JP2000288345A - Ｎｆ３の処理方法 - Google Patents
Ｎｆ３の処理方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/68—Halogens or halogen compounds
- B01D53/685—Halogens or halogen compounds by treating the gases with solids
-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＬＳＩ、ＴＦＴ、太陽電池や電子写真プロセ
スにおけるドライエッチングガスやクリーニングガスと
して使用されているＮＦ3を含むガスの処理方法を提供
する。 【解決手段】 ＮＦ3の除害反応において、Ｓｉ、Ｂ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ等の金属または該金属
の非酸化性固体化合物を反応器内に静置し、撹拌羽根に
より生起されたガス流を反応器内空間に効率よく循環ま
たは拡散させるためのガス流案内筒を備えた反応器を用
いて攪拌混合し、そのガス流案内筒内の循環または拡散
のガス流れの平均流速が、０．５ｍ／ｍｉｎ以上とす
る。
スにおけるドライエッチングガスやクリーニングガスと
して使用されているＮＦ3を含むガスの処理方法を提供
する。 【解決手段】 ＮＦ3の除害反応において、Ｓｉ、Ｂ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ等の金属または該金属
の非酸化性固体化合物を反応器内に静置し、撹拌羽根に
より生起されたガス流を反応器内空間に効率よく循環ま
たは拡散させるためのガス流案内筒を備えた反応器を用
いて攪拌混合し、そのガス流案内筒内の循環または拡散
のガス流れの平均流速が、０．５ｍ／ｍｉｎ以上とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クリーニングガス
として有用なＮＦ3ガスの処理方法に関する。
として有用なＮＦ3ガスの処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】ＮＦ
3は大気中で極めて安定であり、水にほとんど溶解せず
ＴＬＶ＝１０ｐｐｍの有毒ガスであり、これを使用する
場合、排ガス中に残存するＮＦ3の除去処理が常に必要
である。ＮＦ3は室温付近の温度では化学的にきわめて
安定であり、水にも溶けにくいことからそのままでは通
常のガス吸収法では処理できない。そのため本出願人
は、ＮＦ3を水やアルカリ液と反応し易いフッ化物ガス
に転換する物質と反応させ、生じたフッ化物ガスを通常
のガス吸収法で処理する方法を見出し、当該転換物質と
してＳｉ、Ｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ、およ
びこれらの非酸化性固体化合物と反応処理する方法を開
示した（特許第１５３８００７号）。
3は大気中で極めて安定であり、水にほとんど溶解せず
ＴＬＶ＝１０ｐｐｍの有毒ガスであり、これを使用する
場合、排ガス中に残存するＮＦ3の除去処理が常に必要
である。ＮＦ3は室温付近の温度では化学的にきわめて
安定であり、水にも溶けにくいことからそのままでは通
常のガス吸収法では処理できない。そのため本出願人
は、ＮＦ3を水やアルカリ液と反応し易いフッ化物ガス
に転換する物質と反応させ、生じたフッ化物ガスを通常
のガス吸収法で処理する方法を見出し、当該転換物質と
してＳｉ、Ｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ、およ
びこれらの非酸化性固体化合物と反応処理する方法を開
示した（特許第１５３８００７号）。
【０００３】当該ＮＦ3の処理法は、ＮＦ3を処理の容易
なガス化合物に転換するという点で従来にない新規な化
学的方法であったが、多量のＮＦ3を反応処理するため
の反応装置については、ＮＦ3を意識した特徴ある反応
器を提案するには至っていなかった。すなわちガス状の
ＮＦ3と固体化合物を接触させるための設備としては唯
一流通式の固定床式反応器を提案するに止まっていた。
なガス化合物に転換するという点で従来にない新規な化
学的方法であったが、多量のＮＦ3を反応処理するため
の反応装置については、ＮＦ3を意識した特徴ある反応
器を提案するには至っていなかった。すなわちガス状の
ＮＦ3と固体化合物を接触させるための設備としては唯
一流通式の固定床式反応器を提案するに止まっていた。
【０００４】本明細書で述べる固定床式反応器とは、通
常円筒の反応器全体にＮＦ3と反応する金属元素等の固
体化合物を充填してなる固定床を必要に応じて加熱して
おき、円筒の一方の端からガスを導入し円筒の中で金属
元素等とガスを接触反応させ他端から排出するというも
のであり、反応器の様式としては古くから公知のもので
あった。また、これ以外にも新たな反応系を考慮したＮ
Ｆ3除害技術（特公平２−３０７３１号公報、特開平７
−１５５５４０号公報等）が各種開示されているが、こ
