(57)【要約】【課題】  半導体や液晶製造工場から排出されるフッ素化合物を低ランニングコスト，高分解性能で処理できる方法を提供する。【解決手段】  フッ素化合物を含む被処理ガスを分解するフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、前記被処理ガスより酸性ガスまたは固形物の少なくともいずれかを除去する湿式除去工程と、被処理ガス中のフッ素化合物を触媒で分解するフッ素化合物分解工程とを有し、前記湿式除去前の被処理ガスに、もしくは前記湿式除去された被処理ガスに炭化水素を供給する炭化水素供給工程を有するフッ素化合物含有ガスの処理方法とする。つまり、フッ素化合物を触媒式分解法で処理する際、メタン，エチレンに代表される炭化水素を添加し、同時に処理することで低温活性が向上し、また、炭化水素の燃焼熱を利用することで昇温に必要なエネルギーを削減することができるためランイングコストの低減に繋がる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フッ素化合物を含む被処理ガスを分解するフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、
前記被処理ガスより酸性ガスまたは固形物の少なくともいずれかを除去する湿式除去工程と、被処理ガス中のフッ素化合物を触媒で分解するフッ素化合物分解工程とを有し、前記湿式除去前の被処理ガスに、もしくは前記湿式除去された被処理ガスに炭化水素を供給する炭化水素供給工程を有することを特徴とするフッ素化合物含有ガスの処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、前記フッ素化合物分解工程は、加水分解触媒による加水分解工程であることを特徴とするフッ素化合物含有ガスの処理方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載されたフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、
前記フッ素化合物は、パーフルオロコンパウンド（ＰＦＣ）を含むことを特徴とするフッ素化合物含有ガスの処理方法。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載されたフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、
前記炭化水素は、メタン，エタン，エチレン，プロパン，プロピレン，ブタンの少なくともいずれかの炭化水素ガスを含むことを特徴とするフッ素化合物含有ガスの処理方法。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載されたフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、
前記炭化水素は、メタン及びエチレンを含有することを特徴とするフッ素化合物含有ガスの処理方法。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載されたフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、
前記フッ素化合物分解工程の前段に空気又は酸素供給工程と、水または水蒸気供給工程とを有することを特徴とするフッ素化合物含有ガスの処理方法。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載されたフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、
前記フッ素化合物分解工程は、フッ素化合物を加水分解しうる加水分解触媒による処理工程と、炭化水素を酸化分解しうる酸化触媒による処理工程を有し、前記加水分解触媒による処理工程を上流側に設けられていることを特徴とするフッ素化合物含有ガスの処理方法。
【請求項８】
フッ素化合物を含む被処理ガスを分解するフッ素化合物分解処理装置であって、
被処理ガスより酸性ガスや固形分等を除去する固形物除去装置と、被処理ガス中のフッ素化合物を触媒により分解するフッ素化合物分解装置と、被処理ガスを冷却する冷却装置と、フッ素化合物の分解により生じる被処理ガス中の酸性ガスを除去する酸性ガス除去装置とを有し、前記被処理ガス分解装置の前段に炭化水素供給装置を設けたことを特徴とするフッ素化合物分解処理装置。
