(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未処理排気中に含まれる有機シリコンを吸着させて脱着処理する吸着装置と、
該吸着装置から排出された有機シリコンが濃縮された濃縮排気を燃焼させて浄化処理する燃焼装置と、
該燃焼装置から排出された高温排気と該燃焼装置に供給される前の前記濃縮排気との間で熱交換させる第１の熱交換器と、
該第１の熱交換器から排出された高温排気と前記吸着装置により有機シリコンが脱着された脱着排気との間で熱交換させる第２の熱交換器と、
を備え、
前記第１の熱交換器の放熱側経路には該第１の熱交換器を迂回する第１のバイパス経路が設けられると共に該第１のバイパス経路を流通する前記高温排気の風量を調整する第１の風量調整手段が設けられ、前記第２の熱交換器の放熱側には該第２の熱交換器からの排気の出口温度を検出する出口温度検出手段が設けられ、前記出口温度検出手段が検出した前記排気の出口温度が所定温度以上となるように前記第１の風量調整手段を制御して前記第１のバイパス経路を流通する前記高温排気の風量を調整することを特徴とする排気処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機シリコンを含有する排気を燃焼させて浄化処理する排気処理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶製造や半導体製造などの過程において発生した有機シリコンを含有する排気を浄化処理するために排気処理システムが設置されている。
【０００３】
この種の排気処理システムにおいて、排気中に含まれる有機シリコンは、吸着装置により吸着処理された後、燃焼装置により燃焼処理され、酸化分解されて浄化される。その後、燃焼処理により高温となった排気は、熱交換器において受熱側空気との間で熱交換されて冷却された後、大気中に放出される。
【０００４】
この間、排気中の有機シリコンは、燃焼装置による燃焼時に二酸化ケイ素（無機シリカ）に変性し、この二酸化ケイ素は、熱交換器において排気が冷却される時に結晶化し析出するため、熱交換器の伝熱側に付着、堆積し、熱交換器が目詰まりするという問題が生じていた。
【０００５】
そこで、従来、熱交換器に付着、堆積した二酸化ケイ素を除去するために、熱交換器の放熱側へ散水する散水手段及び散水後の廃水を外部へ排出するための排出手段を設けた排気ガス処理装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、その他の従来の方法としては、例えば、薬液による化学的洗浄や、ドライアイスやサンドブラストによる物理的洗浄により定期的に二酸化ケイ素を除去する方法や、或いは、プレート式熱交換器の場合にプレートの形状や間隔を調整する方法などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特願平１１−３０９２号公報（特許第４４９１６９６号）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記した特許文献１に記載の排気ガス処理装置の場合には、散水手段や排出手段を設置する必要があるため、その設置スペースが必要となると共に、設備のイニシャルコスト及びランニングコストが増大するといった問題があった。また、散水手段により散水を行っている間、排気ガス処理装置を停止させる必要があり、その再起動を行うまでに多大な時間を要し、排気処理の効率を高めることが難しいといった問題もあった。
【０００９】
また、化学的洗浄や物理的洗浄によって二酸化ケイ素の除去作業を行う方法では、作業時に熱交換器を損傷させ、該損傷箇所に二酸化ケイ素が堆積する頻度が高くなるといった問題や、二酸化ケイ素の除去作業に多大な労力を要し、メンテナンスコストが増大するといった問題もあった。
【００１０】
さらに、プレート式熱交換器においてプレートの形状や間隔を調整する方法では、それだけで二酸化ケイ素を十分に取り除くことができないといった問題があった。
【００１１】
