KR20010067078A - Ｐｆｃ 가스의 처리 방법 및 처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 PFC 분해 가스의 세정후의 가스를 배기하는 배기 라인의 부식을 억제하는 것을 목적으로 한다.

PFC의 분해 가스를 세정하는 세정탑의 후방단에 미스트 분리 장치를 설치한다. 세정 가스중으로부터 미스트를 제거함으로써, 배기 라인의 부식을 억제할 수 있다.

Description

ＰＦＣ 가스의 처리 방법 및 처리 장치{Method and Apparatus for Treating PFC Gas}

본 발명은 PFC(Perfluorocompounds) 가스의 처리 방법 및 처리 장치에 관한 것이다.

PFC(Perfluorocompounds)는 CF₄, C₂F₆, C₃F₈, SF₆, NF₃등의 총칭이다. PFC 가스는 반도체 엣칭용 가스, 반도체 세정용 가스 또는 절연 가스 등으로 사용되고 있다. 이 PFC 가스는 지구 온난화 가스이며, 대기 방출의 규제 대상으로 되어 있다. 이에 따라, 다양한 분해 방법이 검토되고 있다. 그 하나로서, 일본 특허 공개 평11-70322호 공보에는 PFC 가스를 가수 분해한 후, 물 또는 알칼리 수용액으로 세정하여 배기하는 것이 기재되어 있다.

본 발명자는 PFC 가스를 분해하고, 분해 가스를 세정한 후 배기하는 PFC 처리 방법에 대하여 연구하던 중에, 세정 가스를 배기하는 배기 송풍기 또는 배기관이 세정 가스에 의해서 부식되는 것을 알았다.

본 발명은 PFC 가스의 처리 방법 및 처리 장치에 있어서, PFC 분해 가스를 세정한 후의 가스에 의해서, 배기 송풍기 및 배기관이 부식되는 것을 억제하는 데에 그 목적이 있다.

도1은 본 발명의 PFC 처리 장치를 반도체 엣칭로에 부설한 예를 도시한 개략도.

도2a 및 도2b는 사이클론식 미스트 분리 장치를 도시한 평면도, 및 측면의 단면도.

도3은 필터식 미스트 분리 장치의 개략 단면도.

도4는 미스트 분리에 사용되는 전기 집진 장치의 개략도.

도5는 미스트 분리에 사용되는 활성탄 흡착 장치의 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : PFC 분해탑

13 : 배기 가스 세정탑

21 : 사이클론식 미스트 분리 장치

30 : 필터식 미스트 분리 장치

40 : 전기 집진 장치

51 : 흡착·재생탑

본 발명은 PFC의 분해 가스를 세정한 후, 가스중에 포함되는 PFC 분해 생성물을 함유한 미스트를 분리하고 나서 배기하도록 한 점에 특징이 있다.

본 발명자는 배기관 및 배기 송풍기의 부식의 원인이 세정 공정에서 세정되지 않은 PFC 분해 가스가 미스트에 동반하여 세정탑의 탑 밖으로 흘러, 송풍기 또는 배기관에 부착되기 때문임을 밝혀내었다. 그리고, 미스트를 분리함으로써, 배기관 및 배기 송풍기의 부식을 억제하는 데에 성공했다.

세정후의 가스에 포함되는 미스트는 입경 10 ㎛이상의 것이 대부분 차지하고 있으며, 입경 1 ㎛이하의 것은 겨우 수십 %에 불과하다. 이와 같은 입경 분포를 갖는 미스트를 제거하려면, 사이클론식의 분리 장치, 필터식의 분리 장치, 전기 집진 장치, 활성탄 흡착 장치 등이 적합하다. 특히, 사이클론식의 분리 장치와 필터식의 분리 장치가 장치를 소형화할 수 있으므로 바람직하다. 필터식의 분리 장치를 이용하는 경우에는 구멍의 직경이 다른 복수개의 필터를 중합하여, 구멍의 직경이 큰 필터로 입경이 큰 미스트를 분리하고, 구멍의 직경이 작은 필터로 입경이 작은 미스트를 분리하도록 하는 것이 바람직하다. 구멍의 직경이 작은 필터만을 이용하면, 가스의 유통이 나빠지고, 압력 손실이 커지며, 대형 송풍기를 사용해야 하므로, 그다지 바람직하지 않다. 구멍의 직경이 다른 복수개의 필터를 조합함으로써, 압력 손실을 작게 억제하는 것이 가능해진다.