れら新規技術においも反応器の様式としては、依然流通
式の固定床式反応器を開示するのみで、ＮＦ3の除害反
応の場を提供する反応器としては特に効率的なものは見
出されていなかった。
常円筒の反応器全体にＮＦ3と反応する金属元素等の固
体化合物を充填してなる固定床を必要に応じて加熱して
おき、円筒の一方の端からガスを導入し円筒の中で金属
元素等とガスを接触反応させ他端から排出するというも
のであり、反応器の様式としては古くから公知のもので
あった。また、これ以外にも新たな反応系を考慮したＮ
Ｆ3除害技術（特公平２−３０７３１号公報、特開平７
−１５５５４０号公報等）が各種開示されているが、こ
れら新規技術においも反応器の様式としては、依然流通
式の固定床式反応器を開示するのみで、ＮＦ3の除害反
応の場を提供する反応器としては特に効率的なものは見
出されていなかった。
【０００５】しかし、ＮＦ3ガスの処理には、反応によ
る非常に多量の発熱が伴う。すなわち、ＮＦ3ガスは、
その標準生成エンタルピーが、−１２７ｋＪ／ｍｏｌ
（Ｆ一原子当たり−４２ｋＪ）であり、これに例えば
金属Ｓｉを作用させて生成物としてＳｉＦ4ガスが得ら
れた場合、ＳｉＦ4の標準生成エンタルピーが、−１６
１５ｋＪ／ｍｏｌ（Ｆ一原子当たり−４０４ｋＪ）であ
り、両者の差が反応に伴って生成する熱量（Ｆ一原子当
たり３６２ｋＪ）であることからＮＦ3の除害反応は、
非常に多量の発熱を伴うことが分かる。これは相手物質
としてＳｉ以外にＢ、Ｗ等を選択した場合でも、あるい
はＣを選択した場合でも発熱量の多少の差はあっても本
質的に多量の発熱を伴う反応であることには違いはな
い。
る非常に多量の発熱が伴う。すなわち、ＮＦ3ガスは、
その標準生成エンタルピーが、−１２７ｋＪ／ｍｏｌ
（Ｆ一原子当たり−４２ｋＪ）であり、これに例えば
金属Ｓｉを作用させて生成物としてＳｉＦ4ガスが得ら
れた場合、ＳｉＦ4の標準生成エンタルピーが、−１６
１５ｋＪ／ｍｏｌ（Ｆ一原子当たり−４０４ｋＪ）であ
り、両者の差が反応に伴って生成する熱量（Ｆ一原子当
たり３６２ｋＪ）であることからＮＦ3の除害反応は、
非常に多量の発熱を伴うことが分かる。これは相手物質
としてＳｉ以外にＢ、Ｗ等を選択した場合でも、あるい
はＣを選択した場合でも発熱量の多少の差はあっても本
質的に多量の発熱を伴う反応であることには違いはな
い。
【０００６】固定床にガスを流通させる方式の反応器を
用いて気固反応を行う場合、反応は最初反応管の入口側
のゾーンで起こり薬剤が消費されるにつれて次第に反応
ゾーンが出口側に移動してゆく。反応器内のガスの流れ
はいわゆるピストンフローなので、このように反応は常
に反応管内の特定の局所で起きており反応管の他の部分
は単にガスの通路の役割を果たすのみで反応そのものに
は関与しない場合が多い。しかも固定床は熱の伝達速度
が小さいため、このような反応器内の局所で起きる反応
の熱を効率よく系外に放出するのに適しているとは言え
ない。
用いて気固反応を行う場合、反応は最初反応管の入口側
のゾーンで起こり薬剤が消費されるにつれて次第に反応
ゾーンが出口側に移動してゆく。反応器内のガスの流れ
はいわゆるピストンフローなので、このように反応は常
に反応管内の特定の局所で起きており反応管の他の部分
は単にガスの通路の役割を果たすのみで反応そのものに
は関与しない場合が多い。しかも固定床は熱の伝達速度
が小さいため、このような反応器内の局所で起きる反応
の熱を効率よく系外に放出するのに適しているとは言え
ない。
【０００７】これらの理由でＮＦ3の除害反応は、多量
の発熱を伴う反応を固定床ガス流通方式で行うと、反応
の起きている局所の温度が非常に高くなってしまう。こ
のため単位時間当たりに処理できるＮＦ3量は反応器容
積の割には大きくとれない。
の発熱を伴う反応を固定床ガス流通方式で行うと、反応
の起きている局所の温度が非常に高くなってしまう。こ
のため単位時間当たりに処理できるＮＦ3量は反応器容
積の割には大きくとれない。
【０００８】さらに、生成ガスの温度を下げる目的で供
給するＮＦ3濃度を不活性ガス（Ｎ2等）で希釈するとい
う方法は、全ガスの体積流量が増し滞在時間が短くなる
ので反応器容積当たりのＮＦ3処理速度を改善する手段
にはならない。さらにより大きなＮＦ3処理速度を有す
る大型の反応器を設計しようとしても半径方向の熱伝達
を確保するためには反応管径の大きさに上限がある。結
局ＮＦ3の処理量をまかなうためには、小径の反応器を
並列に複数個設置することになり、いずれにしても固定
床ガス流通方式は設備コスト的に不利であるという問題
があった。
給するＮＦ3濃度を不活性ガス（Ｎ2等）で希釈するとい
う方法は、全ガスの体積流量が増し滞在時間が短くなる
ので反応器容積当たりのＮＦ3処理速度を改善する手段
にはならない。さらにより大きなＮＦ3処理速度を有す
る大型の反応器を設計しようとしても半径方向の熱伝達
を確保するためには反応管径の大きさに上限がある。結
局ＮＦ3の処理量をまかなうためには、小径の反応器を
並列に複数個設置することになり、いずれにしても固定
床ガス流通方式は設備コスト的に不利であるという問題
