JPS63236519A

JPS63236519A - 有害廃ガスの処理方法

Info

Publication number: JPS63236519A
Application number: JP62068098A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tokuse; 徳勢　允宏; Junichi Kugimoto; 純一釘本; Yukio Nakada; 仲田　幸夫
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1987-03-24
Filing date: 1987-03-24
Publication date: 1988-10-03
Also published as: JPH0416210B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、ＩＣ，ＬＳＩの製造工程で発生する有害廃ガ
ス捕集装置において、ガス流通に伴う捕集剤の乾燥によ
る捕集能の低下を防止する方法を提供するものである。

（従来の技術およびその問題点）近年、めざましい成長をとげてきた半導体工業における
、ＩＣ，ＬＳＩ製造工程において発生するシラン、ジボ
ラン、セレン化水素等の揮発性無機水素化物は１強い毒
性を有し、特にシランは空気中の酸素と激しく反応し、
発火する性質を持っている。そのため、半導体製造工程
より生ずる廃ガスから前記の有害物質を安全かつ完全に
除去することが要求されている。

これらの有害物質の除去には、従来より種々の方法が提
案されているが、一般には、苛性アルカリ水溶液に有害
成分を含む廃ガスを自流接触させ、有害成分を苛性アル
カリに吸収除去させる湿式法によっている。しかし、こ
の方法は、苛性アルカリが比較的安価であるという特徴
を有するものの、装置の大型化、複雑化、苛性アルカリ
の腐蝕作用によるメンテナンスの困難さ、およびアルカ
リ廃液の廃棄処理の困難さ等から、乾式の除去方法が望
まれていた。

乾式の除去方法としては、特開昭５８−１２８１４６号
公報、特開昭５．９−４９８２２号公報、特開昭６０−
１８７３３５号公報、特開昭５７−９１７１９号公報、
特開昭６０−１７５５２２号公報等に開示される如く、
ゲイソウ上等の多孔質ゲイ酸塩にアルカリ水溶液および
／または酸化剤水溶液を担持させる方法がある。

しかし、これらの方法において、粉末状担体を用いたも
のは、水溶液を担持することにより著しく通気抵抗が増
大し、実用に耐えない、一方、粒状担体を用いたものは
、廃ガスの流通に伴い、捕集剤は乾燥し、担持液層中の
水を失うため、有害廃ガス捕集能をほとんど失ってしま
う、そのため、。

実際に有害廃ガス捕集装置として用いる場合、捕集剤の
乾燥を防止するために、第２図に示したように廃ガスを
水中に導き、バブリングさせる方法、または第３図に示
したように定期的に水または水蒸気をフラッシュさせる
方法等により、廃ガスを加湿する方法が行われている。

しかし、これらの方法では、装置が複雑化すること、Ｉ
Ｃ，ＬＳＩ製造工程への水分の逆流、拡散を防止する必
要があること等、乾式捕集剤を用いたメリットのほとん
どが失われていた。

（発明の目的）本発明は、前記欠点を解決し、大がかりな加湿装置を必
要とすることなく、捕集剤を加湿する方法を提供するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための技術的手段）本発明は、有害
化合物を含有した廃ガスを捕集剤により処理するに当り
、廃ガスを、水で膨潤した吸水性高分子層に通じるか、
あるいは水を封入した水蒸気透過性膜と接触させること
により、加湿した後、該廃ガスを捕集剤に流通すること
と特徴とする有害廃ガスの処理方法に関する。

本発明においては、有害廃ガスを水と直接接触させるこ
となく、水で膨潤し人−吸水性高分子層に通じるか、あ
るいは水を封入した水蒸気透過性膜と接触さることによ
り、廃ガスを加湿する。したがって、加湿基等の新たな
装置を設けることなく、例えば第１図に示すように有害
廃ガ、ス捕集塔下部に、加湿用ゲル、または水を含んだ
膜を充填するのみで十分である。

