JPH06210133A - 有害ガスの浄化装置 - Google Patents

有害ガスの浄化装置

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JPH06210133A
JPH06210133A JP5020724A JP2072493A JPH06210133A JP H06210133 A JPH06210133 A JP H06210133A JP 5020724 A JP5020724 A JP 5020724A JP 2072493 A JP2072493 A JP 2072493A JP H06210133 A JPH06210133 A JP H06210133A
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JP
Japan
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purifying
gas
reservoir
harmful gas
outlet
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Pending
Application number
JP5020724A
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English (en)
Inventor
Keiichi Iwata
恵一 岩田
Suehachi Teru
末八 暉
Toshiya Hatakeyama
俊哉 畠山
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Japan Pionics Ltd
Original Assignee
Japan Pionics Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体製造工程などから排出される窒素弗化
物を浄化剤と接触させて除去する際に、粉末が発生して
も浄化剤充填部に閉塞や圧力損失などを生じたりするこ
とがなく、効率よく浄化しうる装置を得る。 【構成】 固形の浄化剤が充填された浄化部と、その下
部に沈降してくる粉末の溜部となる空間部とを設け、必
要に応じてバイブレーターを取り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は有害ガスの浄化装置に関
し、さらに詳細には半導体製造工程などから排出される
有害ガスのの浄化装置に関する。半導体製造工程には種
々のガスが使われており、この内、人体や環境に悪影響
を及ぼす有害なガスの使用量は年々増加する傾向にあ
る。例えば三弗化窒素はシリコンやシリコン酸化物など
のドライエッチングに使用されたり、CVD装置のチャ
ンバークリーニング用ガスとして使用されるなど半導体
工業の発展とともにその使用量が増加している。このガ
スは水に対する溶解度は小さく、酸やアルカリともほと
んど反応しないなど室温ではかなり安定であるが、許容
濃度は10ppmと報告されており、毒性が高いばかり
でなく、エッチングやクリーニング工程中に熱、放電な
どにより、四弗化二窒素、二弗化二窒素、六弗化二窒
素、弗素などを生成し、これらは三弗化窒素よりも毒性
が強いため三弗化窒素と同様に除去しなければならな
い。
【0002】
【従来の技術】ガス中に含有される窒素弗化物を除去す
る方法として、従来より、100℃以上の温度で金属
シリコンと接触させる方法(特開昭63−1232
2)、Fe、Mn、Cuなどの遷移金属の酸化物と2
50℃以上の温度で接触させる方法(特開平3−181
316)、Ni、Fe、CoまたはPt、Rh、Pd
などの貴金属と、アルミナおよびシリカのうちの少なく
とも1種を主成分とする物質を200℃以上の温度で接
触させる方法(特開昭62−273039)などが提案
されている。また、本発明者らによるジルコニウムまた
はジルコニウム合金を浄化剤として用いる方法では低温
でも窒素弗化物を極めて効率良く除去し、かつ、窒素弗
化物浄化後のガス中には環境に悪影響を及ぼす物質を生
成しないという利点がある(特願平04−298806
号、04−325572)。これらの浄化剤は、通常は
金属製などの浄化筒に充填され、これに有害ガスを流す
ことによってガスの浄化がおこなわれる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の浄化剤のうち金属、合金、酸化物などその種類によっ
ては有害ガスとの反応の進行などとともに粉化物を発生
することがあり、そのまま浄化を続けると浄化筒の圧力
損失が大きくなったり、浄化筒自体やその他のガスの流
路に閉塞を生じたりすることがあるため、浄化剤自体は
