TW402576B - Method and apparatus for decomposing fluorocarbons - Google Patents

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碟⑽576 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製

五、 發明説明 ( f ) 1 明 η 術 直 JL. 1 本 發 明 僳 η 於 瓤 化 磺 類 » 邸 硪 原 子 1 至 5 左 右 的 全氟 1 1 化 硪 或 m 化 Λ > 以 良 好 效 率 加 以 分 解 的 方 法 9 及 其 所用 請 1 先 1 簡 單 装 置 〇 聞 讀 1 M. 枝 術 背 1 I 之 1 本 專 利 待 两 平 6- 293501 號 公 報 撝 示 —' 種 在 加 熱 器内 注 1 I > 藉 m 波 加 熱 於 磁 鐵 碥 9 利 用 m 化 烴 氣 體 與 發 熱 狀 態的 举 項 再 1 1 磁 鐵 礦 接 觸 9 而 將 氟 化 烀 分 解 之 方 法 0 另 外 » 特 m 平7- 填ί 寫 本 1 裝 2 4 2 5 5號公報掲示對硪質材料和_ 土類金屬氣化物或· 頁 1 I 類 組 成 的 混 合 物 〇 照 射 撤 波 使 之 發 熱 9 令 氟 化 η 與 發熱 - 1 1 狀 態 的 混 合 物 接 觸 而 将 m 化 m 分 解 之 方 法 〇 | 明 所 要 解 .ft. 的 直 1 波 訂 前 述 公 報 所 載 氟 化 分 解 法 9 由 於 都 利 用 到 微 ,必 1 須 要 用 到 昂 貴 的 徽 波 發 生 裝 置 〇 且 反 蠹 容 器 亦 隈 於 可充 1 I 分 透 射 撖 波 的 耐 熱 材 霣 > 為 其 問 m 所 在 〇 充 分 嫿 射 微波 1 I 的 耐 熱 材 料 為 m 姿 % 物 料 » 輿 氟 反 應 畤 材 質 大 多 會 劣 1 1 化 〇 因 此 » 要 在 X 業 上 以 廉 價 且 安 定 的 方 式 m 行 m 化烴 線 I 分 解 也 是 m 厢 匾 〇 1 1 其 中 * 本 申 讅 人 在 發 明 專 利 請 案 平 7- 286 19號中提供 - 1 1 一 種 不 用 撤 波 分 解 m 化 a 的 技 術 » 是 令 m 化 VL 氣 讎 舆含 1 I 有 在 非 氧 化 性 氛 圔 氣 酸 中 加 熱 的 磺 霣 材 料 和 m 土 類 金颶 1 1 化 合 物 的 物 霣 捺 觸 反 應 之 覦 化 分 解 法 〇 按 照 此 前 案方 1 I 法 > 其 優 黏 為 即 使 採 用 m 热 器 的 通 常 加 熱 爐 亦 可 分 解氰 1 I 化 1S. 如 該 说 明 窨 所 戰 9 可 3 以 良 好 效 率 分 解 R- 113等氩 1 1 1 1 I 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X29*7公釐） 40^576 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 五、 發明説明 ( > ) 1 1 櫬 化 硪 類 〇 1 可 是 在 其 後 的 試 m 研 究 中 利 用 此 前 案 方 法 並 非 可 m 1 I 各 種 氟 化 磺 類 都 加 以 分 解 對 於 該 前 案 説 明 害 所 未 記 載 /-—V 請 1 I 的 全 氟 化 磺 或 瓤 化 等 不 含 氰 的 氟 化 硪 類 己 知 不 —^ 定 先 閲 1 I - 讀 1 | 有 良 好 的 分 解 效 率 ύ 背 Λ 1 1 之 1 因 此 • 本 發 明 之 課 題 為 開 發 全 氟 化 硪 或 瓤 化 m 等 不 含 注 意 1 I 氯 的 m 化 碩 類 > 以 良 好 效 率 加 以 分 解 的 工 業 方 法 〇 事 項 1 I 再 1 1 解 1 JL 星 的 手 段 填（ 寫 本 I Λ 前 述 課 题 是 令 全 氟 化 磺 或 氟 化 的 氣 體 » 對 磺 質 固 黼 頁 'W 1 I 材 料 和 m 土 類 金 鼷 化 合 物 組 成 的 反 m 繭 » 在 380°C以上 - 1 1 溫 度 且 2 0容 量 % 以 下 (不含〇 % )的氣氣存在下接鼸而加 I 以 解 決 〇 1 1 訂 1 更 具 體 而 言 * 將 含 有 全 氟 化 磺 或 氟 化 烴 的 被 處 理 氣 臞 9 連 鑛 或 間 歇 输 送 至 裝 缜 由 磺 質 固 讎 材 料 和 m 土 類 金 腸 1 I 化 合 物 組 成 的 反 應 劑 之 反 m 容 器 内 〇 同 時 將 反 m 後 的 排 1 1 氣 連 鑛 或 間 歇 排 出 該 反 應 容 器 外 » 其 間 於 進 入 反 應 容 1 1 器 内 之 前 的 被 處 理 氣 H 含 氣 至 該 被 處 理 氣 Η 中 的 氣 濃 度 線 I 在 20容 量 % 以 下 9 並 将 該 全 化 碩 或 氟 化 烀 分 解 所 必 饔 1 1 的 熱 » 從 反 應 容 器 外 側 傳 至 反 麻 匾 域 或 從 反 應 容 器 内 供 - 1 1 傅 至 反 應 匾 域 » 即 可 以 良 好 效 率 分 解 該 m 化 m 氣 «I 〇 1 又 » 本 發 明 方 法 的 排 氣 中 會 有 CO共 存 〇 此 畤 可 設 想 將 1 1 排 氣 中 C0 氣 化 成 C0 2 的 處 理 步 m e 再 者 » 本 發 明 方 法 中 1 | 構 成 反 應 容 器 的 材 料 可 用 陋 熱 合 金 或 耐 蝕 合 金 t 例 如 不 1 綉 m 或 鼸 合 金 等 痛 耐 氟 或 4 m 化 氫 時 » 可 用 陶 瓷 (例如 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210Χ297公釐） 40S576 at __B7___ 五、發明説明（3 ) 使用氟化鋁之陶瓷）。