【請求項９】
請求項８に記載されたフッ素化合物分解処理装置であって、
前記固形物除去装置は被処理ガスと水またはアルカリ溶液を接触させる湿式処理装置であることを特徴とするフッ素化合物分解処理装置。
【請求項１０】
請求項８または９に記載されたフッ素化合物分解処理装置であって、
前記フッ素化合物分解装置は、フッ素化合物分解触媒及び酸化触媒を有し、前記フッ素化合物分解触媒は前記酸化触媒よりも前段側に設けられていることを特徴とするフッ素化合物分解処理装置。
【請求項１１】
請求項８ないし１０のいずれかに記載されたフッ素化合物分解処理装置であって、
前記フッ素化合物処理装置の前段側に空気または酸素供給装置を備えたことを特徴とするフッ素化合物分解処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス処理方法と処理装置に関し、詳しくは、半導体，液晶製造工場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（Perfluorocompound、以下ＰＦＣという）を用いる。ＰＦＣの一例を示すと、ＣＦ4，Ｃ2Ｆ6，Ｃ3Ｆ8，ＣＨＦ3，Ｃ4Ｆ8，ＳＦ6、及びＮＦ3等がある。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。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。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されることが必要になる。
【０００３】
ＰＦＣの分解処理方法としては、触媒法，燃焼法，プラズマ法，薬剤法等が知られている。燃焼法、及びプラズマ法では特開２００５−２０５３３０号公報（特許文献１）にあるように１３００℃以上の高温処理がされる。一方、触媒法では特開２００４−８２０１３号公報（特許文献２）にあるように、約５００〜７００℃で処理がされる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２０５３３０号公報
【特許文献２】特開２００４−８２０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
低温での分解が可能という点で、触媒法は燃焼法，プラズマ法より優位である。また、薬剤法に比べ、メンテナンスが容易で大量のＰＦＣ分解処理が可能である。しかし、更なるランニングコスト低減，利便性向上の点から、さらに低温での高効率なＰＦＣの分解処理が求められている。
【０００６】
そこで本発明の目的は、低温条件下で高いＰＦＣ分解性能を達成する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明は、フッ素化合物を含む被処理ガスを分解するフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、前記被処理ガスより酸性ガスまたは固形物を除去する湿式除去工程と、被処理ガス中のフッ素化合物を触媒で分解するフッ素化合物分解工程とを有するフッ素化合物含有ガスの処理方法であって、前記湿式除去前の被処理ガスに、もしくは前記湿式除去された被処理ガスに炭化水素を供給する炭化水素供給工程を有することにある。上記の方法によれば、フッ素化合物含有ガスを触媒によって処理する際、被処理ガス中に含まれる炭化水素により分解性能を向上させ、低温で高効率なフッ素化合物の分解が可能となる。添加される炭化水素は、メタン，エタン，エチレン，プロパン，プロピレン，ブタン等の炭化水素ガスが好ましい。炭化水素ガスのＣ−Ｈ結合エネルギーは、水（Ｈ2Ｏ）のＨ−Ｏ結合よりも乖離しやすく、フッ素化合物の分解生成物（ＨＦ）が生成しやすい。その結果、炭化水素を添加することで、低温でのフッ素化合物処理が進行しやすくなり、分解効率も向上する。
【０００８】
上記のフッ素化合物分解工程は、加水分解，燃焼分解等のいずれでもよい。従って、フッ素化合物分解工程で、被処理ガス中に水または水蒸気の添加工程や、酸素または空気の添加工程を設けることも好ましい。さらに、フッ素化合物分解工程は、加水分解及び燃焼分解を併用してもよい。その場合には、加水分解触媒の後段に酸化触媒を設けることが好ましい。酸化触媒を前段とすると、酸化触媒により炭化水素が燃焼して、加水分解触媒に供給されないためである。また、炭化水素の発熱反応を利用して、酸化触媒分解効率を高めるので、酸化触媒を加熱するヒータの負荷を低減できる。
