JPH07185256A - 排ガスの乾式吸着処理方法及び装置 - Google Patents

排ガスの乾式吸着処理方法及び装置

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JPH07185256A
JPH07185256A JP5347165A JP34716593A JPH07185256A JP H07185256 A JPH07185256 A JP H07185256A JP 5347165 A JP5347165 A JP 5347165A JP 34716593 A JP34716593 A JP 34716593A JP H07185256 A JPH07185256 A JP H07185256A
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JP
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reaction tank
reaction
gas
adsorbent
weight
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JP5347165A
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Yasuhiro Iio
泰洋 飯尾
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Ebara Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高価な検知機や定期校正の手間がいらず、吸
着剤を100%活用することができ、かつ安全に半導体
や液晶の製造装置から排出される排ガスの処理ができる
乾式吸着処理方法及び装置を提供する。 【構成】 排ガス中の有害物質を吸着剤により除害する
乾式吸着処理方法において、該吸着剤を備えた2基の反
応槽1、2を流路変更可能8〜12に且つ直列に連結
し、後段の反応槽2重量を測定4することにより前段の
反応槽1の破過を検知6して、破過検知時には該前段の
反応槽1を更新するとともに、前記後段の反応槽2と前
段の反応槽1の被処理ガス通過順序が逆となるようにガ
スの流路を変更8〜12して処理するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、排ガスの乾式吸着処理
に係り、特に吸着量を重量として検知する半導体や液晶
の製造排ガスの乾式吸着処理方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体や液晶の製造装置から排出
されるガス中の有害成分(例えばCl 2 、HCl、Si
Cl4 、AlCl3 、BCl3 、H3 BO3 、F2 、H
F、SiF4 、AlF3 、HBr3 、Br2 、BC
3 、BF3 、BBr3 、TEOS、SiH4 、Si2
6 、SiH2 Cl2 、NH3 、NO2 、NO等)を活
性炭、金属酸化物、合成ゼオライト、アルカリ金属等の
吸着剤を用いて除去する排ガスの乾式吸着処理におい
て、吸着処理の終点、即ち吸着剤の破過点は、有害成分
の漏出を検知する方法、あるいは、吸着剤の吸着量を検
知する方法によりもとめられている。
【0003】有害成分の漏出を検知する方法は、有害成
分そのもの又は有害成分の存在を示唆する物質を検知器
により検知するもので、反応槽の後段に設置すれば正確
な吸着剤の破過検知が行える。検知器としては、ガス検
知器や色検知器があるが、ガス検知器はイニシャルコス
トや定期校正のコストがかかり、色検知器は排ガス中の
混在成分の影響を受けやすく、信頼性に欠けるうらみが
ある。また、このような方法は、微量とはいえ有害成分
の漏出を待って検知するため安全性に問題がある。
【0004】吸着剤の吸着量を検知する方法は、ロード
セル(ひずみ秤)のような重量計測手段により反応槽全
体の重量を計測し、所定の重量値を超えた場合に吸着剤
あるいは反応槽の変換をするものである。この方法は、
イニシャルコストが安く、定期校正のコストもいらない
上、有害成分の吸着量を連続して計測できるという利点
がある。しかしながら、微少な重量変化を正確に測定す
る事が難しいため、所定の重量を吸着剤の予想破過点と
想定し、更にこの方法は、単一の反応槽を持つ処理装置
に多く用いられていることから、安全のため、例えば、
