(57)【要約】【課題】  ＰＦＣ含有排ガスを触媒と接触させてＰＦＣを分解する方法において、触媒の目詰まり等により分解性能が低下するのを抑制する。【解決手段】  ＰＦＣ含有ガスを触媒反応塔に導入する前に、ＰＦＣ含有排ガスに含まれる気体化合物のうち、少なくともＨ２Ｏと反応して固形化する気体化合物を、予めＨ２Ｏと反応させて固体の酸化物に変換する。次いで、ＰＦＣ含有ガスに含まれる固形物を分離除去し、その後で、触媒反応塔に導入する。これによりＰＦＣ含有ガスに当初から含まれている固形物のほかに、触媒反応塔内でＨ２Ｏと反応して固形化する物質を分離除去できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パーフルオロコンパウンド含有ガスの触媒による分解処理方法において、前記パーフルオロコンパウンド含有ガスを前記触媒に接触させる前に、前記パーフルオロコンパウンド含有ガスをＨ２Ｏと接触させ、この接触により生成した固体の酸化物を前記パーフルオロコンパウンド含有ガス中から分離し、これらの処理を前記パーフルオロコンパウンド含有ガスが加熱された状態で行い、その後、前記パーフルオロコンパウンド含有ガスを加熱状態に保持したまま前記触媒に接触させることを特徴とするパーフルオロコンパウンドの分解処理方法。
【請求項２】
請求項１において、前記パーフルオロコンパウンド含有ガスを前記Ｈ２Ｏのほかに、さらにＯ２と接触させることを特徴とするパーフルオロコンパウンドの分解処理方法。
【請求項３】
請求項１において、前記パーフルオロコンパウンド含有ガスを前記Ｈ２Ｏと接触させる処理および前記固体の酸化物を分離する処理を、前記パーフルオロコンパウンド含有ガスが４００〜９００℃の温度に加熱保持された状態で行うことを特徴とするパーフルオロコンパウンドの分解処理方法。
【請求項４】
パーフルオロコンパウンド分解触媒を有する触媒反応塔を備え、前記触媒反応塔にパーフルオロコンパウンド含有ガスを導入してパーフルオロコンパウンドを分解するようにしたパーフルオロコンパウンドの分解処理装置において、前記触媒反応塔の前段に、前記パーフルオロコンパウンド含有ガスを加熱した状態でＨ２Ｏと接触させて前記ガスに含まれる気体化合物の一部を固形化する固形化装置と、前記ガスを加熱状態に保持したまま前記ガス中から固形物を分離する固形物分離装置を備え、前記ガスが加熱状態に保持されたまま前記触媒反応塔に導入されるようにしたことを特徴とするパーフルオロコンパウンドの分解処理装置。
【請求項５】
請求項４において、前記固形化装置は、火炎が形成される燃焼炉に前記パーフルオロコンパウンド含有ガスの導入口と前記Ｈ２Ｏの導入口を備えた構造を有することを特徴とするパーフルオロコンパウンドの分解処理装置。
【請求項６】
請求項４において、前記固形物分離装置が、加熱装置を具備したサイクロンよりなることを特徴とするパーフルオロコンパウンドの分解処理装置。
【請求項７】
請求項６において、前記パーフルオロコンパウンド分解触媒が、粒径１０μｍ以下の固形物が通過する構造を有することを特徴とするパーフルオロコンパウンドの分解処理装置。
【請求項８】
請求項５において、前記燃焼炉に、さらにＯ２の導入口を備え、前記パーフルオロコンパウンド含有ガスがＨ２ＯおよびＯ２と接触するようにしたことを特徴とするパーフルオロコンパウンドの分解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体や液晶の分野で使用されるパーフルオロコンパウンド（Ｐｅｒｆｌｕｏｒｏｃｏｍｐｏｕｎｄ、以下ＰＦＣという）の分解処理方法および分解処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体や液晶の分野では、エッチングガス或いはＣＶＤクリーニングガス等としてＰＦＣガスが使用されている。ＰＦＣガスは、ＣＯ２の数千倍から数万倍の地球温暖化ガスであり、世界温暖化会議（ＣＯＰ３）で温暖化ガス排出削減が決定されている。