【０００９】
また、上記課題を解決する本発明の特徴は、フッ素化合物を含む被処理ガスを分解するフッ素化合物分解処理装置であって、被処理ガスより酸性ガスや固形分等を除去する固形物除去装置と、被処理ガスを分解する分解装置と、被処理ガスを冷却する冷却装置と、フッ素化合物の分解により生じる被処理ガス中の酸性ガスを除去する酸性ガス除去装置とを有し、前記被処理ガス分解装置の前段に炭化水素供給装置を設けたことにある。前記被処理ガス分解装置はフッ素化合物を分解する触媒を有する。上述の通り、加水分解触媒と酸化分解触媒とを併用する場合には、加水分解触媒を前段に設けることが好ましい。
【００１０】
前記固形物除去装置は、湿式除去装置とすることにより併せて被処理ガス中の酸性ガスを併せて除去することが可能である。また、前記酸性ガス除去装置も湿式除去装置とすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
上記本発明のフッ素化合物分解処理方法によれば、ＰＦＣを低温で効率良く分解することができる。また、上記のフッ素化合物分解処理装置によれば、ヒータ負荷が少なく、耐久性が向上するとともに、ランニングコストを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
上記本発明をさらに詳細に説明する。図１に本発明の処理方法の一例を示したシステムフローを示す。本システムは、半導体製造装置，液晶表示装置の製造ライン後段に設けられ、これらの製造ラインより排出されるＰＦＣなどのフッ素化合物を処理するものである。製造ラインで被処理ガスに混入した固形物や酸性ガスを水と接触させて除去する湿式除去工程と、湿式除去装置で酸性ガス・固形物を除去された被処理ガス中のフッ素化合物を分解するフッ素化合物分解工程と、フッ素化合物分解工程で処理された被処理ガスを大気に放出するために冷却する排ガス冷却工程と、フッ素化合物の分解により生じる酸性ガス、特にＨＦを被処理ガスより除去する酸性ガス除去工程から構成される。
【００１３】
被処理ガスにはフッ素化合物分解処理工程の前段で炭化水素を混入させる。半導体製造工程や、液晶表示装置製造工程で炭化水素を使用する場合には、必要に応じて同じ炭化水素を追加することができる。炭化水素ガスに固形分や酸性ガス成分が含まれる場合には、被処理ガスと同様にガスを洗浄するため、湿式除去工程の前段で添加することが好ましい。
【００１４】
半導体或いは液晶の製造プロセスから排出されたＰＦＣを含む被処理ガスは、湿式除去工程に送られ、ガス中に含まれるＨＦ，ＳｉＯ2，ＳｉＦ4，ＢＣｌ3等の固形物及び酸性ガスが除去される。湿式除去工程は、被処理ガスと水またはアルカリ性の溶液等が充分に接触する方式であればどのようなものでもよい。固形物及び酸性ガスが除去されたガスは、ＰＦＣ分解工程に送られてＰＦＣを触媒により分解除去される。触媒は、加水分解触媒，酸化触媒がよい。ＰＦＣと触媒とが接触する際に炭化水素が存在しうるよう、ＰＦＣ分解工程には炭化水素を流入させる。炭化水素もＰＦＣとともにＰＦＣ分解工程中に触媒によって分解される。フッ素化合物の分解後のＰＦＣ及び炭化水素の排ガスは、排ガス冷却工程で冷却される。最後に、ＰＦＣの分解によって生成したＨＦ等の酸性ガスは酸性ガス除去工程で除去され、被処理ガスが無害化された後に、大気中に排出される。
【００１５】
ＰＦＣは加水分解触媒により水と反応し、触媒上で加水分解される。下記に代表的なＰＦＣの分解反応を示す。加水分解の過程でＰＦＣ中のＦ原子はＨ2Ｏ中のＨ原子と結合してＨＦとなって触媒から脱離する。
【００１６】
ＣＦ4＋２Ｈ2Ｏ→ＣＯ2＋４ＨＦ                  （１）
Ｃ2Ｆ6＋３Ｈ2Ｏ→ＣＯ＋ＣＯ2＋６ＨＦ           （２）
Ｃ4Ｆ8＋４Ｈ2Ｏ→４ＣＯ＋８ＨＦ                （３）
ＣＨＦ3＋Ｈ2Ｏ→ＣＯ＋３ＨＦ                   （４）
ＳＦ6＋３Ｈ2Ｏ→ＳＯ3＋６ＨＦ                  （５）
２ＮＦ3＋３Ｈ2Ｏ→ＮＯ＋ＮＯ3＋６ＨＦ          （６）
式（２），（３），（４）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。
【００１７】
