JPWO2015121890A1 - 排ガス処理用バーナー及び該バーナーを用いた排ガス処理装置 - Google Patents

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Abstract

先端（１２ａ）が開放された外管（１２）と、先端（１４ａ）が開放され、その先端部が外管（１２）の後端（１２ｂ）から外管（１２）の内部に挿入された内管（１４）と、内管（１４）の後端（１４ｂ）から内管（１４）の内部に挿入された棒状の電熱ヒーター（１６）とを有する。上記外管（１２）の後端（１２ｂ）から突出した上記内管（１４）の側面には、支燃性ガス供給ノズル（１８）と燃料供給ノズル（２０）とが接続される。上記外管（１２）の後端（１２ｂ）側の側面には、排ガス供給ノズル（２２）が接続される。上記内管（１４）の先端（１４ａ）は、上記外管（１２）の先端（１２ａ）から離間した上記外管（１２）内の奥に配置される。そして、上記電熱ヒーター（１６）の先端（１６ａ）は、上記外管（１２）の先端（１２ａ）近傍まで伸設され、上記外管（１２）の先端（１２ａ）と上記内管（１４）の先端（１４ａ）との間に配置される。

Description

本発明は、排ガス処理に用いられるバーナー、とりわけ１,５００℃程度の高温が必要な排ガスの除害処理に好適な排ガス処理用バーナーと、これを用いた排ガス処理装置とに関する。
炉や燃焼器に取り付けられるバーナーとして、先端が開放された管状の燃焼室を有し、この燃焼室後端の閉塞端部近傍に燃料含有ガスを吹き込むノズルと空気などの酸素含有ガス（支燃性ガス）を吹き込むノズルとが、前記燃焼室の内周面の接線方向に向けて設けられると共に、着火源として電気ヒーターを用いた非予混合型の管状火炎バーナーが知られている（特許文献１及び２参照。）。
かかる技術によれば、着火源として、パイロットバーナーのように失火する虞のない電気ヒーターを用いているので、高い安全性と信頼性とを備えた管状火炎バーナーを提供することが出来る。
特開２０１２−３７２３２号公報 特開２０１２−６３１３２号公報
しかしながら、上記従来の管状火炎バーナーには次のような問題がある。
すなわち、かかるバーナーを、半導体製造工程より排出される排ガスを除害処理する排ガス処理装置の熱源とした場合、従来の火炎燃焼式排ガス処理装置と何ら変わるところが無く、排ガスの大風量処理が可能であるものの、この排ガスを処理する炉内の温度を８００℃程度までしか昇温させることが出来ない。このため、排ガスの熱分解に際し、処理風量を２５０リットル／分以下に制限した場合であっても１,４００〜１,５００℃程度の高温が必要なＣＦ4（四フッ化炭素）などの熱分解には不向きであると言った火炎燃焼式固有の問題は依然として解決されていない。
なお、このような火炎燃焼式排ガス処理装置の問題点を解決する技術として、熱源として電熱ヒーターを用いる電熱酸化分解式のものがある。電熱酸化分解式の排ガス処理装置であれば、電熱ヒーターの種類を選択(例えば、電熱ヒーターとして炭化ケイ素を発熱体とするものを選択)するだけで１,５００℃程度の高温を簡単且つクリーンに作り出すことが出来る。しかしながら、この電熱酸化分解式の排ガス処理装置においても、エネルギー源として相対的にエネルギー単価が高い電力のみを使用しているため、省エネルギー化に限界があると言った課題や、大容量排ガスの効率的な除害処理が苦手であると言った問題が有った。
それゆえに、本発明の主たる課題は、高い安全性と信頼性とを有し、従来の火炎バーナーのうち支燃性ガスとして空気を用いる火炎バーナーでは実現出来なかった１,５００℃程度の高温環境も簡単に作り出すことが出来る、経済性に優れた高効率の排ガス処理用のバーナーを提供することである。また、本発明の更なる課題は、このような排ガス処理用バーナーを用い、大容量排ガスの効率的な熱分解（除害）処理が可能な排ガス処理装置を提供することである。
