12
~ 28mesh was used as a cleaning agent.

活性テストは実施例1と同様にした(ガス組成はN2+As
H3)。結果を第4表に示す。
The activity test was the same as in Example 1 (gas composition was N 2 + As).
H 3). The results are shown in Table 4.

実施例12〜16 実施例1で使用した浄化剤と同じ寸法の石英製の浄化筒
内に、実施例1、8〜11で用いたのと同じ浄化剤をそれ
ぞれ36g(充填容積 約20ml)充填し、窒素ガス中に1
%のアルシンをそれぞれ25/hr(空塔線速度5.3cm/se
c)の空塔線速度で通過させ、それぞれのガスが破過す
るまでの時間を測定した。なお破過の検知は次に示す検
知管を用いて行った。
Examples 12 to 16 36 g (the filling volume of about 20 ml) of the same purifying agent as used in Examples 1 and 8 to 11 were filled in a purifying cylinder made of quartz having the same size as that of the purifying agent used in Example 1. 1 in nitrogen gas
% Arsine each 25 / hr (vacant tower linear velocity 5.3 cm / se
It passed at the superficial linear velocity of c), and the time until each gas passed through was measured. The breakthrough was detected using the following detector tube.

アルシン:ガステック社製No.19L、検知下限界0.05ppm 結果を第5表に示す。Arsine: No. 19L made by Gastec Co., lower limit of detection 0.05 ppm The results are shown in Table 5.

実施例17 実施例12において、アルシンの濃度を窒素ガス中100ppm
に変更し、他は同一の条件で、破過までの時間を測定し
た。結果を第6表に示す。
Example 17 In Example 12, the concentration of arsine was 100 ppm in nitrogen gas.
And the other conditions were the same, and the time to breakthrough was measured. The results are shown in Table 6.

比較例3 16〜24メッシュの活性炭に硝酸銅水溶液および水酸化カ
リウム水溶液を順次含浸、乾燥させ、窒素ガス中で300
℃で30分焼成して吸着剤を調製した。
Comparative Example 3 16-24 mesh activated carbon was sequentially impregnated with an aqueous solution of copper nitrate and an aqueous solution of potassium hydroxide, dried, and dried in nitrogen gas at 300
An adsorbent was prepared by firing at 30 ° C. for 30 minutes.

調製した吸着剤は活性炭1g当たり金属として銅を0.063
g、カリウムを0.078g含んでいた。この添着炭12g(充填
容積約20ml)を、実施例12と同じ反応条件で破過するま
での時間を測定した。結果を第7表に示す。
The prepared adsorbent contained 0.063 copper as a metal per 1 g of activated carbon.
It contained 0.078 g of g and potassium. The time required to break through 12 g of this impregnated carbon (filling volume of about 20 ml) under the same reaction conditions as in Example 12 was measured. The results are shown in Table 7.

比較例4 比較例1と同様にして調製した吸収剤15g(充填容積約2
0ml)を比較例3と同じ条件で破過時間を測定した。結
果を第7表に示す。
Comparative Example 4 15 g of absorbent prepared in the same manner as Comparative Example 1 (filling volume of about 2
The breakthrough time was measured under the same conditions as in Comparative Example 3. The results are shown in Table 7.

比較例5 比較例2と同様にして調製した吸収剤15g(充填容積約2
0ml)を比較例3と同じ条件で破過時間を測定した。結
果を第7表に示す。
Comparative Example 5 15 g of absorbent prepared in the same manner as Comparative Example 2 (filling volume of about 2
The breakthrough time was measured under the same conditions as in Comparative Example 3. The results are shown in Table 7.

〔本発明の効果〕 本発明の浄化方法は、下記のような優れた特徴を有して
おり、工業的に極めて有用である。
[Effect of the present invention] The purification method of the present invention has the following excellent features and is industrially very useful.

(1) 浄化剤の単位体積当たりに対する有毒成分の除
去量および除去速度が大きい。
(1) The removal amount and removal rate of the toxic component per unit volume of the cleaning agent are large.

(2) 各種水素化物をその濃度とは関係なく完全に除
去することができる。
(2) Various hydrides can be completely removed regardless of their concentration.

(3) 常温乃至室温で浄化操作を行うことができ、特
に加熱や冷却を必要としない。
(3) The purification operation can be performed at room temperature to room temperature, and heating or cooling is not particularly required.

(4) 浄化剤に水分などが実質的に含有されていない
ため、常に安定した浄化性能が得られる。
(4) Since the purifying agent contains substantially no water or the like, stable purifying performance can always be obtained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】有毒成分としてアルシン、ホスフィン、シ
ラン、ジボランおよびセレン化水素の一種以上を含有す
るガスと、浄化剤とを接触させて当該ガスから有毒成分
を吸着除去する排ガスの浄化方法において、浄化剤とし
て (1)酸化第二銅、および(2)リチウム、マグネシウ
ム、カルシウム、ストロンチウムおよびバリウムからな
る群から選ばれる少なくとも一種の金属水酸化物を配合
してなり、その組成が金属の原子比 M/(M+Cu) 〔式中、Cuは銅の原子数を示し、MはLi、Mg、Ca、Srま
たはBaの原子数(これらの成分を二種以上使用するとき
はそれらの原子数の合計)を示す〕 で0.01〜0.7であり、かつその組成物を成形してなる密
度1.5〜3.5g/mlの成形体 を用いることを特徴とする排ガスの浄化方法
1. A method for purifying exhaust gas, which comprises contacting a gas containing at least one of arsine, phosphine, silane, diborane and hydrogen selenide as a toxic component with a purifying agent to adsorb and remove the toxic component from the gas, As a purifying agent, (1) cupric oxide, and (2) at least one metal hydroxide selected from the group consisting of lithium, magnesium, calcium, strontium, and barium are blended, and the composition has an atomic ratio of metal. M / (M + Cu) [In the formula, Cu represents the number of copper atoms, M is the number of atoms of Li, Mg, Ca, Sr or Ba (when two or more of these components are used, the total number of those atoms is used). The method for purifying exhaust gas is characterized by using a molded body having a density of 1.5 to 3.5 g / ml obtained by molding the composition.
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