(57)【要約】【課題】  小型でランニングコストが低い温室効果ガスの処理装置を提供する。【解決手段】  ローター１０には、合成ゼオライト等の吸着剤を担持させ、長さが５００から１２００ｍｍの複数の吸着管１２が、ローター１０の回転軸と平行に配置され、ハニカム構造が形成されている。このローター１０は、モータ１４により１０から６０回転／時間で回転駆動される。ローター１０の端面１６近傍は、セパレータ１８により処理ゾーン２０、再生ゾーン２２及びパージゾーン２４に分割されている。送風機２６から供給される被処理ガス２８中の温室効果ガスは、上記吸着管１２に吸着され、送風機３０及び加熱器３２により供給される、５０から２００℃に加熱された再生用空気３４により、再生ゾーン２２で脱離される。これにより、高濃度の温室効果ガスを含有する再生排気３５を得ることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地球温暖化係数が１００以上である温室効果ガスの処理装置であって、
吸着剤を担持させた複数の吸着管を回転軸と平行に配置してハニカム構造を形成したローターと、
前記ローターを回転駆動させる回転駆動手段と、
前記ローターの両端面に対向して、かつ放射状に配置され、ローター端面近傍を三つの
扇形領域に仕切る板状のセパレーターと、
前記三つの扇形領域の内の一つである処理ゾーンに被処理ガスを供給する被処理ガス供給手段と、
前記三つの扇形領域の内、前記ローターの回転方向において前記処理ゾーンの隣に形成された再生ゾーンに、吸着剤再生用の加熱空気を供給する再生用空気供給手段と、
前記三つの扇形領域の内、前記ローターの回転方向において前記再生ゾーンの隣に形成されたパージゾーンにパージ用空気を供給するとともに、前記パージゾーンの吸着管を通過したパージ用空気を前記再生用空気供給手段に供給するパージ用空気供給手段と、
を備えることを特徴とする温室効果ガスの処理装置。
【請求項２】
請求項１記載の温室効果ガスの処理装置において、前記吸着管の長さが５００から１２００ｍｍであることを特徴とする温室効果ガスの処理装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の温室効果ガスの処理装置において、前記ローターの回転数が１０から６０回転であることを特徴とする温室効果ガスの処理装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項記載の温室効果ガスの処理装置において、前記再生用空気の温度が５０から２００℃であることを特徴とする温室効果ガスの処理装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項記載の温室効果ガスの処理装置において、前記吸着管に担持された吸着剤は、ゼオライトであることを特徴とする温室効果ガスの処理装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項記載の温室効果ガスの処理装置において、前記再生ゾーンから排出される温室効果ガス含有排ガスの量が、前記処理ゾーンに供給される被処理ガスの量以下であることを特徴とする温室効果ガスの処理装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項記載の温室効果ガスの処理装置において、前記温室効果ガスは地球温暖化係数が６０００以上であることを特徴とする温室効果ガスの処理装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項記載の温室効果ガスの処理装置において、前記温室効果ガスは、ハロゲン系ガスであることを特徴とする温室効果ガスの処理装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか一項記載の温室効果ガスの処理装置において、前記温室効果ガスは、六フッ化硫黄であることを特徴とする温室効果ガスの処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地球温暖化係数が１００以上である温室効果ガスの処理装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程、液晶製造工程、太陽電池製造工程等においては、プラズマエッチングガス、クリーニングガスとしてトリフルオロメタン（ＣＦ３）、六フッ化硫黄（ＳＦ６）、パーフルオロメタン（ＣＦ４）、パーフルオロエタン（Ｃ２Ｆ６）等のハロゲン系ガスが使用される。これらのガスは、主として窒素などの不活性ガス中に少量含まれる形で排出される。