본 발명은 PFC 가스를 가수 분해, 산화 분해, 연소 또는 열분해 등에 의해 불화수소를 포함하는 가스로 분해한 후, 세정하여 배기하는 방법에 대하여 적용할 수 있다. 이들 방법 이외에도, PFC를 불화수소를 포함하는 가스로 분해하는 방법이면, 본 발명의 처리 방법을 적용할 수 있다. PFC를 불화수소로 전환함으로써, 물 또는 알칼리 수용액으로 세정함으로써 불화수소를 용액속에 흡수하여 가스중으로부터 제거하는 것이 가능해지며, 세정탑으로부터 배기되는 가스를 실질적으로 불화물을 포함하지 않는 가스로 할 수 있다.

또, 배기 가스를 세정한 후 미스트를 분리하는 선행 기술은 일본 특허 공개 평11-216455호 공보에 기재되어 있지만, PFC 분해 가스를 대상으로 하고 있지 않다. 일본 특허 공개 평8-318122호 공보 및 특허 공개 소57-197023호 공보에는 물 세정 장치의 후방에 흡착탑을 설치하는 것이 기재되어 있지만, 이들도 PFC 가스를 대상으로 하고 있지 않다.

SF₆또는 NF₃를 가수 분해하는 경우, 이론적으로는 수학식 1 및 수학식 2의 반응이 진행된다.

분해 생성물인 S0₃, HF, NF₃, H₂0는 세정탑에서 물 또는 알칼리 수용액에 의해 세정됨으로써 가스중으로부터 제거된다. 그러나, 제거되지 못한 일부의 HF, S0₃, N0₂등은 H₂0를 동반하여 미스트로 되어 세정탑을 통과한다. 예를 들어, SO₃1 mol은 H₂0를 약 250 mo1 동반함을 알 수 있었다. 이들 미스트가 배기 라인에 배출되면, 배기 가스의 온도가 이슬점 이하로 된 시점에서 응축되고, 배기관의 내면에고착되어 폐색을 일으킨다. 또한, 배기 송풍기의 내부에 부착되어 송풍기를 사용 불가능하게 한다. NF₃를 처리하는 경우에도 세정시에 질산의 미스트가 생성되고, 이것이 배기 라인으로 흘러 배기관 등을 부식시키는 경우가 있다. 탄소계의 PFC 가스를 처리하는 경우는, 배기관 또는 배기 송풍기를 부식시키는 가스는 주로 HF이다.

세정탑을 통과한 배기 가스에 포함되는 미스트가 어느 정도의 입경으로 되어 있는지를 임팩터 방식의 입경 측정기를 이용하여 조사했다. 그 결과, 미스트의 입경은 11 ㎛ 이상의 것이 약 60 %이고, 1 ㎛ 이하의 것이 약 30 %였다. 나머지는 1 내지 10 ㎛의 것이었다.