があった。
【０００９】また、例えば、Ｓｉを用いた場合、ＮＦ3
とＳｉの反応において、１,０８６kJ／ｍｏｌと比較的
大きい発熱を伴う。このため、従来の固定床方式の管状
装置では局部的な温度上昇・過熱を招きやすく、ＮＦ3
の供給量(濃度)に上限があり、その供給濃度は５ｖｏｌ
％が限度である。また、固定床方式の管径は実績で１５
０Ａが限度である。すなわち、ＮＦ3を５ＮＬ／ｍｉｎ
処理するのに希釈ガス（Ｎ2）を１００ＮＬ／ｍｉｎ同
伴させる必要があった。それ故に、高濃度のＮＦ3や多
量のＮＦ3の処理については固定床方式は適していな
い。
とＳｉの反応において、１,０８６kJ／ｍｏｌと比較的
大きい発熱を伴う。このため、従来の固定床方式の管状
装置では局部的な温度上昇・過熱を招きやすく、ＮＦ3
の供給量(濃度)に上限があり、その供給濃度は５ｖｏｌ
％が限度である。また、固定床方式の管径は実績で１５
０Ａが限度である。すなわち、ＮＦ3を５ＮＬ／ｍｉｎ
処理するのに希釈ガス（Ｎ2）を１００ＮＬ／ｍｉｎ同
伴させる必要があった。それ故に、高濃度のＮＦ3や多
量のＮＦ3の処理については固定床方式は適していな
い。
【００１０】また、固定床方式の場合は、空気または酸
素が混在すると処理能力が低下することが認められてい
る。そのため、高濃度のＮＦ3の処理ができ、たとえＮ
Ｆ3に酸素(空気)が混在していても処理速度の低下がな
く、またある程度の単位時間当たりの処理量が確保でき
るＮＦ3の処理方法が望まれている。
素が混在すると処理能力が低下することが認められてい
る。そのため、高濃度のＮＦ3の処理ができ、たとえＮ
Ｆ3に酸素(空気)が混在していても処理速度の低下がな
く、またある程度の単位時間当たりの処理量が確保でき
るＮＦ3の処理方法が望まれている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点に鑑み鋭意検討の結果、反応器の固定床部分の局部的
な過熱を防ぎ、発生した熱をガスの流れで速やかに缶壁
まで運び、缶壁付近ではガス相〜固体壁間の熱伝達を促
進するために缶壁に沿ってなるべく流速の大きなガス流
れの場を作ることにより、高濃度および多量のＮＦ3ガ
スを処理できることを見出し、本発明に到達したもので
ある。
点に鑑み鋭意検討の結果、反応器の固定床部分の局部的
な過熱を防ぎ、発生した熱をガスの流れで速やかに缶壁
まで運び、缶壁付近ではガス相〜固体壁間の熱伝達を促
進するために缶壁に沿ってなるべく流速の大きなガス流
れの場を作ることにより、高濃度および多量のＮＦ3ガ
スを処理できることを見出し、本発明に到達したもので
ある。
【００１２】すなわち本発明は、ＮＦ3を含むガスをＳ
ｉ、Ｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅから選ばれる
少なくとも一種以上の金属、またはこれらの金属の非酸
化性固体化合物から選ばれる少なくとも１種以上と４０
０〜９００℃の温度範囲で反応させ、得られるフッ化物
ガスを捕集するＮＦ3の除害反応において、該金属また
は該金属の非酸化性固体化合物を反応器内に載せ、攪拌
羽根により生起されたガス流を反応器内空間に効率よく
循環または拡散させるためのガス流案内筒を備えた反応
器を用いて反応器に供給されたガスを攪拌混合すること
を特徴とし、そのガス流案内筒内の循環または拡散のガ
ス流れの平均流速が、０．５ｍ／ｓｅｃ以上であること
を特徴とするＮＦ3の処理方法であり、またこの処理方
法を用いた装置に、Ｓｉ、Ｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔ
ｅ、Ｇｅから選ばれる少なくとも一種以上の金属、また
はこれらの金属の非酸化性固体化合物から選ばれる少な
くとも１種以上を充填し、４００〜９００℃の温度範囲
に保持した固定床式反応器を後段に直列に接続したこと
を特徴とするＮＦ3の処理方法を提供するものである。
ｉ、Ｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅから選ばれる
少なくとも一種以上の金属、またはこれらの金属の非酸
化性固体化合物から選ばれる少なくとも１種以上と４０
０〜９００℃の温度範囲で反応させ、得られるフッ化物
ガスを捕集するＮＦ3の除害反応において、該金属また
は該金属の非酸化性固体化合物を反応器内に載せ、攪拌
羽根により生起されたガス流を反応器内空間に効率よく
循環または拡散させるためのガス流案内筒を備えた反応
器を用いて反応器に供給されたガスを攪拌混合すること
を特徴とし、そのガス流案内筒内の循環または拡散のガ
ス流れの平均流速が、０．５ｍ／ｓｅｃ以上であること
を特徴とするＮＦ3の処理方法であり、またこの処理方
法を用いた装置に、Ｓｉ、Ｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔ
ｅ、Ｇｅから選ばれる少なくとも一種以上の金属、また
はこれらの金属の非酸化性固体化合物から選ばれる少な
くとも１種以上を充填し、４００〜９００℃の温度範囲
