WO2023189307A1 - 排ガス処理設備の洗浄方法 - Google Patents

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WO2023189307A1
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exhaust gas
water
gas treatment
water tank
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Inventor
慎吾 原島
和巳 塚本
隆信 木村
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栗田工業株式会社
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    • B01D—SEPARATION
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    • B01D47/06—Spray cleaning
    • 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
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
    • F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
    • F23G7/06—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste gases or noxious gases, e.g. exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23J—REMOVAL OR TREATMENT OF COMBUSTION PRODUCTS OR COMBUSTION RESIDUES; FLUES 
    • F23J15/00—Arrangements of devices for treating smoke or fumes
    • F23J15/02—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material
    • F23J15/04—Arrangements of devices for treating smoke or fumes of purifiers, e.g. for removing noxious material using washing fluids

Definitions

  • the present invention relates to a method for cleaning exhaust gas treatment equipment, and more particularly, to a method for cleaning exhaust gas treatment equipment for treating exhaust gas from semiconductor manufacturing processes and the like.
  • exhaust gas containing perfluorinated compounds and the like.
  • this exhaust gas contains WF 6 , CH 2 F 2 , Cl 2 , BCl 3 , F 2 , HF, SiH 4 , NH 3 , PH 3 , TEOS (tetraethoxysilane), TRIS (triethoxysilane), TiCl 4 may also be included.
  • Exhaust gas treatment equipment that processes such exhaust gas uses combustion, electric heating, plasma, etc. to perform a combustion (oxidation) or thermal decomposition reaction on perfluorinated compounds, and then The exhaust gas is washed in the smoke washing room, and F2 , etc. in the gas is absorbed and removed.
  • the combustion treatment device for this exhaust gas is a water-cooled combustion system that allows water to flow down along the inner wall of the combustion chamber to prevent combustion products from adhering to the inner wall and protect the inner wall from combustion heat.
  • Patent Document 2 Wet scrubbers are widely used as exhaust gas purification treatment devices.
  • deposits are likely to form inside the abatement device, in the piping, etc., and it is necessary to stop the abatement device and remove the deposits.
  • the deposits include silica-based and tungsten-based solids, but other solids are also generated.
  • Patent Document 2 describes that a jet spray nozzle is installed at the bottom of a wet scrubber, and cleaning water is sprayed upward onto a porous plate in the scrubber to physically peel off and remove deposits.
  • a jet spray nozzle is installed at the bottom of a wet scrubber, and cleaning water is sprayed upward onto a porous plate in the scrubber to physically peel off and remove deposits.
  • the inside of the scrubber cannot be thoroughly cleaned.
  • An object of the present invention is to provide a method for cleaning exhaust gas treatment equipment that can sufficiently remove solid matter such as deposits and attachments in the exhaust gas treatment equipment in a short time.
  • the cleaning method for exhaust gas treatment equipment of the present invention is a cleaning method for exhaust gas treatment equipment that processes exhaust gas from an electronic component manufacturing process, and is a method for cleaning exhaust gas treatment equipment that dissolves and/or removes solid matter deposited and/or attached to the object to be cleaned in the exhaust gas treatment equipment. / Or circulating and supplying the dispersing cleaning liquid, and determining the end of cleaning and/or adding water to the cleaning liquid based on the measured value of a water quality index value consisting of at least one of the pH, conductivity, redox potential, and turbidity of the cleaning liquid. Manage additional injections of cleaning ingredients.
  • the exhaust gas treatment equipment includes an abatement device that decomposes exhaust gas using heat, and a wet scrubber into which gas from the abatement device is introduced.
  • the cleaning method is a method of cleaning the wet scrubber.
  • the wet scrubber includes a lower water tank and a water sprinkling means to which water is circulated and supplied from the lower water tank by a circulation pump
  • the method for cleaning the exhaust gas treatment equipment includes: and a step of supplying the water in the lower water tank to which the detergent aqueous solution has been added to the watering means, and the measured value of the water quality index value is determined based on the water quality in the lower water tank. water, water delivered from the lower cistern to the watering means, and water flowing out from the lower cistern.
  • the water quality index value is pH
  • the aqueous cleaning agent solution is added so that the pH is above a specified value, and when the pH reaches the specified level, the addition of the aqueous cleaning agent solution is stopped. However, if the pH remains at or above the specified value for a predetermined period of time after addition of the aqueous cleaning agent solution, the cleaning is terminated.
  • the wet scrubber includes a mist catcher, a submersible pump is disposed in the lower water tank, and a water sprinkler is disposed above the mist catcher, and the submersible pump causes the water sprinkler to be attached to the lower part of the water tank. Supply water from the water tank to clean the inside of the mist catcher and the wet scrubber below it.
