(57)【要約】【課題】  半導体や液晶製造分野の市場成長に伴い、ＰＦＣ分解装置に流入するＰＦＣ量が増加傾向にある。触媒により多流量のＰＦＣを分解する場合、触媒中の活性点を有効に使用しなければ性能も低く、耐久性能も低くなる。【解決手段】  触媒層を通過するガスの線速度を大きくすることで触媒の細孔内部にまでガスが拡散し、触媒中の活性点が有効に使われる。そのため、各活性点の反応負荷も小さくなり、ＰＦＣ分解性能、及び触媒の耐久性能を向上させることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスに含まれるフッ素化合物を、排ガス流路に形成された触媒層によって分解除去する排ガスの処理方法において、前記触媒層を通過する前記排ガスの線速度が、２ｍ／minから１５ｍ／minであることを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載された排ガスの処理方法において、
前記フッ素化合物としてパーフルオロコンパウンド（ＰＦＣ）を含むことを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項３】
請求項１に記載された排ガスの処理方法において、
前記排ガスに含まれるフッ素化合物をフッ素化合物捕捉材に捕捉する工程と、前記捕捉されたフッ素化合物を捕捉材より脱離させる工程と、前記脱離したフッ素化合物を前記触媒層により分解する工程を有し、
前記脱離したフッ素化合物に圧縮された空気または窒素ガスを供給してフッ素化合物量及び排ガス量を調整する工程を有することを特徴とする排ガスの処理方法。
【請求項４】
被処理ガスより酸性成分を除去する湿式除去装置と、前記湿式除去装置の後段に配置され、前記被処理ガスに含まれるフッ素化合物を触媒層で分解する触媒式反応装置と、前記触媒式反応装置の後段に設置され、前記フッ素化合物の分解生成物を洗浄除去する酸性ガス除去装置を備えたフッ素化合物処理装置であって、
前記触媒式反応装置は、被処理ガスを触媒層とを線速度２ｍ／minから１５ｍ／minで接触させることを特徴とするフッ素化合物処理装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたフッ素化合物処理装置であって、
前記触媒式反応装置で処理された被処理ガスの温度を下げるガス冷却装置を有することを特徴とするフッ素化合物処理装置。
【請求項６】
請求項４に記載されたフッ素化合物処理装置であって、
触媒式反応装置の前段に配置され、前記被処理ガス中のフッ素化合物の量を変化させるフッ素化合物捕捉装置と、前記被処理ガスに窒素ガスまたは空気を供給する圧縮ガス供給装置とを有することを特徴とするフッ素化合物処理装置。
【請求項７】
請求項６に記載されたフッ素化合物処理装置であって、
前記フッ素化合物捕捉装置は、フッ素化合物を捕捉し、捕捉したフッ素化合物を脱離するフッ素化合物捕捉材と、前記フッ素化合物捕捉材を加熱するヒーターとを備えることを特徴とするフッ素化合物処理装置。
【請求項８】
請求項６に記載されたフッ素化合物処理装置であって、
前記フッ素化合物捕捉装置は、フッ素化合物を捕捉し、捕捉したフッ素化合物を脱離させるフッ素化合物捕捉材を備え、前記フッ素化合物捕捉材は細孔を有する多孔質材よりなり、前記多孔質材は、処理対象となるフッ素化合物の分子径の１０倍以上の細孔径の細孔を有することを特徴とするフッ素化合物処理装置。
【請求項９】
請求項４に記載されたフッ素化合物処理装置であって、
前記触媒層の前段に、被処理ガス中のフッ素化合物濃度を調整する圧縮空気または窒素ガス供給装置を備えることを特徴とするフッ素化合物処理装置。
【請求項１０】
請求項４に記載されたフッ素化合物処理装置であって、