十分な浄化能力を有しているにもかかわらず、その能力
が十分に発揮し得ないという問題点があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、窒素弗化
物など有害ガスの浄化能力が高く、かつ、浄化剤の粉化
などによって粉化物が生じても圧力損失の増大や浄化筒
の閉塞などを生ずることのない浄化装置を得るべく鋭意
検討を重ねた結果、浄化剤充填部の下に粉化物の溜部を
設けることにより、これらの課題を解決しうることを見
い出し、本発明を完成した。すなわち本発明は、有害ガ
スの浄化中に発生する粉化物による装置内の圧力損失の
上昇、およびガス流路の閉塞の防止手段を備えた有害ガ
スの浄化装置であって、ガスの出入口を有し、固形の浄
化剤が充填され、かつ、ヒーターが配設された有害ガス
の浄化部と、該浄化部の下部に位置し、有害ガスの浄化
中に発生する粉化物を沈降させるための空間部およびガ
スの出入口を有する溜部とを備えてなることを特徴とす
る有害ガスの浄化装置である。本発明の有害ガスの浄化
装置を用いることにより、空気、窒素および水素中など
に含有される有害成分を効率よく除去することができ
る。特に、浄化剤と有害成分の反応などによって粉化物
を生じ易い有害ガスの浄化、例えば三弗化窒素、四弗化
二窒素など窒素弗化物を含む有害ガスの浄化に適用され
る。
【0005】本発明の浄化装置を図面によって例示し、
具体的に説明する。図1は本発明の有害ガスの浄化装置
であり、ガスの出入口1および2を有し、上部が円筒状
の浄化部3、下部がこれよりも直径の大きい円筒状で粉
化物の溜部4とされた装置本体の浄化部3の底部には目
皿棚5が固定され、その上部には浄化剤6が充填され、
浄化部の外壁にはヒーター7が配設されている。溜部4
の側壁には覗き窓8、内部には支柱9がそれぞれ設けら
れ、支柱9にはバイブレーター10が取り付けられ、バ
イフレーター10には駆動用ガスの導入管11が接続さ
れている。また、出入口1および2には圧力損失を測定
するための測定口12および13が設けられている。
【0006】有害ガスの浄化に際しては、ヒーター7に
よって浄化部3を加熱しながら、例えば出入口2から有
害ガスが溜部4内に導入され、溜部4に入ったガスはア
ップフローに流れて目皿棚5を経て浄化部3に入り、浄
化剤6と接触する。ここでガス中の有害成分は浄化剤と
反応して捕捉乃至は分解されて無害化され、出入口1か
ら外部に放出される。浄化剤および有害ガスの種類によ
っては時間経過とともに粉化物が生成し、浄化部の目詰
まりによって圧力損失や閉塞が生じてくる。このような
場合には浄化開始時または圧力損失が出始めた時点から
バイブレーター10を駆動させることによって、生成し
てくる粉化物は振動によって下方に振い落とされるた
め、圧力損失や浄化部の閉塞が防止される。また、粉化
物は溜部4に沈積して捕捉され、出口以降の配管などの
閉塞も防止される。
【0007】本発明において、装置本体を構成する浄化
部および溜部の材質には通常は金属が使用されるが、強
度、耐蝕性、加工性などの点からステンレス鋼などが好
ましい。浄化部の形状には特に制限はなく、円筒状、楕
円筒状、多角筒状などであるが通常は円筒状であり、そ
の大きさ、形状は、ガスの種類、濃度、流速、浄化剤の
種類、充填量などによって定められる。また、溜部の形
状にも特に制限はなく、円筒状、楕円筒状、多角柱状な
どであるが通常は円筒状または多角筒状であり、その大
きさ、形状はガスの流量、発生する粉化物の量、粒度、
比重などによって定められるが発生する粉末を沈降させ
易くするには浄化部よりも大きめの径とすることが好ま
しい。
【0008】本発明において、有害ガスの浄化時に発生
する粉化物を浄化部から効率よく、除くために、バイブ
レーターを取り付けることが好ましい。バイブレーター
としてはエアーバイブレーター、超音波式バイブレータ
ー、ユーラスモーターなどがある。バイブレータによる
振動は浄化中常時与えてもよいが、間欠的に一定時間振
動させるだけでも効果はある。取付け位置は浄化部や溜
部の側壁でもよいが、浄化剤を支えている目皿棚などに
支柱を固定し、この支柱にバイブレータを取り付ける
と、振動を浄化剤全体に均一に与えることができるので
効率がよく、また浄化部にヒータを配設する場合など邪
魔にならず好都合である。
【0009】浄化部に充填される浄化剤は固形状のもの
であり、例えば、ペレット、タブレット、粒状、破砕品
などであり、その大きさとしては、通常は6〜20メッ
シュ程度である。浄化剤を支える目皿棚は金網、金属ま
たは磁製などであり、目の粗さは浄化剤が落下しない範
囲で粗い方が粉化物が詰まりにくい点で好ましい。
【0010】本発明の装置において、ガスの流通方向は
ダウンフロー、アップフローのいずれでもよいが、反応