将此反應容器設在可将艟内氛騙 氣讎維持在所需灌度至鱸内，可使爐内熱邇過容罌蜃傅 至容器内反麇_ » 按照本發明又提供通於實施前述分解法的裝置，邸氟 化磺類分解裝置，包括裝埴有硪質固艚材料和鐮土類金 羼化合物組成的反鼴_之反竈容罌，通β該反醮容器内 的被處理氣臞導入口，從該反應容器排出反應後氣鐮的 氣鼸排出口，容纳該反應容器之觼，將該爐内氛園氣臞 溫度提高到300 °C以上的熱源，連接該被處理氣釀導人口 與含氟伙诚氣釀廉之管路，以及視霈要而設，達接配管通 到該氣讎排出口的排氣氣化器。反應容器可按前述，使 用耐熱合金或耐触合金構成β含瓤化硪的氣讎源雄用含 有適曇氣，例如在半導鼸製造步藿所發生含籲化硪氣體· 啻淪發明具_例 本發明像1至5瘸硪原子，最好是1至3值磺原子的 全氟化磺或氟化烴之分解方法，所分解的氟被反應麵吸 收，而分解的硪（邐有氫）則移至排氣中。本發明適合分 解處理的全氟化磺或氟化烴，有例如在常粗容易氣化（ 包含嫌同《氣等惰性氣體而氣化）的CF4 , C2 F6， 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 C 3 F 8 , c-c 4 F8 等，以及 CHF3 ， CH2 F2 , C2 HFs ， C2 等 〇 進行此等分解反蠹的重K是，令全氟化«或氟化烴氣 體，與磺質固體材料和_土類金鵰化合物組成的反蠹劑 ，在300。0以上湛度且20容躉％以下（不含0%)氣氣存在 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4085^^ A7 ___B7_______ 五、發明説明（4 ) 下接鼸· 於此，構成反應_材料之一的磺質固龌材料，可用慝 自焦炭粉•木炭、煤炭、生應青、活性炭、破黑等之一 植或二種以上，其形態以粉狀為佳》構成反應w之另一 材料的鐮土類金屬化合物，有鈣、鎂、鉬或緦之氣化物 、麪、鎂、钽或緦之氫氧化物，以及》、钱、鋇或鋸之 硪酸馥或硝酸鹽等灌出的一種或二種以上化合物，以鎪 之氣化物、氫氧化物、硪酸鹽或硝酸鹽為佳，其中以生 石灰、消石灰、石灰石在處理上容易為其優貼。 此等反應W可將粉狀或粒狀磺質固鑼材料•和粉狀或 粒狀鹹土金羼化合物，原狀装熵在反應容器内使用，亦 可將粉狀磺質固髏材料和粉狀鐮土類金鵰化合物加以混 合。再将涯合物製粒為處理容易的大粒狀物•因此，磺 和麯土類金鼷化合物形成接近狀雛，且反應_的比表面 積{每單位重置的表面稹}增加，可加大與處理氣朦的接 觸機會。製粒時使用水和有機粘合«，利用粒狀物的乾 燥和煽結，而得具有充分強度和孔繚率的顆粒製品·此 等顆粒製品在製造過程中，用做原料的硪霣固鼸材料和 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 他成 金後 ί 其羼 類拌5· 成金 。土涯 ~ 變類應 < 水J11 改土反為加P 使籲解灰，> 即和分石配0 或硪的消混~1 態臛明以例 1 形固發，比如 其的本料霈例 _ 以中行材所 ，6 ，品進鼸按徑 · 物製可固體粒 合粒仍質粉大 化顆，硪等的 羼要在為此理 金只存炭，處 類，例木料易 土類比以原容 餘種霈如物成 狀物所例合粒 粉合按 化製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 41參57 6 a? B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印笨 五、 發明説明 ( Γ ) 1 1 佳 9 在 非 氣 化 性 氛 画 氣 鼸 下 燒 結 (例如在5 0 0〜 8 5 0 Ό 燒 1 結 )製粒時， 在此燒結遇程中幾可除去木炭中的揮發成 1 I 份 9 且 消 石 灰 fe£s» 兀 全 變 成 氣 化 m 即 得 以 硪 (C )和氣化鳄 r—v 請 1 I (C aO )為主成份的高純度顆粒。 如此所得C 和C aO組 成 的 先 閱 1 I 讀 1 | 反 應 劑 9 具 有 充 分 強 度 » 且 形 成 比 表 面 積 大的 多 孔 質 參 背 面 1 | 之 1 適 用 於 實 施 本 發 明 分 法 〇 意 1 1 構 成 反 應 劑 的 m 質 固 體 材 料 和 m 土 類 金 鼷化 合 物 的 相 事 項 1 1 再 1 | 對 比 例 9 視 所 用 材 料 或 化 合 物 種 類 而 定 9 按照 本 發 明 人 填 寫 本 1 裝 等 經 驗 9 以 二 者 重 量 比 而 言 為 各 半 而 以 後者 較 多 為 佳。 頁 ----- 1 I 以 碩 質 固 匾 材 料 中 硪 (C)輿鏞土類金臑化合物中鐮土類 - 1 1 金 羼 (M)的氧化物（M0)之莫耳比而言， C/ MP莫 耳 fcb = I 0 . 9 - -2 .3 » 以 0 . 9〜1 • 9為 佳 9 而 以 1 . 