  • solid matter in exhaust gas treatment equipment can be sufficiently dissolved and/or dispersed and removed in a short time using a cleaning agent.
  • the present invention is applied to manufacturing equipment for semiconductors, etc., the operating efficiency of the manufacturing process machine for semiconductors, etc. can be improved, and the productivity of semiconductors, etc. is improved.
  • exhaust gas from a semiconductor manufacturing process and air from a blower are supplied to a burner 2 provided at the top of a tower-shaped combustion chamber 1, and the exhaust gas is combusted within the combustion chamber 1.
  • the exhaust gas is preferably a gas generated in an electronic component manufacturing process, and a gas containing WF 6 is particularly preferred.
  • Silanes SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , etc.
  • gas components other than silane B 2 H 6 , PH 3 , NH 3 , N 2 O, H 2 , H 2 Se, GeHe, AsH3 , CH4 , C2H4 , CO , Cl2, F2, ClF3 , NF3 , CH2F2 , NO , O2 , CF4 , C4F8 , C5F8 , CHF3
  • Silanes SiH 4 , Si 2 H 6 , SiH 2 Cl 2 , etc.
  • gas components other than silane B 2 H 6 , PH 3 , NH 3 , N 2 O, H 2 , H 2 Se, GeHe, AsH3 , CH4 , C2H4 , CO , Cl2, F2, ClF3 , NF3
  • a nozzle (not shown) is provided to flow water along the inner wall surface of the combustion chamber 1, and water is supplied to the nozzle by a water supply line.
  • the water flowing out from this nozzle flows down the inner wall surface of the combustion chamber 1 in the form of a water film, and the inner wall surface is protected from combustion heat. Note that water flowing in the form of a water film on the inner wall surface of the combustion chamber 1 absorbs water-soluble components in the combustion gas and captures particulates. It also lowers the gas temperature.
  • Water flowing down the inner wall surface collects in the pit 1a at the bottom of the combustion chamber.
  • the water supply line to the nozzle includes a pipe 3, a pump 4, a pipe 5, and pipes 6 and 7 branched from the pipe 5.
  • a pipe 6 is connected to the nozzle, and a pipe 7 is provided to supply water to the pit 1a at the bottom of the combustion chamber 1.
  • a primary smoke cleaning chamber 11 is installed adjacent to the combustion chamber 1.
  • the lower part of the combustion chamber 1 and the lower part of the primary smoke cleaning chamber 11 communicate with each other through a duct 12, and gas from the combustion chamber 1 is introduced into the primary smoke cleaning chamber 11 through the duct 12, and the gas from the combustion chamber 1 is introduced into the primary smoke cleaning chamber 11 through the duct 12. It ascends inside the smoke washing chamber 11.
  • a part of the water in the pit 1a of the combustion chamber 1 flows out through the duct 12 into the pit 11a of the primary smoke cleaning chamber 11 by overflow.
  • Part of the water in the pit 1a of the combustion chamber 1 may be transferred to the pit 11a by a water transfer pipe separate from the duct 12.
  • Water in the pit 11a at the bottom of the primary smoke washing chamber 11 is sprinkled by a sprinkler 16 via a pump 14 and piping 15.
  • the gas rising in the primary smoke washing chamber 11 comes into contact with water sprinkled from the water sprinkler 16, and water-soluble components and fine particles in the gas are absorbed or captured by the water.
  • the gas that has passed through the primary smoke washing chamber 11 is introduced from the gas outlet 17 into the wet scrubber 20 through the gas inlet 25 by the duct 18 and the blower 19.
  • Water at the bottom of the wet scrubber 20 is supplied to the nozzle 21 (water sprinkling means) at the top of the wet scrubber 20 by a circulation pump 23 and piping 22.
  • the gas comes into contact with the water sprayed from the nozzle 21, and after the water-soluble components and fine particles are absorbed or captured by the water, the gas flows out from the outlet 26.
  • the wet scrubber 20 is supplied with water for gas cleaning through a pipe 24.
  • the water at the bottom of the combustion chamber 1, the primary smoke washing chamber 11, and the wet scrubber 20 is taken out via pipes 31, 32, and 33, and is sent to a wastewater treatment facility (not shown) for treatment.
  • a mist catcher 40 is provided at the upper part of the wet scrubber 20.
  • a grating 41 is provided below the nozzle 21.
  • the water in the lower water tank 44 is sucked into the pump 23 by the piping 22a, and is sent to the nozzle 21 via the piping 22.
  • the water sprayed from the nozzle 21 falls onto the intermediate plate 42 , passes through the water drop hole 43 provided in the intermediate plate 42 , and falls into the lower water tank 44 .
