(57)【要約】【課題】本発明は微量の有機物を簡単に効率よくＰＰｔ程度まで除去することができ、超高純度の炭酸ガスを精製液化することができる炭酸ガスの精製液化方法および炭酸ガス中の有機物の除去装置を得るにある。【解決手段】炭酸ガスの精製液化の製造ラインの脱水と液化のライン間に紫外線が照射された酸化チタンをコーティングした石英充填物の入った紫外線透過するガラス管あるいは石英管を通過させて炭酸ガス中の有機物を除去する工程を介装した炭酸ガスの精製液化方法を構成している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭酸ガスの精製液化の製造ラインの脱水と液化のライン間に紫外線が照射された酸化チタンをコーティングした石英充填物の入った紫外線透過するガラス管あるいは石英管を通過させて炭酸ガス中の有機物を除去する工程を介装したことを特徴とする炭酸ガスの精製液化方法。
【請求項２】
炭酸ガスの精製液化の製造ラインの脱水と液化のライン間に紫外線が照射された酸化チタンをコーティングした石英充填物の入った紫外線透過するガラス管あるいは石英管を通過させて炭酸ガス中の有機物を除去する工程を介装するとともに、液化後にＯ２やＮ２の不純物を精密分留させる精留工程を行なうことを特徴とする炭酸ガスの精製液化方法。
【請求項３】
炭酸ガスの精製液化の製造ラインの脱水と液化のライン間に介装される酸化チタンをコーティングした石英充填物の入った紫外線透過するガラス管あるいは石英管と、このガラス管あるいは石英管に紫外線を照射する紫外線照射装置と、前記石英管の上流および下流のラインに設けられた三方切替弁と、この上流および下流の三方切替弁に両端部が接続されたポンプが介装された循環ラインとからなることを特徴とする炭酸ガス中の有機物の除去装置。
【請求項４】
炭酸ガスの精製液化の製造ラインの脱水と液化のライン間に介装される酸化チタンをコーティングした石英充填物の入った紫外線透過するガラス管あるいは石英管と、前記ガラス管あるいは石英管と前記下流の三方切替弁との間に介装された有機物検出器と、この有機物検出器での有機物の検出がＰＰｔ程度になると上流および下流の三方切替弁を切替え、有機物が除去された炭酸ガスを下流の液化ラインへ排出するとともに、有機物を含む炭酸ガスを石英管内へ供給する制御回路とからなることを特徴とする炭酸ガス中の有機物の除去装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高純度の炭酸ガスを精製液化することができる炭酸ガスの精製液化方法および炭酸ガス中の有機物の除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、原料の炭酸ガス中の有機物を除去する方法として吸着法、触媒燃焼法、精密分留法等が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来の吸着法、触媒燃焼法、精密分留法等では炭酸ガスの純度が９９．９９Ｖｏｌ％が限界で、半導体の製造工程で要求されている炭酸ガスの純度９９．９９９９Ｖｏｌ％以下は不可能で、特に微量の有機物の除去ができないという欠点があった。
【０００４】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、微量の有機物を簡単に効率よくＰＰｔ程度まで除去することができ、超高純度の炭酸ガスを精製液化することができる炭酸ガスの精製液化方法および炭酸ガス中の有機物の除去装置を提供することを目的としている。
【０００５】
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。
ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は炭酸ガスの精製液化の製造ラインの脱水と液化のライン間に紫外線が照射された酸化チタンをコーティングした石英充填物の入った紫外線透過するガラス管あるいは石英管を通過させて炭酸ガス中の有機物を除去する工程を介装した炭酸ガスの精製液化方法を構成している。
【０００７】
また、本発明は炭酸ガスの精製液化の製造ラインの脱水と液化のライン間に介装される酸化チタンをコーティングした石英充填物の入った紫外線透過するガラス管あるいは石英管と、このガラス管あるいは石英管に紫外線を照射する紫外線照射装置と、前記石英管の上流および下流のラインに設けられた三方切替弁と、この上流および下流の三方切替弁に両端部が接続されたポンプが介装された循環ラインとで炭酸ガス中の有機物の除去装置を構成している。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態により、本発明を詳細に説明する。
【０００９】
図１ないし図５に示す本発明の第１の実施の形態において、１は原料の炭酸ガス２中の微量の有機物を除去して、ＰＰｔ以下の超高純度の炭酸ガスを精製液化する方法で、この炭酸ガスを精製液化する方法１は、原料の炭酸ガス２を水洗３→微アルカリ水洗浄４→活性炭５→圧縮６→脱水７→液化８→精密分留９→貯槽１０の従来の炭酸ガスの精製液化の製造ラインと、この炭酸ガスの精製液化の製造ラインの脱水７と液化８のライン１１間に紫外線が照射された、図２に示すように酸化チタン１２をコーティングした石英充填物１３の入った紫外線透過する石英管１４を通過させて炭酸ガス中の有機物を除去する炭酸ガス中の有機物の除去装置１５を用いた有機物の除去工程１６を介装するとともに、精密分留９でＯ２、Ｎ２の不純物を精留塔１７の底部に取付けたＯ２、Ｎ２アナライザー１８でＰＰＤオーダーになったことを確認してから開閉弁１９を開放する精留工程２０を行なって貯槽１０に貯蔵する。
【００１０】