4〜1 .9更 好 • 1 1 一 般 而 -Αγ. » 全 氟 化 硪 或 氟 化 烴 較 氨 氟 化磺 或 氯 氟 化 1T 1 烴 更 安 定 之 化 合 物 〇 不 容 易 分 解 0 然 而 令 全氟 化 硪 或 紙 1 I 化 烴 在 氣 存 在 下 * 於 3 0 0 °C以上溫度， 輿本發明反應剤 1 1 接 觸 9 m 可 以 良 好 效 率 分 解 〇 必 要 的 溫 度 下限 9 因 全 氟 1 1 化 磺 或 氟 化 烴 的 種 類 而 異 9 若 維 持 必 要 的 皤度 » 但 無 氣 線 1 存 在 時 9 雖 可 有 某 種 程 度 的 分 解 分 解 效 率仍 不 佳 〇 另 1 1 方 面 發 現 • 氨 觎 化 磺 等 含 氨 之 m 化 烴 氣 鼸 ,卽 使 使 用 同 1 I 樣 反 應 薄.， 進 行 同 樣 分 解 處 理 » 對 m 的 存 在無 如 此 闋 職， 1 1 在 非 氣 化 性 氛 園 氣 體 中 » 亦 可 進 行 充 分 分 解。 1 1 因 此 在 被 處 理 氣 髏 中 有 適 量 氣 氣 存 在 為本 發 明 方 法 1 I 不 可 或 缺 的 重 點 * 邸 使 氣 濃 度 低 t 也 可 顯 示某 種 程 度 的 1 效 果 > 惟 以 5 容 量 % 以 上 為 7 佳 〇 如 果 氣 董 超遇 2 0容 量 % 1 1 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 4P5?e at B7 五、發明説明（6 ) 的离濃度時，反應雨中的磺消耗多，且分解反應的促進 效果已告飽和》因此，被處理氣讎中的氧囊度宜0.5〜20 容量％，以2〜15容量％為佳.而以5〜10容量％更好。 由於氧的存在，使全氟化碩或*化烴的分解可以良好效 率進行之理尚未究明。然而，被處理氣體中的氣氣薰， 可以使用空氣。視情形以C02的氣為氣氣灝亦颺可行。 令全籲化硪或氟化烴（以下簡稱PFC或HFC,或統稱氟 化磺），輿該反應_1接觸時，是以例如餌氣等傕性氣鼸 為載薄，連鑛或間歇供應至反應劑為宜》在此情況下， 氟化磺以愔性氣讎稀釋，情性氣體雖有除去熱的作用， 但輿反應實霣上無醐。本案中被處理氣釀内的氣濃度， 含有此等惰性載劑氣醱時，即指含有此等氣鑛之全部氣 鼸ft中的氣嬝度》 第1國表示本發明方法實施裝置之一例〃第1謂中為 金羼製反臁容器（管），其中裝熵磺質固臁材料和_ 土類 金羼化合物組成的反應繭鼷例中管狀反應容器1為 设型，反應鲴2即裝埔於固定在容器内的通氣性板3上 〇反應器1的金鼷管可用不皤銅或鐮合金製成之管。 反應容器1設在加熱遽4内》園示加熱爐4以使用通 霣即發熱的發熱體之轚熱器5為熱灝，利用此電熱器5 可使爐内氛園氣鼸6溫度上升到所需瀰度，此觼内熱即 透遇金羼製反應容器壁傅到反鏖M2。只要能提离鑪内 氛國氣臞6溫度至所霈湛度，熱源不限於電熱器。例如 ，亦可以燃蠊排氣等离溫氣臞為熱濂》 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（210X297公釐） ；訂 線 (請先閲讀背面之注11^項#/,4'寫本頁)· 40S576 A7 B7___ 五、發明説明（7 ) 如此設置在加熱爐4内的反*容器1設有被處理氣體 導入口 7,此被處理氣體導入口下配管連接到容纳Ppc或 HFC的氟化硪容器8。氟化硪容器8可視需要利用加熱機 構9間接加熱，藉此加熱可提离氟化硪容器8内的氣壓 «>另外容器8的氣«排放管10上裝設流量調整閥11。第 1圓實施例中餘蠤化磺容器8外，另設氧氣罐12和氰氣罐 13,由此經分别裝設氧氣和氰氣流噩讕節閥14, 15的氣 豔排放管16, 17,導至氣腰總管18,同時將瓤化硪導入 此總管18，於氟化硪氣錶加镇氣，同時輿截劑氮氣混合 ，在此總管18混合的被處理氣醱，經氣體供應管19,送 入反應容器1的被處理氣釀導入口 7。 在此實施例之外，可在一容器内準備氟化磺、氰和* 預先混合的混合氣體，直接送入被處理氣讎導入口 7,亦 可將氰氣送入氟化硪容器8,藉此氮氣將瓤化磺強制送 出容器外。而在其排放管路添加氣氣無綸如何，均以 配置連接氣氣導入管至容器8本身，或從容器8接至被 處理氣讎導入口 7。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 另方面，抹氣管路21達接至反應容器1的氣*排出口 20,此排氣管路21接至豳素吸收瓶22,於此瓶22安裝氣 _排放管23。另在排氣管路21安裝取樣管24,於此取樣 管24取樣的搛氣，送到氣鼸分析器25。 第2表示反應容器1揉氣的嫌氣管路21,達接排氣氣 化装置26。通遇排氣氣化裝置26的排氣實質上全量，通 遇觸媒層27,在嫌媒雇27裝填氣化觸媒以促進C0氣化反 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 4025?6 五、發明説明（8) 應為C02e此觸媒可為在射熱性載臞上承載白金，鉑等 貴金羼觸媒，或使用轚加拉特（h〇Pcalite)觴媒。又，此 排氣氧化装置26接氣氣導入管28，以便在進入裝置前的 排氣中加氣，利用此氣導入管28的流量鼸節閬29,讁節 氧源30至排氣的加氣遣。在導入氣氣位置上方的排氣管 路21,設有氮氣34導入管路35,由此管路35把氮氣34混 入排氣中，降低排氣中的C0濃度，以導入氣期：·即使排 氣中COgl度提高時，亦可抑制在氧氣導入位置把C0燃燒 為C02的現象《添加於抹氣的氣源30可用空氣。通遍抹 氣轚化装置2 6的嫌氣，以第1面同樣徑路，送至鹵素吸 收瓶22。