【０００３】
ＰＦＣガスを分解する方法の１つに触媒を用いる方法がある。この方法は低温で高い分解率を得ることができる。しかし、ＰＦＣガス中に固形物等が混入すると、触媒の目詰まり等により、分解性能が低下する。
【０００４】
この問題を解決するために、ＰＦＣ含有ガスを水スクラバーに通し、ガス中に含まれる固形物あるいはＰＦＣ加熱分解装置内で固形化するおそれのあるＳｉ化合物を事前に除去することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、ＰＦＣガスに含まれるシランを燃焼し、生成するシリカ粉を除去した後、ＰＦＣガスを分解する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３７６５９号公報（特許請求の範囲、要約）
【０００６】
【特許文献２】特開２００３−１３０３２７号公報（特許請求の範囲、要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ＰＦＣガスの利用拡大に伴い、ＰＦＣ排ガスには、多くの物質が混入するようになった。その結果、ＰＦＣ分解処理装置の前段に水スクラバー等を設置しても、触媒の目詰まり等を防止しきれず、分解性能が低下するという事態が生ずるようになった。
【０００８】
本発明の目的は、水スクラバーを用いる方法よりも、ＰＦＣ分解性能を高めることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＰＦＣ含有ガスを触媒と接触させて分解する方法において、予め、ＰＦＣ含有ガスをＨ２Ｏと接触させ、この接触により生成した固体の酸化物をＰＦＣ含有ガス中から分離することにある。また、この処理をＰＦＣ含有ガスが加熱された条件下で行い、さらに前記ＰＦＣ含有ガスを加熱状態に保持したまま前記触媒に接触させることにある。
【００１０】
本発明はまた、ＰＦＣ分解触媒を有する触媒反応塔を備え、前記触媒反応塔にＰＦＣ含有ガスを導入してＰＦＣを分解するようにしたＰＦＣ分解処理装置において、前記触媒反応塔の前段に、前記ＰＦＣ含有ガスを加熱した状態でＨ２Ｏと接触させて前記ガスに含まれる気体化合物の一部を固形化する固形化装置と、前記ガスを加熱状態に保ったままで前記ガス中から固形物を分離する固形物分離装置を備えるとともに、前記固形物分離装置を通過したガスを加熱状態に保持したまま前記触媒反応塔に導入するようにしたことにある。
【００１１】
ＰＦＣガスには、種々の化合物が含まれているが、その中にＨ２Ｏと反応して固体の酸化物となる気体化合物が含まれていることがわかった。また、Ｈ２Ｏと反応して固体の酸化物となる気体化合物の中には、Ｈ２Ｏと反応したときに、冷却すると固形化する物質を生成するものも含まれることがわかった。冷却すると固体になる物質は、水スクラバーを用いたのでは分離除去できず、本発明のように、加熱雰囲気で、Ｈ２Ｏと反応させることによってのみ、分離除去することが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、触媒を用いるＰＦＣ分解において、触媒の目詰まり等によりＰＦＣ分解性能が低下するのを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を用いて本発明を説明する。図１は、本発明によるＰＦＣ分解処理方法の処理フローを示している。図２は、本発明によるＰＦＣ分解処理装置の一実施例を示している。図３は、ＰＦＣ分解処理装置における燃焼炉の一例を示している。
【実施例１】
【００１４】