前記酸性ガス除去装置の後段に排気設備を設けたことを特徴とするフッ素化合物処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フッ素化合物を含む排ガスの処理方法と処理装置に関し、特に、半導体，液晶製造工場等から排出されるフッ素化合物を含むガスを処理するための処理方法と処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体或いは液晶の製造プロセスでは、エッチング或いはクリーニングを行うにあたり、通常、フッ素化合物ガス、特にパーフルオロコンパウンド（Perfluorocoupound 、以下ＰＦＣという）を用いる。エッチング或いはクリーニング工程では、導入したＰＦＣの一部しか使用されず、大部分は排ガスとして排出される。ＰＦＣは二酸化炭素（ＣＯ2 ）の数千倍から数万倍の赤外線吸収度を持つ地球温暖化ガスであり、２００５年２月に発行された京都議定書で全世界的に排出が制限された。このように大気に排出されるＰＦＣは除去或いは分解してから排気する必要がある。ＰＦＣの一例を示すと、ＣＦ4，Ｃ2Ｆ6，
Ｃ3Ｆ8，ＣＨＦ3，Ｃ4Ｆ8，ＳＦ6、及びＮＦ3等がある。
【０００３】
ＰＦＣの処理方法としては、触媒法，燃焼法，プラズマ法，薬剤法等が知られている。現在は簡便なメンテナンス，低ランニングコスト，高ＰＦＣ分解率の面から、触媒法を用いたＰＦＣ分解方法が普及しつつある（特許文献１等）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７５７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、半導体及び液晶分野の市場拡大に伴い、エッチングプロセスで使用されるＰＦＣ使用量が増加傾向にあり、それに伴い、ＰＦＣ分解装置に流入するＰＦＣ量も増加している。触媒式ＰＦＣ分解装置では、ＰＦＣ分解装置に流入するＰＦＣ量が増加すると、単位触媒量（体積）当たりで処理するＰＦＣが増加し、処理負荷が大きくなり、ＰＦＣ分解性能の低下、及び触媒の劣化が促進される。本発明の目的は、多流量のＰＦＣが流入した場合でも高い分解性能と耐久性能を維持できる処理方法と処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者らは、上記課題を解決すべく検討した結果、ＰＦＣを含有するガスの線速度を所定の範囲とした場合に効率よく分解が進行することを見出した。また、特に、ガスの濃度を調整することで分解効率を向上させる。従って、上記課題を解決する本願発明の特徴は、排ガスの線速度を２ｍ／minから１５ｍ／minの範囲で触媒層を通過させること、または湿式除去装置，触媒式反応装置，ガス冷却装置、及び酸性がス除去装置から構成されるフッ素化合物含有排ガス処理装置において、触媒層を通過する排ガスの線速度を２ｍ／minから１５ｍ／minに調整する手段を備えたことにある。
【０００７】
上記構成によれば、ＰＦＣ含有ガスが触媒層を通過する際の線速度を大きくすることで、触媒中の活性点を有効に使用し、ＰＦＣの分解性能を上げるとともに、特定の活性点の使用による劣化の分散を抑制し、触媒中の活性点の負荷を均一にすることで劣化の進行を抑え、耐久性能を向上させる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、多流量のＰＦＣが流入した場合でも高い分解性能を維持でき、地球温暖化ガスであるＰＦＣを効率良く分解除去できることで環境負荷の低減に貢献できる。また、高い耐久性能を長時間得られることで触媒交換等のメンテナンスを減らすことができ、ランニングコストが低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は本発明の処理方法の一例を示したシステムフローである。