本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、熱交換器に対する二酸化ケイ素の堆積を抑制することができると共に、設備のイニシャルコストやランニングコスト及びメンテナンスコストの低減化を図り、排気処理の効率を高めることのできる排気処理システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る排気処理システムは、有機シリコンが濃縮された濃縮排気を燃焼させて浄化処理する燃焼装置と、該燃焼装置から排出された高温排気と受熱側ガスとの間で熱交換させる熱交換器と、を備え、前記熱交換器から排出された放熱後の排気の温度が所定温度以上となるように制御されることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る排気処理システムは、未処理排気中に含まれる有機シリコンを吸着させて脱着処理する吸着装置と、該吸着装置から排出された有機シリコンが濃縮された濃縮排気を燃焼させて浄化処理する燃焼装置と、該燃焼装置から排出された高温排気と該燃焼装置に供給される前の前記濃縮排気との間で熱交換させる第１の熱交換器と、該第１の熱交換器から排出された高温排気と前記吸着装置により有機シリコンが脱着された脱着排気との間で熱交換させる第２の熱交換器と、を備え、前記第２の熱交換器から排出された放熱後の排気の温度が所定温度以上となるように制御されることを特徴とする。
【００１４】
さらに、前記第１の熱交換器の放熱側経路には該第１の熱交換器を迂回する第１のバイパス経路が設けられると共に該第１のバイパス経路を流通する前記高温排気の風量を調整する第１の風量調整手段が設けられ、前記第２の熱交換器の放熱側には該第２の熱交換器からの排気の出口温度を検出する出口温度検出手段が設けられ、前記出口温度検出手段が検出した前記排気の出口温度が所定温度以上となるように前記第１の風量調整手段を制御して前記第１のバイパス経路を流通する前記高温排気の風量を調整するのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、熱交換器に対する二酸化ケイ素の堆積を抑制することができると共に、設備のイニシャルコストやランニングコスト及びメンテナンスコストの低減化を図り、排気処理の効率を高めることができる等、種々の優れた効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る排気処理システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る排気処理システムについて説明する。
【００１８】
図１に示されているように、本発明の実施の形態に係る排気処理システム１は、未処理排気中に含まれる有機シリコンを吸着させて脱着処理する吸着装置２と、吸着装置２から排出されて有機シリコンが濃縮された濃縮排気を燃焼させて浄化処理する燃焼装置３と、受熱側の前記濃縮排気と放熱側の燃焼装置３から排出される高温排気との間で熱交換させる第１の熱交換器４と、第１の熱交換器４から排出された高温排気と吸着装置２により有機シリコンが脱着された脱着排気との間で熱交換させる第２の熱交換器５と、を備えて構成されている。
【００１９】
吸着装置２と第１の熱交換器４の受熱部（図示省略）とは第１のダクト６により接続され、第１の熱交換器４と燃焼装置３とは第２のダクト７により接続されている。また、燃焼装置３と第１の熱交換器４の放熱部（図示省略）とは第３のダクト８により接続され、第１の熱交換器４の放熱部と第２の熱交換器５の放熱部とは第４のダクト９により接続され、第３のダクト８と第４のダクト９との間には第１の熱交換器４を迂回するように第１のバイパス経路１０が分岐接続されている。この第１のバイパス経路１０には、第１のバイパス経路１０を流通する前記高温排気の風量を調整する第１の風量調整手段として第１の制御ダンパー１１が設けられている。
【００２０】