本発明によるＰＦＣ分解処理方法を、図１の処理フローにより説明する。なお、図中の矢印はガスの流れ方向を示す。本実施例の処理フローは、固形化工程５０、固形物分離工程５１、触媒反応工程５２および排ガス洗浄工程５３から構成される。また、洗浄後の排ガスは排気設備５４により系外へ放出されるようになっている。例えば半導体または液晶の製造工場で、エッチング工程或いはＣＶＤクリーニング工程等から排出されたＰＦＣ含有排ガス１００は、まず固形化工程５０に導入される。
【００１５】
固形化工程５０では、燃料１に燃焼用の酸素源２として酸素または空気が加えられ、火炎が形成される。このとき、燃料と酸素源を別々に供給し、多数の同軸噴流として噴出すると良い。燃料としては、ＬＮＧ、ＬＰＧ、プロパン等のように、半導体或いは液晶製造工場で通常使用されている燃料を使用することができる。この固形化工程５０において、火炎形成領域にはＰＦＣ含有排ガス１００と水蒸気３が供給される。これにより、ＰＦＣ含有ガスに含まれる気体化合物の一部が、固体の酸化物に変換される。水蒸気３のほかに、さらに酸素４をＯ２または空気にて添加してもよい。添加した酸素４は、ＰＦＣ含有排ガス中に残留する気体化合物の一部を固体の酸化物に変換する。固形化工程５０を経たＰＦＣ含有排ガスは、次いで、固形物分離工程５１へ導入され、固形物が分離される。固形物分離工程５１は、加熱雰囲気で行われる。この理由は、常温で行うと、その後、ＰＦＣ含有排ガスを触媒反応工程５２へ送る間に、新たに固体の酸化物が生成し、この酸化物が配管に析出したり或いはＰＦＣ分解触媒の目詰まり等の原因になりかねないからである。触媒反応工程５２では、水蒸気３または酸素４またはこれらの両方が導入され、ＰＦＣが分解される。分解後のガスはＨＦ等の酸性ガスを大量に含んでいるため、排ガス洗浄工程５３で酸成分を除去する。排気ガス１０２は半導体工場内の排気ダクト等に排気するか、あるいはアルカリ洗浄塔等の最終排ガス処理設備へ排気される。
【実施例２】
【００１６】
本発明によるＰＦＣ分解処理装置を図２、図３を用いて説明する。なお、図2および図3中の矢印は、図１と同様にガスの流れ方向を示す。図２は、排ガス洗浄槽としてバグフィルタを用いた例を示す。ＰＦＣ含有排ガス１００は燃焼炉６０内に形成された火炎領域６１すなわち燃料１と燃焼用酸素または空気等の酸素源２により形成された火炎の中に導入される。ＰＦＣ含有排ガス１００を燃焼炉の壁面から供給することで、炉壁の温度を制御できる。壁面温度が高すぎると腐食が進行しやすくなり、低すぎると熱ロスが多くなる。
【００１７】
ＰＦＣ含有ガスと同様に、燃焼炉壁面から、水蒸気３を火炎領域６１に供給する。さらに酸素４を火炎領域に供給してもよい。水蒸気３と酸素４は同時に供給してもよい。水蒸気および酸素の供給により、ＰＦＣ含有排ガスに含まれる気体化合物の一部が固体の酸化物に変換される。
【００１８】
固形物を同伴したＰＦＣ含有排ガス１００は、次いで固形物分離槽６２に送られる。固形物の分離には、サイクロン、電気集塵等の一般的な装置を用いることができるが、燃焼ガスが流入するため高温サイクロンが好ましい。一般にサイクロンで除去できる粒径の限界は約１０μｍであるので、後段の触媒反応塔に収容される触媒は、粒径１０μｍ以下の粒子を通過できる構造にするのが良い。サイクロンで除去された固形物は固形物貯槽１０１に回収される。固形物分離槽６２はガス温度を保持するため、保温材５で巻かれることが望ましい。
【００１９】
固形物が除かれたＰＦＣ含有排ガスは、触媒反応塔６３に導入され、触媒６と接触してＰＦＣが分解される。ＰＦＣ含有排ガスの温度が所望のＰＦＣ分解温度になっている場合は、触媒反応塔周囲を保温材７で巻くのみでよいが、温度が低い場合は、予熱部６４で触媒を加熱することが望ましい。ＰＦＣを加水分解反応で分解する場合には、Ｈ２Ｏ、Ｈ２Ｏと空気、またはＨ２Ｏと酸素が添加される。これ以外の反応促進成分を添加してもよい。酸化分解によりＰＦＣを分解する場合には、Ｏ２、空気などの酸化剤が添加される。同様にこれら以外の反応促進成分を添加してもよい。