사이클론식의 미스트 분리 장치는 원심력을 이용하여 기류중의 작은 고체 입자나 액적을 제거하는 장치이다. 사이클론식의 분리 장치의 개략도를 도2a와 도2b에 도시한다. 도2a는 평면도이고, 도2b는 측면의 단면도이다. 이 사이클론식의 미스트 분리 장치(21)는 미스트를 포함한 기체가 가스 입구(22)로부터 높은 속도로 사이클론 내부에 도입된다. 사이클론 내부에 도입인 미스트는 원심력에 의해 외측으로 방출되어 원통의 내벽(23)에 부딪힌다. 내벽(23)에 부딪힌 미스트는 하부의 액체 배출구(24)로부터 배출된다. 미스트가 제거된 기체는 상승하여 내부 통(26)을 거쳐서 상부의 가스 배출구로부터 빠져 나간다. 내부 통(26)을 거쳐서 빠져 나온 가스에 포함되는 액체는 액체 배출구(25)로부터 배출된다. 사이클론의 크기[내벽(23)의 최대 직경 부분의 크기]는 제거할 액적의 입경에 의해서 결정하는 것이 좋다. 가스 입구(22)의 내경이 작고 가스의 입구 속도가 빠르면, 원심력이 커져서작은 미스트를 제거할 수 있다. 예를 들어 1 ㎛정도의 미스트를 포집하려면, 가스 입구의 반경을 1 cm 정도, 입구 가스 속도를 20 m/초 정도로 하는 것이 좋다. 사이클론의 입구 가스 유속은 10 내지 30 m/초로 하는 것이 바람직하다. 이 범위로 하면, 높은 미스트 제거율을 얻을 수 있다. 입구 속도가 커질수록 미스트 제거율은 증대하지만 압력 손실은 커진다. 사이클론의 재질로서는 내식성이 우수한 염화비닐, 아크릴 등이 바람직하다.

필터식의 미스트 분리 장치는 미세한 가는 구멍(포어)을 갖는 필터를 이용함으로써 가스 흐름속의 미스트를 포획하는 것이다. 필터식 미스트 분리 장치의 개략도를 도3에 도시한다. 도3은 구멍의 직경이 다른 2개의 필터(32, 33)를 중합한 예를 도시하고 있다. 이 필터식 미스트 분리 장치(30)는 통 내부의 대략 중앙부에 필터(32, 33)를 설치하고, 가스를 하부로부터 도입하여 상부로부터 배출하도록 한 것이다. 필터(32, 33)는 패킹(34), 플랜지(35)에 의해서 통에 고정되어 있다. 필터를 통해서 빠져 나온 가스에 동반하는 액체는 액체 배출구(36)로부터 통 외부로 배출된다.

필터에서의 가스 속도가 5 내지 25 cm/초인 경우, 1 ㎛의 미스트를 제거하려면 250 ㎛이하의 포어 크기의 필터를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 160 ㎛이하의 필터를 사용하는 것이 바람직하다. 필터를 이용하는 경우에도, 포어 크기가 크면 미스트의 제거율이 저하하고, 작으면 제거율은 높지만 압력 손실이 커진다. 필터의 재질은 시판되고 있는 유리로 된 것으로 충분하지만, 가스중에 HF 등의 산성 가스가 포함되는 경우에는 세라믹스로 된 것이 바람직하다. 필터를 사용하는 경우는 배기 가스 세정탑 내에 설치할 수도 있다. 예를 들어, 분무식 세정탑의 분무 노즐보다도 상방에 필터를 설치하여, 세정된 가스에 포함되는 미스트를 제거한다.

전기 집진 장치는 가스를 강한 전기장 속에 흘려 보내어 대전시키고 반대의 전극 부분에 미스트를 집중시키는 장치이다. 전기 집진 장치의 개략도를 도4에 도시한다. 이 전기 집진 장치(40)는 상하로 배치된 방전극 지지봉(41, 42)에 의해서 방전극(44)을 지지하고, 방전극에 대향하여 원통형의 집진극(43)을 설치한 것이다. 방전극과 집진극은 고전압 전원(45)에 접속되어 있다. 피처리 가스는 하부의 가스 입구로부터 유입되어 상부로 빠져 나간다. 또한, 가스중으로부터 분리된 액체는 액체 배출구(46)로부터 배출된다. 전기 집진 장치의 경우, 8 kV 이상의 전압을 가하는 것이 바람직하다. 또한, 전극부에 미스트가 부착되지 않도록 공기 등을 흘려 보내는 것이 바람직하다. 미스트가 전극에 부착되면, 단락에 의해서 전압이 높아지지 않는다. 전기 집진의 전극에는 텅스텐선, SUS선 등이 사용 가능하다.