炭化水素をＰＦＣと同伴させることでＰＦＣ分解性能が向上する。その理由は、炭化水素を供給することにより、Ｆのカウンター原子であるＨ原子を供給でき、ＨＦが生成しやすくなることによりＰＦＣ分解効率が向上するためである。ＰＦＣ分解過程では、ＨＦの生成，脱離過程が反応サイクルの律速段階であると考えられる。炭化水素の結合解離エネルギーは、水（Ｈ2Ｏ）の結合解離エネルギーよりも低い。例えば０Ｋ（−２７３℃）におけるＣ2Ｈ6のＣ−Ｈ結合解離エネルギーは１０１.１ｋＪ／molであるのに対し、Ｈ2ＯのＯ−Ｈ結合解離エネルギーは４９３.４ｋＪ／molであり、水よりも炭化水素のＣ−Ｈ結合エネルギーが非常に小さい。従って、炭化水素をＰＦＣと同時に供給することで、フッ素化合物の分解生成物であるフッ素原子のカウンター原子となる水素原子の生成が促進され、それによりフッ素化合物の分解サイクルが加速し、低温活性が向上すると考えられる。炭化水素は、ＰＦＣ分解工程に直接流入させたり、ＰＦＣ分解工程の上流側でＰＦＣガスや水と混合して流入させる。特に、ＰＦＣ分解工程の上流側から、ＰＦＣガスと同伴させて流入させることが好ましい。
【００１８】
また、炭化水素をＰＦＣと同時に供給することでＰＦＣ分解反応を促進させるだけではなく、炭化水素の燃焼熱を利用することでヒータの出力を従来よりも低減することができる。
【００１９】
炭化水素を半導体、及び液晶製造工程で使用する場合は既設のラインから装置に流入させることができる。製造工程に用いる炭化水素のラインが無い場合等は、ボンベ等から直接装置に流入させることができる。既設のラインから炭化水素を流入させる場合は固形物等の不純物を同伴する可能性がある。不純物の同伴の可能性がある場合は、炭化水素を触媒式反応槽の前段や、反応槽に直接流入させず、湿式除去装置前段から流入させることが望ましい。湿式除去装置を通過させることで、ＰＦＣガスに不純物を同伴して触媒槽に流入することが防止されるので、触媒層の目詰まり、及び不純物の触媒被毒による活性低下が生じる危険性が低減される。
【００２０】
既設のラインから炭化水素を流入させる場合、例えばエッチング工程で炭化水素を使用し、排ガスに炭化水素が含まれる場合には、エッチングの周期に応じて装置に流入する炭化水素の量が変動する。炭化水素量の変動により、ＰＦＣ分解助剤としての炭化水素の効果が発揮できなくなる場合は、炭化水素量を調整する装置を配置することがよい。例えば触媒式反応槽前段に炭化水素濃縮装置を設置し、ＰＦＣ流入に合わせて炭化水素を供給できるようなシステムにすることが望ましい。
【００２１】
供給する炭化水素、及びその分解反応の一例を下記に示す。
【００２２】
ＣＨ4＋２Ｏ2→ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ                   （７）
Ｃ2Ｈ4＋３Ｏ2→２ＣＯ2＋２Ｈ2Ｏ                （８）
Ｃ2Ｈ6＋３.５Ｏ2→２ＣＯ2＋３Ｈ2Ｏ             （９）
Ｃ3Ｈ6＋４.５Ｏ2→３ＣＯ2＋３Ｈ2Ｏ             （１０）
Ｃ3Ｈ8＋１０Ｏ2→３ＣＯ2＋４Ｈ2Ｏ              （１１）
Ｃ4Ｈ10＋６.５Ｏ2→４ＣＯ2＋５Ｈ2Ｏ            （１２）
炭化水素の分解反応は酸化反応である。ＰＦＣ分解触媒と共に酸化触媒を設置することが望ましい。触媒反応槽では上流部にＰＦＣ分解触媒、下流部に酸化触媒を設置することが望ましい。上流部に酸化触媒を設置すると炭化水素がＰＦＣ分解助剤として機能する前にＣＯ2とＨ2Ｏに酸化されてしまうためである。
【００２３】
上記反応式に示したように炭化水素を分解するためには少なくともモル比で２倍以上の酸素を供給する必要がある。酸化効率、及びＰＦＣ分解によって生成したＣＯの酸化に使われる酸素を考慮すると、少なくとも供給した炭化水素の当量比で３倍以上の酸素を供給することが望ましい。
【００２４】
以下、実施例によりさらに詳細を説明する。
【実施例１】
【００２５】
図２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、及び排気設備１４０から構成される。ＰＦＣ含有ガス１０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２１，空気１１、及び炭化水素１２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。
【００２６】