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 在第1鼷和第2顯的装置中，加熱觼4内氛匾氣體瀛 度透通容器壁，傅到反應容器1内的反應薄，惟由於分 解反應或反應薄中磺的氣化反*等反應熱平衡，以及由 於導入氣體和排出氣出入的熱容量平衡，造成粗度變化 ,如圏所示是利用插入反應劑2大約中心的滬度探測器（ 熱霣偶）31，由溫度拥定器32測置反應匾域的溫度，接 著控制熱灝5的供應熱畺雒持此溫度於預定溫度》又， 加熱爐4内的氛麵氣醸6溫度，亦由溫度探测器3 3_定 ，基於此澜定值逋當進行加熱觼本身的灞度控制· 如此卽可將被處理氣體中的PFC或HFC大約完全（接近 100%分解率）分解，分解之氟即輿反應蘭中的鐮土類金 颸反醮，成為氟化餘土類金廳，排氣中邸不殘留此等氰 化硝類和縝。而利用排氣氣化裝置26,可將排氣中的C0 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 402¾76 A7 B7__ 五、發明説明（9 ) 完全氣化為c 0 2。 第3 _表示半導體製迪步鼸中使用«的PFC和BFC利用 本發明分解處理之資施例·來自半製迪步鼸使用» 的PFC和BFC,通常是以含氣和氰的氟化硝取出。此含氣 的氟化硪37, —般經管路38送至例行的«5理步鼸36β本 發明適用於將此氟化硝供應管3 8接至反應容罂1的被處 理氣酸導入口 7 。圈示例是從該供驪管38往三通Μ 39安 裝多岐管40,此多岐管40再接至被處理氣釀導入口 7· 而氮氣供窿管41迪接至此多岐管40,從«氣溉42將氮氣 以可變流量壓送至多岐管40内。因此，在三通閬39切携 時，多岐管40衡的原料氣饑即使流動不易，由於從«氣 源42可輸送必要量的氟氣，即可將原料氣鼸以實霣上同 一流Μ輸送到被處理氣鳢導入口 7· 前述使用通PFC或BFC通常以含氣和氰的氣讎取出，然 而，此使用«的氣讎中含氣量通常不超»20容量96。因 此，對半導釀製造步骤排出的使用《PFC和HFC之分解處 理，本發明非常有利。 第4 _和第5 所示實施例，是在反應容器1内部设 置加熱源，從容器内部傅熱至反鷗_2β在二_中，44 為捲嫌反應容器1的耐熱性觼材，7為至容罌的被處理 氣體導入口，20為容器的氣體排出口》 以第4圓而言，在反應劑2的充缜靥内部，配置 有通霣卽告發熱的發熱釀43,發熱齷43以耐蝕Μ熱 性益加以被覆。按照本例，是從反鏖_2的充埔層内 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > Α4規格（210X297公釐） I I I I I ^ I -訂— I I I 線 (請先閲讀背面之注$項^寫本頁)· - · 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 402576 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（ic ) 1 1 部 傳 熱 * 故 可 提 离 升 瀣 速 度 » 使 反 應 劑 加 速 達 所 需 滬 度 1 9 且 熱 損 失 少 〇 1 I 以 第 5 園 而 言 反 應 容 器 1 内 部 分 成 反 應 m 2 的 充 缜 請 1 I 層 和 加 熱 層 9 導 入 容 器 1 内 的 被 處 理 氣 體 9 經 加 熱 層 流 先 閲 I I 讀 1 I 至 反 應 劑 充 Ά 層 〇 加熱層是將通電發熱的發熱體46安裝 背 面 1 I 之 1 於 容 器 蓋 45 0 被 處 理 氣 體 通 遇 加 熱 層 時 給 予 熱 > 同 時 傳 1 1 1 熱 至 反 應 雨 2„ 本例中是将霣熱器裝入容器内， 故可提 事 項 五 1 1 高 熱 的 利 用 效 率 * 同時因發熱龌46不與反應_或反應後 寫 本- 1 威 的 氣 齷 接 觸 9 故 劣 化 少 9 為 其 優 點 〇 頁 ^^ 1 I 第 6 圏 所 示 實 施 例 配 置 有 熱 交 換 器 48 使 導 入 反 應 容 - 1 1 器 1 前 的 被 處 理 氣 MM 歴 輿 反 應 容 器 2 的 排 氣 進 行 熱 交 換 〇 \ 1 由 於 配 置 此 熱 交 換 器 48 , 排 氣 擁 有 的 顯 熱 即 賦 予 被 處 理 1 J 氣 釀 » 以 求 因 收 熱 9 故 可 降 低 加 熱 源 的 熱 消 耗 • ΤΓ 1 上 述 本 發 明 裝 置 所 裝 填 反 應 劑 耗 盡 時 分解反驩邸告 1 I 終 〇 已 知 此 反 應 終 點 為 排 氣 中 氟 化 磺 類 或 其 他 氟 化 合 1 1 物 檢 澜 開 始 黏 〇 反 應 結 果 時 9 停 止 裝 置 的 作 用 f 再 重 新 1 1 裝 » 反 應 _ 開 始 反 應 的 分 批 方 式 » 可 在 同 一 裝 置 依 項 進 旅 I 行 氟 化 磺 類 之 分 解 〇 為 使 此 分 批 方 式 連 鑛 化 〇 採 用 複 塔 I 1 輪 流 方 式 9 即 可 並 列 複 數 同 樣 裝 置 〇 在 一 裝 置 作 用 期 間 - 1 | » 可 更 換 其 他 裝 置 的 反 m m » 而 在 一 裝 置 停 止 時 $ 可 切 1 I 換 其 他 裝 置 的 氣 髖 流 程 〇 另 外 $ 連 鑛 或 斷 鑛 供 應 反 應 m 1 1 至 反 應 容 器 内 時 9 使 用 遇 的 反 應 m 可 從 反 應 容 器 連 鑛 或 1 | 斷 續 排 出 * 則 同 一 裝 置 即 可 長 畤 間 連 鑛 作 動 〇 1 第 7 圔 與 下 式 fcb 較 例 同 樣 * 有 氰 構 成 成 份 之 三 氰 三 瓤 * 1 1 -1 2 - 1 1 1 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） A7 B7 402576 五、發明説明（11 ) 乙烷（CFC),設定CFC濃度10容M%,氣鼷流量0.15公升 /分鏟，反應_的C/CaO其耳比1.67,反應*1最离粗度 8 0 〇 °〇 ,就被處理氣鼸中的氣濃度〇 %和1 Q %情形分解處 理時，《示C F C流入量和C F C分解率的两傜。