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図３に示すように、排ガス処理用バーナーを次のように構成した。
すなわち、先端１２ａが開放された外管１２と、上記外管１２の内径よりも小さな外径を有し、先端１４ａが開放された内管１４であって、その先端部が上記外管１２の後端１２ｂから上記外管１２の内部に挿入された内管１４と、上記内管１４の後端１４ｂから上記内管１４の内部に挿入された棒状の電熱ヒーター１６とを有する。上記外管１２の後端１２ｂから突出した上記内管１４の側面には、上記内管１４の内部に支燃性ガスＳを供給する支燃性ガス供給ノズル１８が接続される。また、上記外管１２の後端１２ｂから突出した上記内管１４の側面には、上記内管１４の内部に燃料Ｆを供給する燃料供給ノズル２０も接続される。上記外管１２の後端１２ｂ側の側面には、上記外管１２の内部に処理対象の排ガスＥを供給する排ガス供給ノズル２２が接続される。
上記内管１４の先端１４ａは、上記外管１２の先端１２ａから離間した上記外管１２内の奥に配置される。そして、上記電熱ヒーター１６の先端１６ａは、上記外管１２の先端１２ａ近傍まで伸設され、当該電熱ヒーター１６の先端１６ａが、上記外管１２の先端１２ａと上記内管１４の先端１４ａとの間に配置される。
本発明は、例えば、次の作用を奏する。
上記内管１４内に供給する燃料Ｆの着火源として失火などの心配がない上記電熱ヒーター１６を使用するので、上記内管１４の内部では安定した火炎が形成され、その先端１４ａから噴射される。
また、上記内管１４の先端１４ａを上記外管１２の先端１２ａから離間した上記外管１２内の奥に配置すると共に、上記電熱ヒーター１６の先端１６ａを上記外管１２の先端１２ａ近傍まで伸設しているため、上記外管１２の内部には、図３に示すように、排ガスＥの通流方向の上流側から下流側に向けて、予熱領域Ｘ，火炎熱分解領域Ｙ及び電熱分解領域Ｚがこの順で形成される。このうち、電熱分解領域Ｚでは、燃料Ｆの燃焼に伴う火炎の熱エネルギーのアシストを受けることで、電熱ヒーター単体で当該領域Ｚを加熱する場合に比べて、経済的且つ効率的に当該領域Ｚを排ガスＥの熱分解に必要な所定の温度まで昇温させることが出来る。
本発明には、例えば、図２に示すように、次の構成を加えることが好ましい。
すなわち、上記内管１４及び上記外管１２を円筒状に形成すると共に、前記支燃性ガス供給ノズル１８及び前記燃料供給ノズル２０の噴射方向を上記内管１４内周面の接線方向に略一致させる。また、前記排ガス供給ノズル２２の噴射方向を上記外管１２内周面の接線方向に略一致させる。そして、上記支燃性ガス供給ノズル１８，上記燃料供給ノズル２０及び上記排ガス供給ノズル２２の噴射方向の全てを同方向にする。
この場合、上記内管１４の内部にて生成される火炎が旋回流の形で上記内管１４の先端１４ａから上記の火炎熱分解領域Ｙへと噴射される。そして、上記排ガス供給ノズル２２を介して上記外管１２に供給される排ガスＥの旋回方向もその火炎の旋回方向と同じ方向になっているため、上記の火炎熱分解領域Ｙに達した排ガスＥが旋回流となっている火炎の流れを乱すことなく、両者が効率よく接触して火炎による排ガスＥの熱分解が促進される。
また、本発明には、例えば、図３に示すように、上記外管１２の先端１２ａ側の内周面に、その内周面の内径を縮径するように突出した邪魔板２４を設けるのが好ましい。
