WO2020121587A1 - 排ガスのプラズマ除害方法とその装置 - Google Patents

排ガスのプラズマ除害方法とその装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2020121587A1
WO2020121587A1 PCT/JP2019/029445 JP2019029445W WO2020121587A1 WO 2020121587 A1 WO2020121587 A1 WO 2020121587A1 JP 2019029445 W JP2019029445 W JP 2019029445W WO 2020121587 A1 WO2020121587 A1 WO 2020121587A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exhaust gas
plasma
plasma jet
torches
point
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/029445
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
哲也 池奥
Original Assignee
カンケンテクノ株式会社
北京康肯▲環▼保▲設▼▲備▼有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by カンケンテクノ株式会社, 北京康肯▲環▼保▲設▼▲備▼有限公司 filed Critical カンケンテクノ株式会社
Priority to KR1020217017228A priority Critical patent/KR102523224B1/ko
Priority to CN201980067405.8A priority patent/CN112839730B/zh
Publication of WO2020121587A1 publication Critical patent/WO2020121587A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46—Removing components of defined structure
    • B01D53/68—Halogens or halogen compounds
    • B01D53/70—Organic halogen compounds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
    • B01J19/087—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy
    • B01J19/088—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electric or magnetic energy giving rise to electric discharges
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67017—Apparatus for fluid treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2258/00—Sources of waste gases
    • B01D2258/02—Other waste gases
    • B01D2258/0216—Other waste gases from CVD treatment or semi-conductor manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/80—Employing electric, magnetic, electromagnetic or wave energy, or particle radiation
    • B01D2259/818—Employing electrical discharges or the generation of a plasma
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/30—Capture or disposal of greenhouse gases of perfluorocarbons [PFC], hydrofluorocarbons [HFC] or sulfur hexafluoride [SF6]