  • the gas inlet 25 is provided on the side wall surface of the wet scrubber above the intermediate plate 42.
  • the piping 24 is connected to the lower water tank 44.
  • An overflow port 45 is provided at an upper portion of the side surface of the lower water tank 44.
  • a pipe 48 is provided to communicate the bottom of the lower water tank 44 with the pipe 47, and a valve 49 is provided in the pipe 48.
  • the valve 49 is opened only when draining water from the lower water tank 44, and is closed at other times.
  • An aqueous solution of cleaning agent can be injected into the lower water tank 44 from a chemical injection device 50 via a pipe 51.
  • the chemical injection device 50 includes a tank that stores an aqueous solution of a cleaning agent, a chemical injection pump, and a control circuit that controls the chemical injection pump.
  • pH meters 52 and 53 are provided in the piping 22 and the relay tank 46, respectively, and detection signals from the pH meters 52 and 53 are transmitted to the control circuit.
  • a cleaning start command signal is input to the control circuit.
  • the control circuit starts the chemical dosing pump so that the average value of the detected pH of the pH meters 52 and 53 (or the detected value of at least one of the pH meters) is the specified pH (preferably 8 to 14, especially Chemical injection is continued until the alkaline pH value (selected from 11 to 14) or higher is reached, and when the pH reaches the specified value or higher, chemical injection is stopped.
  • the chemical injection is restarted, and when the detected pH reaches or exceeds the specified pH, the chemical injection is stopped.
  • the water jetted from the nozzle 21 becomes cleaning agent-containing water, and solid matter such as deposits and attachments in the wet scrubber 20 is dissolved and/or Or disperse. While a large amount of solid matter remains, the pH detected by the pH meters 52 and 53 will drop when chemical injection is stopped, but once solid matter has sufficiently dissolved and/or dispersed, detection will continue even after chemical injection is stopped. The pH hardly decreases.
  • the average value of the detected pH is equal to or higher than the specified pH even after a predetermined time (for example, 1 to 24 hours, especially a time selected from 1 to 6 hours) has passed after chemical injection is stopped, solids It is determined that the dissolution and/or dispersion and removal of the substance has progressed sufficiently, and the chemical injection is terminated. Then, the circulation pump 23 is stopped, the valve 49 is opened, and the cleaning waste water in the lower water tank 44 is discharged. Thereafter, the valve 49 is closed, gas cleaning water is injected into the lower water tank 44 from the pipe 24, the circulation pump 23 and the blower 19 are operated, and the process by the wet scrubber 20 is restarted.
  • a predetermined time for example, 1 to 24 hours, especially a time selected from 1 to 6 hours
  • the wet scrubber 20 is cleaned while the exhaust gas treatment is stopped, but the cleaning may be performed while the exhaust gas treatment is continued. Further, cleaning may be carried out periodically, or may be carried out when the exhaust capacity and exhaust gas treatment performance are reduced due to adhesion of solid matter.
  • the solid matter in the wet scrubber 20 can be sufficiently dissolved and removed in a short time by the aqueous cleaning agent solution, and it is possible to shorten the working time and reduce the labor cost.
  • the shutdown of the semiconductor manufacturing process due to the shutdown of the exhaust gas treatment equipment is also prevented, improving productivity.
  • alkaline agents such as inorganic alkaline agents such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia, and sodium metasilicate, and organic alkaline agents such as choline and TMAH are suitable, but are not limited thereto.
  • cleaning agents include silica scale cleaning agents, solubilizing agents (hydrogen peroxide, EDTA, polyphosphoric acid, etc.), calcium scale inhibitors, and slime control agents (dichloroglyoxime, 2,2-dibromo, etc.).
  • the alkaline agent may be a waste alkali from an electronic parts factory or the like.
  • the above embodiment is an example of the present invention, and the present invention may have other forms than the above.
  • the pH meters are installed at two locations, but they may be installed at one location or at three or more locations.
  • chemical injection is controlled based on pH, but the invention is not limited to this. good.
  • the cleaning agent aqueous solution is flowed out from the nozzle 21 by the circulation pump 23, but a submersible pump is arranged in the lower water tank 44, a water sprinkler is arranged above the mist catcher 40, and the submersible pump discharges Water may be supplied to the water sprinkler via a hose and sprinkled to dissolve and/or disperse and remove solids in the mist catcher 40 and the area below it.
  • This submersible pump can be placed in the lower water tank 44 through a lower water tank inspection port provided near the circulation pump 23. Further, the hose can be drawn out of the wet scrubber 20 through the lower water tank inspection port and into the upper part of the wet scrubber 20 through the inspection window (not shown) on the side of the wet scrubber 20 or the outlet 26.