この場合、上記排ガスＥが前記の電熱分解領域Ｚに滞留する時間を延ばすことが出来、当該排ガスＥの熱分解をより一層確実なものにすることが出来る。
また、第２の発明に係る排ガス処理装置は、上述した排ガス処理用バーナーを用いる装置であって、例えば、図１に示すように、排ガス処理装置を次のように構成したものである。
すなわち、上記排ガス処理用バーナーを配設した反応器４２と、上記排ガス処理用バーナーに導入する処理対象の排ガスＥを液洗する湿式の入口スクラバー４０又は上記反応器４２で熱分解した処理後の排ガスＥを液洗する湿式の出口スクラバー４４の少なくとも何れか一方とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、高い安全性と信頼性とを有し、従来の火炎バーナーのうち支燃性ガスとして空気を用いる火炎バーナーでは実現出来なかった１,５００℃程度の高温環境も（着火源として機能する）電熱ヒーターの種類を選択するだけで簡単に作り出すことが出来る、経済性に優れた高効率の排ガス処理用のバーナーと、このような排ガス処理用バーナーを用い、大容量排ガスの効率的な熱分解（除害）処理が可能な排ガス処理装置とを提供することができる。
本発明における一実施例の排ガス処理装置の概略を示す説明図である。 本発明の排ガス処理用バーナーの一例を示す図で、図２Ａは正面図、図２Ｂは図２Ａにおけるα−α線断面図、図２Ｃは図２Ａにおけるβ−β線断面図である。 図２Ａにおける一部切欠断面図である。
以下、本発明の一実施形態を図１から図３によって説明する。
図１は、本発明の排ガス処理用バーナー１０を搭載した排ガス処理装置１１の概略を示すものである。この排ガス処理装置１１は、図示しない半導体製造装置から排出されたモノシラン（ＳｉＨ４），塩素系ガス，ＰＦＣｓ(パーフルオロコンパウンド)などを含む排ガスＥを除害処理するための装置であり、この図が示すように、排ガス処理装置１１は、排ガスＥの処理フローに沿って、入口スクラバー４０，反応器４２及び出口スクラバー４４がこの順に設置され、さらに排気ファン４６及び水槽４８などを加えて構成されている。
入口スクラバー４０は、図示しない半導体製造装置から排出された排ガスＥに含まれる粉塵や水溶性ガスなどを洗浄水で吸収して排ガスＥから洗浄除去するものであり、直管型のスクラバー本体４０ａと、そのスクラバー本体４０ａ内部に配設され、反応器４２へ供給する前の排ガスＥに対して、熱分解前洗浄水ＰＷを噴射してこれを洗浄するスプレーノズル４０ｂとで構成される。ここで、熱分解前洗浄水ＰＷは、目的に応じて、水或いはアンモニア等の薬液が添加された水溶液などが用いられる。
この入口スクラバー４０の頂部は、入口ダクト５０を介して図示しない半導体製造装置と連結されており、半導体の製造工程で排出された各種排ガスＥが入口ダクト５０を通り、この入口スクラバー４０の頂部に導入されるようになっている。
なお、図１中の符号４０ｃは、スプレーノズル４０ｂから撒布された熱分解前洗浄水ＰＷと排ガスＥとの気液接触を促進させるための充填材である。
図示実施例では、この入口スクラバー４０と水槽４８とが別個に設けられると共に、両者が、水洗ガス供給配管５２及びこの水洗ガス供給配管５２から分枝した排水管５４で接続されている。このため、入口スクラバー４０からの排水が水洗ガス供給配管５２及び排水管５４を介して水槽４８内に設けられたシャワー水回収槽４８ａ（後述）へと送り込まれるようになる。また、排水管５４の水槽側端部５４ａは、シャワー水回収槽４８ａの水面よりも低い位置に配設されることにより水封されている。