【００２０】
触媒反応塔６３を通過したＰＦＣ分解ガスは、所定温度まで冷却した後に排ガス洗浄槽６５を通してガス中のＨＦ、ＳＯｘ、ＮＯｘ等の酸成分を除去する。排ガス洗浄槽６５に導入するガスの温度を所定温度に制御するために、水冷式やガス冷却式の一般的な熱交換器を使用することができる。また、分解ガス中に冷却ガスを導入して所定温度に制御してもよい。
【００２１】
排ガス洗浄槽６５には、図２に示すバグフィルタ式以外に、一般的な湿式及び乾式の洗浄槽を使用することができる。湿式法では、ベンチュリ式、棚段式、スプレ式等が使用できる。スプレ式は水またはアルカリ水溶液を使用して洗浄する方式であり、効率が高く、高いＨＦ除去性能を有する。水またはアルカリ水溶液中に分解生成ガスをバブリングする方法あるいは充填塔を用いて洗浄する方法でもよい。乾式法では、アルカリ性の固体を用いた固定床、移動床、流動床、バグフィルタ式等が使用できる。
【００２２】
本実施例では、触媒反応塔６３と排ガス洗浄槽６５をつなぐガス流路にＣａ（ＯＨ）２等を吹き込む薬剤投入設備６６を設置し、流路中あるいはバグフィルタ表面で反応したＣａＦ２や未反応のＣａ（ＯＨ）２或いは中和塩がバグフィルタで除去されるようにした。ガス中への薬剤噴霧方法、或いはガスと薬剤の混合方法は処理するガス種によって適宜設定できる。バグフィルタ内の耐ＨＦ性濾布で回収された各種Ｃａ化合物は生成物貯槽１０２に集められる。集められたＣａ化合物は、定期的に抜き取ってもよいし、連続的に除去してもよい。酸成分が除去された後のガスは排気設備５４により排気される。
【００２３】
触媒反応塔６３に充填される触媒６の形状は、固形物分離槽６２でほとんどの固形物が除去される場合には、粒状や押出成型した棒状またはペレット状でも構わない。しかし、１０μｍ以下の固形物が触媒反応塔に流入するような場合には、触媒層内で閉塞が起こるため、ハニカム型の触媒を使用することが望ましい。使用するハニカム担体は、一般的なコージェライト、アルミナ、メタルハニカムを使用できるが、ガス中に酸成分が含まれるため、インコネル、ハステロイ等の耐食性材料を使用したメタルハニカムが特に好ましい。
【００２４】
図３は、燃焼炉６０の構造を示している。この燃焼炉の特徴は、燃料１と燃焼用の酸素源２である空気を別々に供給し、多数の同軸噴流として炉内に噴出することにより、逆火等を防止しながら低ＮＯｘ燃焼を実現し、しかもＰＦＣ分解に必要な高温ガスが得られるようにしたことである。処理ガスであるＰＦＣ含有排ガス１００をＰＦＣガス導入口４００から燃焼炉の内壁側に流入させることで、冷却用ガスとしても機能させ、内壁表面の温度を９００℃以下に抑えている。内壁構造としては、フィルム式冷却ライナー３００を備えた構造を採用している。また、火炎形成領域の直下に設けた希釈孔３０１から大量の冷却ガスを導入できるようにして、燃焼炉内温度を制御できるようにしている。燃焼炉の側壁には、酸素または空気を導入するＯ２導入口４０１と、Ｈ２Ｏを導入するＨ２Ｏ導入口４０２が設けられている。
【００２５】
火炎形成領域の温度は１２００℃程度或いはそれ以上となるが、希釈孔からの冷却ガスにより炉内温度を８００℃程度に制御する。その後で固形物酸化のための反応ガスとしてＨ２Ｏ或いはさらに反応用酸素または空気を、それぞれＨ２Ｏ導入口４０２およびＯ２導入口４０１から導入する。Ｏ２、Ｈ２Ｏの添加の順番は処理対象ガスによって変えてよいが、Ｓ２Ｃｌ２等はＨ２Ｏと反応して固体のＳを生成するため、水蒸気を添加した後に、再び酸素または空気を添加するようにするとよい。
【００２６】