  • solid matter is removed from the wet scrubber 20, but other objects to be cleaned, such as the primary smoke cleaning chamber 11 and the blower 19, may be cleaned with an aqueous cleaning agent solution.
  • the cleaning liquid is circulated and supplied to the object to be cleaned, the pH of the aqueous cleaning agent solution flowing out from the object to be cleaned is measured, and when the pH falls below a specified value, the cleaning agent is added. Then, it is preferable to end the cleaning when the pH maintains the specified value for a predetermined period of time or longer.
  • the abatement device is a "combustion type,” but it is not limited to this, and any device that uses heat, such as an electric heating type or a plasma type, may be used.
  • ⁇ Test method> To 100 mL of 1 wt% choline solution, add solids (sediment collected from a scrubber installed after the abatement equipment in the semiconductor manufacturing process) to a concentration of 0.5, 1, 2, 3, or 5 wt%. sample no. I gave it a rating of 1 to 5. Each solution was stirred with a stirrer, and changes in pH and appearance (photographs were taken from the bottom of the beaker) over time were measured and observed. Table 1 shows the test conditions for each sample. Since the volume of all solutions is 100 mL, the amount of solid added directly becomes the wt% concentration.
  • Table 2 shows the results of stirring and measuring the pH of each sample over time. Further, a graph of this result is shown in FIG.
  • sample Nos. 1 and 2 the pH decreased with stirring and remained almost stable in the alkaline range even after 24 hours of stirring. Looking at the results of appearance observation, sample No. In sample No. 1, after 5 hours of stirring, sample No. In No. 2, it was observed that most of the solids were dissolved after 24 hours of stirring.
  • the pH of the cleaning liquid needs to be 8 or higher, and in order to sufficiently dissolve the solids in a short time, the pH needs to be 10 or higher. It has also been suggested that the cleaning effect can be confirmed by changes in pH.

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Abstract