に保持した固定床式反応器を後段に直列に接続したこと
を特徴とするＮＦ3の処理方法を提供するものである。
【００１３】以下、本発明を図１に基づき、Ｓｉを例に
して詳細に説明する。
して詳細に説明する。
【００１４】図１は、本発明で用いるガス撹拌機が付い
た横型円筒式反応器の概略平面図の一例である。反応器
１の中にＳｉ粒を載せたトレー２を設置し、反応器１の
外部に取り付けたヒーターを用いて反応器１の内部の温
度を４００〜９００℃に保持した。ガス導入口４からＮ
Ｆ3を含むガスを供給し、攪拌羽根３によりガスを撹拌
することによりＳｉと十分に接触させ分解反応させる。
また、ガスを撹拌することにより分解したガスや未反応
のＮＦ3は、ガス流案内筒５を介し循環し拡散される。
従来の方法に比べてガスをより完全に混合する方式であ
るため、局部的な過熱を抑制できる利点がある。この場
合、ガス流案内筒内の循環ガス流れの平均流速が、０．
５ｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましい。より好ましく
は、０．５〜３．０ｍ／ｓｅｃの範囲である。平均流速
が０．５ｍ／ｓｅｃ未満だと反応に伴って発生する熱の
除去が不足し局部過熱が起こり好ましくない。平均流速
が３．０ｍ／ｓｅｃ以上あっても、それ以上ガスを拡散
させる効果および反応熱を除去する効果が改善されるこ
とはなく、撹拌に要する動力が無駄になる。
た横型円筒式反応器の概略平面図の一例である。反応器
１の中にＳｉ粒を載せたトレー２を設置し、反応器１の
外部に取り付けたヒーターを用いて反応器１の内部の温
度を４００〜９００℃に保持した。ガス導入口４からＮ
Ｆ3を含むガスを供給し、攪拌羽根３によりガスを撹拌
することによりＳｉと十分に接触させ分解反応させる。
また、ガスを撹拌することにより分解したガスや未反応
のＮＦ3は、ガス流案内筒５を介し循環し拡散される。
従来の方法に比べてガスをより完全に混合する方式であ
るため、局部的な過熱を抑制できる利点がある。この場
合、ガス流案内筒内の循環ガス流れの平均流速が、０．
５ｍ／ｓｅｃ以上であることが好ましい。より好ましく
は、０．５〜３．０ｍ／ｓｅｃの範囲である。平均流速
が０．５ｍ／ｓｅｃ未満だと反応に伴って発生する熱の
除去が不足し局部過熱が起こり好ましくない。平均流速
が３．０ｍ／ｓｅｃ以上あっても、それ以上ガスを拡散
させる効果および反応熱を除去する効果が改善されるこ
とはなく、撹拌に要する動力が無駄になる。
【００１５】また、導入するガス量は、反応器の形状、
大きさにもよるが、標準状態に換算した体積流量とし
て、毎分当たり反応器の容積に０．１を乗じた値以下に
することが必要である。これ以上の体積流量だと、ＮＦ
3が１００％近くの高濃度であれば反応で生成する熱が
放熱を上回って反応器が過熱するので好ましくない。逆
に５０％以下の低濃度であれば反応器内のガスの滞在時
間が短くなることにより、未反応ＮＦ3が多くなり好ま
しくない。
大きさにもよるが、標準状態に換算した体積流量とし
て、毎分当たり反応器の容積に０．１を乗じた値以下に
することが必要である。これ以上の体積流量だと、ＮＦ
3が１００％近くの高濃度であれば反応で生成する熱が
放熱を上回って反応器が過熱するので好ましくない。逆
に５０％以下の低濃度であれば反応器内のガスの滞在時
間が短くなることにより、未反応ＮＦ3が多くなり好ま
しくない。
【００１６】さらに、接触分解反応させる温度は、４０
０〜９００℃の範囲が好ましく、最適には５００〜７０
０℃である。４００℃未満だと反応進行が遅く未反応Ｎ
Ｆ3が多くなり好ましくなく、また９００℃を超えると
反応が早くなりすぎて局部反応が起こり、その部分の反
応器の部材に損傷を与えるおそれがあるので好ましくな
い。
０〜９００℃の範囲が好ましく、最適には５００〜７０
０℃である。４００℃未満だと反応進行が遅く未反応Ｎ
Ｆ3が多くなり好ましくなく、また９００℃を超えると
反応が早くなりすぎて局部反応が起こり、その部分の反
応器の部材に損傷を与えるおそれがあるので好ましくな
い。
【００１７】本発明で用いられる処理剤は、Ｓｉ、Ｂ、
Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ、またはこれらの金属
の非酸化性固体化合物が好ましく、これらの金属の非酸
化性固体化合物とは、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ等が挙げられ
る。
Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ、またはこれらの金属
の非酸化性固体化合物が好ましく、これらの金属の非酸
化性固体化合物とは、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ等が挙げられ
る。
【００１８】次に、本発明で用いる処理装置の材料は、
高温で耐食性を有する金属材料あるいは酸化物系材料で
あれば特に限定されないが、金属材料ではニッケル、ニ
ッケル合金等が推奨される。また、形状、寸法等につい