本発明の捕集剤としては、水分を含有したアルカリ土類
金属化合物を有効成分とすものが好適に用いられる。ア
ルカリ土類金属化合物としては、マグネシウム、カルシ
ウム、ストロンチウム、バリウムから忍ばれるいずれか
一種の金属の酸化物および／または水酸化物が用いられ
る。特に、価格、塩基度から、カルシウムの酸化物およ
び／または水酸化物が最も適している。水分の含有量は
、アルカリ土類金属化合物に対して１〜２５重量％が望
ましい、この水分に溶解したアルカリ土類金属化合物に
よりガス状有害化合物が捕集される。

したがって、水分が少なすぎると捕集能力が十分でなく
なるので好ましくない、該捕集剤は、以下の製法により
得られる。まず、アルカリ土類金属化合物に水を加え、
混合、造粒し、乾燥する。この際、苛性アルカリ水溶液
を添加してもよい、苛性アルカリ水溶液の添加により、
除去剤の塩基性度を上げ、捕集効果を増大させることが
できる。

次いで、乾燥物を３００〜７００℃の温度で焼成す、る
、温度が３００℃より低いと吸水した際に。

粒子が崩壊しやすく、また７００℃より高いと吸湿によ
りアルカリ土類金属の水酸化物を生じにくいので好まし
くない０次いで、焼成物に水分と１〜２５重量％含有さ
せることにより、該捕集剤が得られる。水分を含有させ
る方法としては、例えば、焼成物にスチームを含んだ窒
素ガスを流通することにより行われる。

本発明の捕集剤としては、さらに、多孔質担体にアルカ
リ水溶液および／または酸化剤を担持させたものも好適
に用いられる。多孔質担体としては、ケイソウ土、ケイ
酸カルシウム、ベントナイト、鹿沼土等が用いられる。

アルカリ水溶液としては、苛性ソーダ、苛性カリ、水酸
化カルシウム等が用いられる。酸化剤としては、過マン
ガン酸カリウム、塩化第二鉄等が用いられる。

有害化合物としては、シラン、ジボラン、セレン化水素
等の揮発性！！機水素化物が挙げられる。

本発明の吸水性高分子としては、ポリビニルアルコール
−アクリル酸共重合体、アクリル酸−アクリル酸ナトリ
ウム逆相懸濁重合体、デンプンまたはセルロースへのア
クリロニトリルグラフト重合物加水分解体、イソブチレ
ン−無水マレイン酸共重合体、ポリエチレンオキサイド
部分架橋本、アクリルアミド−アクリル酸カリウム架橋
重合物、ポリビニルアルコールの環状酸無水物による変
成体、Ｎ−アクロイルピロリジン−メチレンビスアクリ
ルアミド三次元架橋共重合体等、一般に市販されている
高吸水性樹脂が適している。ＱＩｈらの高吸水性樹脂は
、自重の２００・〜１０００倍の水を吸収し、しかも外
圧による水の散失はない。したがって、乾燥廃ガスをこ
の水で膨潤した吸水性高分子に通じることにより、乾燥
廃ガスを加湿することができる。この際、高吸水性樹脂
の保水性により、水は徐々に放出されるので、同量の水
に比較して３〜６倍の時間廃ガスを加湿することができ
る。

水蒸気透過性膜としては、延伸等の方法により水蒸気は
透過するが、液状の水は透過しないように細孔を制御し
たポリエチレン膜またはポリプロピレン膜等が適してい
る。これらの水蒸気透過性膜に水を封入したものを用い
た場合、前記水で膨潤した吸水性高分子を用いた場合に
比べて、同等あるいは、それ以上の長時間にわたり、廃
ガスを加湿することができる。