燃焼炉の材質は耐食性の優れたものが好ましく、特にインコネル、ハステロイ系のＮｉ基合金はＨＦ、ＨＣｌに対する耐食性があり望ましい。
【００２７】
燃焼炉に流入する気体および固形物は、エッチングする基板或いはクリーニング対象物により異なるが、主にＴｉ、Ｔａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｗ、Ｓ等の元素であり、種々の形で含まれる。これら不純物のタイプは、固形物として流入するものと、気体として流入するものとに分けられる。固形物として流入するものには、例えばＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＣｕＯ等がある。気体で流入するタイプは、その後Ｏ２と反応して固形化するもの、Ｈ２Ｏと反応して固形化するもの、および冷却されると固形化するものとに分けられる。Ｏ２と反応して固形化するものには、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＡｓＨ４、Ｂ２Ｆ４、Ｂ２Ｈ６、ＧｅＨ４、ＰＨ３等がある。Ｈ２Ｏと反応して固形化するものには、ＢＣｌ３、ＳｉＦ４、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＣｌ４、Ｓ２Ｃｌ２、ＳＣｌ２、ＷＦ６等がある。冷却すると固形化するものにはＳ、ＣｕＳＯ４等がある。これらを固形化工程にて固形化させる。酸化して気体となり触媒反応塔を通過してしまう成分は、特に問題にしなくてよい。いくつかの反応形態を以下に示す。
【００２８】
ＳｉＨ４＋２Ｏ２→ＳｉＯ２＋２Ｈ２Ｏ
ＳｉＣｌ４＋２Ｈ２Ｏ→ＳｉＯ２＋４ＨＣｌ
Ｓ２Ｃｌ２＋Ｈ２Ｏ→１．５Ｓ＋０．５ＳＯ２＋２ＨＣｌ
Ｓ＋Ｏ２→ＳＯ２
ＰＦＣは、加水分解或いは酸化分解によって分解される。加水分解では、例えばＡｌと、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｓｉ，Ｗ、ＰｔおよびＰｄのうちから選ばれた少なくとも一種とよりなる触媒が用いられる。これらの成分は酸化物、金属、複合酸化物の形で用いられる。Ａｌと、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔｉ或いはＷから選ばれた一種または二種以上とを含む触媒は、高い分解性能を持つので好ましい。なかでもＮｉとＡｌを含み、これらがＮｉＯ、ＮｉＡｌ２Ｏ４の形態で含まれ、さらにＡｌがアモルファス状態で含まれる触媒は、ＰＦＣ分解性能がきわめて優れており、非常に望ましい。ＮｉとＡｌよりなる触媒にＷＯ３を金属として１〜１０重量％、望ましくは１〜５重量％の範囲で含有した触媒もＰＦＣ分解性能がきわめて優れており望ましい。
【００２９】
ＰＦＣ分解工程では、ＰＦＣ分解反応に示される理論水蒸気必要量の２〜５０倍、好ましくは３〜３０倍の水蒸気を用いるのが良い。水蒸気量は、最低でも処理するハロゲン化合物中のＦ数と同等の水素分子が存在するよう調節する必要がある。これにより、ＰＦＣ中のＦはＨＦになり、分解生成物中のＦが後処理しやすいハロゲン化水素の形態となる。
【００３０】
尚、ＰＦＣ加水分解において供給される酸素は、ＰＦＣ分解時に生成する例えばＣＯの酸化反応に使用される。
【００３１】
ＰＦＣは、ハロゲンとしてフッ素のみを含有する化合物である。化合物の主要な構成成分は、フッ素、炭素、水素、酸素、硫黄、窒素である。化合物としては、例えば下記のものがある。炭素とフッ素からなる化合物。炭素と水素とフッ素からなる化合物。炭素とフッ素と水素と酸素からなる化合物。炭素とフッ素と酸素からなる化合物。硫黄とフッ素からなる化合物。硫黄とフッ素と酸素からなる化合物。窒素とフッ素からなる化合物。窒素とフッ素と酸素からなる化合物。具体的な化合物の例としては、ＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆ、Ｃ２Ｆ６、Ｃ２ＨＦ５、Ｃ２Ｈ２Ｆ４、Ｃ２Ｈ３Ｆ３、Ｃ２Ｈ４Ｆ２、Ｃ２Ｈ５Ｆ、Ｃ３Ｆ８、ＣＨ３Ｏ、ＣＦ２、ＣＦ３、Ｃ４Ｆ８、Ｃ５Ｆ８、ＳＦ６、ＳＯ２Ｆ２、ＮＦ３等がある。ハロゲン化合物の加水分解反応式の例を以下に示す。