於此，c F C 的分解率如後述，指CFC流入量到顧示分解率為止•流 入反應容器的CFC累稹置（克）。由第7麵结果可知有18 構成成成份之氣氟化磺的分解處理，在被處理氣朦中含 氧時，分解率會騵降。 S方面，第8鼷和後迷實施例1相同，將全縹2院 (WC)設定於PFC*度為1〇容量％，氣臞流量為〇·1δ公升 /分嫌。反臁劑的C/CaO莫耳比1.07，反麇_最离®# 800-C,則就被處理氣齷中的氣濃度0%和1096情形分解 處理時，顯示PFC流入量與PFC分解率的鼸僳。印第8 111 7^ 者，除供解供做氣鼸的三《三瓤乙烷改用全瓤^焼外· 其餘反應條件與第7 _相同。第8 _與第7 _相反的 ，被處理氣體中不含氣時，分解率會《降。 第9圔顯示加熱方式按實施例所示以霣氣加熱器加熱 時輿撖波加熱時的全氰乙烷（PFC)分解率不同。反應 都是氰化磺《度10容量％，氣體流量β·15公升/分鑪’ 氣濃度10容量％,反竈麵的C/CaO莫耳比1.67,撖波加 熱是將微波透射性晦瓷材料構成的後述實施例反麇管’ 設置在照射撇波的用具内，構成輿後述實施例同樣容 反應裝置。 由第9圈结果可見，以電熱器加熱時，反應管内& $ -1 3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項寫各萸) 裝· -----一訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 402576 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（P ) 劑最离《度始終維持80(TC, PFC累積流入II到40克左右 時，分解率接近100%值，該流入量在55克左右時，分解 率降到95%。S方面，撖波加熱時，PFC累積流入量到20 克左右畤，分解率两始下降，反應_溫度亦無法維持8fl〇ec ，其後的分解率和反粗度®降。即PFC的累稹流入黏 為29克時，分解率9596，反應薄濉度β00·〇，然後二值均 *降，無法願示分解處理的實效•以撖波加熱情況而言 被處理氣體含氧時，反應劑（尤指磺）氣化•可推知微波 加熱無法長期維持反鏖湛度》 奮嫌例1 使用第1 所示同樣原理的裝置，實施本發明方法。 即沿裝設有藉《«度熱的發熱讎（使用Kanthal含金）之管 狀爐（霣氣容量200)轎中心，貢穿内徑28··，長1 0 0 0 ·· 的沃斯田雄条不綉銷（SUS 304)組成的反應管，在此反 鼸管内的爐中心部，裝«使用木炭和消石灰為埭料所製 成粒狀反應_1〇〇克》此反應雨是由粒度250#·以下的 木炭和粒度250#·以下的消石灰❶按重》比1對3的比 例混配·在恒舍爾混合器混合《加水製粒•於11 0°C乾嫌 處理4小時，氰氣氛園中，在800-C進行熱處理8小畤 ，脱水蟯結。所得燒结成品製粒成1.4〜4.0··的顙粒。 所用木炭原料的固定«78%,揮發份9%,灰份396, 水份10%,消石灰原料使用JIS R9001規格品，製成 顆粒經分析，其反應》你以碩（C)和*化《(CaO)為主 成份，C/CaO莫耳比1.67,熱《偶插入此反應爾的裝 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 請 先 閲 讀 背 面 之 項 再, 寫 本 頁 裝 訂 線 402576 A7 B7 五、發明説明（13 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 填中心部，在反應時，測量反應劑的溫度》 供分解的氟化磺使用全藥乙烷（c2 F6 )時，如第1麵 所示，於此全概乙烷加氣氣，同時將氮氣做為戰氣導入 前述反麻管内。此時，被處理氣釀的流量固定在0.1 5公 升/分鐘，進行五次試驗（Ho.1〜No.5),僅改變氣氣添 加量。各例中被處理氣體内的氟化硪量固定10容量％» 導入被處理氣臞時，開姶對發熱體通霄，確定反應蕹的 中心部溫度連800*0時進行。反慝時，控制管狀爐的通 電量以插入反應劑中心部（反應劑容積中最离S的部位） 的熱霣偶测得溫度維持801TC為準。反應中所維持溫度 ,以下稱「反應劑最高溫度J 。 從反應管排出的排氣一部份如_所示取樣，接蕾導至 氣龌分析器，其餘則通遇裝苛性納溶液的氟吸收瓶，排 出条外。揉氣的分析是就排氣中所含《化碩，及其氟化 物，〇 2、Ν 2、C0 2、C0進行。鼷於氟化磺、0 2、Ν 2、 C02是使用氣讎靥析法，C0是使用C0氣體檢测管，其他 氟化物則用離子層析法。 各次試驗No. 1〜No.5)的反應條件和反應結果如表1 所示。在表1中，反應結果撕所示3 0分鐘後的分解率、 氟化硪的分解董、反應W的CaO消耗率，傜按下述求出β 3 0分鐘後的分鏍粜％ 由反應開始經30分鐘的排氣樣品，澜定排氣中殘留的 氟化硪量，以排氣中顧化硪相對於被處理氣钃中氟化硪 的100分率表示。 