Definitions

  • the present invention relates to improvement of a plasma abatement method and its device in a thermal decomposition process of exhaust gas discharged from a semiconductor manufacturing process.
  • perfluorocarbons such as CF 4 and C 2 F 6 and carbon-free fluorine compounds such as NF 3 are used.
  • Perfluoro compound (hereinafter referred to as "PFC") is used as a cleaning gas for a CVD chamber.
  • the exhaust gas containing the perfluoro compound is referred to as perfluoro compound exhaust gas or PFC exhaust gas.
  • perfluorocarbons typified by CF 4 and C 2 F 6 are nonflammable and the compounds themselves are stable, so that when they are released into the atmosphere, they remain unchanged for a long period of time.
  • the life until consumption in the atmosphere is said to be 50,000 years for CF 4 and 10,000 years for C 2 F 6
  • the global warming potential (comparative value when CO 2 is 1) is CF 4 . 4,400, and 6,200 with C 2 F 6 (20 years elapse), and fraught with so-called greenhouse effect problem that can not be left on the global environment, including perfluorocarbon typified by CF 4, C 2 F 6 It is desired to establish means for removing PFC.
  • perfluorocarbons in particular, have a stable C—F bond (the binding energy is as large as 130 kcal/mol), so they are not easily decomposed, and PFCs are completely removed by general thermal decomposition such as combustion. It's extremely difficult to harm.
  • the decomposition proceeds by cutting the C—C bond branch, so if the processing air volume is limited to 250 liters/minute or less at the processing temperature of 1,000° C.
  • CF 4 must cut C—F having the largest binding energy, and a high temperature of about 1,400 to 1,500° C. is required even with the above air volume.
  • Patent Document 1 As a technology for decomposing semiconductor exhaust gas containing PFC that is difficult to decompose in this way, an exhaust gas treatment system has been proposed that can reliably thermally decompose PFC exhaust gas containing CF 4 with a small energy consumption with a simple configuration.
  • a plasma jet torch is arranged vertically downward on the ceiling of a pyrolysis tower, and a discharge voltage is applied between non-transfer electrodes to generate an arc and a working gas is sent to the arc.
  • a high temperature plasma jet of about 10,000° C. is vertically aligned from the anode side so as to coincide with the central axis of the pyrolysis tower to eject the plasma jet. Then, toward the vicinity of the upstream side of the generated plasma jet on the anode side, the PFC exhaust gas from which water-soluble components and dust have been removed by washing with water and water has been added is supplied from the outside.
  • the supplied PFC exhaust gas spirally rotates around the high-temperature plasma jet toward the outlet, during which it is thermally decomposed in a high-temperature atmosphere around the high-temperature plasma jet of about 10,000° C. and discharged to the outlet scrubber. It has become so.
  • CF 4, etc. which could not be decomposed by the conventional electric heater, can be decomposed quickly and irreversibly.
  • the thermal decomposition tower as the plasma detoxifying device has the following problems.
  • PFC exhaust gas is supplied from the outside toward the vicinity of the upstream portion of the slender vertically extending plasma jet, and the periphery thereof is spirally pyrolyzed in the process, but at about 10,000°C. Since the reaching plasma jet has an elongated shape, the high temperature region of about 1,400 to 1,500° C. formed around it is inevitably thin and long.
  • the present invention has been made in view of such problems, and the problem to be solved is that the total amount of exhaust gas introduced into a thermal decomposition tower as a plasma abatement device always passes through a high temperature region formed by a plasma jet.
  • the object of the present invention is to provide a plasma detoxification method and a device therefor that can be reliably decomposed.
  • the invention (plasma removal method) according to claim 1 is a method of concentrating a plurality of plasma jets P toward a point Q, Generating respective plasma jets P from a plurality of plasma jet torches 2a, 2b, (2c) installed toward the reaction space D of the exhaust gas H toward a certain point Q in the reaction space D, The exhaust gas H is supplied toward the point Q from between the plurality of plasma jet torches 2a, 2b, (2c).
  • the invention is a method of dispersing a plurality of plasma jets P at a plurality of points Q1, Q2, (Q3) around a point Q, From a plurality of plasma jet torches 2a, 2b, (2c) installed toward the reaction space D of the exhaust gas H, toward a plurality of points Q1, Q2, (Q3) around a certain point Q in the reaction space D. And generate each plasma jet P so as to maintain the positional relationship of twisting each other, The exhaust gas H is supplied from between the plurality of plasma jet torches 2a, 2b, (2c) to a high temperature region T formed between the plurality of points Q1, Q2, (Q3).
  • the invention according to claim 3 is an apparatus (pyrolysis tower 1 for plasma abatement) for realizing the method according to claim 1,
  • the plurality of plasma jet torches 2a, 2b, (2c) are arranged such that plasma jets P generated from the plasma jet torches 2a, 2b, (2c) are respectively directed toward a point Q in the reaction space D
  • the exhaust port 29a of the exhaust gas supply unit 29 is arranged so as to supply the exhaust gas H toward the point Q.
  • the invention according to claim 4 is an apparatus (pyrolysis tower 1 for plasma abatement) for realizing the method according to claim 2,
  • the plurality of plasma jet torches 2a, 2b, (2c) are provided around a certain point Q in the reaction space D where the plasma jets P generated from the plasma jet torches 2a, 2b, (2c) are provided.
  • the ejection port 29a of the exhaust gas supply unit 29 is arranged so as to supply the exhaust gas H toward a high temperature region T formed between the plurality of points Q1, Q2, (Q3). ..
  • the high temperature region T of the plasma jet P generated from the plurality of plasma jet torches 2a, 2b, (2c) is the point within the plurality of points Q1, Q2, (Q3). It is characterized by sharing Q.
  • the total amount of the exhaust gas H passes through the high temperature region T formed by the plurality of plasma jets P, so that the efficiency of removing the exhaust gas H is dramatically increased. Increase.
  • the high temperature region T of the exhaust gas H in the reaction space D is more dispersed when the positional relationship of the plurality of plasma jets P is dispersed at the plurality of points Q1, Q2, (Q3) surrounding the plasma jet P than when the plasma jet P is concentrated at the point Q. Can be wider.
  • FIG. 5 is a plan view of a cross section including a point Q in the case of two plasma jets of the present invention. It is a top view of the cross section containing the point Q of the other example of FIG.
  • FIG. 6 is a plan view of a cross section including a point Q in the case where there are three plasma jets of the present invention. It is a top view of the cross section containing the point Q of the other example of FIG.
  • FIG. 1 shows an exhaust gas treating apparatus X of the present invention.
  • These are devices used in a semiconductor manufacturing process.
  • the removal of PFC exhaust gas has been described as a representative example, but since the persistent exhaust gas is not limited to PFC exhaust gas, the gas to be treated in the present invention is simply exhaust gas H.
  • the exhaust gas treatment device X in FIG. 1 is, in one example, composed of an independent water treatment device A and a thermal decomposition device B in which an outlet scrubber 60 is installed.
  • the water treatment device A can be integrally installed in the water tank 40 of the thermal decomposition device B.
  • the outline of the flow of the exhaust gas treatment device X in Fig. 1 is as follows. Exhaust gas H from the CVD film forming apparatus S is sucked by a vacuum pump V, and the exhaust gas H is sent to the water treatment apparatus A through an exhaust gas introduction pipe 18 that connects the vacuum pump V and the water treatment apparatus A.
  • the hydrolyzable component gas contained in the exhaust gas H is hydrolyzed and removed as a solid hydrolysis product together with the supplied water or the like (spray water for hydrolysis or heated steam) M. ..
  • dust sent along with the exhaust gas H is also washed and removed.
  • water-soluble gas such as chlorine is contained, it is also removed with water M or the like.
  • the exhaust gas H from which the hydrolyzable component gas and dust have been removed is sent to the thermal decomposition tower 1 through the exhaust pipe 26, where it is thermally decomposed, and then sent to the adjacent scrubber 60 on the outlet side for thermal decomposition. After the subsequent pyrolysis exhaust gas H is washed, it is released into the atmosphere as harmless atmospheric exhaust gas H.
  • the water treatment apparatus A of the exhaust gas treatment apparatus X is roughly composed of a water treatment tank 20 in which an exhaust gas introduction nozzle 19 and a filler layer 25 on the inlet side are provided, a water supply unit 30, a steam pipe 21, and an exhaust pipe 26. It is configured.
  • the water treatment tank 20 is a hollow container in which the exhaust gas introduction nozzle 19 is installed in the exhaust gas introduction part 22 at the top, and the water M for circulation is stored at the bottom. Below the exhaust gas introduction nozzle 19, a steam pipe 21 connected to a steam supply pipe (not shown) of the factory is installed.
  • upward nozzle openings 21 a are arranged on both sides of the exhaust gas introducing nozzle 19 so as to sandwich the exhaust gas introducing nozzle 19, and heated steam is jetted upward from the nozzle openings 21 a on both sides of the exhaust gas introducing nozzle 19.
  • An inlet side spray pipe 23 is installed below the steam pipe 21 or side by side.
  • the spray pipe 23 on the inlet side is provided with a downward nozzle port 23b.
  • the downward nozzle port 23b is arranged directly below the exhaust gas introducing nozzle 19, and the fine spray water droplets M are radially and downwardly poured from the downward nozzle port 23b.
  • a filler made of plastic, ceramic, or glass for example, Terralet (registered trademark) or Raschig ring
  • the inlet-side spray pipe 23 is connected to the inlet-side pumping pipe 31 that is erected from the bottom of the water treatment tank 20 and constitutes the water supply unit 30.