本システムは湿式除去工程，ＰＦＣ分解工程，酸性ガス除去工程から構成される。湿式除去工程は、ＰＦＣを含む被処理ガスより液体を用いて固形物及び酸性ガスを除去する工程である。湿式処理装置としては、充填塔型，スプレー型，棚段型気液接触装置，スクラバなどがある。いずれも気液の接触が十分であることが望ましい。また、装置の内径が小さいと、装置内のガス線速度が大きくなり、ガスに同伴するミスト量も多くなる。したがって、装置内のガス流速が１０ｍ／min以上１８ｍ／min以下となるように設計することが望ましい。また、湿式処理装置への流入水として、水道水或いは装置内の循環水を使用することができるが、循環水のみを使用すると、循環水に溶解した固形物や酸性成分がミストとして多く排出される可能性がある。したがって、充填塔やスプレー塔に設置する場合、最上段のノズルからは水道水を流入し、棚段，スクラバからの流入水には水道水も流入させ、流入水中の酸性成分、及び固形物の濃度を低くすることが望ましい。また、流入水としては、水道水，循環水以外に、アルカリ水溶液等を用いてもよい。
【００１０】
ＰＦＣ分解工程は触媒と、水または水蒸気の存在下でＰＦＣを加水分解する工程である。下記に代表的なＰＦＣの分解反応を示す。
【００１１】
ＣＦ4＋２Ｈ2Ｏ → ＣＯ2＋４ＨＦ           （２）
Ｃ2Ｆ6＋３Ｈ2Ｏ → ＣＯ＋ＣＯ2＋６ＨＦ    （３）
Ｃ4Ｆ8＋４Ｈ2Ｏ → ４ＣＯ＋８ＨＦ         （４）
ＣＨＦ3＋Ｈ2Ｏ → ＣＯ＋３ＨＦ            （５）
ＳＦ6＋３Ｈ2Ｏ → ＳＯ3＋６ＨＦ           （６）
２ＮＦ6＋３Ｈ2Ｏ → ＮＯ＋ＮＯ2＋６ＨＦ   （７）
式（３），（４），（５）の反応ではＣＯが生成するが、反応助剤として空気を供給することでＣＯ2となる。
【００１２】
ＰＦＣの分解に使用される触媒は、加水分解用あるいは酸化分解用の触媒であり、例えばＡｌとＺｎ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ｆｅ，Ｓｎ，Ｃｏ，Ｚｒ，Ｃｅ，Ｓｉ，Ｗ，Ｐｔ，Ｐｄから選ばれた少なくとも１種を含む触媒である。触媒成分は酸化物，金属，複合酸化物などの形で含まれる。特にＡｌとＮｉ，Ｚｎ，Ｔｉ，Ｗから選ばれた少なくとも１種との触媒が高いＰＦＣ分解性能を持つので好ましい。
【００１３】
ＰＦＣの加水分解に際して反応塔に添加される水蒸気の量は、加水分解に必要とされる理論水蒸気量の２〜５０倍、通常は３〜３０倍が好ましい。
【００１４】
ＰＦＣの加水分解温度は５００〜８５０℃が好ましい。ＰＦＣ濃度が１％よりも高い場合には反応温度を高めにし、ＰＦＣ濃度が１％以下の場合には反応温度を低めにするのがよい。反応温度が高くなると加水分解率は向上するが、反応温度が８５０℃よりも高くなると触媒が劣化しやすくなり、反応塔材料も腐食しやすくなる。反対に反応温度が５００℃よりも低くなると触媒の劣化等が抑えられるが、ＰＦＣの分解率が低下する。
【００１５】
酸性ガス除去工程は、分解により生じたガスを除去し、排ガスを無害化するとともに処理装置の配管等の腐食を防止する工程である。酸性ガス除去装置としては、一般的な湿式及び乾式除去装置を使用することができる。水等を用いる湿式の例としてはスプレー塔，充填塔，スクラバ，棚段型気液接触装置がある。また、乾式の例として、酸性ガス除去剤による固定層，移動層，流動層型乾式除去装置がある。また、バグフィルタ方式もよい。酸性ガス除去剤としては、アルカリ金属，アルカリ土類金属の塩基性塩、例えば水酸化カルシウム，水酸化ナトリウム，水酸化カリウム，水酸化マグネシウム，炭酸水素ナトリウム，炭酸ナトリウム，炭酸カルシウム，酸化カルシウムが使用できる。