활성탄 흡착 장치는 미스트를 활성탄 상에 흡착시키는 방식이다. 활성탄 흡착 장치의 개략도를 도5에 도시한다. 도5의 활성탄 흡착 장치는 활성탄(59)을 충전한 2개의 흡착·재생탑(51, 52)을 갖고, 한 쪽이 흡착 과정에 있을 때 다른 쪽은 재생 과정에 있게 된다. 흡착시에는, 가스는 활성탄(59)의 하방으로부터 흡착·재생탑 내로 유입되고, 활성탄을 거쳐서 빠져 나와 상부로 배출된다. 재생시에는 물(10)을 주입구(53)로부터 탑 내부에 공급하여, 활성탄에 부착되어 있는 미스트를 씻어내어 액체 배출구(54)로부터 탑 외부로 배출한다. 그 후, 활성탄을 건조시키기 위해서 흡기구(55)로부터 공기를 탑 내부에 공급하고, 흡기 송풍기(57)에 의해서 배기구(56)로부터 취출하여 배기(58)한다. 활성탄층에서의 가스의 공간 속도는 300 내지 400 h^-1이 바람직하다. 처리 가스 유량이 75 ℓ/분 정도인 경우, 10 내지 15 ℓ 정도의 활성탄으로 충분하다. 활성탄의 재생을 위해서 흘려 보내는 물은 평상시 흘려 보내 두어도 좋고, 또는 탑 내부에 물을 축적해 두고 활성탄의 재생시에 흘려 보내도록 해도 좋다. 미스트가 S0₃등을 포함하는 경우는 활성탄 상에 황산이 흡착된다. 이 활성탄의 재생 처리에서 사용한 물에는 황산이 녹아들지만, S0₂를 흡수할 수 있으므로 배기 가스 세정탑으로 복귀시킬 수 있다. 단, pH가 내려가면 S0₂를 흡수할 수 없게 되므로, pH의 관리가 요구된다.

사이클론, 필터 등의 미스트 제거 장치에 의해서 미스트를 제거하는 경우에는, 미스트 제거 장치에 도입되는 가스의 유량 관리도 중요하다. PFC 분해 장치에 도입되는 가스량이 감소하고, 그 결과 미스트 제거 장치에 도입되는 가스의 유량이 감소하는 경우에는 인리크 가스를 부가하는 등으로 하여 가스 유량을 소정 유량(미스트 분해 장치의 설계시에 사용한 설정 유량)으로 맞추는 것이 바람직하다. 활성탄 흡착 장치의 경우는 가스 유량이 감소해도 접촉 시간이 길어져서 미스트 제거 성능은 떨어지지 않으므로, 유량 관리는 필요없다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 단, 본 발명은 이하에 기술하는 것으로 한정되는 것은 아니다.

도1은 반도체의 엣칭로에 본 발명의 처리 장치를 부설한 예를 도시하고 있다.

엣칭로(99)에서는 감압한 엣칭로 내에서 SF₆등의 PFC 가스(100)에 의해서 반도체 웨이퍼의 엣칭이 행해진다. 엣칭이 종료하면, 노 내부를 진공 펌프(도시 생략)로 흡인하여 PFC가 배출된다. 이 때, 펌프의 보호를 위해서 펌프에 N₂를 흘려 보내어, PFC의 농도를 수 %로 희석시킨다.