が浄化剤層の下部から上部へと移動してゆき、従って、
下部から発生しはじめる粉化物が溜部に落下しやすくな
ることなどから通常はアップフローで用いることが好ま
しい。
【0011】本発明の浄化装置に適用される被処理ガス
の流速は有害ガスの種類、濃度、流量および浄化剤の種
類などによって適宜定められるが、例えば、窒素弗素化
物をジルコニウムまたはその合金の浄化剤で除去するよ
うな場合には、通常は10cm/sec以下、好ましく
は5cm/sec以下である。流速が大き過ぎると粉化
物の落下が阻害されるので注意が必要である。また、有
害ガス処理の効率を低下させないためには、一般に流速
を小さくすることが望ましい。通常はアップフローに流
すことが好ましく、また、必要に応じて浄化剤の下部か
らガスの出口までの間にじゃま板などを設けて乱流を生
じせしめ、粉が落下しやすくするなどの措置を構ずるこ
ともできる。
【0012】溜部に沈積した粉化物は、浄化終了後に浄
化筒底部に設けた蓋から抜き出してもよいが、溜部の下
部にダンパーなどを設けて、そこに袋を接続しておき、
溜った粉化物を下に抜き出すと袋ごと簡便に処理するこ
とができる。また、粉化物の溜部の側壁に覗き窓を設け
ることが好ましく、沈積する粉化物を監視することによ
り浄化反応の進行状況を知ることも可能である。
【0013】
【実施例】
実施例1、2 浄化部の内径108.3mm、長さ300mm、厚さ3
mm、溜部の内径158mm、長さ400mm、厚さ
3.4mmで側壁に覗き窓を設けた円筒状でステンレス
製の装置本体を製作し、浄化部の頭部および溜部の側壁
のそれぞれに差圧取り出し用の分岐管を設けた1インチ
のガス出入口配管を接続し、溜部の内部に支柱を設け、
エアーバイブレーターを取り付け、さらに、浄化部の外
壁に2KWのマイクロヒーターを配設することにより、
図1に示したと同様な有害ガスの浄化装置を製作した。
【0014】この浄化部に目皿棚として目の大きさが1
0メッシュのステンレス製の金網を固定し、その上に実
施例1として、市販のスポンジジルコニウム(純度9
9.5%)の破砕品を6〜8メッシュに振い分けたも
の、実施例2として市販のZr−Fe合金(ジルコニウ
ム80重量%、残部鉄)の破砕品を振い分けた6〜8メ
ッシュのものを各実験毎に1400ml充填し、それぞ
れ浄化装置とした。この浄化装置を用いて窒素弗化物を
含むガスの浄化試験をおこなった。
【0015】ヘリウムを5L/minでアップフローに
流通しながら、実施例1では300℃、実施例2では2
00℃に浄化筒の浄化剤充填部をヒータで加熱した。次
に、導入管よりヘリウムを16.3L/minで導入し
てエアーバイブレーターを駆動させ、浄化剤に振動を与
えると同時にこのガスを溜部内に放出し、一方溜部のガ
ス出入口からは三弗化窒素を供給し、両者を合わせて2
vol%の三弗化窒素を含むヘリウムとして、常圧で1
6.6L/min(空筒線速度LV=3cm/sec、
三弗化窒素として322ml/min)の流量でアップ
フロー方向に流通させた。三弗化窒素を流し始めてから
一定時間経過毎に、ヘリウムのみ2.8L/min(L
V=0.5cm/sec)流通して水柱マノメータを用
いてそれぞれの浄化筒の圧力損失を測定してから三弗化
窒素を流通するという操作を繰り返した。また、各々の
圧力損失測定直前に三弗化窒素を流通しながら浄化筒出
口ガス中の三弗化窒素濃度をガスクロマトグラフ法(定
量下限界10ppm)によって測定した。その結果、浄
化装置出口には窒素弗化物は検出されず、有害ガスは十
分に浄化されていることが確認された。この間、圧力損
失の急激な上昇は見られず、覗き窓から溜部の内部を観
察したしたところ白色の粉化物の沈積が認められた。こ
れらの結果を表1に示す。
【0016】
【表1】 表 1 実験番号 実施例1 実施例2 浄化剤 Zr Zr−Fe ヘリウム 圧力損失 流通時 (mmAq) 18 21 (実験開始) 1時間後 圧力損失 19 29 NF3 ND ND 2時間後 圧力損失 15 26 NF3 ND ND 3時間後 圧力損失 22 25 NF3 ND ND
【0017】
【発明の効果】本発明の有害ガスの浄化装置は有害ガス
と浄化剤との反応などによつて、粉化物が発生しても圧
力損失や浄化剤などに目詰まりを生ずることがなく、従
って、浄化剤の能力を十分に発揮しうるので、有害ガス
を効率よく浄化することができる。
【0018】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の有害ガスの浄化装置。
【符号の説明】
1 出入口 2 出入口 3 浄化部 4 溜部 5 目皿棚 6 浄化剤 7 ヒーター 8 覗き窓 9 支柱 10 バイブレーター 11 導入管 12 測定口 13 測定口