排ガス処理設備は、排水を燃焼処理する燃焼室１と、該燃焼室１の内壁面に沿って水を流すノズルと、該ノズルに水を供給する給水ラインと、１次洗煙室１１と、スクラバー２０等を有する。スクラバー２０の固形物を除去する場合、薬注装置５０からアルカリ系洗浄剤水溶液を下部水槽４４に注入し、循環ポンプ２３を作動させてノズル２１から散水する。ｐＨ計５２，５３の検出ｐＨが所定時間以上規定ｐＨを維持するようになったならば洗浄を終了する。

Description

排ガス処理設備の洗浄方法
　本発明は、排ガス処理設備の洗浄方法に係り、詳しくは、半導体製造プロセス等からの排ガスを処理するための排ガス処理設備の洗浄方法に関する。
　半導体、液晶、ＬＥＤ、太陽電池等の製造プロセスからは、ペルフルオロ化合物などを含んだ排ガスが排出される。なお、この排ガス中にはＷＦ６、ＣＨ２Ｆ２、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、Ｆ２、ＨＦ、ＳｉＨ４、ＮＨ３、ＰＨ３、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）、ＴＲＩＳ（トリエトキシシラン）、ＴｉＣｌ４などが含まれることもある。このような排ガスを処理する排ガス処理設備（除害装置）では、燃焼、電気加熱、プラズマなどを用いて、ペルフルオロ化合物等を燃焼（酸化）又は熱分解反応させた後、当該装置に組み込まれた洗煙室で排ガスを洗浄し、ガス中のＦ２等を吸収除去する。
　この排ガスの燃焼処理装置として、燃焼室の内壁面に沿って水を流下させ、燃焼生成物の内壁面への付着を防止すると共に、内壁面を燃焼熱から防護するよう構成した水冷式燃焼方式の除害装置がある（特許文献１）。
　排ガスの浄化処理装置として湿式スクラバーが広く用いられている（特許文献２）。
特開２００３－２４７４１号公報 実開昭６３－６６１３２号公報
　水冷式燃焼方式の除害装置にあっては、除害装置内部や配管等において堆積物が生成し易く、除害装置を停止して堆積物を除去する作業が必要となる。なお、堆積物としてはシリカ系やタングステン系の固形物などが挙げられるが、これ以外の固形物も生成する。
　従来の除害装置にあっては、堆積物が生成した場合、装置を停止し、作業者が洗浄作業を行うようにしており、手間、コスト及び時間がかかっていた。
　特許文献２には、湿式スクラバー内の底部にジェットスプレーノズルを設置し、上向きに洗浄水を噴出させてスクラバー内の多孔板に吹き付け、物理的に堆積付着物を剥離除去することが記載されているが、スクラバー内部を十分に洗浄することはできない。
　本発明は、排ガス処理設備における堆積物や付着物などの固形物を短時間で十分に除去することができる排ガス処理設備の洗浄方法を提供することを課題とする。
　本発明の排ガス処理設備の洗浄方法は、電子部品製造プロセスからの排ガスを処理する排ガス処理設備の洗浄方法であって、前記排ガス処理設備の洗浄対象に堆積及び／又は付着した固形物を溶解及び／又は分散する洗浄液を循環供給するとともに、該洗浄液のｐＨ、導電率、酸化還元電位、及び濁度の少なくとも１つよりなる水質指標値の測定値に基づき、洗浄の終了及び／又は洗浄液への洗浄成分の追加注入を管理する。
　本発明の一態様では、前記排ガス処理設備は、熱により排ガスを分解処理する除害装置と、該除害装置からのガスが導入される湿式スクラバーとを有しており、前記排ガス処理設備の洗浄方法は、該湿式スクラバーを洗浄する方法である。
　本発明の一態様では、前記湿式スクラバーは、下部水槽と、該下部水槽から水が循環ポンプによって循環供給される散水手段とを有しており、前記排ガス処理設備の洗浄方法は、該下部水槽に洗浄剤水溶液を添加する工程と、洗浄剤水溶液が添加された下部水槽内の水を前記散水手段に供給する工程とを有しており、前記水質指標値の測定値は、該下部水槽内の水、下部水槽から散水手段に送水される水、及び下部水槽から流出する水の少なくとも１つの測定値である。
　本発明の一態様では、前記水質指標値はｐＨであり、洗浄開始時にｐＨが規定以上となるように洗浄剤水溶液を添加し、ｐＨが規定以上となった場合に洗浄剤水溶液の添加を停止し、この洗浄剤水溶液添加後、所定時間以上にわたってｐＨが前記規定値以上である場合に洗浄を終了する。
　本発明の一態様では、前記湿式スクラバーはミストキャッチャーを備えており、前記下部水槽内に水中ポンプを配置すると共に該ミストキャッチャーの上側に散水器を配置し、該水中ポンプによって該散水器に下部水槽内の水を供給してミストキャッチャー及びそれよりも下側の湿式スクラバー内部の洗浄を行う。
　本発明によると、排ガス処理設備における固形物を洗浄剤により短時間で十分に溶解及び／又は分散除去することができる。本発明を半導体等の製造設備に適用した場合には、半導体等の製造プロセスマシンの稼動効率を向上させることができ、半導体等の生産性が向上する。