【００１６】
さらに図１に記載の通り、ＰＦＣ吸着工程，排ガス冷却工程等を設けてもよい。ＰＦＣ吸着工程は、吸着材によって一部のＰＦＣを吸着し、被処理ガス中のＰＦＣ流量を減少させる工程である。また、排ガス冷却工程は、分解工程でＰＦＣの分解に必要な温度まで加熱された排ガスを冷却する工程である。
【００１７】
半導体或いは液晶の製造プロセスから排出された多流量のＰＦＣを含む被処理ガスは湿式除去工程に送られ、ガス中の固形物及び酸性ガスが除去される。固形物及び酸性ガスが除去されたガスはＰＦＣ吸着工程に送られ、吸着材によって一部のＰＦＣを吸着し、被処理ガス中のＰＦＣ流量を減少させる。ＰＦＣ吸着工程から排出された被処理ガスはＰＦＣ分解工程に送られてＰＦＣが分解除去される。ＰＦＣ分解後の排ガスは排ガス冷却工程で冷却される。最後に、ＰＦＣ分解によって生成した酸性ガスは酸性ガス除去工程で除去され、無害化された後、大気に排出される。本願発明では、線速度の大きい排ガスのＰＦＣの濃度を高くし、線速度の小さい排ガスのＰＦＣの濃度を低くする制御を行うことにより、効率的な排ガスの浄化を行うことが可能である。従って、線速度の小さい排ガスでは、吸着材にＰＦＣを吸着させ、吸着材からＰＦＣを放出させるときは線速度を大きくする制御を行う。
【００１８】
排ガスに含まれるＰＦＣの濃度の調整のために、ＰＦＣ吸着工程で捕捉されたＰＦＣは、ある一定時間毎に脱離処理され、ＰＦＣ分解工程に供給される。その際、ＰＦＣ吸着工程前段から圧縮空気を流入させ、ガス流量を増やしてＰＦＣ分解工程に供給させる。本システムフローのように少流量のＰＦＣを除去する場合はガス流量を少なくして触媒層を通過するガス線速度を小さくし、多流量のＰＦＣを除去する場合はガス流量を多くして線速度を大きくする。このようにＰＦＣ処理量に合わせて触媒層を通過するガス線速度をコントロールすることで触媒の耐久性能を向上させることができる。さらに、本システムによれば、排ガス流量の多い場合でも、容積の小さい装置で処理を行うことができる。以下、本発明の実施例により、本発明で示したＰＦＣ吸着システムを用いた多流量ＰＦＣ流入条件におけるＰＦＣ分解性能向上方法、及び触媒の耐久性能向上方法の例を説明する。
【実施例１】
【００１９】
本実施例では触媒層を通過する線速度の違いによる触媒の耐久性能を評価した。試験装置の構成を図２に示す。
【００２０】
Ｎ2，Ａｉｒ、及びＣＦ4の混合ガスをマスフローコントローラー２０で調節して反応管３０に供給した。ＣＦ4、及びＡｉｒの供給量は一定とし、Ｎ2の供給量を変えることで線速度を変化させた。ＣＦ4流量を多量とし、１８ｍｌ／min（通常処理量の約３倍）の場合の触媒の耐久性能を評価した。Ａｉｒ供給量は１００ｍｌ／min である。いずれの場合も、Ｈ2Ｏ を反応管３０の上部へマイクロチューブポンプ６０を用いてガス化させ、供給した。この条件での水蒸気量はＣＦ4加水分解反応当量比の１２.５倍である。Ｎ2 供給量を３６５ｍｌ／min、及び１２５０ｍｌ／minとすることで線速度を１.１５ｍ／min、及び
２.３０ｍ／minに変化させ、耐久性能を比較評価した。
【００２１】
電気炉３１により反応管３０をＰＦＣ分解触媒３４が７００〜８００℃となるように加熱し、上述の反応ガスをＰＦＣ分解触媒３４と接触させた。反応管３０は内径３２mmのインコネル製である。反応管３０の後段には、水８００ｍｌを入れた排ガス洗浄槽４０を配置した。ＰＦＣ分解触媒によって分解されたガス中にはフッ化水素が含まれる。排ガス洗浄槽４０によりフッ化水素を除去したのち、ミストトラップ５０を通過させてガスに同伴するミストを除去した。ミストトラップ５０の後段にガス採取口７０を設け、排ガスの一部を採取し、排ガス中のＣＦ4量を測定した。ＣＦ4の分解率はＴＣＤガスクロマトグラフにより次式で求めた。