엣칭로의 배출 가스는 PFC 분해탑(1)에 도입되기 전에, 플라스틱 등의 입자를 충전한 충전탑(101)에서 고형물을 제거하고, 분무탑(102)에서 수용 성분을 제거한다. 분무탑(102)을 통과한 가스는 예열기(2)에서 PFC 분해 온도까지 가열된다. 본 실시예의 PFC 분해탑(1)은 PFC를 가수 분해하는 방식의 것이므로, 예열기(2)에는 공기(3)와 이온 교환 수지(103)를 통과시킨 물(10)이 공급된다. 물(10)은 예열기(2)에서 기화된다. 예열기(2) 출구에서의 PFC의 농도는 약 0.1 내지 1 %가 바람직하고, 수증기는 불소 화합물의 mo1 수에 대하여 25 내지 100배가 되도록 조절되는 것이 바람직하다. 공기(3)는 반응 가스중에 있어서의 산소 농도가 4 % 정도가 되도록 첨가되는 것이 좋다. 이들 혼합 가스, 즉 반응 가스는 예열기(2)의 출구에 설치된 PFC 분해탑(1)에 도입된다. 본 실시예에서는 PFC가 SF₆또는 SF₆을 포함한 가스인 것을 가정하여, PFC 분해탑(1)에 PFC 분해 촉매(8)와 유해 성분 제거 촉매(9)가 충전되어 있다. 여기서의 유해 성분이라 함은 C0, S0₂F₂등이다. 혼합 가스는 예를 들어 공간 속도 1,000 h^-1, 반응 온도 650 내지 850 ℃의 조건에서 촉매와 접촉된다. 또, 공간 속도(h^-1)는 반응 가스 유량(㎖/시간)/촉매량(㎖)으로 구해지는 값이다. PFC 분해탑에서는 전기로 등의 히터(6)에 의해 촉매 또는 반응 가스를 가열하면 좋다. PFC 분해탑(1)을 빠져 나온 분해 가스는 냉각실(11)에 도입되고, 분무 노즐로부터 분무되는 물(10)에 의해서 냉각된다. 냉각실을 통과한 가스는 배기 가스 세정탑(13)에서 HF 및 수용 성분을 물(10)에 흡수시킴으로써 제거하고, 그 후 미스트 제거 장치에 도입된다. 본 실시예에서는 배기 가스 세정탑(13)에 흡착제 등의 충전재(12)를 넣어, 가스와 물의 접촉 효율을 높이고 있다. 또한, 사이클론식의 미스트 분리 장치(21)를 갖추고 있다. 미스트가 제거된 가스는 송풍기(16)로 흡인하여 배기 가스(17)로서 대기중에 방출한다. 배기 가스 세정탑(13)에서 HF 등을 흡수한 배수(20)는 배수 탱크(18)에 축적된 후, 배수 펌프(19)에 의해서 배출된다. 배수(20)는 반도체 공장에 이미 설치된 액체 배출 처리 설비로 무해화해도 좋다. 또한, 사이클론으로 분리한 미스트도 배수 탱크에 축적하도록 하면 된다.

PFC 분해 촉매(8)에는 예를 들어 Al과 Zn, Ni, Ti, Fe, Sn, Co, Zr, Ce, Si, Pt, Pd 중으로부터 선택된 적어도 1종을 포함하는 촉매를 이용할 수 있지만, 이들로 한정되는 것은 아니다. 이들 PFC 분해 촉매는 산화물, 금속, 복합 산화물 등의 형태로 이용할 수 있다. Al₂0₃와 Ni, Zn, Ti의 적어도 1종으로 이루어지는 촉매는 높은 분해 성능을 갖고 있어 매우 바람직하다.

세정탑으로서는 물 또는 알칼리 수용액을 분무하는 방식, 이들 액체속에 분해 생성 가스를 버블링하는 방식 또는 세정탑 내에 흡착제 또는 K0H, NaOH,Ca(0H)₂, Mg(0H)₂등의 알칼리성의 고체를 충전하여 분해 가스를 버블링하는 방식의 것 등이 모두 적용 가능하다. 이들 중에서는 분무 방식의 세정탑이 효율이 높고, 세정탑 내에서 결정 석출 등에 의한 폐색이 발생하기 어렵기 때문에 가장 바람직하다.

세정탑으로부터의 배기 라인에는 부식성 가스가 흐르므로, 염화비닐 또는 아크릴 수지 등과 같이 내식성이 높은 재질의 것으로 만들거나, 또는 이들 재질을 내면에 코팅한 것으로 만드는 것이 바람직하다. 배기 송풍기도 마찬가지이다.