除害設備の構成図である。 湿式スクラバーの構成図である。 試験結果を示すグラフである。
　以下、図１，２を参照して実施の形態に係る方法が適用される除害設備の一例について説明する。
　この除害設備では、塔状の燃焼室１の上部に設けられたバーナ２に対し、半導体製造プロセスからの排ガスとブロワーからの空気が供給され、燃焼室１内において排ガスが燃焼処理される。
　なお、排ガスとしては電子部品製造プロセスで発生するガスが好適であり、特にＷＦ６を含有するものが好適である。シラン類（ＳｉＨ４，Ｓｉ２Ｈ６，ＳｉＨ２Ｃｌ２など）、シラン以外の他のガス成分（Ｂ２Ｈ６，ＰＨ３，ＮＨ３，Ｎ２Ｏ，Ｈ２，Ｈ２Ｓｅ，ＧｅＨｅ，ＡｓＨ３，ＣＨ４，Ｃ２Ｈ４，ＣＯ，Ｃｌ２，Ｆ２，ＣｌＦ３，ＮＦ３，ＣＨ２Ｆ２，ＮＯ，Ｏ２，ＣＦ４，Ｃ４Ｆ８，Ｃ５Ｆ８，ＣＨＦ３など）を含んでいてもよい。
　燃焼室１の内壁面に沿って水を流すようにノズル（図示略）が設けられており、該ノズルに対して給水ラインによって水が供給される。このノズルから流出した水が燃焼室１の内壁面を水膜状に流れ下り、内壁面が燃焼熱から防護される。なお、燃焼室１の内壁面を水が水膜状に流れることにより、燃焼ガス中の水可溶成分を吸収すると共に、微粒子を捕捉する。また、ガス温度を低下させる。
　内壁面を流れ下った水は、燃焼室底部のピット１ａに溜まる。
　前記ノズルへの給水ラインは、配管３、ポンプ４、配管５、該配管５から分岐した配管６，７を有している。配管６は上記ノズルに接続され、配管７は燃焼室１の底部のピット１ａに給水するように設けられている。
　燃焼室１に隣接して１次洗煙室１１が設置されている。燃焼室１の下部と１次洗煙室１１の下部同士はダクト１２によって連通しており、燃焼室１からのガスが該ダクト１２を介して１次洗煙室１１内に導入され、１次洗煙室１１内を上昇する。
　なお、燃焼室１のピット１ａ内の水の一部は、該ダクト１２を通って１次洗煙室１１のピット１１ａにオーバーフローにより流出する。燃焼室１のピット１ａ内の水の一部は、ダクト１２とは別の水移送配管によってピット１１ａに移送されてもよい。
　１次洗煙室１１の底部のピット１１ａの水がポンプ１４及び配管１５を介して散水器１６によって散水される。１次洗煙室１１内を上昇してきたガスが、散水器１６から散水された水と接触してガス中の水可溶成分や微粒子が水に吸収ないし捕捉される。
　１次洗煙室１１を通り抜けたガスは、ガス出口１７からダクト１８及び送風機１９により、ガス導入口２５を通って湿式スクラバー２０に導入される。
　湿式スクラバー２０内の上部のノズル２１（散水手段）に対し、湿式スクラバー２０内の底部の水が循環ポンプ２３及び配管２２によって供給される。ガスは、該ノズル２１から散水された水と接触して水可溶成分と微粒子が水に吸収ないし捕捉された後、流出口２６から流出する。湿式スクラバー２０にはガス洗浄用水が配管２４によって補給される。
　燃焼室１，１次洗煙室１１及び湿式スクラバー２０の底部の水は、配管３１，３２，３３を介して取り出され、排水処理設備（図示略）に送水されて処理される。
　湿式スクラバー２０の構成の詳細を図２に示す。湿式スクラバー２０内の上部には、ミストキャッチャー４０が設けられている。ノズル２１の下側にはグレイチング４１が設けられている。
　湿式スクラバー２０の下部水槽４４の一部は側方に張り出しており、その上側にポンプ２３が設置されている。下部水槽４４内の水は、配管２２ａによってポンプ２３に吸引され、配管２２を介してノズル２１に送水される。
　ノズル２１から散水された水は、中間プレート４２上に落下し、該中間プレート４２に設けられた落水孔４３を通って下部水槽４４内に落下する。
　前記ガス流入口２５は、中間プレート４２よりも上側の湿式スクラバー側壁面に設けられている。
　下部水槽４４に前記配管２４が接続されている。下部水槽４４の側面の上位箇所に溢流口４５が設けられている。下部水槽４４内の水位が該溢流口４５よりも高くなると、下部水槽４４内の水が溢流口４５から中継タンク４６に流出し、該中継タンク４６から配管４７を介して前記配管３３に流出する。
　下部水槽４４内の底部と配管４７とを連通するように配管４８が設けられており、該配管４８に弁４９が設けられている。弁４９は下部水槽４４から水抜きする場合のみ開とされ、その他のときは閉とされている。
　下部水槽４４に対し、薬注装置５０から洗浄剤の水溶液が配管５１を介して注入可能とされている。薬注装置５０は、洗浄剤の水溶液を貯留するタンクと、薬注ポンプと、該薬注ポンプを制御する制御回路とを有している。
　この実施の形態では、配管２２と中継タンク４６にそれぞれｐＨ計５２，５３が設けられており、ｐＨ計５２，５３の検出信号が該制御回路に送信される。