【００２２】
ＣＦ4分解率（％）＝（１−（出口のＣＦ4／供給したＣＦ4））×１００     （１）
上記条件で約４０００ｈ運転し、ＣＦ4 分解率の経時変化を測定した。試験結果を図３に示す。線速度２.３０ｍ／minの条件では４０１７ｈ、ＣＦ4 分解率を９９％以上維持していた。一方、線速度１.１５ｍ／min の条件では４００７ｈの分解率は９０.１％であった。従って、同じ量のＣＦ4 を同じ量の触媒で分解しているにも関わらず、線速度を大きくした方が分解率を維持しており、耐久性能が高い結果となった。
【実施例２】
【００２３】
本実施例では線速度の違いによるＣＦ4分解性能の初期性能の違いを測定した。使用した試験装置の構成は図２と同様である。
【００２４】
なお、実施例１の耐久性能評価では、ガス流量を変化させ、線速度を変えた例である。触媒充填量は一定であるため、ガス流量，線速度とともに空間速度（ＳＶ）も変化した条件で試験がされている。
【００２５】
そこで、実施例２では、径の異なる反応管を使用することにより、触媒充填量とガス流量、すなわちＳＶを一定とした条件で線速度のみを変えた条件の試験を行うこととし、性能を評価した。
【００２６】
反応管は、内径３２mm（実施例１同様），内径２１mm，４７mmの３種の反応管を使用した。ガスはＣＦ4流量を１８ｍｌ／min、Ａｉｒ流量１００ｍｌ／min、Ｎ2流量を３６５
ｍｌ／min とした。本条件におけるＳＶは１２００ｈ-1である。このガス条件における線速度は、内径２１mmの反応管で２.９０ｍ／min、３２mmの反応管で１.１５ｍ／min、４７mmの反応管で０.６０ｍ／min、となる。
【００２７】
線速度の違いによるＣＦ4分解性能の違いを評価した結果を図４に示す。線速度が大きくなるに従いＣＦ4分解性能は向上した。
【００２８】
６５０℃での各線速度条件における分解率は、２.９０ｍ／minの条件で７９％、1.15ｍ／minの条件で６７％、及び０.６０ｍ／minの条件で５０％となった。
【００２９】
上記のような結果となった理由を考察すると、線速度が小さい条件では、触媒の細孔内部にまでガスが拡散しない。従って、反応に使用される活性点は触媒表面及び細孔入口付近の限られた範囲に限られる。一方、線速度が大きい条件では、細孔内へのガス拡散が促進される。その結果、細孔内部の活性点が有効に使われるために性能は向上すると考えられる。
【００３０】
ＰＦＣ分解触媒はＰＦＣ分解反応の進行により劣化が進行する。従って、線速度が小さい条件のように同量のＰＦＣを少ない活性点で分解させることにより、触媒劣化は促進されたと推測される。また、少量のＰＦＣを分解させる場合は、多量のＰＦＣを分解させる場合に比べて各活性点にかかる負荷は小さい。従って、線速度が小さくても、触媒中の活性点にかかる反応負荷が小さく、触媒の劣化速度は小さい。
【００３１】
従って、実施例１及び２より、多流量のＣＦ4 を処理する場合は触媒層を通過させる線速度を大きくすることで初期性能、及び耐久性能が向上する。
【実施例３】
【００３２】
本実施例では触媒で分解させるＰＦＣの流量をパルス状に変動させ、それに伴い総流量をコントロールして触媒の劣化を抑制する方法について説明する。
【００３３】
図５は、本発明の処理装置の一例を示したシステム構成図である。本システムは湿式除去装置１００，触媒式反応槽１１０，ガス冷却装置１２０，酸性ガス除去装置１３０，排気設備１４０、及びＰＦＣ吸着装置１５０から構成される。ＰＦＣ含有ガスライン２００は、湿式除去装置１００に送られ、固形物及び酸性ガスが除去される。湿式除去装置100から排出されたガスは吸湿材４００を通過させることでガス中の水分が除去され、ＰＦＣ吸着装置１５０に送られる。ＰＦＣ吸着装置１５０では被処理ガス中のＰＦＣの一部または大部分を吸着捕捉する。ＰＦＣ吸着装置１５０を通過した被処理ガスは触媒式反応槽