【０００３】
ところで、これらのガスは、地球温暖化係数が高い、いわゆる温室効果ガスであり、その排出は厳しく制限されている。このような温室効果ガスの除去処理としては、例えば下記特許文献１に記載されているように、温室効果ガスを高圧下で吸着剤に吸着し、低圧化で脱離、濃縮して液化回収する圧力スイング方式、あるいは下記特許文献２に記載されているように、温室効果ガスに空気または酸素等の希釈ガスとプロパンガス等の燃焼助剤ガスとを混合し、燃焼分解する燃焼分解方式、あるいは下記特許文献３に記載されているように、温室効果ガスを高温下に導入して酸化分解する酸化分解方式等が知られている。
【特許文献１】特表２００２−５２３２０８号公報
【特許文献２】特開２００１−２８０６２９号公報
【特許文献３】特開平１１−８２００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記圧力スイング方式では、吸着剤を充填した充填塔に処理ガスを導入して吸着させ、その後吸着されたガスを脱離させて回収するので、バッチ処理となるため、連続処理を行うためには充填塔が２つ以上必要となって装置が大型化するという問題があった。
【０００５】
また、上記燃焼分解方式では、温室効果ガスに空気または酸素等の希釈ガスとプロパンガス等の燃焼助剤ガスとを混合するので、処理ガスの風量が大きくなり、燃焼コストが高くなるという問題があった。
【０００６】
さらに、上記酸化分解方式では、大量の温室効果ガスを処理するためには大きな酸化槽が必要となり、装置が大型化する上、温室効果ガスの加熱に要するランニングコストもかかるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、小型でランニングコストが低い温室効果ガスの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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、地球温暖化係数が１００以上である温室効果ガスの処理装置であって、吸着剤を担持させた複数の吸着管を回転軸と平行に配置してハニカム構造を形成したローターと、前記ローターを回転駆動させる回転駆動手段と、前記ローターの両端面に対向して、かつ放射状に配置され、ローター端面近傍を三つの扇形領域に仕切る板状のセパレーターと、前記三つの扇形領域の内の一つである処理ゾーンに被処理ガスを供給する被処理ガス供給手段と、前記三つの扇形領域の内、前記ローターの回転方向において前記処理ゾーンの隣に形成された再生ゾーンに、吸着剤再生用の加熱空気を供給する再生用空気供給手段と、前記三つの扇形領域の内、前記ローターの回転方向において前記再生ゾーンの隣に形成されたパージゾーンにパージ用空気を供給するとともに、前記パージゾーンの吸着管を通過したパージ用空気を前記再生用空気供給手段に供給するパージ用空気供給手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
ここで、上記吸着管の長さは、５００から１２００ｍｍであることを特徴とする。
【００１０】
また、上記ローターの回転数は、１０から６０回転であることを特徴とする。
【００１１】
また、上記再生用空気の温度は、５０から２００℃であることを特徴とする。
【００１２】
また、上記吸着管に担持された吸着剤は、ゼオライトであることを特徴とする。
【００１３】
また、上記再生ゾーンから排出される温室効果ガス含有排ガスの量は、前記処理ゾーンに供給される被処理ガスの量以下であることを特徴とする。
【００１４】
また、上記温室効果ガスは、地球温暖化係数が６０００以上であることを特徴とする。
【００１５】
また、上記温室効果ガスは、ハロゲン系ガスであることを特徴とする。
【００１６】