また、吸着装置２の排気塔１２と第２の熱交換器５の受熱部（図示省略）とは第５のダクト１３により接続され、第２の熱交換器５の受熱部と吸着装置２とは第６のダクト１４により接続され、第５のダクト１３と第６のダクト１４との間には第２の熱交換器５を迂回するように第２のバイパス経路１５が分岐接続されている。この第２のバイパス経路１５には、第２のバイパス経路１５を流通する前記脱着排気の風量を調整する第２の風量調整手段として第２の制御ダンパー１６が設けられている。また、第６のダクト１４には、吸着装置２の近接位置に吸着装置２への前記脱着排気の入口温度を検出する入口温度検出手段として入口温度センサ１７が設けられている。
【００２１】
さらに、第２の熱交換器５の放熱部と外部との間には第７のダクト１８が接続されており、この第７のダクト１８には第２の熱交換器５の放熱部からの排気の出口温度を検出する出口温度検出手段として出口温度センサ１９が設けられている。
【００２２】
次に、図１を参照しつつ、本発明の実施の形態に係る排気処理システムの作用について説明する。
【００２３】
液晶製造や半導体製造などの過程において発生した未処理排気が吸着装置２に供給されると、吸着装置２では、前記未処理排気中に含まれる有機シリコンが、第２の熱交換器５から第６のダクト１４を通って吸着装置２に供給された脱着空気によって剥し取られて脱着処理される。該脱着処理された脱着排気は、排気塔１２を通って外部に排出されると共に、一部分の脱着排気は第５のダクト１３を通って第２の熱交換器５に供給される。
【００２４】
一方、吸着装置２において有機シリコンが濃縮された濃縮排気は、第１のダクト６を通って第１の熱交換器４の受熱部に供給され、第１の熱交換器４において燃焼装置３から排出される高温空気との間で熱交換され、受熱して昇温された後、第２のダクト７を通って、燃焼装置３に供給される。
【００２５】
燃焼装置３では、前記濃縮排気が燃焼処理により所定温度まで昇温され、酸化分解され、前記濃縮排気中の有機シリコンは、二酸化ケイ素（無機シリカ）に変性される。その後、燃焼装置３から排出された高温排気は、第３のダクト８を通って第１の熱交換器４の放熱部に供給され、第１の熱交換器４において吸着装置２から排出された前記濃縮排気との間で熱交換され、放熱して冷却された後、第４のダクト９を通って、第２の熱交換器５に供給される。
【００２６】
第２の熱交換器５において、第１の熱交換器から排出されて前記放熱部に供給された高温排気は、排気塔１２から第５のダクト１３を通って前記受熱部に供給された前記脱着排気との間で熱交換され、放熱して冷却された後、第７のダクト１８を通って、大気に放出される。
【００２７】
この時、第２の熱交換器５の放熱部からの排気の出口温度は、常時、出口温度センサ１９により検出され、前記排気の出口温度の検出値は制御部（図示省略）に送信される。該制御部は、前記排気の出口温度の検出値を設定温度（好ましくは、２５０度）と比較し、前記検出値が前記設定温度より低いと判断した場合には、第１の制御ダンパー１１を開放する方向に制御し、第１のバイパス経路１０を流通する前記高温排気の風量を増加させる。これにより、第１の熱交換器４における前記高温排気の放熱量が減少するため、第１の熱交換器４の放熱部から排出される前記高温排気の温度は上昇する。
【００２８】
一方、前記制御部は、前記検出値が前記設定温度より高いと判断した場合には、第１の制御ダンパー１１を絞る方向に制御し、第１のバイパス経路１０を流通する前記高温排気の風量を減少させる。これにより、第１の熱交換器４における前記高温排気の放熱量が増加するため、第１の熱交換器４の放熱部から排出される前記高温排気の温度は下降する。
【００２９】
このように、出口温度センサ１９の検出値に基づき第１の制御ダンパー１１の開度を制御することにより、第２の熱交換器５の放熱部から排出される前記高温排気の温度が、常時、所定温度以上（２５０度程度）に保持されると共に、第１の熱交換器４の放熱部から排出される前記高温排気の温度が前記所定温度以上の温度に保持される。これにより、第１の熱交換器４及び第２の熱交換器５において前記高温排気が冷却される時に二酸化ケイ素が結晶化、析出して第１の熱交換器４及び第２の熱交換器５の各放熱部に付着、堆積するのを抑制することができる。
【００３０】