<제1 실시예>

도1의 PFC 처리 장치로부터 엣칭로(99), 충전탑(101), 분무탑(102)을 없앤 것이며, SF₆의 처리를 행하였다. SF₆에 질소를 첨가하여 SF₆의 농도를 약 5000 ppm으로 희석시켰다. 이 희석 가스에 공기(3)를 첨가하고 예열기(2)로 가열했다. 수증기는 이온 교환수를 이론량의 33 내지 37배가 되도록 예열기(2)에 도입하여 기화시켰다. 이와 같이 하여 조정한 반응 가스를, 히터(6)에 의해 가열되어 있는 PFC 분해탑(1)에 도입하여, SF₆분해 촉매 및 S0₂F₂분해 촉매와 접촉시켰다. SF₆분해 촉매에는 Ni와 Al₂0₃로 이루어지는 촉매를 이용하고, S0₂F₂분해 촉매에는 Pd와 La 및 Al₂0₃로 이루어지는 촉매를 이용했다. 이들 촉매의 온도는 700 내지 800 ℃로 유지시켰다. 반응 가스의 공간 속도는 1000 h^-1로 했다. 배기 가스 세정탑을 빠져 나온 가스는 입구 속도가 약 20 m/초의 조건이며, 내경(최대 직경 부분)이 24 mm이고 높이가 111 mm인 사이클론식의 미스트 분리 장치(21)에 도입했다. 사이클론식 미스트 분리 장치에는 도2a 및 도2b에 도시한 구조의 것을 사용했다. 액체 배출구(24)의 내경은 14 mm이다. 배기 송풍기의 임펠러 부분은 에폭시계의 내식성 재질로 코팅했다.

사이클론식 미스트 분리 장치의 전후에 있어서의 가스중의 S0₃농도를 측정하여, 미스트 제거율을 산출했다. 또, S0₃농도는 액체 포집법으로 측정한 S0x 농도로부터 가스 크로마토그래프로 측정한 S0₂농도를 차감한 값으로 했다. 그 결과, 미스트 분리 장치의 바로 앞에서는 S0₃농도가 153 ppm이던 것이 미스트 분리 장치 통과후는 30 ppm이 되고, 80 %의 미스트가 제거되었다. 시험 후, 하루 방치하여 배기 송풍기(16)를 해체했지만, 부식은 확인되지 않았다.

시험에 이용한 촉매의 조제법은 이하와 같다.

Ni 함유 Al₂0₃촉매 :

시판되고 있는 베마이트 분말을 120 ℃에서 1시간 건조시켰다. 이 건조 분말 200 g에 질산 니켈 6수화물 210.82 g을 녹인 수용액을 첨가하여 혼련(混練)했다. 혼련 후, 250 내지 300 ℃에서 약 2시간 건조시키고, 700 ℃에서 2시간 소성시켰다. 소성물을 분쇄, 필터링하여 0.5 내지 1 mm 입경으로 했다. 완성 후의 촉매 조성은 원자비로 Al : Ni = 80 : 20 (mol%)였다.

Pd, La 함유 Al₂0₃촉매:

시판되고 있는 2 내지 4 mm 입경의 입상 Al₂0₃(스미또모 가가꾸제, NKHD-24)를 0.5 내지 1 mm로 파쇄하여, 120 ℃에서 1시간 건조시켰다. 그 후, 질산 란탄 6수화물을 녹인 수용액을 La₂O₃중량이 10 wt%가 되도록 함침했다. 즉, Al₂0₃100 g에 질산 란탄 6수합물 26.84 g을 순수(純水)에 녹여서 함침한 후, 120 ℃에서 2시간 건조시켜 소성했다. 이것을 La 함유 Al₂0₃로 한다. 소성후의 La 함유 Al₂0₃에 질산 팔라듐 용액을 Pd 중량이 0.5 wt%가 되도록 함침했다. 구체적으로는 La 함유 Al₂0₃100 g에 대하여, 4.439 wt% 질산 팔라듐 용액 11.26 g을 순수에 녹여서 함침했다. 함침 후, 120 ℃에서 2시간 건조시켜 소성했다.