また、上記温室効果ガスは、六フッ化硫黄であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、吸着剤を担持させた複数の吸着管を回転軸と平行に配置してハニカム構造を形成したローターにより温室効果ガスの吸着、除去を行うので、小型でランニングコストが低い処理装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００１９】
図１には、本発明にかかる温室効果ガスの処理装置の構成例が示される。なお、本明細書において、温室効果ガスとは、地球温暖化係数が１００以上であるガスをいう。地球温暖化係数は、各物質の温暖化の能力を示す数値であり、二酸化炭素を１（基準）とした場合の各物質の地球温暖化への寄与度を１００年間示す係数である。
【００２０】
図１において、ローター１０には、吸着剤を担持させた複数の吸着管１２が、ローター１０の回転軸と平行に配置され、ハニカム構造が形成されている。このローター１０は、回転駆動手段であるモータ１４により回転駆動される。また、上記吸着管１２に担持される吸着剤としては、合成ゼオライト等が好適に使用される。
【００２１】
吸着管１２が開口するローター１０の端面１６の近傍には、被処理ガスと再生用空気の混合を防ぐ、板状のセパレーター１８が設置されている。このセパレーター１８は、ローター１０の端面１６近傍を三つの扇形領域に分割するものであって、これにより、処理ゾーン２０、再生ゾーン２２及びパージゾーン２４を形成している。
【００２２】
送風機２６は、窒素等に温室効果ガスを含む被処理ガス２８を処理ゾーン２０に供給する、本発明の被処理ガス供給手段として機能する。また、送風機３０は、加熱器３２により加熱された再生用空気３４を再生ゾーン２２に供給するように吸引する。ここで、送風機３０及び加熱器３２により、本発明の再生用空気供給手段が構成される。さらに、再生ゾーン２２と処理ゾーン２０の間に設けられたパージゾーン２４には、吸着管１２を冷却するためのパージ空気３６として新鮮な外気が、適宜な送風機により供給されるように構成されている。このパージゾーン２４においてローター１０の吸着管１２を通過したパージ空気３６は、加熱器３２の空気取り入れ口に流れ、外気４０と共に加熱器３２に入るように構成されている。このパージ空気３６を供給する構成が、本発明のパージ用空気供給手段に相当する。
【００２３】
モータ１４によりローター１０を回転させ、送風機２６、送風機３０及び加熱器３２を作動させると、ローター１０の吸着管１２には、処理ゾーン２０において被処理ガス２８が流れ、該被処理ガス２８中の温室効果ガスが吸着剤に吸着される。温室効果ガスを吸着した吸着剤を担持した吸着管１２がローター１０の回転に伴い再生ゾーン２２に入ると、再生用空気３４により吸着剤が加熱され、それにより吸着剤から温室効果ガスが脱離されて再生排気３５に混入する。ローター１０の吸着管１２が再生ゾーン２２からパージゾーン２４に入ったときには、該吸着管１２は再生ゾーン２２において加熱されて到達した脱離温度を維持している。この高温の吸着管１２は、パージゾーン２４に流入するパージ空気３６により冷却されてから処理ゾーン２０に入るので、吸着管１２に担持された吸着剤は処理ゾーン２０に入ったときから被処理ガス２８中の温室効果ガスを確実に吸着することができる。
【００２４】
パージゾーン２４においてローター１０から伝達された熱量により温度が上昇したパージ空気３６は、加熱器３２に入り、別の外気４０と共に加熱されて再生用空気３４となる。再生ゾーン２２においては、被処理ガス２８と同量またはそれより少量の再生用空気３４で温室効果ガスを脱離させる。
【００２５】
以上の構成により、被処理ガス２８を清浄化しながら空気などの燃焼可能なガス中に温室効果ガスが含有した再生排気３５を得ることができる。
【００２６】
ここで、被処理ガス２８に含まれる温室効果ガスは、沸点が低く、常温常圧で気体であり、吸着しにくい物質である。そこで、本発明者らは、種々検討の結果、次のような条件で温室効果ガスの処理装置を構成し、作動させると、温室効果ガスを効率的に吸着、除去することができることを見いだした。
【００２７】