  • a pumping pump 34 on the inlet side is installed in the pumping pipe 31 on the inlet side, and the circulating water M accumulated at the bottom of the water treatment tank 20 is supplied to the spray pipe 23 on the inlet side.
  • an overflow pipe 37 for maintaining the water level of M for circulating water is installed at the bottom of the water treatment tank 20, and water for the overflow is supplied from the outside.
  • the thermal decomposition device B is composed of a water tank 40, a thermal decomposition tower 1 as a plasma abatement device, and a scrubber 60 on the outlet side.
  • the thermal decomposition tower 1 and the scrubber 60 on the outlet side are installed side by side on the water tank 40.
  • the thermal decomposition tower 1 is composed of a tower body 1a and a plurality of non-transfer type plasma jet torches 2.
  • a plurality of plasma jet torches are used. When they are used as a superordinate concept, they are represented by reference numeral 2, and when they are individually shown, the alphabet is a branch number.
  • the tower body 1a is a cylindrical member, the upper end of which is closed by a ceiling portion 3 formed in an upward conical shape, and an exhaust gas supply portion 29 connected to the exhaust pipe 26 is connected to the central top portion thereof.
  • the lower end of the tower body 1a is open to the water tank 40.
  • the plasma jet torches 2 are symmetrically arranged on both sides of the exhaust gas supply part 29.
  • the intervals are 120°. Since the ceiling portion 3 of the tower body 1a is formed in an upward conical shape, the plasma jet P generated from each plasma jet torch 2 is inclined with respect to the central axis L of the tower body 1a. Therefore, the body portion 1b of the tower body 1a needs to be separated from the tip of the plasma jet P by a distance that is not affected by heat, and is formed thick. The lower end of the body portion 1b is squeezed into a funnel shape and communicates with and is integrated with the leg portion 1c standing on the ceiling portion 41 of the water tank 40. The outer surface of the body portion 1b is covered with a heat insulating material (not shown).
  • a water reservoir 4 is provided on the outer periphery of the upper end of the tower body 1a, and water overflows from the upper end of the tower body 1a to form a water wall 5 on the entire inner peripheral surface of the tower body 1a. Overflow water is supplied to the water reservoir 4 from the outside.
  • a plurality of plasma jet torches 2 are used, and when individually shown, alphabetical numbers such as 2a, 2b, 2c are added as branch numbers.
  • the plasma jet torch 2 has a plasma generation chamber (not shown) inside, and a plasma jet ejection hole (not shown) for ejecting the plasma jet P generated in the plasma generation chamber is formed in the center of the lower surface of the plasma jet torch 2. ) Is provided.
  • a working gas feed pipe (not shown) such as nitrogen gas is provided on the upper side surface of the plasma jet torch 2 as required.
  • the bottoms of the thermal decomposition tower 1 and the scrubber 60 on the outlet side are open to the water tank 40, and the bottom of the thermal decomposition tower 1 and the bottom of the scrubber 60 on the outlet side are the ceiling 41 of the water tank 40 and the water M for circulation. It communicates in the space between.
  • the number of plasma jet torches 2 installed is a minimum of two, and is three in FIGS. 4 and 5. Of course, it is possible to install three or more units. First, the case of two units will be described (FIGS. 2 and 3). When there are two plasma jet torches 2a and 2b, they are installed symmetrically with respect to the exhaust gas supply unit 29 as described above. In the case of FIG. 2, the jet angle of the plasma jet P from the left and right plasma jet torches 2a, 2b is inclined with respect to the central axis L of the tower body 1a passing through the exhaust gas supply section 29 provided at the top of the tower body 1a. , Is installed so as to face a certain point Q directly below the exhaust gas supply unit 29 on the central axis L. Both plasma jets P from the left and right plasma jet torches 2a, 2b intersect at a point Q. The tips of both plasma jets P are set so as not to affect the inner surface of the body portion 1b of the tower body 1a.
  • the center of the plasma jet P is about 10,000°C, and the temperature decreases as it moves away from the center.
  • a decomposable temperature region (a region of 1,400° C. or higher) of the target exhaust gas H formed around the plasma jet P including the central portion is defined as a high temperature region T, which is indicated by a broken line and partial hatching.
  • the high temperature region T is wider than the visible range of the plasma jet P. This point is the same in the case described later.
  • both plasma jets P do not intersect at the point Q but are set so as to face two points Q1 and Q2 on a circle E on a horizontal plane including the point Q with the point Q as the center.
  • the temperature of the point Q which is the central point, may not reach the thermal decomposition temperature. Therefore, in order to avoid this, the points Q1 and Q2 are respectively passed, or
  • the high temperature region T of both plasma jets P that are generated toward the target region is a range that can include the point Q.
  • the high temperature region T of both plasma jets P shares the point Q. This point can be said also in FIG. 5 described later.
  • the high-temperature region T of both plasma jets P spreads in a plane shape around the point Q as a center, as compared with the case of FIG.
  • the number of plasma jets P is three, the plasma jet torches 2a, 2b, 2c are installed at equal intervals of 120° around the exhaust gas supply part 29, and the plasma jets P are at points Q. It is set to blow out toward.
  • the three plasma jets P intersect at three points Q from three directions, and form a high temperature region T around the entire circumference of the plasma jet P.
  • the upper surface of the high temperature region T is dented in the shape of a funnel toward the point Q, and the exhaust gas H described later is wrapped therein.
  • the three plasma jets P are set not to intersect at the point Q but to face three points Q1, Q2, and Q3 on a circle E on a horizontal plane centered on the point Q.
  • the temperature of the point Q which is the central point, may not reach the thermal decomposition temperature.
  • Q2, Q3 respectively, or the high temperature region T of both plasma jets P generated toward them is a range in which the point Q can be included.
  • the high temperature region T of the plasma jet P spreads in a planar shape around the point Q, which is larger than in the case of FIG.
  • the upper surface of the high temperature region T has a funnel-shaped depression toward the point Q.
  • the position of the point Q separated from the exhaust gas supply unit 29 is selected such that the plasma jet P or the high temperature region T formed around the plasma jet P does not damage the tower body 1a. ..
  • the exhaust gas supply unit 29 is provided at the top of the ceiling 3 of the tower body 1a as described above, and the distance to any plasma jet torch 2 is the same.
  • the jet outlet 29a of the exhaust gas supply unit 29 is arranged to supply the exhaust gas H toward the point Q or the high temperature region T between the points Q1, Q2, (Q3).
  • the water tank 40 is a member such as a hollow rectangular parallelepiped, and the thermal decomposition tower 1 and an outlet scrubber 60, which will be described later, are installed side by side on a ceiling portion 41 thereof.
  • the water M for circulation is sprinkled on the bottom of the water tank 40, and a passage between the water M and the ceiling 41 serves as a flow path for the pyrolysis exhaust gas H.
  • An overflow pipe 42 that keeps the internal water level constant and a water supply pipe 45 that supplies the same amount of water as the overflow water M to the water tank 40 are installed in the water tank 40.
  • the outlet side scrubber 60 is a so-called wet type scrubber, and its schematic structure will be described.
  • a straight pipe type scrubber main body 60a erected on the ceiling 41 of the water tank 40, an outlet side pumping pipe 61 and the middle thereof.
  • the sprayed chemical solution or water M is stored in the water tank 40.
  • the flow path of the exhaust gas H from the water treatment device A of the exhaust gas treatment device X to the outlet scrubber 60 is maintained at a negative pressure by operating the exhaust blower 67. Then, the exhaust gas H from the semiconductor manufacturing apparatus S is sucked by the vacuum pump V as described above, and is sent to the water treatment apparatus A whose inside is kept at a negative pressure through the exhaust gas introduction nozzle 19.
  • the heated steam M is sprayed from both sides of the exhaust gas introduction nozzle 19 from the upward nozzle port 21a of the steam pipe 21, and at the same time, the pump pump 34 of the pump pipe 31 on the inlet side is operated to circulate the steam.
  • the water M is pumped up and supplied to the spray pipe 23 on the inlet side, and the water is sprayed downward from the downward nozzle port 23b as fine water drops M like an umbrella.
  • the exhaust gas H sent into the water treatment device A is subjected to removal of hydrolyzable component gas and dust therein by the heated steam M and fine water droplets M, and is sent to the thermal decomposition tower 1 as washed exhaust gas H.
  • an ultrahigh temperature (about 10,000° C.) gas flow under atmospheric pressure that is, a non-transfer type Plasma jets P are generated, and the respective plasma jets P are ejected from the plasma jet ejection holes of the plurality of plasma jet torches 2 into the tower main body 1a in the above-described positional relationship.
  • the flow of the plasma jet P causes the air to swirl into the atmosphere between the plasma jets P or within the enclosed range.
  • the exhaust gas H generated by U and blown into the reaction space D from the ejection port 29a of the exhaust gas supply unit 29 is caught in the spiral U and goes toward the point Q which is the center point.
  • the tendency is stronger and the upper surface of the high temperature region T is dented like a funnel, so there is no escape area for the exhaust gas H and higher decomposition efficiency is exhibited than when two are used. ..
  • the thermally decomposed exhaust gas H that is thermally decomposed here is sent to the outlet scrubber 60, sufficiently washed and lowered to a temperature at which it can be discharged to the atmosphere, and then discharged to the atmosphere by the exhaust blower 67.
  • the above are the most preferable examples in the present invention as representative examples, and the present invention is not limited to these examples.