上記のスプレーノズル４０ｂとシャワー水回収槽４８ａとは、配管５６を介して接続されており、この配管５６の途中にポンプ５８が取り付けられる。そして、このポンプ５８により、シャワー水回収槽４８ａ内に貯留した熱分解前洗浄水ＰＷをスプレーノズル４０ｂへと供給するようになっている。
なお、上記の入口スクラバー４０をシャワー水回収槽４８ａ上に立設すると共に、入口スクラバー４０の内部と水槽４８の内部とが互いに直接連通するようにしてもよい。
反応器４２は、排ガスＥを加熱分解する装置であり、反応器本体６０とこれに搭載される排ガス処理用バーナー１０とを有する。
反応器本体６０は、ステンレス(ＳＵＳ)製で円筒状の外皮ジャケットの内面に、耐火材で形成された内貼部材を貼設して構成されており、内貼部材で囲まれた内部空間６０ａが排ガス分解処理空間になっている。この反応器本体６０の天面には、上記の内部空間６０ａに向けて排ガス処理用バーナー１０が挿設されており、また、この反応器本体６０の下部には、ガス排出部６２が開設されるとともに、上記の内部空間６０ａにて熱分解処理された排ガスＥを、水槽４８へと送給する分解ガス送給配管６４が接続されている。
なお、この分解ガス送給配管６４の上流端近傍には、シャワー６６が取り付けられている。このシャワー６６は、反応器４２内で熱分解した排ガスＥを予備洗浄及び予備冷却するためのシャワー水ＳＷを噴射するものである。シャワー水ＳＷには、上述のシャワー水回収槽４８ａからポンプ５８で揚上した水等が用いられる。
排ガス処理用バーナー１０は、排ガスＥを熱分解するための熱源となるもので、図２及び図３に示すように、外管１２，内管１４，電熱ヒーター１６，支燃性ガス供給ノズル１８，燃料供給ノズル２０及び排ガス供給ノズル２２とで大略構成される。
外管１２は、ステンレスやハステロイ(ヘインズ社登録商標)などの金属材料、アルミナなどのセラミック、或いは金属材料の表面(内面)に断熱材や耐火材を貼設した材料で形成された円筒状の管材である（図２Ｂ参照）。なお、外管１２の形状は、円筒状に限定されるものではなく、管体であれば如何なる形状であってもよく、例えば、角筒状であってもよい。
この外管１２の先端１２ａは開放されており、後端１２ｂにはその外径が拡大してフランジ部１２ｃが設けられている。そして、このフランジ部１２ｃには、外管１２の後端１２ｂを閉塞するための蓋体２６がボルト２８で固定されている。
また、外管１２の後端１２ｂ側の側面には、後述する排ガス供給ノズル２２が接続されている。さらに、外管１２の先端１２ａ側の内周面には、その内周面の内径を縮径するように突出した邪魔板２４が必要に応じて設けられる。
内管１４は、上述した外管１２と同様に、ステンレスやハステロイ(ヘインズ社登録商標)などの金属材料、アルミナなどのセラミック、或いは金属材料の表面(内面)に断熱材や耐火材を貼設した材料で形成された円筒状の管材である（図２Ｃ参照）。なお、内管１４の形状も、円筒状に限定されるものではなく、管体であれば如何なる形状であってもよく、例えば、角筒状であってもよい。
この内管１４の先端１４ａは開放されており、後端１４ｂは後述する電熱ヒーター１６を固定するための栓体３３で閉塞されている。そして、この内管１４は、その外径が外管１２の内径よりも小さく形成されており、その先端部が外管１２の後端１２ｂから上記外管１２の内部へと挿入されている。
また、外管１２の後端１２ｂから突出したこの内管１４の側面には、後述する支燃性ガス供給ノズル１８及び燃料供給ノズル２０が接続される。
なお、図２及び図３中の符号３２は、例えば、反応器４２を図示しないキャビネットに収納する際などに役立つよう設けられたフランジである。