該所定重量−0.5kg程度の重量値を吸着剤あるいは
反応槽の交換時期の目安としていた。
【0005】吸着剤の破過点とは処理の対象となる排ガ
スのリーク量がTLV値になる点とされている。ここで
Cl2 を例とすると、そのTLV値は0.5ppmであ
る。通常の処理条件であるガス量15SLMにおいて、
TLV値0.5ppmは15×0.5/106 ×71/
22.4=23.8×10-6g=0.0238mgに過
ぎない。実用上このような微少な重量変化を検知するこ
とは不可能に近い。一方、流入する排ガスの濃度は0〜
数%の範囲を短時間で変化しており、破過すれば排ガス
のリークは速やかにおこる。従って重量計測手段によ
り、ガス検知機に替えることはできない。
【0006】実際は、上記の条件ならば、容量50リッ
トルの反応槽の重量65kg、ガス吸着量7kgとして
交換時重量72kgといったレベルの計測によってい
る。図4にこの方法の考え方を示したが、予想破過点W
B の前に交換重量WS を設定するものである。また、排
ガスを生じるプロセス装置、例えばエッチング装置にお
いては、運転中に排ガスのリークがあっても、そのロッ
トの処理が終わるまでは運転を停止できないという事情
もある。従って、反応槽中の吸着能力に余裕がある状態
で変換することとなり、吸着剤を100%活用すること
ができなかった。
【0007】近年、複数の反応槽を用いる装置が開発さ
れている。例えば、特願平4−224543号等に安全
上の対応として補助的な反応槽を主反応槽の後段に設け
られたものの例がある。しかし、後段の反応槽は主反応
槽の5/100程度の小容積とされることが多く、更に
重量による破過の検知はより困難となる。従って安全上
の対応や、切り換え時用の予備機として使用されるにと
どまり、複数の反応槽を主反応槽としてシリーズに排ガ
スを通過させる装置、ならびにその運転方法は知られて
いない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記従来技
術の問題点を解消し、高価な検知機や定期校正の手間が
いらず、吸着剤を100%活用することができ、且つ安
全に半導体や液晶の製造装置から排出される排ガスの処
理ができる乾式吸着処理方法及び処理装置を提供するこ
とを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、排ガス中の有害物質を吸着剤により除
害する乾式吸着処理方法において、該吸着剤を備えた2
基の反応槽を流路変更可能に且つ直列に連結し、後段の
反応槽重量を測定することにより前段の反応槽の破過を
検知して、破過検知時には該前段の反応槽を更新すると
ともに、前記後段の反応槽と前段の反応槽の被処理ガス
通過順序が逆となるようにガスの流路を変更して処理す
ることとしたものである。
【0010】また、本発明では、排ガス中の有害物質を
吸着剤により除害する乾式吸着処理装置において、該吸
着剤を備えた2基の反応槽と、第1の反応槽へ排ガスを
導く配管と、第2の反応槽へ排ガスを導く配管と、第1
の反応槽から第2の反応槽へガスを導く配管と、第2の
反応槽から第1の反応槽へガスを導く配管と、第1の反
応槽から処理ガスを系外へ導く配管と、第2の反応槽か
ら処理ガスを系外へ導く配管と、第1の反応槽からの流
出ガス流を第2の反応槽又は系外に切り替え分配する弁
と、第2の反応槽からの流出ガス流を第1の反応槽又は
系外に切り替え分配する弁とを配備し、2基の反応槽を
流路変更可能かつ直列に連絡するとともに、前記2基の
反応槽に各々少なくとも該反応槽の重量を計測する重量
計測装置を付設したものである。前記処理装置におい
て、2基の反応槽は、吸着剤層を空間部を介して複数段
備えたものであるのがよい。
【0011】本発明は、吸着反応が反応槽の入り口の吸
着剤から順に進行するという特性に基づき、複数の反応
槽を直列に設置し、前段の反応槽の破過を後段の反応槽
へのガスのリークにより検知することを要点とする。こ
れにより、前段の反応槽の吸着剤を100%活用し、破
過確認と交換を行うことができる。また、後段の反応槽
により安全を確保されているので、シビアなガス検知が
不要であり、ロードセル等による重量変化による方法が
適用でき、ガス検知のための高価な測定機やそのメンテ
ナンスがいらない。さらに反応槽は前段後段の順を交互
に入れ替えるため、いずれかの反応槽を予備的なものと
することなく吸着剤を100%活用できる。