Abstract

熱分解塔に投入された排ガスの全量が必ずプラズマジェットによって形成された高温領域を通過し、確実に分解されるプラズマ除害方法を提供する。 複数のプラズマジェット（Ｐ）を点（Ｑ）に向けて集中させる方法で、排ガス（Ｈ）の反応空間（Ｄ）に向けて設置された複数のプラズマジェットトーチ（２ａ、２ｂ、（２ｃ））から前記反応空間（Ｄ）内の或る点（Ｑ）に向けてそれぞれのプラズマジェット（Ｐ）を発生させ、前記複数のプラズマジェットトーチ（２ａ、２ｂ、（２ｃ））の間から前記点（Ｑ）に向けて排ガス（Ｈ）を供給する。

Description

排ガスのプラズマ除害方法とその装置
　本発明は、半導体製造プロセスから排出される排ガスの熱分解工程におけるプラズマ除害方法とその装置の改良に関する。
　半導体や液晶等の電子デバイスの製造プロセスでは様々な化合物のガスが使用されており、例えば、ＣＦ４およびＣ２Ｆ６のようなパーフルオロカーボンやＮＦ３のような炭素を含まないフッ素化合物などのパーフルオロコンパウンド（以下、「ＰＦＣ」という）はＣＶＤチャンバーのクリーニングガスとして使用されている。なお、本明細書において、パーフルオロコンパウンドを含む排ガスをパーフルオロコンパウンド排ガス或いはＰＦＣ排ガスという。
　このうち、ＣＦ４やＣ２Ｆ６を代表とするパーフルオロカーボンは不燃性であり、且つ化合物そのものが安定であるため、大気中に放出された場合、長期にわたって変化せず滞留することになる。大気中における消費までのライフはＣＦ４で５０,０００年、Ｃ２Ｆ６で１０,０００年といわれており、又、地球温暖化係数(ＣＯ２を１としての比較値)はＣＦ４で４,４００、Ｃ２Ｆ６で６,２００(２０年経過時点)であり、地球環境上放置できない所謂温室効果問題を孕んでおり、ＣＦ４，Ｃ２Ｆ６を代表とするパーフルオロカーボンを含むＰＦＣを除害する手段の確立が望まれている。
　しかしながら、ＰＦＣのうち特にパーフルオロカーボンはＣ－Ｆ結合が安定であるため(結合エネルギーが１３０ｋｃａｌ／ｍｏｌと大きく)、分解が容易でなく、燃焼式などの一般的な加熱分解でＰＦＣを完全に除害するのは極めて難しい。例えば、単純な加熱分解ではＣ２Ｆ６の場合はＣ－Ｃ結合枝の切断で分解が進むため、処理温度１,０００℃において処理風量を２５０リットル／分以下に制限すれば除害が可能であるが、ＣＦ４は最も結合エネルギーの大きなＣ－Ｆを切断せねばならず、上記風量においても１,４００～１,５００℃程度の高温が必要となる。
　このように分解が困難なＰＦＣを含む半導体排ガスを分解処理する技術として、簡単な構成にてＣＦ４を含むＰＦＣ排ガスを少ないエネルギー消費量で確実に熱分解することができる排ガス処理システムが提案された（特許文献１）。
　この排ガス処理システムは、熱分解塔の天井部にプラズマジェットトーチを下向き垂直に配置し、非移行型電極間に放電電圧を印加してアークを発生させると共に、アークに作動ガスを送給してアノード側から垂直に約１０，０００℃と言う高温のプラズマジェットを熱分解塔の中心軸に合致させてプラズマジェットを噴出させるようにしていた。そして、生成したプラズマジェットのアノード側の上流部近傍に向け、水洗により水溶性成分と粉塵とが除去され且つ水分が付加されたＰＦＣ排ガスを外側から供給するようにしている。供給されたＰＦＣ排ガスは高温のプラズマジェットの周囲を螺旋回転しながら出口に向かい、その間に約１０，０００℃と言う高温のプラズマジェットの周囲の高温雰囲気にて熱分解され、出口スクラバに排出されるようになっている。これにより、従来の電熱ヒータでは分解することができなかったＣＦ４なども迅速且つ不可逆的に分解することができるようになった。
特開２００５－２０５３３０号公報
　処が、上記のような排ガス処理システムにおける、プラズマ除害装置としての熱分解塔では以下のような問題点があった。
　上記のように、細長く垂直に伸びたプラズマジェットの上流部近傍に向けてＰＦＣ排ガスを外側から供給し、その周囲を螺旋回転させながらその過程で熱分解させているが、約１０，０００℃に達するプラズマジェットは細長い形状であるため、その周囲に形成される１,４００～１,５００℃程度の高温領域も必然的に細く長くなる。特に、熱分解塔の内面近傍ではプラズマジェットから離れ、上記高温領域の温度に達しないスペースも発生することがある。それ故、排ガスの全てがプラズマジェットの周囲に形成される高温領域を通過して熱分解されるとは限られず、一部は低温領域内を摺り抜けて未分解のまま放出される恐れがあった。
　本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、その解決課題は、プラズマ除害装置としての熱分解塔に投入された排ガスの全量が必ずプラズマジェットによって形成された高温領域を通過し、確実に分解されるプラズマ除害方法とその装置を提供することにある。
　請求項１に記載の発明（プラズマ除害方法）は、複数のプラズマジェットＰを点Ｑに向けて集中させる方法で、
　排ガスＨの反応空間Ｄに向けて設置された複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）から前記反応空間Ｄ内の或る点Ｑに向けてそれぞれのプラズマジェットＰを発生させ、
　前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）の間から前記点Ｑに向けて排ガスＨを供給することを特徴とする。
　請求項２に記載の発明（プラズマ除害方法）は、複数のプラズマジェットＰを点Ｑの周囲の複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）に分散させる方法で、
　排ガスＨの反応空間Ｄに向けて設置された複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）から前記反応空間Ｄ内の或る点Ｑの周囲の複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）に向けて互いに捻れの位置関係を保つようにそれぞれのプラズマジェットＰを発生させ、
　前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）の間から前記複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）の間に形成される高温領域Ｔに向けて排ガスＨを供給することを特徴とする。
　請求項３に記載の発明は、請求項１の方法を実現する装置（プラズマ除害用の熱分解塔１）で、
　内部に排ガスＨの反応空間Ｄを有する塔本体１ａと、
　前記塔本体１ａの天井部３に設置された複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）と、
　前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）の間にて前記塔本体１ａの天井部３に設置された排ガス供給部２９とで構成され、
　前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）は、前記プラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）からそれぞれ発生させたプラズマジェットＰが前記反応空間Ｄ内の点Ｑに向けてそれぞれ配置され、
　前記排ガス供給部２９の噴出口２９ａは、前記点Ｑに向けて排ガスＨを供給するように配置されていることを特徴とする。
　請求項４に記載の発明は、請求項２の方法を実現する装置（プラズマ除害用の熱分解塔１）で、
　内部に排ガスＨの反応空間Ｄを有する塔本体１ａと、
　前記塔本体１ａの天井部３に設置された複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）と、
　前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）の間にて前記塔本体１ａの天井部３に設置された排ガス供給部２９とで構成され、
　前記複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）は、前記プラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）からそれぞれ発生させたプラズマジェットＰが前記反応空間Ｄ内の或る点Ｑの周囲に設けられた複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）に向けて互いに捻れの位置関係を保つようにそれぞれ配置され、