ては、除害対象量や必要とする除害能力に応じて適宜選
択して使用する。
高温で耐食性を有する金属材料あるいは酸化物系材料で
あれば特に限定されないが、金属材料ではニッケル、ニ
ッケル合金等が推奨される。また、形状、寸法等につい
ては、除害対象量や必要とする除害能力に応じて適宜選
択して使用する。
【００１９】さらに、ＮＦ3の処理をより効率的に行う
ため、本発明の方法でＮＦ3含有量を数％まで処理し、
その後、後段に設置した同一の処理剤（Ｓｉなど）を充
填した固定床方式の管状装置（ピストンフロー式）によ
って第１段で処理されたＮＦ3を１０ｐｐｍ以下まで二
次処理する方法も推奨される。これにより多量、大流
量、高濃度のＮＦ3を許容濃度以下まで処理できる。
ため、本発明の方法でＮＦ3含有量を数％まで処理し、
その後、後段に設置した同一の処理剤（Ｓｉなど）を充
填した固定床方式の管状装置（ピストンフロー式）によ
って第１段で処理されたＮＦ3を１０ｐｐｍ以下まで二
次処理する方法も推奨される。これにより多量、大流
量、高濃度のＮＦ3を許容濃度以下まで処理できる。
【００２０】第一段または第二段の処理で、例えば処理
剤にＳｉ、Ｓｉ3Ｎ4等を使用したとき生成するＳｉＦ4
は、通常の湿式スクラバーにて処理できる。湿式処理で
ＳｉＦ4を吸収した廃液は、後段の処理槽に送り、例え
ば水酸化カルシウム等の薬剤を添加してＦをＣａＦ2、
ＳｉをＳｉＯ2といった水不溶性の固体として固定し濾
過回収する一般的な方法で処理できる。また、かかる処
理を施したガスは、無害化されているので大気にパージ
することができる。
剤にＳｉ、Ｓｉ3Ｎ4等を使用したとき生成するＳｉＦ4
は、通常の湿式スクラバーにて処理できる。湿式処理で
ＳｉＦ4を吸収した廃液は、後段の処理槽に送り、例え
ば水酸化カルシウム等の薬剤を添加してＦをＣａＦ2、
ＳｉをＳｉＯ2といった水不溶性の固体として固定し濾
過回収する一般的な方法で処理できる。また、かかる処
理を施したガスは、無害化されているので大気にパージ
することができる。
【００２１】以上のごとく、本発明の方法によれば装置
内で多量のＮＦ3と金属等を反応させ、得られたガス状
のフッ化物（ＳｉＦ4，ＢＦ3，ＷＦ6，ＭｏＦ6，ＧｅＦ
4など）は湿式スクラバーで吸収し、最終的に例えばフ
ッ化カルシウムとして固定化することにより、ＮＦ3を
含むガスを大気に排出させないという除害効果を発現さ
せることができるのである。
内で多量のＮＦ3と金属等を反応させ、得られたガス状
のフッ化物（ＳｉＦ4，ＢＦ3，ＷＦ6，ＭｏＦ6，ＧｅＦ
4など）は湿式スクラバーで吸収し、最終的に例えばフ
ッ化カルシウムとして固定化することにより、ＮＦ3を
含むガスを大気に排出させないという除害効果を発現さ
せることができるのである。
【００２２】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明するが、係る実施例に限定されるものではない。
説明するが、係る実施例に限定されるものではない。
【００２３】実施例１ ガス流案内筒を装着した直径４００ｍｍφ、長さ１,３
００ｍｍの処理管（反応部容量２００Ｌ）に、金属シリ
コン５５Ｋｇを載置し、外部ヒーターで反応管を６００
℃に加熱した。ガス導入口から、ＮＦ3＝５．０ＮＬ／
ｍｉｎで供給した。ガスの滞在時間は５４０ｓｅｃであ
る。このとき、撹拌羽根を用いて、ガス流案内筒の流速
を１．０ｍ／ｓｅｃとした。
００ｍｍの処理管（反応部容量２００Ｌ）に、金属シリ
コン５５Ｋｇを載置し、外部ヒーターで反応管を６００
℃に加熱した。ガス導入口から、ＮＦ3＝５．０ＮＬ／
ｍｉｎで供給した。ガスの滞在時間は５４０ｓｅｃであ
る。このとき、撹拌羽根を用いて、ガス流案内筒の流速
を１．０ｍ／ｓｅｃとした。
【００２４】出口ガスの一部を捕集してＦＴ−ＩＲ、ガ
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3、Ｎ2、
ＳｉＦ4、Ｎ2Ｏが検出された。出口のＮＦ3濃度は２ｖ
ｏｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に示し
た。
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3、Ｎ2、
ＳｉＦ4、Ｎ2Ｏが検出された。出口のＮＦ3濃度は２ｖ
ｏｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に示し
た。
【００２５】実施例２ 実施例１の装置を用い、金属シリコン５５Ｋｇを載置
し、外部ヒーターで反応管を６００℃に加熱し、空気の
混入したＮＦ3を処理した。ＮＦ3＝８．０ＮＬ／ｍｉ
ｎ、Ｎ2＝６．４ＮＬ／ｍｉｎ、Ｏ2＝１．６ＮＬ／ｍｉ
ｎ（全ガス量＝１６．０ＮＬ／ｍｉｎ）を供給した。ガ
スの滞在時間は１７０ｓｅｃである。このとき、撹拌羽
根を用いて、ガス流案内筒の流速を１．０ｍ／ｓｅｃと
した。
し、外部ヒーターで反応管を６００℃に加熱し、空気の
混入したＮＦ3を処理した。ＮＦ3＝８．０ＮＬ／ｍｉ
ｎ、Ｎ2＝６．４ＮＬ／ｍｉｎ、Ｏ2＝１．６ＮＬ／ｍｉ