本実施例では湿式除去装置として充填塔型除去装置を例示しているが、充填塔型以外の湿式処理装置として、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。
【００２７】
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，Ｃｏ，Ｐｄ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。
【００２８】
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。
【００２９】
ＰＦＣの加水分解温度は５００〜８５０℃が好ましい。ＰＦＣ濃度が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ＰＦＣの分解率が低下する。
【００３０】
実施例１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。
【００３１】
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。湿式の例としてはスプレー塔のほか、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。
【００３２】
酸性ガス除去装置の後段に排気設備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。
【００３３】
実施例１、及び後述の参考例１の結果から、触媒層を通過させるガスの線速度は、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触媒の耐久性能が著しく低くなることが分かった。また、線速度を上げすぎ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る。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し、さらに安全な運転を行うための装置等が必要となる。従って触媒層を通過させるガスの線速度は２−１５ｍ／minとすることが望ましい。更に望ましくは２−１０ｍ／minとすることがよい。
【００３４】
〔参考例１〕
炭化水素の大気中放出を避けるため、まず、参考例１では、触媒による炭化水素分解性能を評価した。炭化水素としてはＣＨ4，Ｃ2Ｈ4を供給して評価した。試験装置の構成を図３に示す。
【００３５】
Ｎ2，Ａｉｒ，ＣＨ4及びＣ2Ｈ4をマスフローコントローラー２０で調節して反応管５０に供給した。Ｎ2，Ａｉｒ，ＣＨ4及びＣ2Ｈ4の流量をそれぞれ６００，７２０，４０、及び２０ｍｌ／minに設定して供給した。触媒層入口におけるＣＨ4及びＣ2Ｈ4濃度はそれぞれ２.９０、及び１.４５％とした。また、炭化水素流量と供給酸素流量の相対比は［Ｏ2］／［ＣＨ4］＝３.８、［Ｏ2］／［Ｃ2Ｈ4］＝７.６とした。また、Ｈ2Ｏを反応管５０の上部へマイクロチューブポンプ８０を用いて供給し、ガス化させた。尚、供給水量は０.１３ｍｌ／minとした。この反応ガスをＰＦＣ分解触媒５５、及び酸化触媒５４と接触させた。触媒層にはＰＦＣ分解触媒１００ｍｌ，酸化触媒１０ｍｌを充填した。反応管５０は電気炉５１によりＰＦＣ分解触媒５５が７００〜８００℃となるように加熱した。反応管５０は内径３２mmのインコネル製である。反応管５０から排出されたガスは水８００ｍｌを入れた酸性ガス吸収槽６０で洗浄し、ミストキャッチャ７０を通過させてミスト分を除去した。ミストキャッチャ７０の後段に赤外分光高度計を設置し出口排ガス中のＣＨ4、及びＣ2Ｈ4量を測定した。炭化水素の分解率は次式で求めた。
【００３６】
炭化水素分解率(％)＝(１−(出口の炭化水素／供給した炭化水素))×１００（１３）
試験はＰＦＣ分解触媒のみを充填した場合とＰＦＣ分解触媒の下段に酸化触媒を設置した場合の二通りについて評価した。試験結果を図４に示す。酸化触媒有の条件ではＣ2Ｈ4では４５０℃以上、ＣＨ4では６５０℃以上の温度域で分解率が９９％以上となることが確認された。しかし、酸化触媒無の条件では分解率９９％以上を得る為にはＣＨ4では８００℃以上、Ｃ2Ｈ4では７００℃以上の温度が必要であることが分かった。したがって、ＰＦＣ分解触媒の下段には酸化触媒を設置することが推奨された。
【００３７】
〔比較例１〕