　前記排ガス供給部２９の噴出口２９ａは、前記複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）の間に形成される高温領域Ｔに向けて排ガスＨを供給するように配置されていることを特徴とする。
　請求項５は、請求項４において、複数のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、（２ｃ）から生成されたプラズマジェットＰの高温領域Ｔは、前記複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）内の前記点Ｑを共有することを特徴とする。
　本発明は、複数のプラズマジェットＰに対する排ガスＨの供給関係から、排ガスＨの全量が複数のプラズマジェットＰで形成される高温領域Ｔを通過することになるので、排ガスＨの除害効率が飛躍的に高まる。そして、複数のプラズマジェットＰの位置関係が、点Ｑに集中させる場合に比べてその周囲の複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）に分散させる方が排ガスＨの反応空間Ｄにおける高温領域Ｔをより広く出来る。なお、この場合、複数のプラズマジェットＰで形成される高温領域Ｔは、点Ｑを含め、その一部で重なり合うことが重要である。
本発明装置の全体のフロー図である。 本発明の複数のプラズマジェットが２つの場合の点Ｑを含む横断面の平面図である。 図２の他の例の点Ｑを含む横断面の平面図である。 本発明の複数のプラズマジェットが３つの場合の点Ｑを含む横断面の平面図である。 図４の他の例の点Ｑを含む横断面の平面図である。
　以下、本発明を図示実施例に従って説明する。図１は本発明の排ガス処理装置Ｘである。これらは半導体製造プロセスで用いられる装置で、例えば、ＣＶＤ成膜装置Ｓから排出された排ガスＨを真空ポンプＶで吸引して排ガス処理装置Ｘに送り、熱分解して無害化し、大気放出する設備である。
　なお、背景技術の説明ではＰＦＣ排ガスの除害を代表例として説明したが、難分解性の排ガスはＰＦＣ排ガスに限られないので、本発明の処理対象ガスは、単に、排ガスＨとする。
　図１の排ガス処理装置Ｘは、その１例で、独立の水処理装置Ａ、出口スクラバ６０が設置された熱分解装置Ｂとで構成されている。図示していないが、水処理装置Ａは熱分解装置Ｂの水槽４０に一体的に設置することも可能である。
　図１の排ガス処理装置Ｘのフローの概略は以下の通りである。ＣＶＤ成膜装置Ｓからの排ガスＨを真空ポンプＶで吸引し、該真空ポンプＶと水処理装置Ａとを繋ぐ排ガス導入配管１８で排ガスＨを水処理装置Ａに送り込む。水処理装置Ａでは、排ガスＨに含まれる加水分解性の成分ガスを加水分解して固形の加水分解生成物として、供給された水等（加水分解用のスプレー水や加熱水蒸気）Ｍと共に除去する。同時に排ガスＨに伴って送り込まれた粉塵も同様に水洗除去する。また、塩素等、水溶性ガスが含まれている場合には、これも同時に水等Ｍで除去する。
　加水分解性の成分ガスや粉塵などが除去された排ガスＨは、排気管２６によって熱分解塔１に送り込まれ、ここで熱分解された後、隣接する出口側のスクラバ６０に送られ、熱分解後の熱分解排ガスＨを洗浄した後、無害の大気放出排ガスＨとして大気放出される。
　排ガス処理装置Ｘの水処理装置Ａは、排ガス導入ノズル１９と入口側の充填物層２５が内部に設けられた水処理タンク２０、水分供給部３０、蒸気配管２１、及び排気管２６とで概略構成されている。
　水処理タンク２０は、中空容器で頂部の排ガス導入部２２に排ガス導入ノズル１９が設置されており、底部に循環用の水Ｍが貯留されている。
　排ガス導入ノズル１９の下方に、工場の蒸気供給配管（図示せず）に接続された蒸気配管２１が設置されている。蒸気配管２１には上向きのノズル口２１ａが排ガス導入ノズル１９を挟むようにその両側に配置され、排ガス導入ノズル１９の両側でノズル口２１ａから加熱水蒸気が上向きに噴出するようになっている。
　蒸気配管２１の下、或いは横に並べて入口側のスプレー配管２３が設置されている。入口側のスプレー配管２３には下向きのノズル口２３ｂが設けられている。この下向きのノズル口２３ｂは排ガス導入ノズル１９の直下に配置され、この下向きのノズル口２３ｂから放射状に微細なスプレー水滴Ｍが下方に降り注ぐようになっている。
　入口側のスプレー配管２３の下方にはプラスチック又はセラミック或いはガラス製の充填物（例えば、テラレット（登録商標）やラシヒリング）が充填された充填物層２５が設けられている。
　充填物層２５の下方の空間には、この空間から引き出され、後述する熱分解搭５０の排ガス供給部２９に至る排気管２６が設けられている。
　入口側のスプレー配管２３には、水処理タンク２０の底部から立ち上げられ、水分供給部３０を構成する入口側の揚水配管３１が接続されている。この入口側の揚水配管３１には入口側の揚水ポンプ３４が設置され、水処理タンク２０の底部に溜まった循環用の水Ｍを入口側のスプレー配管２３に供給している。更に、水処理タンク２０の底部には循環水用のＭの水位を維持するためのオーバーフロー配管３７が設置され、オーバーフロー分の水が外部から供給されている。
　熱分解装置Ｂは、水槽４０、プラズマ除害装置としての熱分解塔１及び出口側のスクラバ６０とで構成されている。熱分解塔１と出口側のスクラバ６０は、水槽４０の上に並置して立設されている。
　熱分解塔１は、塔本体１ａ、複数の非移行型のプラズマジェットトーチ２とで構成されている。プラズマジェットトーチは複数基使用され、上位概念として使用する場合は符号２で表し、個別に示す場合はアルファベットを枝番とする。
　塔本体１ａは、円筒状の部材で、その上端は上向き円錐形に形成された天井部３で閉塞され、その中央頂部に排気管２６に連なる排ガス供給部２９が接続されている。塔本体１ａの下端は水槽４０に開口している。天井部３に設置されたプラズマジェットトーチ２は、２基の場合、排ガス供給部２９の両側に対称に配置され、３基或いはそれ以上の場合は排ガス供給部２９を中心とする円上に等角度で設置されている。３基の場合は１２０°間隔である。
　塔本体１ａの天井部３は上向き円錐形に形成されているので、各プラズマジェットトーチ２から生成されたプラズマジェットＰは、塔本体１ａの中心軸Ｌに対して傾斜することになる。それ故、塔本体１ａの胴部１ｂは、その内面がプラズマジェットＰの先端から熱影響を受けない距離だけ遠く離れるようにする必要があり、太く形成されている。そして、胴部１ｂの下端はロート状に絞られ、水槽４０の天井部４１に立設される脚部１ｃに連通して一体化される。
　胴部１ｂの外面は断熱材（図示せず）で覆われている。塔本体１ａの上端外周部分には水溜部４が設けられており、塔本体１ａの上端から水がオーバーフローして塔本体１ａの内周面全面に水壁５を形成している。水溜部４にはオーバーフロー分の水が外部から供給されている。
　プラズマジェットトーチ２は複数基使用され、個別に示す場合は２ａ、２ｂ、２ｃと言うようにアルファベットを枝番として付する。プラズマジェットトーチ２は、内部にプラズマ発生室（図示せず）を有し、プラズマジェットトーチ２の下面中心部にはプラズマ発生室内で生成したプラズマジェットＰを噴出させるプラズマジェット噴出孔（図示せず）が設けられている。プラズマジェットトーチ２の側面上部には必要に応じて窒素ガスのような作動ガス送給配管（図示せず）が設けられている。
　熱分解塔１と出口側のスクラバ６０の底部は水槽４０に開口しており、熱分解塔１の底部と出口側のスクラバ６０の底部は水槽４０の天井部４１と循環用の水Ｍとの間の空間で連通している。
　プラズマジェットトーチ２の設置数は、最小で２基、図４及び図５では３基である。勿論、３基以上の設置も可能である。まず、２基の場合に付いて説明する（図２及び図３）。
　プラズマジェットトーチ２ａ、２ｂが２基の場合は、上記のように排ガス供給部２９を中心にして左右対称に設置される。
　左右のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂからのプラズマジェットＰの噴出角度は、図２の場合、塔本体１ａの頂部に設けられた排ガス供給部２９を通る塔本体１ａの中心軸Ｌに対して傾斜し、中心軸Ｌ上で排ガス供給部２９の直下の或る点Ｑに向くように設置される。そして左右のプラズマジェットトーチ２ａ、２ｂからの両プラズマジェットＰは点Ｑで交差する。両プラズマジェットＰの先端は塔本体１ａの胴部１ｂの内面に影響を与えないように設定されている。