ｎ（全ガス量＝１６．０ＮＬ／ｍｉｎ）を供給した。ガ
スの滞在時間は１７０ｓｅｃである。このとき、撹拌羽
根を用いて、ガス流案内筒の流速を１．０ｍ／ｓｅｃと
した。
【００２６】出口ガスの一部を捕集してＦＴ−ＩＲ、ガ
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3、Ｎ2、
Ｏ2、ＳｉＦ4、Ｎ2Ｏが検出された。ＮＦ3濃度は５ｖｏ
ｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に示した。
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3、Ｎ2、
Ｏ2、ＳｉＦ4、Ｎ2Ｏが検出された。ＮＦ3濃度は５ｖｏ
ｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に示した。
【００２７】実施例３ 実施例１の装置を用い、金属シリコン５５Ｋｇを載置
し、外部ヒーターで反応管を６００℃に加熱し、空気の
混入したＮＦ3を処理した。ＮＦ3＝４．０ＮＬ／ｍｉ
ｎ、Ｎ2＝３．２ＮＬ／ｍｉｎ、Ｏ2＝１．６ＮＬ／ｍｉ
ｎ（全ガス量＝８．０ＮＬ／ｍｉｎ）を供給した。実施
例１とガス滞在時間は同一である。このとき、撹拌羽根
を用いて、ガス流案内筒の流速を１．０ｍ／ｓｅｃとし
た。
し、外部ヒーターで反応管を６００℃に加熱し、空気の
混入したＮＦ3を処理した。ＮＦ3＝４．０ＮＬ／ｍｉ
ｎ、Ｎ2＝３．２ＮＬ／ｍｉｎ、Ｏ2＝１．６ＮＬ／ｍｉ
ｎ（全ガス量＝８．０ＮＬ／ｍｉｎ）を供給した。実施
例１とガス滞在時間は同一である。このとき、撹拌羽根
を用いて、ガス流案内筒の流速を１．０ｍ／ｓｅｃとし
た。
【００２８】出口ガスの一部を捕集してＦＴ−ＩＲ、ガ
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3、Ｎ2、
Ｏ2、ＳｉＦ4、Ｎ2Ｏが検出された。ＮＦ3濃度は２ｖｏ
ｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に示した。
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3、Ｎ2、
Ｏ2、ＳｉＦ4、Ｎ2Ｏが検出された。ＮＦ3濃度は２ｖｏ
ｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に示した。
【００２９】実施例４ 実施例２の反応器の後段に、Ｓｉ粒を隙間なく充填（固
定床）し、外部ヒーターで６００℃に加熱したニッケル
製縦型円筒反応器（内径８０ｍｍ、長さ１,０５０ｍ
ｍ）を配管接続した。実施例２の排ガスをさらに当該固
定床式縦型反応器に導き、出口ガスの一部をを捕集して
ＦＴ−ＩＲ、ガスクロマトグラフィーで分析したとこ
ろ、ＮＦ3、Ｎ2、Ｏ2、ＳｉＦ4、Ｎ2Ｏが検出された。
ＮＦ3濃度は１０ｖｏｌｐｐｍ以下であった。これらの
条件、結果等を表１に示した。
定床）し、外部ヒーターで６００℃に加熱したニッケル
製縦型円筒反応器（内径８０ｍｍ、長さ１,０５０ｍ
ｍ）を配管接続した。実施例２の排ガスをさらに当該固
定床式縦型反応器に導き、出口ガスの一部をを捕集して
ＦＴ−ＩＲ、ガスクロマトグラフィーで分析したとこ
ろ、ＮＦ3、Ｎ2、Ｏ2、ＳｉＦ4、Ｎ2Ｏが検出された。
ＮＦ3濃度は１０ｖｏｌｐｐｍ以下であった。これらの
条件、結果等を表１に示した。
【００３０】
【表１】
【００３１】比較例１ 実施例１の装置を用い、金属シリコン５５Ｋｇを載置
し、外部ヒーターで反応管を６００℃に加熱した。ガス
導入口から、ＮＦ3＝８．０Ｎｌ／ｍｉｎで供給した。
ガスの滞在時間は５４０ｓｅｃである。このとき、撹拌
羽根を用いて、ガス流案内筒の流速を０．２ｍ／ｓｅｃ
とした。
し、外部ヒーターで反応管を６００℃に加熱した。ガス
導入口から、ＮＦ3＝８．０Ｎｌ／ｍｉｎで供給した。
ガスの滞在時間は５４０ｓｅｃである。このとき、撹拌
羽根を用いて、ガス流案内筒の流速を０．２ｍ／ｓｅｃ
とした。
【００３２】出口ガスの一部を捕集してＦＴ−ＩＲ、ガ
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3濃度は
１０ｖｏｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に
示した。
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3濃度は
１０ｖｏｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に
示した。
【００３３】比較例２ ガス流案内筒のない実施例１と同一の装置を用い、金属
シリコン５５Ｋｇを載置し、外部ヒーターで反応管を６
００℃に加熱した。ガス導入口から、ＮＦ3＝５．０Ｎ
Ｌ／ｍｉｎで供給した。ガスの滞在時間は、５４０ｓｅ
ｃである。
シリコン５５Ｋｇを載置し、外部ヒーターで反応管を６
００℃に加熱した。ガス導入口から、ＮＦ3＝５．０Ｎ
Ｌ／ｍｉｎで供給した。ガスの滞在時間は、５４０ｓｅ
ｃである。