本例は参考例１の比較として、ＣＨ4、及びＣ2Ｈ4分解において触媒を設置しない場合の挙動を評価した。試験装置は図３と同様とし、実験条件は参考例１記載の条件と同様とする。試験結果を図５に示す。
【００３８】
触媒無の条件ではＣＨ4，Ｃ2Ｈ4共に９９％以上の分解率を得る為には８００℃以上での運転が必要となる。また、図４との比較から、ＰＦＣ分解触媒はＣＨ4、及びＣ2Ｈ4の分解には寄与しておらず、酸化触媒を充填することで炭化水素分解性能は向上することが判った。
【実施例２】
【００３９】
本実施例ではＣＨ4、及びＣ2Ｈ4存在下でＰＦＣの一種であるＣＦ4を分解させた。試験装置は図３と同様とし、ＣＦ4以外のガス供給条件は参考例１と同様とした。ＣＦ4は６.０ｍｌ／min供給した。触媒層入口におけるＣＦ4濃度は０.５％となる。また、触媒層の空間速度（＝供給ガス量／触媒充填量）は１２２０ｈ-1となる。試験結果を図６に示す。
【００４０】
ＣＦ4と共に炭化水素を供給した場合は６５０℃まで分解率９９％以上を維持し、４５０℃における分解率でも７２％を維持していた。しかし、炭化水素を供給しない場合は６５０℃において分解率が９５％にまで低下し、５５０℃において２９％にまで低下した。炭化水素を供給することで反応速度が増加し、反応温度の低減化だけでなく、温度依存性も小さくなることが判った。
【実施例３】
【００４１】
これまでの実施例では炭化水素としてＣＨ4、及びＣ2Ｈ4を同時に供給していた。本実施例では炭化水素としてＣＨ4のみを流入させた場合のＣＦ4分解性能の挙動を調べた。試験装置は図３と同様とし、Ｎ2，Ａｉｒ、及びＣＨ4の供給量、及び触媒充填量は参考例１と同様とした。ＣＦ4供給量は実施例２に記載の条件とした。試験結果を図７に示す。
【００４２】
ＣＦ4とともにＣＨ4を流入させた場合、ＣＨ4供給無しの条件に比べ、６５０℃では約１ポイント、６００℃では約１２ポイント、分解率が向上した。しかし、実施例３では６５０℃における分解率が９９％を達成したにもかかわらず、本例では達成できなかった。この原因として炭化水素量が足りない為であると考え、供給するＣＨ4量を変動させてＣＦ4分解性能を評価した。ＣＨ4供給量を本例（３.０％）の半分である１.５％、１.５倍である４.５％供給した条件で評価した。６５０℃におけるＣＦ4分解率を比較したものを図８に示す。
【００４３】
供給量を増やすにしたがい、ＣＦ4分解率は若干向上するが、ＣＨ4供給量１.５％と４.５％における分解率の差が１.０％以内であるため、ＣＨ4供給量の依存性は無いと判断される。Ｃ2Ｈ4においても同様の試験を実施したが、ＣＨ4供給条件と同様にＣＨ4との同時供給よりも性能は低下し、且つ供給量依存性は確認されなかった。したがってこれらから、炭化水素一種類を供給することでＣＦ4の低温活性は向上するが、二種類の炭化水素を同時に供給することで性能は更に向上すると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明により、半導体や液晶工場で使用されたＰＦＣガスの低温活性を向上させることができ、且つ、ランニングコストを低減することができる。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。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【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】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３】実験に使用した装置の概略図である。
【図４】（参考例１）の試験結果である。
【図５】（比較例１）の試験結果である。
【図６】（実施例２）の試験結果である。
【図７】（実施例３）の試験結果である。
【図８】（実施例３）の試験結果である。
【符号の説明】
【００４６】
２０  マスフローコントローラー
５３  酸化触媒
６０  酸性ガス吸収槽
７０  ミストキャッチャ
８０  マイクロチューブポンプ
９０  気体用ＦＴ−ＩＲ
１００  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
【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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