　プラズマジェットＰの中心部分は約１０,０００℃で、中心部分から離れるに従って温度は低下する。前記中心部分を含み、プラズマジェットＰの全周囲に形成される対象排ガスＨの分解可能温度領域（１，４００℃以上の領域）を高温領域Ｔとし、破線と部分ハッチングで示す。高温領域ＴはプラズマジェットＰの可視範囲より広い。この点は、後述する場合も同じである。
　図３の場合は、両プラズマジェットＰが前記点Ｑで交差せず、点Ｑを中心とし、点Ｑを含む水平面上の円Ｅ上の２点Ｑ１、Ｑ２に向くように設定されている。この場合、２点Ｑ１、Ｑ２が離れすぎていると中心点である点Ｑの温度が熱分解温度に達しない場合があるので、これを避けるために点Ｑ１、Ｑ２をそれぞれ通過する、或いはこれらに向けて生成される両プラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを含むことができる範囲となる。換言すれば、両プラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを共有することになる。この点は、後述する図５でも言える。
　これにより両プラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを中心としてその周囲に、図２の場合より大きく面状に広がることになる。
　図４の場合は、プラズマジェットＰが３つの場合で、プラズマジェットトーチ２ａ、２ｂ、２ｃが排ガス供給部２９を中心に１２０°の等間隔に設置されている場合で、プラズマジェットＰが点Ｑに向けて噴き出すように設定されている。３つのプラズマジェットＰは点Ｑで３方向から交差し、プラズマジェットＰの全周囲に高温領域Ｔを形成する。この場合、この高温領域Ｔの上面は点Ｑに向かってロート状に凹み、後述する排ガスＨを包み込むような状態を呈する。
　図５の場合は、３つのプラズマジェットＰが前記点Ｑで交差せず、点Ｑを中心とする水平面上の円Ｅ上の３点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３に向くように設定されている。この場合、図３と同様、上記同様３点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３が離れすぎていると中心点である点Ｑの温度が熱分解温度に達しない場合があるので、これを避けるために点Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３をそれぞれ通過する、或いはこれらに向けて生成される両プラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを含むことができる範囲となる。
　これによりプラズマジェットＰの高温領域Ｔが点Ｑを中心としてその周囲に、図４の場合より大きく面状に広がることになる。この場合も高温領域Ｔの上面は点Ｑに向かうロート状に凹みが生じる。
　なお、点Ｑの排ガス供給部２９からの離間位置は、プラズマジェットＰ或いはその周囲に形成される高温領域Ｔが届く範囲内で、プラズマジェットＰが塔本体１ａにダメージを与えない範囲が選ばれる。
　排ガス供給部２９は上記のように塔本体１ａの天井部３の頂部に設けられ、いずれのプラズマジェットトーチ２までの距離は等しい。そして排ガス供給部２９の噴出口２９ａは、前記点Ｑ、又は前記複数の点Ｑ１、Ｑ２、（Ｑ３）の間の高温領域Ｔに向けて排ガスＨを供給するように配置されている。
　水槽４０は中空直方体のような部材で、その天井部４１には前記熱分解塔１と後述する出口スクラバ６０とが並んで立設されている。水槽４０は、底部に循環用の水Ｍが湛えられ、該水Ｍと天井部４１との間が熱分解排ガスＨの流通路となっている。そして内部の水位を一定に保つオーバーフロー配管４２と、オーバーフロー水Ｍと等量の水を水槽４０に供給する給水管４５とが水槽４０に設置されている。
　出口側のスクラバ６０は、いわゆる湿式のスクラバであり、その概略構造を説明すると、水槽４０の天井部４１に立設された直管型のスクラバ本体６０ａと、出口側の揚水配管６１とその途中に設けられた出口側の揚水ポンプ６４、前記揚水配管６１に接続され、スクラバ本体６０ａの内部の頂部近傍に設置された出口側のスプレー配管６３、該スプレー配管６３に設置され、アルカリ液、酸性液等の薬液、或いは水蒸気や水Ｍを下向きに散布する出口側のノズル口６３ａと、出口側のノズル口６３ａの下方に設置された気液接触のための出口側の充填物層６５と、スクラバ本体６０ａの頂部に設置された排気ブロア６７及び該排気ブロア６７に設置された大気放出用排気管６８で構成されている。散布された前記薬液又は水Ｍは水槽４０に収納されるようになっている。
　次に図１の排ガス処理装置Ｘの作用に付いて説明する。排ガス処理装置Ｘの水処理装置Ａから出口スクラバ６０に至る排ガスＨの通流路は、排気ブロア６７を作動させることにより負圧に保たれている。そして上記のように半導体製造装置Ｓからの排ガスＨを真空ポンプＶで吸引し、排ガス導入ノズル１９を介して内部が負圧に保たれた水処理装置Ａに送り込む。
　水処理装置Ａでは、蒸気配管２１の上向きのノズル口２１ａからは排ガス導入ノズル１９の両側で加熱水蒸気Ｍが噴き上げられると同時に、入口側の揚水配管３１の揚水ポンプ３４を作動させ、循環用の水Ｍを揚水して入口側のスプレー配管２３に供給し、下向きのノズル口２３ｂからも水を細かい水滴Ｍとして下方に向けて傘のように散布する。
　水処理装置Ａ内に送り込まれた排ガスＨは、上記加熱水蒸気Ｍと細かい水滴Ｍによってその中の加水分解性成分ガスと粉塵が除去され、水洗排ガスＨとして熱分解塔１に送られる。
　上記水洗排ガスＨの供給に先駆けて、プラズマジェットトーチ２の制御部(図示せず)の電源をオンにすると、大気圧下で超高温(約１０、０００℃前後)のガス流すなわち非移行型のプラズマジェットＰが生成され、複数のプラズマジェットトーチ２のプラズマジェット噴出孔から各プラズマジェットＰが塔本体１ａ内に上記のような位置関係を以って噴出する。
　高温領域Ｔである、このプラズマジェットＰの交差部分（図２、図４）、換言すれば点Ｑ、又はプラズマジェットＰ（換言すれば、点Ｑ１、点Ｑ２、（点Ｑ３））で囲まれた部分或いは挟まれた部分（図３、図５）に向けて排ガスＨが吹き込まれるので、吹き込まれた排ガスＨの全量はプラズマジェットＰで形成された高温領域Ｔを漏れなく通過することになり、全量が分解される。
　ここで、（図３、図５）のようにプラズマジェットＰが捻じれの位置関係にある場合は、プラズマジェットＰの流れにより、プラズマジェットＰの間、或いは囲まれた範囲内で大気に渦巻Ｕが発生し、排ガス供給部２９の噴出口２９ａから反応空間Ｄに吹き込まれた排ガスＨは、上記渦巻Ｕに巻き込まれて中心点である点Ｑに向かう。
　特に、プラズマジェットトーチ２を３基使用した場合は、その傾向がより強く、且つ高温領域Ｔの上面がロート状に凹むので、排ガスＨの逃げ場がなく、２基の場合より高い分解効率を示す。
　そして、ここで熱分解された熱分解排ガスＨは出口スクラバ６０に送られ、十分に洗浄されると共に大気放出可能な温度まで下げられ、排気ブロア６７にて大気放出される。
　以上は、本発明において最も好ましい例を代表例として示したもので、本発明はこれら例示に限定されることはない。
Ａ：水処理装置、Ｂ：熱分解装置、Ｄ：反応空間、Ｅ：円、Ｈ：排ガス、Ｌ：中心軸、Ｍ：水等（霧、加熱水蒸気、循環用の水）、Ｐ：プラズマジェット、Ｑ：１点、Ｑ１～Ｑ３：周囲の点、Ｓ：半導体製造装置（半導体成膜装置）、Ｔ：高温領域、Ｕ：渦巻、Ｖ：真空ポンプ、Ｘ：本発明の排ガス処理装置、
１：熱分解塔、１ａ：塔本体、１ｂ：胴部、１ｃ：脚部、２：プラズマジェットトーチ、３：天井部、４：水溜部、５：水壁、１８：排ガス導入配管、１９：排ガス導入ノズル、２０：水処理タンク、２１：蒸気配管、２１ａ：上向きのノズル口、２２：排ガス導入部、２３：入口側のスプレー配管、２３ｂ：下向きのノズル口、２５：入口側の充填物層、２６：排気管、２９：排ガス供給部、２９ａ：噴出口、３０：水分供給部、３１：入口側の揚水配管、３４：入口側の揚水ポンプ、３７：オーバーフロー配管、４０：水槽、４１：天井部、４２：オーバーフロー配管、４５：給水管、６０：出口スクラバ、６０ａ：スクラバ本体、６１：出口側の揚水配管、６３：出口側のスプレー配管、６３ａ：ノズル口、６４：出口側の揚水ポンプ、６５：出口側の充填物層、６７：排気ブロア、６８：大気放出用排気管。