<비교예>

제1 실시예에 있어서 미스트 분리 장치를 이용하지 않고, 또한 송풍기의 코팅을 제거한 상태에서 동일한 실험을 행하였다. 그 결과, 송풍기 내에 미스트가 유입되고, 흡배기구에 S0₃가 녹아 들어간 산성수가 축적되었다. 시험을 종료하고 하루 방치한 결과, 송풍기에 부식 생성물이 발생하여 가스 유로의 폐색이 확인되었다. 또한, 부식 생성물이 고착되어 송풍기가 기동하지 않게 되었다.

<제2 실시예>

제1 실시예에 있어서, 미스트 분리 장치에 도3에 도시한 필터식의 것을 이용하여 동일한 실험을 행하였다. 필터식 미스트 분리 장치는 통의 내경이 79 mm이고 높이가 500 mm인 원통형의 것이며, 그 대략 중심(250 mm의 높이)에 플랜지를 형성하여 필터(32, 33)를 설치했다. 사용한 필터는 시판되고 있는 유리로 제조된 것이며, 가는 구멍의 직경이 100 내지 160 ㎛인 필터(32)와 구멍 직경이 160 내지 250 ㎛인 필터(33)의 2개를 중합했다. 필터의 두께는 2개 합해서 10 mm이다. 필터부의 가스 속도는 24 cm/초로 했다. 그 결과, 미스트 분리 장치에 유입되기 전의 S0₃농도는 138 ppm이던 것이 미스트 분리 장치 통과후는 16 ppm이 되고, 미스트 제거율은 88 %가 되었다. 시험 후, 하루 방치하여 배기 송풍기를 해체했지만, 부식은 확인되지 않았다.

<제3 실시예>

미스트 제거 장치에 도4에 도시한 구조의 전기 집진 장치를 이용하여 제1 실시예와 동일한 실험을 행하였다.

전기 집진 장치는 내경이 45 mm인 염화비닐제 원통내에 내경 35 mm, 길이 110 mm인 파이프 형상의 SUS제 집진극을 배치했다. 또한, 직경이 0.148 mm인 텅스텐제 방전극을 원통의 중심에 설치했다. 방전극은 직경 3 mm의 SUS제 방전극 지지봉을 이용하여 상하에서 지지했다. 직류 고전압 전원(10 kV, 100 μA)을 방전극 및 집진극에 접속시켰다.

전압을 8 kV로 하고, 제1 실시예와 마찬가지로 SF₆의 분해 처리를 행한 결과, 세정탑 출구의 S0₃농도는 140 ppm이던 것이 전기 집진 장치 출구에서는 42 ppm이 되고, 미스트 제거율은 70 %였다. 시험 후, 하루 방치하여 배기 송풍기를 해체했지만, 부식은 확인되지 않았다.

<제4 실시예>

미스트 제거 장치에 도5에 도시한 2탑식의 활성탄 흡착 장치를 사용하여 제1 실시예와 동일한 실험을 행하였다.

흡착·재생탑은 원통형이고 내경이 200 mm, 높이가 1000 m인 것이다. 활성탄층에서의 공간 속도는 450 h^-1로 했다. 그 결과, 세정탑 출구의 S0₃농도는 148 ppm이던 것이 흡착 장치 출구에서는 33 ppm이 되고, 미스트 제거율은 78 %였다. 시험 후, 하루 방치하여 배기 송풍기를 해체했지만, 부식은 확인되지 않았다.

본 발명에 따르면, PFC 가스의 처리에 있어서, 분해 가스 세정탑의 후방류에 설치된 배기관 또는 배기 송풍기가 부식되는 것을 억제할 수 있다.