【００３２】
ＣＦ４＋２Ｈ２Ｏ→ＣＯ２＋４ＨＦ
Ｃ２Ｆ６＋３Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋ＣＯ２＋６ＨＦ
ＣＨＦ３＋Ｈ２Ｏ→ＣＯ＋３ＨＦ
ＳＦ６＋３Ｈ２Ｏ→ＳＯ３＋６ＨＦ
ＮＦ３＋３／２Ｈ２Ｏ→ＮＯ＋１／２Ｏ２＋３ＨＦ
ＰＦＣガスの加水分解反応では、ＰＦＣガスの種類によりＣＯが生成する場合もあるが、前述の触媒はＣＯ酸化性能を有するため、触媒反応塔内に酸素が存在すればＣＯをＣＯ２にすることができる。
【００３３】
ＰＦＣ分解の反応温度は、触媒の種類によって若干異なるが、通常は５００〜８００℃である。ＰＦＣ濃度が高い場合には、７００〜８００℃のように高めに設定し、１％以下の低濃度の場合には、６００〜７５０℃のように低めに設定するのが良い。８００℃以上の高温にすると、触媒の劣化が速くなり、また、触媒反応塔構成材料の腐食速度が速くなる。５００℃以下の温度では分解率が低い。
【実施例３】
【００３４】
本実施例では、固形化する気体化合物を含むＰＦＣガスの具体的な処理例について説明する。ＰＦＣ含有ガスは２００Ｌ／ｍｉｎで流入させた。ガス組成は、ＳＦ６：Ｓ２Ｃｌ２：ＳＣｌ２：ＳｉＦ４：Ｎ２＝０．５：０．０５：０．１：０．１：９９．２５（ｖｏｌ％）とした。このガスを図３に示す燃焼炉に流入させた。燃焼炉は３０ｍｍφ×１０００ｍｍＬであり、上部から２５０ｍｍ、５５０ｍｍ、７５０ｍｍの位置にＰＦＣガス導入口４００、Ｏ２導入口４０１、及びＨ２Ｏ導入口４０２が設けられている。
【００３５】
燃料にはメタンを使用し、５Ｌ／ｍｉｎで燃焼炉の上部から供給した。９５Ｌ／ｍｉｎの空気を炉上部の側面から供給して、クラスターバーナーで火炎を形成した。ＰＦＣ含有ガスは２００Ｌ／ｍｉｎで炉側面のＰＦＣガス導入口４００からフィルム式冷却ライナーを通して火炎形成領域に流入させた。１５℃の空気をＯ２導入口４０１より２０Ｌ／ｍｉｎで供給した。また、純水を２０ｍｌ／ｍｉｎでＨ２Ｏ導入口４０２より供給した。燃焼炉出口でのガス温度は７５０〜８５０℃であった。
【００３６】
燃焼炉出口ガスをインコネル製の高温サイクロンに導入した。高温サイクロンは５０％分離径を１０μｍとして設計してある。高温サイクロンにより、ＳｉＯ２が分離回収された。高温サイクロンを通過したＰＦＣ含有ガスは触媒反応塔に流入させた。
【００３７】
触媒はハニカム型であり、コージェライトハニカム担体にＮｉとＡｌの酸化物を含む触媒をコートすることによって作製した。ハニカムは４７セル／ｃｍ３であり、ハニカム体積は１２Ｌである。触媒の温度は触媒上部で監視し、７５０℃となるように触媒反応塔外周のヒータ温度を制御した。なお、ＰＦＣの加水分解反応では、ＰＦＣをＣＯ２とＨＦに変換させるためのＨ２Ｏが必要であるが、燃焼炉で既に十分な量の水蒸気を添加しているので、触媒反応塔ではＨ２Ｏを添加しなかった。
【００３８】
触媒反応塔を通過したＰＦＣ分解生成ガスは、水を噴霧するスプレ式の排ガス洗浄槽に流入させた。排ガス洗浄槽では１０Ｌ／ｍｉｎで水を噴霧させ、内部にはプラスチックの充填材を入れた。
【００３９】
排ガス洗浄槽には１００時間ガスを流通させたが、その間、排ガス洗浄槽を通過したガス中のＳＦ６濃度は５ｐｐｍ以下であり、分解率は９９％以上であった。また、系内の圧損は４００~７００ｍｍＨ２Ｏであり、異常な上昇は見られず、本システムは固形化する気体化合物を装置運転上問題ない量まで除去できることが確認された。なお、確認のため触媒表面を分析したが、固形物の析出は認められなかった。