Claims (5)

  1. 　排ガスの反応空間に向けて設置された複数のプラズマジェットトーチから前記反応空間内の或る点に向けてそれぞれのプラズマジェットを発生させ、
    　前記複数のプラズマジェットトーチの間から前記点に向けて排ガスを供給することを特徴とする排ガスのプラズマ除害方法。
  2. 　排ガスの反応空間に向けて設置された複数のプラズマジェットトーチから前記反応空間内の或る点の周囲の複数の点に向けて互いに捻れの位置関係を保つようにそれぞれのプラズマジェットを発生させ、
    　前記複数のプラズマジェットトーチの間から前記複数の点の間に形成される高温領域に向けて排ガスを供給することを特徴とする排ガスのプラズマ除害方法。
  3. 　内部に排ガスの反応空間を有する塔本体と、
    　前記塔本体の天井部に設置された複数のプラズマジェットトーチと、
    　前記複数のプラズマジェットトーチの間にて前記塔本体の天井部に設置された排ガス供給部とで構成され、
    　前記複数のプラズマジェットトーチは、前記プラズマジェットトーチからそれぞれ発生させたプラズマジェットが前記反応空間内の点に向けてそれぞれ配置され、
    　前記排ガス供給部の噴出口は、前記点に向けて排ガスを供給するように配置されていることを特徴とする排ガスのプラズマ除害装置。
  4. 　内部に排ガスの反応空間を有する塔本体と、
    　前記塔本体の天井部に設置された複数のプラズマジェットトーチと、
    　前記複数のプラズマジェットトーチの間にて前記塔本体の天井部に設置された排ガス供給部とで構成され、
    　前記複数のプラズマジェットトーチは、前記プラズマジェットトーチからそれぞれ発生させたプラズマジェットが前記反応空間内の或る点の周囲に設けられた複数の点に向けて互いに捻れの位置関係を保つようにそれぞれ配置され、
    　前記排ガス供給部の噴出口は、前記複数の点の間に形成される高温領域に向けて排ガスを供給するように配置されていることを特徴とする排ガスのプラズマ除害装置。
  5. 　複数のプラズマジェットトーチから生成されたプラズマジェットの高温領域は、前記複数の点内の前記点を共有することを特徴とする請求項４に記載の排ガスのプラズマ除害装置。
PCT/JP2019/029445 2018-12-14 2019-07-26 排ガスのプラズマ除害方法とその装置 WO2020121587A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020217017228A KR102523224B1 (ko) 2018-12-14 2019-07-26 배기 가스의 플라즈마 제해 방법과 그 장치
CN201980067405.8A CN112839730B (zh) 2018-12-14 2019-07-26 废气的等离子体除害方法及废气的等离子体除害装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018234623A JP6791510B2 (ja) 2018-12-14 2018-12-14 排ガスのプラズマ除害方法とその装置
JP2018-234623 2018-12-14