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】有害ガスの浄化中に発生する粉化物による
    装置内の圧力損失の上昇、およびガス流路の閉塞の防止
    手段を備えた有害ガスの浄化装置であって、ガスの出入
    口を有し、固形の浄化剤が充填され、かつ、ヒーターが
    配設された有害ガスの浄化部と、該浄化部の下部に位置
    し、有害ガスの浄化中に発生する粉化物を沈降させるた
    めの空間部およびガスの出入口を有する溜部とを備えて
    なることを特徴とする有害ガスの浄化装置。
  2. 【請求項2】装置の内部または外部にバイブレーターが
    取り付けられた請求項1に記載の浄化装置。
  3. 【請求項3】浄化部および溜部が円筒状であり、溜部の
    直径が浄化部のそれよりも大きいものである請求項1に
    記載の浄化装置。 【請求項3】溜部の側壁に覗き窓が設けられた請求項1
    に記載の浄化装置。
  4. 【請求項4】溜部側の出入口が有害ガスの入口、浄化部
    側の出入口が浄化されたガスの出口とされ、ガス流の方
    向がアップフローである請求項1に記載の浄化装置。
  5. 【請求項5】浄化部に充填される浄化剤がジルコニウム
    またはジルコニウム系二元もしくは多元合金である請求
    項1に記載の浄化装置。
  6. 【請求項6】処理対象有害ガスが窒素弗化物を含有する
    ガスである請求項6に記載の浄化装置。
  7. 【請求項7】窒素弗化物が三弗化窒素、四弗化二窒素、
    二弗化二窒素、六弗化二窒素から選ばれる1種または2
    種以上である請求項7に記載の浄化装置。
JP5020724A 1993-01-14 1993-01-14 有害ガスの浄化装置 Pending JPH06210133A (ja)

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JP5020724A JPH06210133A (ja) 1993-01-14 1993-01-14 有害ガスの浄化装置

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JPH06210133A true JPH06210133A (ja) 1994-08-02

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JP5020724A Pending JPH06210133A (ja) 1993-01-14 1993-01-14 有害ガスの浄化装置

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JP (1) JPH06210133A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0813897A3 (en) * 1996-06-21 1998-06-24 Japan Pionics Co., Ltd. Dust removing apparatus and dust removing method
JP2003053137A (ja) * 2001-08-17 2003-02-25 Japan Pionics Co Ltd 有害ガスの浄化方法

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EP0813897A3 (en) * 1996-06-21 1998-06-24 Japan Pionics Co., Ltd. Dust removing apparatus and dust removing method
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