すなわち、吸着剤として合成ゼオライトを担持した吸着管１２の長さを５００から１２００ｍｍ好ましくは７００〜９００ｍｍとし、この吸着管１２を１０〜１５０本／ｃｍ２好ましくは３０〜８０本／ｃｍ２配置して、ローター１０のハニカム構造を形成する。また、ローター１０には、たとえば扇形領域の角度１８０°の処理ゾーン、９０°の再生ゾーン、９０°のパージゾーンを形成し、１０から６０回転／時間好ましくは１２から４０回転／時間の回転数で回転駆動させる。上記再生ゾーンの再生温度は５０から２００℃好ましくは６０から１５０℃とする。このような条件により、温室効果ガスの効率的な処理が可能となる。特に、トリフルオロメタン、六フッ化硫黄、パーフルオロメタン、パーフルオロエタン等の半導体製造工程、液晶製造工程、太陽電池製造工程等から排出されるハロゲン系ガスは、地球温暖化係数が６０００を超えるものが多いが、本発明にかかる温室効果ガスの処理装置によれば、このような地球温暖化係数が高いガスについても、効率よく吸着、除去することができる。
【００２８】
上記ローター１０に形成された再生ゾーン２２から排出される再生排気３５は、適宜な燃焼装置により燃焼処理するのが好適である。この場合、再生排気３５は空気雰囲気であるので、新たに空気または酸素等の希釈ガス等を混合する必要がない。このため、燃焼装置に供給されるガスの総量を減少することができ、燃焼装置の小型化を図ることができる。また、プロパンガス等の燃焼助剤ガスを混合する必要がなく、あるいは少量の添加で燃焼できるので、ランニングコストを抑制することができる。さらに、本実施形態にかかる温室効果ガスの処理装置は連続式の装置であり、被処理ガス２８の連続処理が可能であるので、大量の被処理ガス２８にも無理なく対応することができる。
【００２９】
なお、処理前の被処理ガス２８には、イオン物質やラジカル化した物質を含んでいる場合があるので、スクラバー、ウォッシャー、ケミカルフィルター等を使用して被処理ガス２８からこれらの物質を除去してもよい。
【００３０】
以下に、上記実施形態の具体的構成の一つを実施例として説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００３１】
上述した実施形態にかかる温室効果ガスの処理装置を使用して半導体製造用エッチング装置からの排ガス処理を行った。排ガスの組成はＳＦ６：１％、ＨＣｌ：０．０１％、Ｎ２：９８．８％、排ガス風量は１００ｍ３／分、排ガス温度は２５℃であった。排ガス中にはプラズマ下で分解されたＳＦ４及びこれが水分と反応してできるＨＦ等の酸性成分が微量存在した。この酸性成分の除去を目的に、処理ガスをスクラバーに通過させた。通過したガス中の水分量を低く抑えるために、スクラバーに導入する溶媒としては８℃のイオン交換水を使用した。スクラバー通過後のガスは１０℃、１００％ＲＨ（相対湿度）であった。このガスを直径１６８０ｍｍφ、厚さ８００ｍｍ、処理ゾーン１８０°、再生ゾーン９０°、パージゾーン９０°のローター１０に、風速１．５ｍ／秒で導入した。このときのローター１０を構成する吸着管１２の通過距離は８００ｍｍ、処理面積（処理ゾーンの面積）は１．１ｍ２、回転数は１５回転／時間であった。ローター１０通過後のガス組成はＳＦ６が０．０１％、Ｎ２が９９．９％、ガス温度は１６℃、ガス湿度は６５％ＲＨであった。吸着したＳＦ６は再生ゾーンで１５０℃の加熱空気によって脱離され、脱離後の再生排気３５のガス組成はＳＦ６：９．９％、空気：９０．１％、ガス温度は３２℃、ガス湿度は２６％ＲＨ、ガス流量は５０ｍ３／分であり、当初のガス流量の１／２であった。脱離後のガスはそのまま燃焼機に導入し、希釈ガス、燃焼ガスを導入することなくバーナーで燃焼した。
【００３２】
以上の実施例によれば、半導体製造用エッチング装置からの排ガス中の温室効果ガスを効率的に除去し、再生排気３５中に濃縮することができた。また、再生排気３５のガス量も当初のガス流量の１／２に減少でき、燃焼行程の負荷を低減することができた。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明にかかる温室効果ガスの処理装置の構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１０  ローター、１２  吸着管、１４  モータ、１６  端面、１８  セパレーター、２０  処理ゾーン、２２  再生ゾーン、２４  パージゾーン、２６、３０  送風機、２８  被処理ガス、３２  加熱器、３４  再生用空気、３５  再生排気、３６  パージ空気、４０  外気。
【図１】
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