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020121587A1 true WO2020121587A1 (ja) 2020-06-18

Family

ID=71076545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2019/029445 WO2020121587A1 (ja) 2018-12-14 2019-07-26 排ガスのプラズマ除害方法とその装置

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6791510B2 (ja)
KR (1) KR102523224B1 (ja)
CN (1) CN112839730B (ja)
TW (1) TWI729448B (ja)
WO (1) WO2020121587A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230417410A1 (en) * 2020-11-10 2023-12-28 Kanken Techno Co., Ltd. Gas processing furnace and exhaust gas processing device in which same is used
KR102546997B1 (ko) * 2022-12-02 2023-06-23 이상주 반도체 배기가스 처리장치
CN115823619B (zh) * 2023-02-08 2023-06-02 中国人民解放军战略支援部队航天工程大学 等离子体射流对撞喷嘴装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000346323A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Seiichi Morita 廃棄物焼却ガスの改質方法、焼却ガスの改質装置
JP2005205330A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Kanken Techno Co Ltd パーフルオロコンパウンド排ガスのプラズマ分解処理方法および該方法を利用したプラズマ分解処理装置並びにこのプラズマ分解処理装置を搭載した排ガス処理システム
WO2005101927A1 (ja) * 2004-03-31 2005-10-27 Kurita Seisakusho Co., Ltd. プラズマ生成用電源回路、プラズマ生成装置、プラズマ処理装置及び目的物

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008068917A1 (ja) * 2006-12-01 2008-06-12 Kanken Techno Co., Ltd. 半導体製造排ガスの除害装置
CN101541400A (zh) * 2007-01-30 2009-09-23 康肯科技股份有限公司 气体处理装置
CN102478242A (zh) * 2010-11-25 2012-05-30 王守国 三喷头等离子体医疗垃圾焚烧系统
WO2016056036A1 (ja) * 2014-10-06 2016-04-14 カンケンテクノ株式会社 排ガス処理装置
KR101623339B1 (ko) * 2015-04-22 2016-05-24 주식회사 라이트브릿지 플라즈마 탈취 시스템
KR101804013B1 (ko) * 2015-06-08 2017-12-01 한국기초과학지원연구원 소각 및 가스화 공정 배가스의 플라즈마 처리 장치
CN105289442B (zh) * 2015-11-16 2018-11-06 新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心(有限公司) 一种等离子体裂解煤制乙炔反应装置
CN206912254U (zh) * 2017-05-10 2018-01-23 江苏天楹环保能源成套设备有限公司 一种新型的等离子体雾化制备球型粉末系统
CN107281912B (zh) * 2017-07-19 2019-12-27 浙江全世科技有限公司 一种多源斜插式等离子体气体处理装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000346323A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Seiichi Morita 廃棄物焼却ガスの改質方法、焼却ガスの改質装置
JP2005205330A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Kanken Techno Co Ltd パーフルオロコンパウンド排ガスのプラズマ分解処理方法および該方法を利用したプラズマ分解処理装置並びにこのプラズマ分解処理装置を搭載した排ガス処理システム
WO2005101927A1 (ja) * 2004-03-31 2005-10-27 Kurita Seisakusho Co., Ltd. プラズマ生成用電源回路、プラズマ生成装置、プラズマ処理装置及び目的物

Also Published As

Publication number Publication date
TW202027843A (zh) 2020-08-01
JP2020093237A (ja) 2020-06-18
CN112839730A (zh) 2021-05-25
TWI729448B (zh) 2021-06-01
KR20210088648A (ko) 2021-07-14
JP6791510B2 (ja) 2020-11-25
CN112839730B (zh) 2022-09-23
KR102523224B1 (ko) 2023-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101995211B1 (ko) 배기 가스 처리 장치
WO2020121587A1 (ja) 排ガスのプラズマ除害方法とその装置
KR100919619B1 (ko) 플라즈마 스크러버 및 유해가스 처리 방법
KR101110888B1 (ko) 하이브리드 플라즈마 토치
JP2007326089A (ja) プラズマトーチを用いた廃ガス処理装置
JP5540035B2 (ja) ガス処理装置
JP2003202108A (ja) 難燃性物質分解バーナ
KR102286586B1 (ko) 플라즈마-촉매 방식의 스크러버
KR101688611B1 (ko) 플라즈마-촉매 방식의 스크러버
KR101226603B1 (ko) 플라즈마와 유해가스의 대향류를 이용한 유해가스 처리장치 및 처리방법
TW202120173A (zh) 用於一洗滌器之填充塔
KR100987978B1 (ko) 가스 스크러빙 장치 및 가스 스크러빙 방법
KR20110124630A (ko) 하이브리드 플라즈마 스크러버 시스템
JP2005205330A (ja) パーフルオロコンパウンド排ガスのプラズマ分解処理方法および該方法を利用したプラズマ分解処理装置並びにこのプラズマ分解処理装置を搭載した排ガス処理システム
JP7279985B2 (ja) ガス処理炉及びこれを用いた排ガス処理装置
KR102264128B1 (ko) 질소산화물 저감을 위한 반도체 공정용 스크러버 장치 및 스크러버 시스템
KR20210057154A (ko) 배기 가스 도입 노즐과 수처리 장치 및 배기 가스 처리 장치
JP2006175317A (ja) 半導体製造プロセスからの排気ガスの処理装置
EP4349456A1 (en) Exhaust gas treatment apparatus
JP2006156792A (ja) 半導体製造装置の排ガス除害装置
US20230174395A1 (en) Disinfection system using plasma-discharged water, and spray nozzle for spraying plasma-discharged water as droplets
CN208512191U (zh) 臭氧水机用臭氧尾气毁灭器
WO2022101981A1 (ja) ガス処理炉及びこれを用いた排ガス処理装置
KR20090105194A (ko) 폐가스 처리장치
KR100877726B1 (ko) 프라즈마를 이용한 유해가스연소장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19896198

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20217017228

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19896198

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1