　この湿式スクラバー２０の固形物除去洗浄を行うには、循環ポンプ２３は作動している状態で、送風機１９を停止した後、制御回路に洗浄開始指令信号を入力する。この信号が与えられると、制御回路は薬注ポンプを始動させ、ｐＨ計５２，５３の検出ｐＨの平均値（又は、少なくとも一方のｐＨ計の検出値）が規定ｐＨ（好ましくは８～１４特に１１～１４の間から選定されたアルカリｐＨ値）以上となるまで薬注を行い、規定ｐＨ以上になったならば薬注を停止する。検出ｐＨの平均値が規定ｐＨを下回るまで低下したときには薬注を再開し、規定ｐＨ以上になったならば薬注を停止する。
　薬注装置５０によって湿式スクラバー２０に洗浄剤水溶液を薬注することにより、ノズル２１からの噴出水が洗浄剤含有水となり、湿式スクラバー２０内の堆積物や付着物などの固形物が溶解及び／又は分散する。固形物が多く残っているうちは、薬注を停止するとｐＨ計５２，５３の検出ｐＨは低下するが、固形物の溶解及び／又は分散が十分に進行すると、薬注を停止しても検出ｐＨは殆ど低下しなくなる。
　そこで、薬注を停止して所定時間（例えば１～２４時間、特に１～６時間の間から選定された時間）が経過しても検出ｐＨの平均値が規定ｐＨ以上であるときには、固形物の溶解及び／又は分散除去が十分に進行したものと判断し、薬注を終了する。そして、循環ポンプ２３を停止し、弁４９を開として下部水槽４４内の洗浄廃水を排出する。その後、弁４９を閉とし、配管２４からガス洗浄用水を下部水槽４４に注水した後、循環ポンプ２３及び送風機１９を作動させ、湿式スクラバー２０による処理を再開する。
　上記実施の形態では、排ガス処理を停止した状態で湿式スクラバー２０の洗浄を実施しているが、排ガス処理を継続した状態で洗浄を実施してもよい。また、洗浄は定期的に実施してもよく、固形物が付着して排気能力や排ガス処理性能が低下した場合などに実施してもよい。
　このように、この洗浄方法によると、湿式スクラバー２０の固形物を洗浄剤水溶液によって短時間で十分に溶解除去することができ、作業時間の短縮及び作業労務コストの低減を図ることができる。
　また、排ガス処理を継続した状態で洗浄を実施する態様にあっては、排ガス処理設備の停止に伴う半導体製造プロセスの稼動停止も防止され、生産性が向上する。
　洗浄剤としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、メタ珪酸ナトリウム等の無機アルカリ剤、コリン、ＴＭＡＨ等の有機系アルカリ剤などのアルカリ系薬剤が好適であるが、これに限定されない。洗浄剤は、アルカリ系薬剤の他に、シリカスケール洗浄剤や、溶解補助剤（過酸化水素、ＥＤＴＡ，ポリリン酸等）、カルシウムスケール抑制剤、スライムコントロール剤（ジクロログリオキシム、２，２－ジブロモ－２－ニトロエタノール、２，２－ジブロモ－３－ニトリロプロピオンアミド、クロロスルファミン酸、ビス－１，４－ブロモアセトキシ－２－ブテン、アメトリン、５－クロロ－２－メチル－４－イソチアゾリン－３－オン）などを含んでもよい。アルカリ剤は、電子部品工場等からの廃アルカリであってもよい。
　上記実施の形態は本発明の一例であり、本発明は上記以外の形態とされてもよい。例えば、上記実施の形態ではｐＨ計を２箇所に設置しているが、１箇所又は３箇所以上に設置してもよい。
　上記実施の形態では、ｐＨに基づいて薬注を制御しているが、これに限定されるものではなく、ｐＨ、導電率、酸化還元電位、及び濁度の少なくとも１つに基づいて制御すればよい。
　上記実施の形態では、循環ポンプ２３によりノズル２１から洗浄剤水溶液を流出させているが、下部水槽４４内に水中ポンプを配置し、ミストキャッチャー４０の上側に散水器を配置し、水中ポンプの吐出水をホースを介して該散水器に供給して散水し、ミストキャッチャー４０やその下側の領域の固形物を溶解及び／又は分散除去するようにしてもよい。
　この水中ポンプは、循環ポンプ２３の近傍に設けた下部水槽点検口を介して下部水槽４４内に配置することができる。また、ホースは、該下部水槽点検口を介して湿式スクラバー２０外に引き出し、湿式スクラバー２０の側面の点検窓（図示略）又は流出口２６を通して湿式スクラバー２０内の上部に引き込むことができる。
　上記実施の形態は湿式スクラバー２０の固形物を除去するものとしているが、１次洗煙室１１や送風機１９などの他の洗浄対象を洗浄剤水溶液で洗浄するようにしてもよい。この場合も、洗浄液を循環させて洗浄対象に供給し、洗浄対象から流出する洗浄剤水溶液のｐＨを測定し、ｐＨが規定値よりも低下したときには洗浄剤を追加する。そして、ｐＨが所定時間以上規定値を維持するときには洗浄を終了するのが好適である。
　上記実施の形態では、除害装置は「燃焼式」であるが、これに限定されず、電熱式やプラズマ式などの熱を利用して除害するものであればよい。
　アルカリによる固形物(スクラバーから採取した堆積物）の溶解試験を行った。
＜試験方法＞