電熱ヒーター１６は、上記燃料供給ノズル２０を介して内管１４内に供給される燃料Ｆの着火源であると共に、それ自身も外管１２内を加熱する熱源となるもので、具体的には、アルミナなどのセラミック製或いはハステロイ(ヘインズ社登録商標)やステンレスなどの金属製の保護管３４の内部に、ＳｉＣなどのセラミック或いはニクロム線やカンタル(サンドビックAB社登録商標)線などの金属線を螺旋状に巻回した長尺の発熱抵抗体３６を装填した電熱式のヒーターである。
この電熱ヒーター１６の後端部には給電端子３８が設けられており、この給電端子３８にはリード線を介して電源装置が接続される（図示せず）。
支燃性ガス供給ノズル１８は、内管１４の内部に、空気や酸素含有ガスなどの支燃性ガスＳを供給する金属製のノズルであり、図２Ｃに示すように、この支燃性ガス供給ノズル１８は、その噴射方向が内管１４内周面の接線方向に略一致するようにして取り付けられる。
なお、この支燃性ガス供給ノズル１８には、図示しないが、マスフローコントローラーなどの流量調節手段を介して支燃性ガス供給源が接続される。
燃料供給ノズル２０は、内管１４の内部に、メタンやプロパンと言った炭化水素系の気体燃料或いはミスト状にした重油や軽油と言った炭化水素系の液体燃料などの燃料Ｆを供給する金属製のノズルである。この燃料供給ノズル２０は、支燃性ガス供給ノズル１８よりも内管１４の先端１４ａ側に配設される。また、図２Ｂ及びＣに示すように、この燃料供給ノズル２０も、その噴射方向が内管１４内周面の接線方向に略一致するようにして取り付けられる。
そして、この燃料供給ノズル２０にも、図示しないが、マスフローコントローラーなどの流量調節手段を介して燃料供給源が接続される。
排ガス供給ノズル２２は、外管１２の後端１２ｂ側の側面に接続され、外管１２の内部に、加熱対象(すなわち処理対象)となる排ガスＥを供給する金属製のノズルであり、図２Ｂに示すように、この排ガス供給ノズル２２は、その噴射方向が外管１２内周面の接線方向に略一致するようにして取り付けられる。また、この排ガス供給ノズル２２の噴射方向は、上述した支燃性ガス供給ノズル１８及び燃料供給ノズル２０の噴射方向と同じ方向になるように構成されている。
なお、この排ガス供給ノズル２２には、図１に示すように、水洗ガス供給配管５２の下流端が接続される。
ここで、以上のような各部材を有する排ガス処理用バーナー１０は、次のように構成される。
すなわち、内管１４の先端１４ａは、上記外管１２の先端１２ａから離間した上記外管１２内の奥（図示実施形態の場合は、外管１２の長手方向中央部より奥側）に配置される。また、上記電熱ヒーター１６の先端１６ａは、上記外管１２の先端１２ａ近傍まで伸設される。このため、外管１２の内部空間には、図３に示すように、排ガスＥの通流方向の上流側から下流側に向けて、排ガス供給ノズル２２から内管１４の先端１４ａまでの予熱領域Ｘ，内管１４の先端１４ａから内管１４より噴射される火炎の先端までの火炎熱分解領域Ｙ，及び火炎の先端から電熱ヒーター１６の先端１６ａ近傍まで(図示実施例の場合は邪魔板２４まで)の電熱分解領域Ｚと言った機能的領域が形成されるようになる。なお、その具体的な作用については後述する。
また、上記外管１２には、火炎熱分解領域Ｙの内面の温度と電熱分解領域Ｚの内面の温度とを計測する温度センサー３０が取り付けられており、この温度センサー３０で測定した温度に基づいて内管１４に供給する燃料Ｆ及び支燃性ガスＳの供給量や電熱ヒーター１６に供給する電力量などが制御される。
なお、本発明の排ガス処理用バーナー１０は、上述したように失火の虞はないが、火炎の状態を監視する火炎検出器を取り付け、かかる装置による火炎検出結果を当該バーナー１０の制御にフィードバックするようにしてもよい。