また、吸着装置２への前記脱着排気の入口温度は、常時、入口温度センサ１７により検出され、前記脱着排気の入口温度の検出値は前記制御部に送信される。該制御部は、前記脱着排気の入口温度の検出値を設定温度と比較し、前記検出値が前記設定温度より低いと判断した場合には、第２の制御ダンパー１６を絞る方向に制御し、第２のバイパス経路１５を流通する前記脱着排気の風量を減少させる。これにより、第２の熱交換器５における前記脱着排気の受熱量が増加するため、第２の熱交換器５の受熱部から排出される前記脱着排気の温度は上昇する。
【００３１】
一方、前記制御部は、前記検出値が前記設定温度より高いと判断した場合には、第２の制御ダンパー１６を開放する方向に制御し、第２のバイパス経路１５を流通する前記脱着排気の風量を増加させる。これにより、第２の熱交換器５における前記脱着排気の受熱量が減少するため、第２の熱交換器５の受熱部から排出される前記脱着排気の温度は下降する。
【００３２】
このように、入口温度センサ１７の検出値に基づき第２の制御ダンパー１６の開度を制御することにより、吸着装置２への前記脱着排気の入口温度が、常時、所定温度に保持されるため、吸着装置２において未処理排気中の有機シリコンを確実に脱着処理することができる。
【００３３】
また、仮に、出口温度センサ１９の検出値に基づき第２の制御ダンパー１６の開度を制御する等、第２の熱交換器５の放熱部からの放熱量を第２の熱交換器５だけで制御した場合には、第２の熱交換器５の放熱部から排出される前記高温排気の温度を所定温度以上に保持することはできるが、吸着装置２への前記脱着排気の入口温度を所定温度に保持することができなくなるおそれがある。したがって、上記した実施の形態のように、出口温度センサ１９の検出値に基づき第１の制御ダンパー１１の開度を制御すると同時に、入口温度センサ１７の検出値に基づき第２の制御ダンパー１６の開度を制御するのがより好ましく、これにより、第２の熱交換器５の放熱部から排出される前記高温排気の温度を所定温度以上（２５０度程度）に確実に保持し、且つ、吸着装置２への前記脱着排気の入口温度を所定温度に確実に保持することができる。なお、この場合、第１の制御ダンパー１１を開放する方向に制御し、第１のバイパス経路１０を流通する前記高温排気の風量を増加させると、第１の熱交換器４における前記濃縮排気の受熱量が減少するが、第１の熱交換器４での前記濃縮空気の受熱は、燃焼装置３による燃焼処理前に予備昇温させる目的であるため、例えここでの受熱量が減少したとしても、燃焼装置３での燃焼ガスの消費量が若干増加するだけであり、システム上で特に問題が生じることはない。
【００３４】
このように上記した本発明の実施の形態に係る排気処理システム１によれば、熱交換器４，５の放熱部から排出される前記高温排気の温度を所定温度以上に保持することができるため、二酸化ケイ素が熱交換器４，５の放熱部において結晶化、析出して付着、堆積するのを抑制することができる。また、熱交換器４，５に付着、堆積した二酸化ケイ素を除去するための散水手段や排出手段を設置する必要がないため、省スペース化を図ることができ、設備のイニシャルコスト及びランニングコストの低減化を図ることができる。さらに、化学的洗浄や物理的洗浄によって二酸化ケイ素の除去作業を行う必要がないため、作業時に熱交換器を損傷させるおそれがなく、メンテナンスコストの低減化を図ることができる。さらにまた、散水中や化学的洗浄などによる二酸化ケイ素の除去作業中に排気ガス処理装置を停止させる必要がないため、排気処理の効率を高めることができる。
【００３５】
なお、上記した本発明の実施の形態の説明は、本発明に係る排気処理システムにおける好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００３６】
１          排気処理システム
２          吸着装置
３          燃焼装置
４          第１の熱交換器
５          第２の熱交換器
１０        第１のバイパス経路
１１        第１の制御ダンパー（第１の風量調整手段）
１５        第２のバイパス経路
１６        第２の制御ダンパー（第２の風量調整手段）
１７        入口温度センサ（入口温度検出手段）
１９        出口温度センサ（出口温度検出手段）
【図１】
0005255675.tif 000002