15 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） 請 先 聞 背 之 注 意 事 項 再, J裝 頁 訂 線 A7 B7 403576 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 請 先 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再/ 寫 本 頁 裝 訂 五、發明説明（14 ) 氬仆.碰的分解暑（京） 指反應終點為止所分解的 率降到95%之時《資際上， 求出每30分鐽的分解率，是 硪量，乘此時分解率之值， 反醮開始到分解率降至95% 為氟化硪分解量（克）。 砭塞_的{：3〇泊耗銮％ 指前述反應終黏為止所消 ,CaO消耗假定生成CaF 2 , 化磺中氟量累積值和排氣中 定於Ca的氟董累積值，算出 量。 由表1結果，可知被處理 在30分鐘後的分解率達大約 分解的氟化硪分解董為13克 度，30分鐘後分解率同樣逹 分解的氟化碩分解量分別增 一步提离氧濃度時，到反應 降。由No . 3和No . 4的C0測定 在排氣中的C0量較No.3為多

氟化硪董》反應終點指分解 從每30分鐘的排氣分析值， 以各30分鐘當中流入的瓤化 為該30分鐘的分解量，而從 為止時的分解量累積值，即 耗反應_(中CaO量之百分率 則由反應終黏為止分解的氟 檢澜的氟董累積值，求出固 反應终黏為止所消耗的CaO 氣臞中的氣澳度為0%之No.1 100%,惟到反應終點為止 ,而例如Ho.2〜4提高氣濃 到1 0 0 %則到反應終點為止 加到31, 51和52克。No.5進 终點為止的_化碩分解最稍 看來，氣添加量較多的No.4 被處理氣體中氣濃度固定5容量％，除使用C/Ca0莫 耳比改變的反應劑外，進行和實施例1同樣的試驗（No / -1 6- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 403576 at B7 五、發明説明（is ) 6〜9)。就改變木炭和消石灰的混配量，按實施例1同 樣製成的顆粒加以分析，測量顆粒中的C和CaO*,由 此等澜定傕求出反應劑的C/CaO莫耳比。試驗結果併列 於表1。由此結果，可知全瓤乙烷到反應终黏為止的分 解量，受到C/CaO莫耳比的影鬱。本例在C/CaO奠耳比約 1.7附近。可得最好的成铺。 審掄例3 除使用全氟甲烷取代全氟乙烷外，進行和實施例1同 樣的試驗，此時氣濃度改為〇% (No. 10)和10% (No. 11) 。試驗結果並列於表1»惟本例到反應終黏為止的分解 量，視加氣而有顯著增加。 奮旃例4 除使用三氟甲烷（CHF3 )取代全氟乙烷外，進行和實 施例1同樣的試驗。此時氟化硪濃度和氣濃度均固定在 5容董％,氣髏流董為0.12公升/分鐘，反應劑使用 C/Ca0莫耳比1.67,改變反應劑最高溫度（Νο.12~ 17)。 結果如表1所示，惟反應劑最高溫度在4D0°C以下，3fl 分鐘後的分解率低，相對地在40D°C以上時，可得大約 1 00 %的分解率。 H·.齡俐 有氯清成成份的三氯三氟乙烷，供實施例1同樣分解 處理。其反應條件和反應結果並列於表1。在此情形下， 被處理氣體中無氣存在者（比較例1)分解量多，有氣存在 者（比較例2)分解逢低。 -1 7 -本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 4Q2576 A? B7 五、發明説明（ι〇 奮渝锎5 請 先 閲 讀 背 之 注 在與實施例1和2的轼驗No.3同樣反應條件對全氟乙 烷分解處理，此時排氣（C0濃度為20 °C)如第2圈所示， 加氮後加氧，導至排氣氣化裝置26,通過觸媒層27 (試 驗N 〇 . 1 8 )。氮添加量為5 . 0公升/分鐘，氣添加量為1 . 5 公升/分鐘，鼸媒使用在鋁上承載0.5%白金的市售品 (日揮化學株式會社製品）。結果如表1所示，排氣中C0 濃度為〇%。 富掄例6 訂 除反應溫度700 °C外，在實施例1試驗Ho.3同檨反應 條件，分解處理全氟乙烷（試驗No.19)。反應結果如表1 所示，與800°C的No.3相較，成鑛稍差，惟可充分分解。 窗掄俐7 旅 將三氟甲烷（(：1^3)改用1,1，1，2-四氟乙烷（(：2112?4) 外，進行實施例4的同樣試驗（試驗No.20)β此時反應 劑最高溫度350°C^結果如表1所示，350 °C亦可得將近 100%的分解率》 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 *18· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 402576 五、發明説明（/7 )

Mtt is s ο la? 醒 CNJ CM m c〇 CO s CO m s 〇〇 OO CM Ώ CO cn S S IT5 05 〇 CO CO 00 Ci OO m 1¾ iS cr> n s « CO 另 CD CO CO CM § S S m 1〇 CO g ★ 議 o cn ¢3¾ 03 CD CT> cn σ> σ» 05 cn CT> cn CO s 05 CD <33 05 03 CD 05 05 C73 CO CD 05 cva OO 05 05 CT> C5 CO c〇 <T> cd to CO liS 〇〇 αο 05 03 卜 ai C5 C5 σ> 05 C5 CTi σ> cs C3 Ο C5 Ο L·， ci co sc o m 明 1¾ i 〇 CO -H 叵 匝 Ή 匝 叵 〇 OO 丄i 叵 丄1 匝 匝 -M 匝 O OO o CO g CO OO c〇 Ο 〇 *«r ο ir> Ο c〇 αο 匝 g οο Ο 卜 o cz cn i 卜 c〇 叵 叵 -Μ 匝 叵 〇〇 