出口スクラバー４４は、シャワー６６から噴射されたシャワー水ＳＷで粉塵や水溶性ガスなどを予備洗浄すると共に予備冷却した排ガスＥを、さらに洗浄及び冷却するためのものであり、水槽４８を構成する出口スクラバー排水回収槽４８ｂ（後述）の上面に立設された直管状のスクラバー本体４４ａと、排ガスＥの通流方向に対向するように上方から洗浄水ＣＷを噴射する下向きのスプレーノズル４４ｂと、スプレーノズル４４ｂから撒布された洗浄水ＣＷと排ガスＥとの気液接触を促進させるための充填材４４ｃとで構成されている。
この出口スクラバー４４は、上述した入口スクラバー４０と同様に、図示実施形態では、スプレーノズル４４ｂと水槽４８（より具体的には出口スクラバー排水回収槽４８ｂ）とが配管６８を介して接続されており、この配管６８の途中に取り付けられたポンプ７０によって、出口スクラバー排水回収槽４８ｂ内の洗浄水ＣＷをスプレーノズル４４ｂに揚上するようになっているが、このスプレーノズル４４ｂには、水槽４８内の洗浄水ＣＷの他に、必要に応じて新水などの新しい薬液が供給される。
なお、図１中の符号７２は、出口スクラバー排水回収槽４８ｂからスプレーノズル４４ｂへと供給される洗浄水ＣＷを冷却する冷却装置である。
排気ファン４６は、出口スクラバー４４の頂部出口に接続されており、この排気ファン４６が稼働することによって排ガス処理装置１１の内部が常に大気圧よりも低い圧力（＝負圧）に保たれている。このため、熱分解処理前の排ガスＥや処理済みで高温の排ガスＥなどが誤って排ガス処理装置１１から外部へ漏れ出すことがない。
水槽４８は、熱分解前洗浄水ＰＷ，シャワー水ＳＷ及び洗浄水ＣＷを貯留するタンクであり、その内部は、仕切り部材７４によってシャワー水回収槽４８ａと出口スクラバー排水回収槽４８ｂとに分割されている。また、仕切り部材７４は、水槽４８内の底面から立設された板材であり、その上端と水槽４８内の天面との間には開口７６が設けられており、後述するように排ガス処理装置１１の稼働中は、この開口７６を排ガスＥが通り抜けることになる。
上述のように、シャワー水回収槽４８ａは、入口スクラバー４０で噴射された熱分解前洗浄水ＰＷ及びシャワー６６から噴射されたシャワー水ＳＷを回収するとともに、入口スクラバー４０及びシャワー６６に対し、ポンプ５８を介して供給する熱分解前洗浄水ＰＷ及びシャワー水ＳＷを貯留する水槽である。
また、出口スクラバー排水回収槽４８ｂは、出口スクラバー４４のスプレーノズル４４ｂから排出された洗浄水ＣＷ及び必要に応じて供給される新水などの新しい薬液を回収するとともに、出口スクラバー４４のスプレーノズル４４ｂに供給する水等、つまり洗浄水ＣＷを貯留する水槽である。
ここで、出口スクラバー排水回収槽４８ｂには、必要に応じて出口スクラバー４４に供給された新水などの新しい薬液が流入しているので、所定量以上の水等が溜まらないように余剰の水等は仕切り部材７４を越えてシャワー水回収槽４８ａへオーバーフローするようになっている。また、シャワー水回収槽４８ａは、上述のように、水等が出口スクラバー排水回収槽４８ｂからオーバーフローしてくるので、所定量以上の水等が溜まらないように排水管７８が配設されている。この排水管７８は、シャワー水回収槽４８ａに貯留された水等を図示しない排水処理装置へ送るための配管であり、その一方端が排水処理装置に接続されると共に、他方端は、シャワー水回収槽４８ａの底面から所定の高さに配設される。したがって、シャワー水回収槽４８ａの水面位置は、排水管７８の他方端の位置よりも高くならない。
なお、本実施例の排ガス処理装置１１における反応器４２を除く他の部分には、排ガスＥに含まれる、或いは排ガスＥを分解することによって生じるフッ酸などの腐食性成分による腐食から各部を守るため、塩化ビニル樹脂，ポリエチレン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂及びフッ素樹脂などによる耐腐食性のライニングやコーティングが施されている。