【実施例４】
【００４０】
本実施例では、固形物およびＨ２Ｏと反応して酸化物を生成するＳ２Ｃｌ２を含むＰＦＣガスを処理した例について説明する。Ｓ２Ｃｌ２はＨ２Ｏと反応してＳＯ２およびＳを生成し、Ｓは冷却すると固形化する。ＣＦ４：Ｓ２Ｃｌ２：Ｎ２＝１：０．５：９８．５（ｖｏｌ％）の組成のガスに、ＳｉＯ２を２ｇ／ｍｉｎ、ＷＯ３を２ｇ／ｍｉｎで流入させた。これを図３に示す燃焼炉に２００Ｌ／ｍｉｎの流量で流入させた。試験装置の構造は、実施例３で使用したものと同じである。燃焼炉には反応ガスとして水蒸気と空気を添加した。高温サイクロンによりＷＯ３とＳｉＯ２が分離回収された。ＷＯ３は粒子径１０μｍ以下の粒子を１０％程度含んでいるため、約５％分は触媒反応塔に流入したものと考えられる。
【００４１】
１００時間ガスを触媒反応塔および排ガス洗浄槽に流通させたが、試験中、排ガス洗浄槽を通過したガス中のＣＦ４濃度は５ｐｐｍ以下であり、分解率は９９％以上であった。また、排水中にはＷＯ３の微粒子が確認された。このＷＯ３微粒子はフィルタにより排水中から除去した。系内の圧損も異常上昇は見られず、本システムは固形物を装置運転上問題ない量まで除去できることが確認された。なお、確認のため触媒表面を分析したが、固形物の析出は認められなかった。
【実施例５】
【００４２】
本実施例では、実施例３におけるＳ２Ｃｌ２の代わりにＷＦ６を添加した例について説明する。燃焼炉には反応ガスとして水蒸気と空気を添加した。ＰＦＣ含有ガスは５０時間流通させた。高温サイクロンによりＷＯ３が分離回収された。試験中、排ガス洗浄槽を通過したガス中のＳＦ６濃度は５ｐｐｍ以下であり、分解率は９９％以上であった。また、系内の圧損は４００〜７００ｍｍＨ２Ｏであり、異常上昇は見られず、本システムは固形化する気体化合物を装置運転上問題ない量まで除去できることが確認された。なお、確認のため触媒表面を分析したが、固形物の析出は認められなかった。
【実施例６】
【００４３】
本実施例では、実施例４におけるＷＯ３の代わりにＴｉＯ２を添加した例について説明する。燃焼炉には反応ガスとして水蒸気と空気を添加した。ＰＦＣ含有ガスは１０時間流通させた。高温サイクロンによりＴｉＯ２が分離回収された。試験中、排ガス洗浄槽を通過したガス中のＣＦ４濃度は５ｐｐｍ以下であり、分解率は９９％以上であった。系内の圧損も異常上昇は見られず、本システムは固形物を装置運転上問題ない量まで除去できることが確認された。なお、確認のため触媒表面を分析したが、固形物の析出は認められなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明により、半導体や液晶の製造工場から排出されるＰＦＣ含有排ガスの処理において、触媒の目詰まり等によりＰＦＣ分解性能が低下するのを抑制できるようになった。本発明は、ＰＦＣ排ガス規制に貢献するものである。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明によるＰＦＣ分解処理方法の処理フローを示す工程図である。
【図２】本発明によるＰＦＣ分解処理装置のシステム構成図である。
【図３】本発明のＰＦＣ分解処理装置に使用される燃焼炉の概略構成図である。
【符号の説明】
【００４６】
１００…ＰＦＣ含有排ガス、５０…固形化工程、５１…固形物分離工程、５２…触媒反応工程、５３…排ガス洗浄工程、６０…燃焼炉、６２…固形物分離槽、６３…触媒反応塔、６５…排ガス洗浄槽。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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