C— o 卜 t— c〇 CO C3* csi 〇 C— CsJ 5 叵 t— CO r—i 丄1 匝 匝 -Μ 叵 叵 匝 t— CO 匝 t— CO ·—< 5 5 1= 15 ΙΛ o' -H 匝 -Μ 叵 丄1 Μ in o' 匝 -M m -H Ha -M K m _ 4 〇 匣 Oi · 4 <〇 -Μ -M 叵 丄1 Ε 丄1 叵 H o -M 叵 in —Η <ζ> tn o' CM 〇 % > <〇 — ΙΛ ο in 匝 匝 丄1 匝 匝 o ο in 匝 叫 叵 匝 -H 叵 叵 o 〇 ΙΛ LT5 \n i- il o -H 叵 -Μ 丄] 丄1 匝 o 丄1 叵 -Η 叵 叵 -H 匝 o Η 叵 tn 丄1 匝 Ή 叵 叫 匝 叫 [>° 丄1 叵 o 丄1 匝 Ο Ο L·， 靈 I CD Ceu cs i M lia： Μ '1 liE Μ ΙΐΞ； uT CJ> 1 」l Μ. Μ &e； 丄1 匝 -H 6a m B- 丄ί 叵 U- 工 C-> m Ώτ S! 丄] Κ 丄j 匝 丄1 匝 -M 叵 叵 il r: | 1 — S3 1—♦ O 1 Η U. I U. (-> 1 IK ^*N 獅S 一 Csj c〇 -<r in 卜 δ OO cn, 〇 - CM CO 寸 in CO 卜 一 cs) 〇〇 05 S I-' Is Is Is I2 ' i Is Is I8 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 經濟部中央榡隼局員工消費合作社印製 403576 Β7 i、發明説明（18 ) 如上所述，按照本發明，全氟化磺和氟化《以簡犟處理 方法卽可完全分解，所分解的的氟可固定為無害物。因 此，本發明氟化磺類的分解法，所用分解装置簡單，分 解效率离•分解生成物的後處理簡易性和反蠹劑的廉價 性方面，可發揮前所未見的效果，尤其是對半導龌製造 步«所發生使用遏的全氟化硪或氟化烴分解，有甚大貢 獻。 艙霣銳明 第1匾為本發明方法實施裝置一例之檐器配置条統園； 第2鼸為本發明方法實施裝置排氣徑路部另一例之機 器配釐糸統圃； 第3圈為實施本發明的被處理氣釀導入部另一例之機 器配置条統鼸； 第4 _為按照本發明方法從反鼸容器内加熱反應_之 一例的反應器部概略鼸； 第5 _為按照本發明方法從反應容器内加熱反鼷_之 S —例的反應器部概輅讀； 第δ 為實施本發明時，就進入反醮容器前的被處理 氣議與反應容器排出的排氣進行熱交換例之圔； 第7画為三氯三氟乙烷（CFC)在被處理氣臞中氣濃度 為0%和10%進行處理時，CFC流入量和CFC分解率鼸你 _8為全氟乙烷（PFC)在被處理氣體中镢囊度為〇%和 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X297公釐） ----------1---------訂------.4. (請先閲讀背面之注意事項一^寫本II) < - 40S576 A7 B7 五、發明説明（19) 10%進行處理時，PFC流入*和PFC分解率關你圈； 熱 加FC 0 U 應烷 反乙 為氟 圈全明 9 ，銳 第時被 熱符 是 式 方 率 解 分 同 yc f— 加 波 撤 和 熱 加 器 熱 電 用 園 示 表 之 應氣熱處氣 反通罨被氣 器板 容性

器理源 熱 I » > » Kitil磺 應熱熱化 反加加氟 2 4 氟 氣 處 被 路 管 氣 排 :器 | 化 20氣 ，氣 路排 管 入； 導26 鼸 氣 m.* 理 P 出 排 ，鱺 源氣 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝· 媒 鼸 化 氣 釀 熱 發 之 熱 發 霣 通 .J—,—^11 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部中央橾準局员工消費合作社印裝 402576 g 修正 ___^———1- m 六、申請專利範圍 第8511 29 88號「氟化碳類之分解法及裝置」專利案 (88年7月12日修正） A申請專利範圍： 1. 一種氟化碳類之分解法，係令全氟化碳或氟化烴的氣 體，與碳質固體材料和鹼土類金屬化合物組成之反應 劑，在300-900°C的溫度，且在20容量％以下（不含0%) 氧氣存在下接觸者，其中，碳質固體材料中的碳相對 於鹼土類金屬化合物中的齙土類金屬之莫耳比係在 0.9-2.3的範圍內，碳質固體材料係選自焦炭粉、木炭、 煤炭、生瀝青、活性炭、碳黑之一種或二種以上，而 鹼土類金屬化合物爲鈣、鎂、鋇或錁之氧化物、氫氧 化物、碳酸鹽或硝酸鹽者。 2. —種氟化碳類之分解法，在裝塡碳質固體材料和鹼土 類金屬化合物所組成反應劑的反應容器內，連續或間 歇輸送含有全氟化碳或氟化煙的被處理氣體，同時從 該反應容器連續或間歇排出反應後的排氣，此時，在 進入反應容器內之前的被處理氣體含氧，使該被處理 氣體中的氧濃度在20容量％以下，並將該全氟化碳或 氟化烴分解所必要之熱，從反應容器外側傳至反應區 域，或從反應容器內側傳至反應區域者，其中碳質固 體材料和鹼土類金屬化合物係如申請專利範圍第1項 中所定義，碳質固體材料中的碳相對於鹼土類金屬化 合物中的鹼土類金屬之莫耳比係在0.9-2.3的範圍內， 且反應溫度係300-900 °C，該反應容器之材料爲耐熱 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ---------裝---^!