　１００ｍＬのコリン１ｗｔ％の溶液に対し、０．５，１，２，３又は５ｗｔ％となるように固形物（半導体製造プロセスの除害装置後段に設置されたスクラバーから採取した堆積物）を加えてサンプルＮｏ．１～５とした。各溶液をスターラーで撹拌し、ｐＨ及び外観（ビーカーの底部から写真を撮影）の経時変化を測定及び観察した。表１に、各サンプルの試験条件を示す。溶液量はすべて１００ｍＬであるため、固形物の添加量がそのままｗｔ％濃度となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
＜結果＞
　各サンプルについて、撹拌し、経時的にｐＨを測定した結果を表２に示す。また、この結果をグラフ化したものを図３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　図３を見ると、固形物濃度が２～５ｗｔ％の溶液（サンプルＮｏ．３，４，５）は、攪拌３０～４５分でｐＨが７．２～７．６まで低下し、その後安定した。これは、コリン量に対し固形物量が多いことを意味している。外観観察の結果を見ても、サンプルＮｏ．３～５では明らかな固形物の溶け残りが見られた。
　一方で、固形物濃度が０．５～１ｗｔ％の溶液（サンプルＮｏ．１，２）では、撹拌に伴いｐＨが減少し、２４時間撹拌後もアルカリ域でほぼ安定した。外観観察の結果を見ても、サンプルＮｏ．１では撹拌５時間後で、サンプルＮｏ．２では撹拌２４時間後で固形物がほとんど溶解した様子が見られた。
　このことより、洗浄液のｐＨは８以上であることが必要であり、短時間で十分に固形物を溶解するためにはｐＨ１０以上が必要であることがわかる。また、ｐＨの変化によって洗浄効果を確認することが可能であることも示唆されている。
＜考察＞
　試験結果から、以下の３点の知見が得られた。
・固形物の溶解に伴い、ｐＨが減少する。
・固形物が残存している場合、ｐＨが中性域で安定する。
・ｐＨが高いほど、固形物を溶解させる効果が高い。
　これらのことから、現場での固形物の洗浄を考えた場合、ｐＨが中性に達したときにアルカリを追加注入し、アルカリ域でしばらくｐＨが安定したならば固形物が溶解したと判断する制御方法が考えられる。また、アルカリは濃いほど反応速度が速くなるため、短時間での洗浄が求められる場合、固形物濃度に対して同濃度以上のアルカリで洗浄するべきであると考える。
　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　本出願は、２０２２年３月３０日付で出願された日本特許出願２０２２－０５５２８６に基づいており、その全体が引用により援用される。
　１　燃焼室
　２　バーナ
　４　ポンプ
　１１　１次洗煙室
　２０　湿式スクラバー
　２１　ノズル
　２３　循環ポンプ
　４０　ミストキャッチャー
　４４　下部水槽
　４６　中継タンク
　５０　薬注装置
　５２，５３　ｐＨ計

 

Claims (5)

  1. 　電子部品製造プロセスからの排ガスを処理する排ガス処理設備の洗浄方法であって、
    　前記排ガス処理設備の洗浄対象に堆積及び／又は付着した固形物を溶解及び／又は分散する洗浄液を循環供給するとともに、
    　該洗浄液のｐＨ、導電率、酸化還元電位、及び濁度の少なくとも１つよりなる水質指標値の測定値に基づき、洗浄の終了及び／又は洗浄液への洗浄成分の追加注入を管理する湿式排ガス処理設備の洗浄方法。
  2. 　前記排ガス処理設備は、熱により排ガスを分解処理する除害装置と、該除害装置からのガスが導入される湿式スクラバーとを有しており、
    　前記排ガス処理設備の洗浄方法は、該湿式スクラバーを洗浄する方法である、請求項１の排ガス処理設備の洗浄方法。
  3. 　前記湿式スクラバーは、下部水槽と、該下部水槽から水が循環ポンプによって循環供給される散水手段とを有しており、
    　前記排ガス処理設備の洗浄方法は、該下部水槽に洗浄剤水溶液を添加する工程と、洗浄剤水溶液が添加された下部水槽内の水を前記散水手段に供給する工程とを有しており、
    　前記水質指標値の測定値は、該下部水槽内の水、下部水槽から散水手段に送水される水、及び下部水槽から流出する水の少なくとも１つの測定値である、請求項２の排ガス処理設備の洗浄方法。
  4. 　前記水質指標値はｐＨであり、
    　洗浄開始時にｐＨが規定以上となるように洗浄剤水溶液を添加し、
    　ｐＨが規定以上となった場合に洗浄剤水溶液の添加を停止し、
    　この洗浄剤水溶液添加後、所定時間以上にわたってｐＨが前記規定値以上である場合に洗浄を終了する、請求項３の排ガス処理設備の洗浄方法。
  5. 　前記湿式スクラバーはミストキャッチャーを備えており、
    　前記下部水槽内に水中ポンプを配置すると共に該ミストキャッチャーの上側に散水器を配置し、
    　該水中ポンプによって該散水器に下部水槽内の水を供給してミストキャッチャー及びそれよりも下側の湿式スクラバー内部の洗浄を行う、請求項３又は４の排ガス処理設備の洗浄方法。

     
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