１１０に送られ、被処理ガス中のＰＦＣが分解除去される。その際、反応助剤として反応水３０１を供給する。ＰＦＣを分解すると、酸性ガスのＨＦ，ＳＯｘ及びＮＯｘが生成する。これらのガスはガス冷却装置１２０で冷却された後、酸性ガスが酸性ガス除去装置
１３０で除去され、無害化された後排出される。
【００３４】
ＰＦＣ吸着装置１５０に吸着したＰＦＣを、ある時間間隔毎に脱離させる処理を行う。脱離処理と同時に、空気２０１を供給して総ガス流量を増やす。
【００３５】
ＰＦＣ吸着装置でＰＦＣの吸着脱離操作を繰り返すことで被処理ガス中のＰＦＣ流量が変動する。ＰＦＣを脱離させる際に空気を供給することで多流量のＰＦＣを処理する場合でも触媒層を通過するガス線速度を大きくすることができ、ＰＦＣ分解性能の向上、及び触媒の劣化を抑制することができる。
【００３６】
本実施例では湿式除去装置として充填塔型除去装置，酸性ガス除去装置としてスプレー塔を使用した。さらに、本実施例では触媒式反応槽１１０の下流にガス冷却装置１２０を設置している。ガス冷却装置１２０ではノズル１２１により例えば水を噴霧してガス温度を所定温度に下げる。この方法の他、水冷方式あるいはガス冷却方式の一般的な熱交換器を使用してもよい。また、ガス中に圧縮空気などを導入して所定温度に制御してもよい。酸性ガス除去装置の後段には、排気設備１４０を設置することが望ましい。多流量のPFCを処理する際はできるだけ線速度を大きくすることが望ましいが、線速度を大きくする為にガス流量を増やすと装置内の圧力損失が大きくなる。排気設備により、ガス流量を維持したままでも線速度を高くすることができる。排気設備としては一般的なエジェクタ、及びブロアが使用できるが、これ以外でも装置系内を負圧に保てるものであればどのような方法でもよい。
【００３７】
ＰＦＣ吸着装置はＰＦＣを吸着材によって吸着させる。吸着材としては、多孔質であって、吸着対象とするＰＦＣの分子径よりも細孔径が十分に大きいものが好ましい。例えば、ＣＦ4の分子径は約３.６Åであるので、それ以上の細孔径を有する材料を使用する。吸着材として活性炭，ゼオライト，メソポーラスシリカが使用できる。この中でも特にメソポーラスシリカは２−５０ｎｍのメソ孔を有し、細孔容積が大きいため好ましい材料である。また、吸着は常温（２５℃）で実施することが好ましい。
【００３８】
また、ＰＦＣ吸着装置にはヒーターを設置することが望ましい。ＰＦＣ吸着装置に吸着したＰＦＣを脱離させる際に、熱をかけた方がＰＦＣ脱離速度は向上するためである。
【００３９】
また、予め吸着材による各種ＰＦＣの吸着特性を把握しておくことで、例えば吸着材による飽和吸着量を知ることができ、吸着脱離の切替時間を設定できる。
【００４０】
実施例１、及び２の結果から、多流量のＰＦＣを処理するためには２ｍ／min 以上に設定しないと耐久性能が低くなる。また、線速度を上げるとレイノルズ数が大きくなり、偏流が生じる可能性があり、線速度を上げる為にガス量を増加させると装置系内の圧力損失が上昇する。従って、触媒層を通過させるガスの線速度は２−１５ｍ／min がよく、更に望ましくは２−１０ｍ／minとすることがよい。
【実施例４】
【００４１】
本実施例では、吸着材の性能を評価した。図６に、ＰＦＣの一つであるＣＦ4 を吸着材に通気させ、吸着材出口ガス中のＣＦ4濃度をモニタリングする試験装置の構成を示す。
【００４２】
Ｎ2 と、ＰＦＣとしてＣＦ4 を含む反応ガスを、反応管８０に供給した。反応ガスの
ＣＦ4濃度を２００ppmとし、反応ガスの流量は流量調節器（マスフローコントローラ）