前記有機物の除去工程１６で用いられる炭酸ガス中の有機物の除去装置１５は図３および図４に示すように、前記脱水７と液化８のライン１１間に介装される酸化チタン１２をコ−ティングした石英充填物１３の入った紫外線透過する石英管１４と、この石英管１４に紫外線を照射する紫外線照射装置２１と、前記石英管１４の上流および下流部のライン１１に設けた三方切替弁２２、２３と、この上流および下流の三方切替弁２２、２３に両端部が接続されたポンプ２４が介装された循環ライン２５と、前記石英管１４と下流の三方切替弁２３との間のライン１１に介装された有機物検出器２６とで構成されている。
【００１１】
上記構成の炭酸ガス中の有機物の除去装置１５は、上流の三方切替弁２２を開放して、脱水された炭酸ガスを石英管１４中を通過させる。
この石英管１４を通過する炭酸ガス中に含まれる微量の有機物は、石英管１４に酸化チタン１１をコ−ティングした石英充填物１２および紫外線照射装置２１からの紫外線によってＣＯ２とＨ２Ｏに分解され除去される。
有機物検出器２６で有機物が検出される場合には、下流の三方切替弁２３を循環ライン２５へ炭酸ガスが流れるように切替えるとともに、上流の三方切替弁２２を循環ライン２５から石英管１４へ流れるように切替え循環させて、完全に有機物を除去する。
有機物検出器２６で有機物が検出されなくなると、上流と下流の三方切替弁２２、２３を切替えて、脱水された炭酸ガスを石英管１４内へ導くとともに、石英管１４内の有機物が除去された炭酸ガスを液化８へ排出する。
【００１２】
【発明の異なる実施の形態】
次に、図６ないし図１０に示す本発明の異なる実施の形態につき説明する。なお、これらの本発明の異なる実施の形態の説明に当って、前記本発明の第１の実施の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００１３】
図６ないし図８に示す本発明の第２の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、可視光線が透過するガラス管２７を使用した炭酸ガス中の有機物の除去装置１５Ａを用いた、有機物の除去工程１６Ａを行なった点で、このような有機物の除去工程１６Ａを用いた炭酸ガスの精製液化方法１Ａを行なっても、前記本発明の第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００１４】
図９および図１０に示す本発明の第３の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、有機物検出器２６での有機物の検出がＰＰｔ程度になると上流および下流の三方切替弁２２、２３を切替え、有機物が除去された炭酸ガスを下流の液化８のライン１１へ排出するとともに、有機物を含む炭酸ガスを石英管１４内へ供給する制御回路２８を使用した炭酸ガス中の有機物の除去装置１５Ｂを用いた、有機物の除去工程１６Ｂを行なった点で、このような有機物の除去工程１６Ｂを用いた炭酸ガスの精製液化方法１Ｂを行なっても前記本発明の第１の実施の形態と同様な作用効果が得られるとともに、自動的に炭酸ガス中の有機物を除去することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
【００１６】
（１）炭酸ガスの精製液化の製造ラインの脱水と液化のライン間に紫外線が照射された酸化チタンをコーティングした石英充填物の入った紫外線透過するガラス管あるいは石英管を通過させて炭酸ガス中の有機物を除去する工程を介装したので、炭酸ガス中の微量有機物を酸化チタンをコーティングした石英充填物と紫外線とによって、ＣＯ２とＨ２Ｏに分解して除去することができ、従来、不可能であった９９．９９９９Ｖｏｌ％以下の超高純度の炭酸ガスを精製液化することができる。
【００１７】
（２）前記（１）によって、酸化チタンをコーティングした石英充填物の入った紫外線透過するガラス管あるいは石英管に紫外線を照射した状態で微量の有機物を含む炭酸ガスを通過させるだけでよいので、容易で、効率よくかつ低コストで微量の有機物を除去することができる。
【００１８】
（３）前記（１）によって、従来のラインの脱水と液化のライン間に介装するだけでよいので、容易に実施することができる。
【００１９】
（４）請求項２、３、４も前記（１）〜（３）と同様な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の工程図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の石英充填物の説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態の有機物の除去工程の説明図。
【図４】図３の４−４線に沿う断面図。
【図５】本発明の第１の実施の形態の形態の精留工程の説明図。
【図６】本発明の第２の実施の形態の工程図。
【図７】本発明の第２の実施の形態の有機物の除去工程の説明図。
【図８】図７の８−８線に沿う断面図。
【図９】本発明の第３の実施の形態の工程図。
【図１０】本発明の第３の実施の形態の有機物の除去工程の説明図。
【符号の説明】
１、１Ａ、１Ｂ：炭酸ガスを精製液化する方法、
２：原料の炭酸ガス、    ３：水洗、
４：微アルカリ水洗浄、  ５：活性炭、
６：圧縮、              ７：脱水、
８：液化、              ９：精密分留、
１０：貯槽、            １１：ライン、
１２：酸化チタン、      １３：石英充填物、
１４：石英管、
１５、１５Ａ、１５Ｂ：炭酸ガス中の有機物の除去装置、
１６、１６Ａ、１６Ｂ：有機物の除去工程、
１７：精留塔、
１８：Ｏ２、Ｎ２アナライザー、
１９：開閉弁、          ２０：精留工程、
２１：紫外線照射装置、  ２２：三方切替弁、
２３：三方切替弁、      ２４：ポンプ、
２５：循環ライン、      ２６：有機物検出器、
２７：ガラス管、        ２８：制御回路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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