次に、以上のように構成された排ガス処理装置１１を用いて排ガスＥの除害処理を行う際には、まず始めに、排ガス処理装置１１の運転スイッチ(図示せず)をオンにして排ガス処理用バーナー１０の電熱ヒーター１６を作動させ、内管１４内の加熱を開始する。
続いて、排ガス処理用バーナー１０の火炎熱分解領域Ｙにおける外管１２内面の温度が炭化水素系の燃料Ｆの燃焼温度(例えば、燃料ガスがメタンの場合には、約７００℃前後)に達すると、図示しない制御手段が作動して、内管１４内に燃料Ｆと支燃性ガスＳとが送給される。すると、内管１４内で旋回炎が形成され、これが内管１４の先端１４ａから外管１４の火炎熱分解領域Ｙに向けて噴射される。
ここで、外管１２における電熱分解領域Ｚの内面の温度が１,５００℃程度の高温になるまで電熱ヒーター１６への給電が継続されるが、内管１４で形成した火炎の熱エネルギーのアシストを受けることができるので、電熱ヒーター１６単体で当該領域Ｚを加熱する場合に比べて、より早く且つ少ない電力消費量で当該領域Ｚを１,５００℃程度の高温まで昇温させることが出来る。
そして、外管１２における電熱分解領域Ｚの内面の温度が１,５００℃程度の高温に達すると、排気ファン４６が作動し、排ガス処理装置１１への排ガスＥの導入を開始させる。すると、排ガスＥは、入口スクラバー４０，反応器４２及び出口スクラバー４４をこの順に通過して排ガスＥ中の除害対象成分が除害される。
また、外管１２における電熱分解領域Ｚの内面の温度が１５００℃程度を保持するように電熱ヒーター１６に供給される電力量が制御される。
本実施形態の排ガス処理装置１１によれば、排ガス処理用バーナー１０を上記の通り構成しているので、排ガスＥの熱分解の際、以下の作用を奏する。
すなわち、排ガス供給ノズル２２から外管１２内に供給された排ガスＥは、予熱領域Ｘにおいて、内管１４の外周を螺旋状に旋回しながら外管１２の先端１２ａ側に向けて進む。この際、内管１４の管壁からの輻射熱で予熱される。
続いて、火炎熱分解領域Ｙに達した排ガスＥは、内管１４から噴射された火炎によって約１,０００℃程度に加熱された当該領域Ｙを通過する際に、ＳｉＨ4などの比較的低温で熱分解可能な成分が熱分解される。
そして、電熱分解領域Ｚに達した排ガスＥは、火炎のアシストを得た電熱ヒーター１６で効率的に約１,５００℃程度の高温になった当該領域Ｚを通過する際に、ＣＦ4などの難熱分解性の成分も熱分解される。
なお、上記の実施形態は、次のように変更可能である。
すなわち、上述の排ガス処理装置１１では、入口スクラバー４０と出口スクラバー４４の両方を備える場合を示したが、処理する排ガスＥの種類によってはこれらの何れか一方を備えるようにしてもよい。
また、図示実施形態では、排ガス処理用バーナー１０において、排ガス供給ノズル２２の噴射方向が、支燃性ガス供給ノズル１８及び燃料供給ノズル２０の噴射方向と同じ方向になるよう構成しているが、排ガス供給ノズル２２の噴射方向を、支燃性ガス供給ノズル１８及び燃料供給ノズル２０の噴射方向とは逆になるよう構成することも可能である。なぜなら、着火源としてパイロットバーナーなどを使用する従来のバーナーでは、排ガス供給ノズル２２の噴射方向を、支燃性ガス供給ノズル１８及び燃料供給ノズル２０の噴射方向と逆にした場合、両者が接触する際に乱流が生じて火炎が失火する虞があるが、本発明の排ガス処理用バーナー１０では、電熱ヒーター１６を着火源としているため、係る失火の虞はない。そして、このように排ガス供給ノズル２２の噴射方向を、支燃性ガス供給ノズル１８及び燃料供給ノズル２０の噴射方向と逆にすることも出来ることにより、装置レイアウトの選択の幅が拡がると言った利点を有する。