（実施例）以下実施例において、本発明を説明する。

実施例１水酸化カルシウム粉末に水を加え、造粒後、乾燥した。

乾燥物を５００℃で３時間焼成し、直径２ＩＩＩｍ程度
の塊状の捕集剤を得た。この捕集剤にスチームを含んだ
窒素ガスを流通し、水分を１ａ５重量％吸湿させた。

一方、市販のポリビニルアルコール−・アクリル酸共重
合体１ｇに水を吸収させ、４００ｇの吸水樹脂を得た。

次いで、内径’ｌ　５　ａｍのカラムに、吸水樹脂２０
ｇを下層に捕集剤２０ｇを五層に充填し、２０℃にて乾
燥窒素ガスを流速５ｃｎ／Ｓｅｃで１００時間流通した
。窒素流通後の捕集剤中の水分量は１１゜０重量％であ
った。この捕集剤に、シランガスを４ｖ０１％含む窒素
ガスを流速１．／ＳｅＣで流通した。カラム上部にＫＭ
ｎ○４水溶液を担持したインジケーターを置き、ＫＭｎ
Ｏ４が紫より茶色に変色し始める点を破過点として、ガ
スを採集し、シランガス濃度を測定したところ、４０分
後にＫＭｎＯ４の一部に変色が認められ、その時のシラ
ンガス出口濃度は５０ｐｐｍ以下であった。

実施例２実施例１と同様にして得られた捕集剤２０ｇおよび吸水
樹脂１０ｇを混合し、カラムに詰め、実施例１と同様に
乾燥後、シラン捕集試験を行った。

その結果、破過時間および出口濃度は実施例１と同程度
であった。

実施例３加湿剤として液体の水を通さない微細気孔を持つポリエ
チレン膜により封じられた水を用いた以外は、実施例１
と同様にして乾燥試験を行った。

１００時間経過後の捕集剤中の水分は７．２１盆％であ
った０次いで、実施例１と同様にシラン捕集試験を行っ
た結果、破過時間および出口濃度は実施例１と同程度で
あった。

比較例１加湿剤のかわりに水２０　ｒｎ　Ｊｌ中に乾燥窒素ガス
をバブリングさせ、実施例１と同様な方法で乾燥試験を
行った。水は２０時間後に蒸発してしまい、さらに８０
時間試験を続けたところ、捕集剤中の水分は０．５４ｔ
ｉ％に低下していた。実施例１と開会にシラン捕集試験
を行った結果、シラン捕集能をほとんど示さなかった。

比較例２水を２００ｍｊ！用いたほかは、比較例１と同様にして
乾燥試験を行った。１００時間経過後の捕集剤中の水分
は３１．０重量％であった。実施例１と同様にシラン捕
集試験を行った結果、２５分で破過Ｉ７た。

（発明の効果）本発明における高吸水性樹脂に吸収された水、または水
蒸気透過性膜に封入された水は外圧により外部に漏出す
ることがないので、例えば有害廃ガス捕集塔下部にこれ
らの保水剤を充填するのみで加湿効果を有し、しかも徐
放性であるため、長時間にわたって加湿効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による加湿方法を表した図であり、第２
図は従来の水中バブリングによる加湿方法を表した図で
あり、第３図は水フラツシユ方法による加湿方法を表し
た図である。１・・・捕集装置、２・・・加湿装置、３・・・ポンプ
、４・・・水、ミストトラップ、５・・・捕集剤、６・
・・加湿剤。特許出願人　　　宇部興産株式会社第１１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）有害化合物を含有した廃ガスを捕集剤により処理
するに当り、廃ガスを、水で膨潤した吸水性高分子層に
通じるか、あるいは水を封入した水蒸気透過性膜と接触
させることにより、加湿した後、該廃ガスを捕集剤に流
通することを特徴とする有害廃ガスの処理方法。
（２）有害化合物が、シラン、ジボラン、セレン化水素
等の揮発性無機水素化物である特許請求の範囲第１項記
載の有害廃ガスの処理方法。
（３）捕集剤が、多孔質担体にアルカリ水溶液および／
または酸化剤を担持させたものである特許請求の範囲第
１項記載の有害廃ガスの処理方法。
（４）捕集剤が、水分を含有したアルカリ土類金属を有
効成分とするものである特許請求の範囲第１項記載の有
害廃ガスの処理方法。