Claims (10)

1. PFC 가스의 분해에 의해 발생한 가스를 세정한 후 배기하도록 한 PFC 가스의 처리 방법에 있어서, 상기 세정후의 가스에 포함되는 미스트를 분리한 후 배기하도록 한 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 방법.
2. PFC 가스를 분해하고, 분해에 의해 발생한 가스를 세정한 후 배기하도록 한 PFC 가스의 처리 방법에 있어서, 상기 세정후의 가스중으로부터 PFC 분해 생성물을 포함하는 미스트를 제거한 후 배기하도록 한 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 방법.
3. PFC를 가수 분해, 산화 분해, 연소 및 열분해로부터 선택된 어떠한 방법에 의해서 분해하는 PFC 분해 공정과, 상기 PFC 분해 공정에서 발생한 가스에 물과 알칼리 수용액의 적어도 한 쪽을 접촉시켜 상기 가스를 세정하는 세정 공정을 갖는 PFC 가스의 처리 방법에 있어서, 상기 세정후의 가스중으로부터 PFC 분해 생성물을 포함하는 미스트를 제거하는 미스트 제거 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 방법.
4. PFC를 질소로 희석한 희석 가스를 공기와 물의 존재하에서 분해 촉매에 접촉시켜 상기 PFC를 분해하는 PFC 분해 공정과, 상기 분해 공정에서 얻어진 가스에 물과 알칼리 수용액의 적어도 한 쪽을 접촉시켜 상기 가스를 세정하는 세정 공정을 갖는 PFC 가스의 처리 방법에 있어서, 상기 세정후의 가스중으로부터 PFC 분해 생성물을 포함하는 미스트를 분리하는 미스트 분리 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 방법.
5. PFC의 분해 가스에 물과 알칼리 수용액의 적어도 한 쪽을 산포하는 가스 세정탑과, 상기 가스 세정탑에서 세정된 가스를 배기하는 배기 송풍기를 갖는 PFC 가스의 처리 장치에 있어서, 상기 세정탑에서 세정된 가스로부터 미스트를 분리하는 미스트 분리 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 장치.
6. PFC를 불화 수소를 포함하는 가스로 분해하는 분해 장치와, 상기 분해 장치로 얻어진 가스에 물과 알칼리 수용액의 적어도 한 쪽을 접촉시키는 분해 가스 세정 장치를 구비하는 PFC 가스의 처리 장치에 있어서, 상기 세정 장치에서 세정된 가스로부터 PFC 분해 생성물을 포함하는 미스트를 분리하는 미스트 제거 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 장치.
7. PFC를 가수 분해와 산화 분해와 연소 및 열분해 중 어느 한 방법에 의해서 분해하는 방식의 분해탑과, 상기 분해탑으로 얻어진 가스에 물과 알칼리 수용액의 적어도 한 쪽을 접촉시키는 가스 세정탑과, 상기 가스 세정탑에서 세정된 가스를 탑 외측으로 배기하는 송풍기를 구비하는 PFC 가스의 처리 장치에 있어서, 상기 세정탑에서 세정된 가스가 상기 송풍기에 도달하기 전의 위치에 상기 가스로부터 PFC 분해 생성물을 포함하는 미스트를 분리하는 미스트 제거 장치를 설치한 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 장치.
8. PFC 분해 촉매가 충전된 반응탑을 갖고, 상기 반응탑에 질소에 의해서 희석된 PFC 함유 가스와 물과 공기가 도입되어 PFC의 가수 분해 반응이 일어나도록 된 촉매 반응탑과,

   상기 촉매 반응탑에서 PFC가 분해됨으로써 발생한 가스에 물과 알칼리 수용액의 적어도 한 쪽을 접촉시키는 가스 세정탑과,

   상기 가스 세정탑에서 세정된 가스를 탑 외측으로 배기하는 배기 송풍기를 구비한 PFC 가스의 처리 장치에 있어서,

   상기 가스 세정탑에서 세정된 가스로부터 PFC 분해 생성물을 포함하는 미스트를 분리하는 미스트 분리 장치를 상기 배기 송풍기보다도 전방단에 구비한 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 장치.
9. 제5항에 있어서, 상기 미스트 분리 장치는 가스중에 포함되는 미스트가 원심력에 의해서 분리되도록 구성된 사이클론식의 미스트 분리 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 장치.
10. 제5항에 있어서, 상기 미스트 분리 장치는 구멍의 직경이 다른 복수개의 필터가 중합되고, 상기 필터에 의해 가스중에 포함되는 미스트가 분리되도록 한 필터식 분리 장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 PFC 가스의 처리 장치.