【００３４】出口ガスの一部を捕集してＦＴ−ＩＲ、ガ
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3濃度は
８ｖｏｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に示
した。
スクロマトグラフィーで分析したところ、ＮＦ3濃度は
８ｖｏｌ％であった。これらの条件、結果等を表１に示
した。
【００３５】比較例３ 実施例４で後段処理器として使用した固定床式縦型反応
器に、ＮＦ3＝５．０ＮＬ／ｍｉｎを供給した。反応は
反応器入り口付近の狭小な局部で起こり、反応熱が蓄積
したために５分後に反応器壁が溶損した。
器に、ＮＦ3＝５．０ＮＬ／ｍｉｎを供給した。反応は
反応器入り口付近の狭小な局部で起こり、反応熱が蓄積
したために５分後に反応器壁が溶損した。
【００３６】
【発明の効果】本発明方法を用いることにより、多量、
高濃度のＮＦ3を含むガスを十分に除去できるととも
に、爆発性を有するガスの副生もなく安全に処理するこ
とができる。
高濃度のＮＦ3を含むガスを十分に除去できるととも
に、爆発性を有するガスの副生もなく安全に処理するこ
とができる。
【図１】図１は、本発明で用いた横型円筒式反応器の概
略平面図の一例である。
略平面図の一例である。
１ 反応器 ２ トレー ３ 撹拌羽根 ４ ガス導入口 ５ ガス流案内筒 ６ ガス排出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4D002 AA22 BA02 BA03 BA06 BA12 CA07 CA11 DA05 DA12 DA21 DA70 EA02 FA02 GA01 GB01 GB03
Claims (3)
- 【請求項１】 ＮＦ3を含むガスをＳｉ、Ｂ、Ｗ、Ｍ
ｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅから選ばれる少なくとも一種
以上の金属、またはこれらの金属の非酸化性固体化合物
から選ばれる少なくとも１種以上と４００〜９００℃の
温度範囲で反応させ、得られるフッ化物ガスを捕集する
ＮＦ3の除害反応において、該金属または該金属の非酸
化性固体化合物を反応器内に静置し、攪拌羽根により生
起されたガス流を反応器内空間に効率よく循環または拡
散させるためのガス流案内筒を備えた反応器を用いて反
応器に供給されたガスを攪拌混合することを特徴とする
ＮＦ3の処理方法。 - 【請求項２】 ガス流案内筒内の循環または拡散のガス
流れの平均流速が、０．５ｍ／ｓｅｃ以上であることを
特徴とする請求項１記載のＮＦ3の処理方法。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の処理方
法を用いた装置に、Ｓｉ、Ｂ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｓｅ、Ｔ
ｅ、Ｇｅから選ばれる少なくとも一種以上の金属、また
はこれらの金属の非酸化性固体化合物から選ばれる少な
くとも１種以上を充填し、４００〜９００℃の温度範囲
に保持した固定床式反応器を後段に直列に接続したこと
を特徴とするＮＦ3の処理方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10199799A JP3377183B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | Ｎｆ３の処理方法 |
| EP00107479A EP1043058A1 (en) | 1999-04-09 | 2000-04-06 | NF3 treating process |
| US09/545,521 US6342194B1 (en) | 1999-04-09 | 2000-04-07 | NF3 treating process |
| US10/013,457 US20020061269A1 (en) | 1999-04-09 | 2001-12-13 | NF3 treating process |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10199799A JP3377183B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | Ｎｆ３の処理方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=14315474
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10199799A Expired - Fee Related JP3377183B2 (ja) | 1999-04-09 | 1999-04-09 | Ｎｆ３の処理方法 |
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|---|---|