さらに、上述の実施形態では、支燃性ガス供給ノズル１８と燃料供給ノズル２０とを別体で構成する場合を示したが、これらを一体的に構成し、支燃性ガスＳと燃料Ｆとをプレミックス(予混合)して内管１４内に供給するようにしてもよい。
１０…排ガス処理用バーナー
１１…排ガス処理装置
１２…外管
１２ａ…（外管の）先端
１２ｂ…（外管の）後端
１４…内管
１４ａ…（内管の）先端
１４ｂ…（内管の）後端
１６…電熱ヒーター
１６ａ…（電熱ヒーター）の先端
１８…支燃性ガス供給ノズル
２０…燃料供給ノズル
２２…排ガス供給ノズル
２４…邪魔板
４０…入口スクラバー
４２…反応器
４４…出口スクラバー
Ｅ…排ガス
Ｓ…支燃性ガス
Ｆ…燃料

Claims (4)

  1. 先端(１２ａ)が開放された外管(１２)と、
    上記外管(１２)の内径よりも小さな外径を有し、先端(１４ａ)が開放された内管(１４)であって、その先端部が上記外管(１２)の後端(１２ｂ)から上記外管(１２)の内部に挿入された内管(１４)と、
    上記内管(１４)の後端(１４ｂ)から上記内管(１４)の内部に挿入された棒状の電熱ヒーター(１６)と、
    上記外管(１２)の後端(１２ｂ)から突出した上記内管(１４)の側面に接続され、上記内管(１４)の内部に支燃性ガス(Ｓ)を供給する支燃性ガス供給ノズル(１８)と、
    上記外管(１２)の後端(１２ｂ)から突出した上記内管(１４)の側面に接続され、上記内管(１４)の内部に燃料(Ｆ)を供給する燃料供給ノズル(２０)と、
    上記外管(１２)の後端(１２ｂ)側の側面に接続され、上記外管(１２)の内部に処理対象の排ガス(Ｅ)を供給する排ガス供給ノズル(２２)とを具備し、
    上記内管(１４)の先端(１４ａ)が、上記外管(１２)の先端(１２ａ)から離間した上記外管(１２)内の奥に配置されると共に、
    上記電熱ヒーター(１６)の先端(１６ａ)が、上記外管(１２)の先端(１２ａ)近傍まで伸設され、上記外管（１２）の先端（１２ａ）と上記内管（１４）の先端（１４ａ）との間に配置される、
    ことを特徴とする排ガス処理用バーナー。
  2. 請求項１の排ガス処理用バーナーにおいて、
    前記内管(１４)及び前記外管(１２)が円筒状に形成されており、
    前記支燃性ガス供給ノズル(１８)及び前記燃料供給ノズル(２０)の噴射方向を上記内管(１４)内周面の接線方向に略一致させ、且つ、前記排ガス供給ノズル(２２)の噴射方向を上記外管(１２)内周面の接線方向に略一致させると共に、
    上記支燃性ガス供給ノズル(１８)，上記燃料供給ノズル(２０)及び上記排ガス供給ノズル(２２)の噴射方向の全てを同方向にする、ことを特徴とする排ガス処理用バーナー。
  3. 請求項１又は２の排ガス処理用バーナーにおいて、
    前記外管(１２)の先端(１２ａ)側の内周面に、その内周面の内径を縮径するように突出した邪魔板(２４)が設けられている、ことを特徴とする排ガス処理用バーナー。
  4. 請求項１から３の何れかの排ガス処理用バーナーを配設した反応器(４２)と、
    上記排ガス処理用バーナーに導入する処理対象の排ガス(Ｅ)を液洗する湿式の入口スクラバー(４０)又は上記反応器(４２)で熱分解した処理後の排ガス(Ｅ)を液洗する湿式の出口スクラバー(４４)の少なくとも何れか一方とを備える、
    ことを特徴とする排ガス処理装置。
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