·—訂-------線 (請先閲讀背面之注$項ί寫本頁) 經濟部中央橾準局员工消費合作社印裝 402576 g 修正 ___^———1- m 六、申請專利範圍 第8511 29 88號「氟化碳類之分解法及裝置」專利案 (88年7月12日修正） A申請專利範圍： 1. 一種氟化碳類之分解法，係令全氟化碳或氟化烴的氣 體，與碳質固體材料和鹼土類金屬化合物組成之反應 劑，在300-900°C的溫度，且在20容量％以下（不含0%) 氧氣存在下接觸者，其中，碳質固體材料中的碳相對 於鹼土類金屬化合物中的齙土類金屬之莫耳比係在 0.9-2.3的範圍內，碳質固體材料係選自焦炭粉、木炭、 煤炭、生瀝青、活性炭、碳黑之一種或二種以上，而 鹼土類金屬化合物爲鈣、鎂、鋇或錁之氧化物、氫氧 化物、碳酸鹽或硝酸鹽者。 2. —種氟化碳類之分解法，在裝塡碳質固體材料和鹼土 類金屬化合物所組成反應劑的反應容器內，連續或間 歇輸送含有全氟化碳或氟化煙的被處理氣體，同時從 該反應容器連續或間歇排出反應後的排氣，此時，在 進入反應容器內之前的被處理氣體含氧，使該被處理 氣體中的氧濃度在20容量％以下，並將該全氟化碳或 氟化烴分解所必要之熱，從反應容器外側傳至反應區 域，或從反應容器內側傳至反應區域者，其中碳質固 體材料和鹼土類金屬化合物係如申請專利範圍第1項 中所定義，碳質固體材料中的碳相對於鹼土類金屬化 合物中的鹼土類金屬之莫耳比係在0.9-2.3的範圍內， 且反應溫度係300-900 °C，該反應容器之材料爲耐熱 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） ---------裝---^!·—訂-------線 (請先閲讀背面之注$項ί寫本頁) 402576 If D8 __ 六、申請專利範圍 合金、耐蝕合金或陶瓷，反應容器設在爐內使爐內氣 氛氣體維持在所需的溫度，可使爐內熱通過容器壁 傳至容器內反應劑。 經濟部中央揉準局負工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 3. —種氟化碳類之分解法，在裝塡碳質固體材料和鹼土 類金屬化合物所組成反應劑的反應容器內，連續或間 歇輸送含有全氟化碳或氟化烴的被處理氣體，同時從 該反應容器連續或間歇排出反應後的排氣，此時，在 進入反應容器內之前的被處理氣體含氧，使該被處理 氣體中的氧濃度在20容量％以下，並將該全氟化碳或 氟化烴分解所必要之熱，從反應容器外側傳至反應區 域，或從反應容器內側傳至反應區域且將前述排氣中 的CO氧化處理爲C02者，其中碳質固體材料和鹼土 類金屬化合物係如申請專利範圍第1項中所定義，碳 質固體材料中的碳相對於瞰土類金屬化合物中的敝土 類金屬之莫耳比係在0.9-2.3的範圍內，且反應溫度 係3 00-90 0°C，該反應容器之材料爲耐熱合金，耐蝕 合金或陶瓷，反應容器設在爐內使爐內氣氛氣體維持 在所需的溫度，可使爐內熱通過容器壁傅至容器內反 應劑。 4. 如申請專利範圍第2項之氟化碳類之分解法，其中傳 至反應區域之熱，是由採用通電發熱的發熱髖之電熱 器發生者。 5. 如申請專利範圍第2項之氟化碳類之分解法*其中反 應劑係裝塡在金屬製成陶瓷製反應容器內者。 -2- 本紙張尺度適用中國國家梂準（CNS ) A4規格（210X297公釐） B8 C8 D8 402576 六、申請專利範圍 6. 如申諝專利範圍第1或2項之氟化碳類之分解法，其 中全氟化碳或氟化烴係碳原子1至5個的氟化碳者》 7. 如申請專利範圍第1或2項之氟化碳類之分解法，其 中反應劑係由粉狀碳質固體材料和粉狀鹼土類金羼化 合物混合，將此混合物製粒而成之粒狀物者。 8. 如申請專利範圍第3項之氟化碳類之分解法，其中氧 化處理是利用氧化觸媒或反應劑進行者。 认一種氟化碳類之分解裝置，包括反應容器（1)，裝塡由 碳質固體材料和鹼土類金屬化合物組成之反應劑（2): 加熱爐（4)，容納該反應容器（1):熱源，將反應容器（1) 內的反應溫度加熱至300eC以上：被處理氣體導入口 (7)，通入該反應容器（1)內：管路（18)，連接該被處理 氣體導入口（7)與含氟化碳之氣體源和含氧之氣體源： 及氣體排出口（20)，從該反應容器（1)排出由被處理氣 體導入口（7)導入反應容器（1)內的含氟化碳之氣體和 含氧之氣體以及上述反應劑（2)之反應後氣體。 10. —種氟化碳類之分解裝置，包括反應容器（〗），裝塡由 碳質固體材料和鹼土類金屬化合物組成之反應劑（2): 加熱爐（4)，容納該反應容器（1):熱源，將反應容器（1) 內的反應溫度加熱至3 0 0t以上：被處理氣體導入口 (7)，通入該反應容器（1)內·，管路（18)，連接該被處理 氣體導入口（7)與含氟化碳之氣體源和含氧之氣體源： 氣體排出口（20)，從該反應容器（1)排出由被處理氣體導 入口（7)導入反應容器（1)內的含氟化碳之氣體和含氧 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------裝---^!—訂------線 (請先聞讀背面之注$項€寫本頁) 經濟部中央橾隼局貝工消費合作社印裝 A8 403576 I 六、申請專利範圍 之氣體以及上述反應劑（2)之反應後氣體；及排氣氧化 器（2 6)，配管接通該氣體排出口（20)，將排氣中的一 氧化碳氧化成二氧化碳。 11.如申請專利範圔第9或]0項之氟化碳類之分解裝置， 其中含氟化碳之氣體源，係在半導體製造步驟中發生 者。 ---------1---^.11111------il (請先閲讀背面之注意事項f禽本頁) \ 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）