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| EP (1) | EP1043058A1 (ja) |
| JP (1) | JP3377183B2 (ja) |
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| US7497916B2 (en) | 2002-03-27 | 2009-03-03 | Panasonic Corporation | Method of manufacturing multilayer optical information recording medium |
| US8728882B2 (en) | 2012-03-30 | 2014-05-20 | Samsung Display Co., Ltd. | Manufacturing method for thin film transistor array panel |
| JP2014176828A (ja) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Showa Denko Kk | 反応方法及び反応装置 |
| WO2025183288A1 (ko) * | 2024-02-26 | 2025-09-04 | 서울대학교산학협력단 | 금속혼합물을 이용한 불화가스의 분해방법 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041603B2 (ja) * | 1981-09-02 | 1985-09-18 | セントラル硝子株式会社 | フツ化黒鉛の製造法および装置 |
| JPS61204025A (ja) * | 1985-03-06 | 1986-09-10 | Central Glass Co Ltd | Ｎｆ↓３の除害方法 |
| JPS62225228A (ja) * | 1986-03-26 | 1987-10-03 | Showa Denko Kk | 窒素弗化物の処理法 |
| IT1229210B (it) * | 1988-03-31 | 1991-07-25 | Central Glass Co Ltd | Metodo e dispositivo per analizzare gas contenenti fluoro. |
| JP2636007B2 (ja) | 1988-07-16 | 1997-07-30 | 株式会社クボタ | 伸びの優れた高力ダクタイル鋳鉄材とその製造方法 |
| EP0382986A1 (en) * | 1989-02-13 | 1990-08-22 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Method and apparatus for detoxicating halide of nitrogen or carbon |
| JPH0363939A (ja) * | 1989-08-02 | 1991-03-19 | Nec Corp | 光学的再生方式 |
| JPH07155540A (ja) | 1993-12-07 | 1995-06-20 | Mitsui Toatsu Chem Inc | 三弗化窒素ガスの除害剤 |
| US5407647A (en) * | 1994-05-27 | 1995-04-18 | Florida Scientific Laboratories Inc. | Gas-scrubber apparatus for the chemical conversion of toxic gaseous compounds into non-hazardous inert solids |
| JP3330500B2 (ja) * | 1996-12-10 | 2002-09-30 | 三井化学株式会社 | 三弗化窒素ガスの除害剤及び除害方法 |
-
1999
- 1999-04-09 JP JP10199799A patent/JP3377183B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-04-06 EP EP00107479A patent/EP1043058A1/en not_active Withdrawn
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-
2001
- 2001-12-13 US US10/013,457 patent/US20020061269A1/en not_active Abandoned
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US6342194B1 (en) | 2002-01-29 |
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| EP1043058A1 (en) | 2000-10-11 |
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