２０で調節して供給量を2slmとした。この反応ガスをＣＦ4 吸着材８３と空間速度８００毎時で接触させた。反応管８０は内径４７mm、長さ４５０mmのインコネル製である。このとき、吸着材の充填量は１５０ｍｌである。吸着材８３としてはメソポーラスシリカ，ゼオライト，ゼオライトにＣｕを担持したものを用いた。ゼオライトにＣｕを担持した理由は細孔径を制御するためである。吸着材は粉末状のものを成型して使用し、粒径は２.０〜４.５mmとした。吸着材を通過したガス中のＣＦ4 濃度を気体用ＦＴ−ＩＲで測定した。吸着性能はそれぞれの吸着材のＣＦ4吸着量で比較した。ＣＦ4吸着量は次式により求めた。
【００４３】
【数１】
2008207139.tif 000003
【００４４】
各吸着材のＣＦ4吸着性能を図７に示す。メソポーラスシリカが最も高い吸着性能を示した。それぞれの吸着材へのＣＦ4吸着量は、メソポーラスシリカで８.２×１０-3mmol、ゼオライトで１.１×１０-3mmol、Ｃｕ／ゼオライトで４.６×１０-4mmolであった。
【００４５】
メソポーラスシリカの平均細孔径は４１Å、ゼオライトの平均細孔径は７Åであり、メソポーラスシリカの方が大きい細孔径を有する。Ｃｕ／ゼオライトではゼオライトよりもさらに細孔径が小さく約５Åである。ＣＦ4の平均分子径は約３.６Åである。ＣＦ4 の平均分子径はゼオライト、Ｃｕ／ゼオライトの細孔径よりも小さいが、約２倍程の細孔径には入りにくいと推測される。一方、ＣＦ4 の分子径の１０倍以上大きな細孔を有するメソポーラスシリカの方がＣＦ4吸着には適していたと推測される。本実施例ではＣＦ4で吸着性能を比較したが、使用するフッ素化合物によって、分子径の３倍以上の細孔径を有する吸着材を選定することが望ましい。
【００４６】
上記実施例では、ＰＦＣ流入条件の制御方法は一例であり、触媒層を通過するガスの線速度を２−１５ｍ／min に制御できる方法であればどのような方法でも良い。例えば、ガス流量を増やしたり、反応槽の管径を小さくすることでも線速度を大きくすることはできる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明により、半導体や液晶工場で使用された多流量のＰＦＣガスを高い分解性能で除去することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の処理方法の一例を示すシステムフロー図である。
【図２】実験に使用した装置の概略図である。
【図３】線速度と触媒耐久性能の関係を示す実施例１の試験結果である。
【図４】線速度と触媒分解性能の関係を示す実施例２の試験結果である。
【図５】本発明の処理装置の一例を示すシステム構成図である。
【図６】実験に使用した装置の概略図である。
【図７】吸着材の性能を評価する実施例４の試験結果である。
【符号の説明】
【００４９】
２０  マスフローコントローラー
４０  酸性ガス吸収槽
５０  ミストトラップ
６０  マイクロチューブポンプ
９０  気体用ＦＴ−ＩＲ
１００  湿式除去装置（充填塔）
１０１  スプレーノズル
１１１  電気炉
１１３  ＰＦＣ分解触媒
１３０  酸性ガス除去装置
１４０  排気設備
１５０  ＰＦＣ吸着装置
【図１】
2008207139.tif 000004
【図２】
2008207139.tif 000005
【図３】
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【図４】
2008207139.tif 000007
【図５】
2008207139.tif 000008
【図６】
2008207139.tif 000009
【図７】
2008207139.tif 000010