【0012】なお、本発明は、前段と後段の2基の反応
槽として説明しているが、前段の1基の反応槽を多段に
設けて3基以上の多段としてもよいが、最終段(後段)
の重量変化がそれ以前の段にある反応槽の破過を検知す
る手段であることは同じであり、効果、作用とも差異は
ない。更に、各反応槽は単段の吸着剤層を有しても良
く、多段の吸着剤層を内蔵するものでも良い。特に多段
の吸着剤層を空間を介して配備すれば、ガスの短絡する
連通孔を生じるような事故を防止できる。各段の容積比
は適宜選定できる。従来の補助反応槽を備えたものを利
用しても良い。いずれにせよ各反応槽は等容積とするこ
とが好ましい。
【0013】
【作用】本発明は、吸着剤が吸着処理中に流入側から順
次吸着力を失っていくという性質のため、後段の反応槽
へは前段の反応槽が破過した後、ガス中の除害対象成分
が流入するという知見を利用したものである。その概念
をグラフで示したものが図3である。図3は横軸が運転
時間で、縦軸が吸着重量である。図3において、前段の
No1反応槽の交換時期を示す後段のNo2反応槽のW
I はNo2反応槽の破過点WB までに十分に余裕をもっ
て設定できるので、即時にプロセスを停止できなくても
差支えない。また、極めて微量な重量変化を検知する必
要もなく、従来の処理装置を大幅に変更することなく、
本発明を実施できる。
【0014】また、吸着剤は100%使用した後交換す
るため、交換の手間が減少し、省資源的であり、ガス中
の有害物のリークは構造的になくなった。更に、前段の
反応槽の吸着剤層中にガスが短絡する連通孔を生じるよ
うな事故を生じた場合においても、次段導入部で一旦ガ
スが拡散するため、後段反応槽では有害物のリークを吸
着剤層の全断面で回収することができる。
【0015】
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 図1及び図2を用いて、本発明を2槽を設置した場合を
例として説明する。図において、1はNo1反応槽、2
はNo2反応槽で、3と4は重量計測用のロードセル
で、5,6は重量指示警報器であり、2つの反応槽は切
換弁を有する配管系で連結されている。
【0016】排ガス処理の第1の段階において、処理装
置は図1のように設定されている。即ち2槽の反応槽
1,2はガスの流路を切り換え可能に弁を配備した配管
群により連結され、各々の反応槽には該反応槽1,2の
重量を計測するロートセル3,4が付設され、その重量
は重量指示警報器(WIAと略記する)5,6により表
示され、設定値に達すれば警報等の信号が発せられる。
以下の弁体の開閉は手動でも自動としても良い。
【0017】図1の状態では弁7,10,12を開、
8,9,11を閉として、ガスは反応槽1次いで反応槽
2を通過して処理され排出される。処理の進行に従って
反応槽1の重量は増加し、やがて破過重量WB に達す
る。処理はそのまま続けられ反応槽1の重量はWB を維
持し、反応槽2の重量が増加してくる。やがて反応槽2
の重量が所定の重量値WI に達すれば、反応槽1は破過
したことが確認できるので弁7,10を閉とし弁8を開
として反応槽2のみで処理を進行させつつ、反応槽1を
交換する。
【0018】その後、この処理装置は図2に示すような
第2の段階の処理を行う。即ち、弁8,9,11を開と
し、弁7,10,12を閉とし、配管13,15,20
を経由してガスは反応槽2へ送られる。反応槽2は一部
の吸着剤が既に使用された状態から続けてガスを処理す
る。反応槽2を出たガスは配管21,16,14を経由
して更新された反応槽1へと送られる。即ち、反応槽2
を前段として反応槽1を後段とした訳である。この状態
で処理を行い反応槽1の重量が所定の重量WIに達すれ
ば、反応槽2を交換する。これは第1の段階と同様の方
法であり、第2の段階での交換が終了すれば再び第1の
段階、即ち図1の状態にして連続して処理を行うことが
できる。
【0019】実施例2 次に、実施例1の装置を用いて、BCl3 、Cl2 系の
エッチャ排ガスの処理を行った。図1、2に示した装置
構成とし、流入ガス条件をN2 ベース10リットル/m
inに対して、Cl2 濃度平均:1000ppm、BC
3 濃度平均:3000ppmとした。処理経過に伴う
各槽の重量と出口側濃度の変化を表1に示す。
【0020】
【表1】
【0021】表1の結果より、WB は、7.5〜8.0
kgの間になることが分かる。従来よりの装置では、W
S =7.5kgにおいて、反応槽の使用を終了しなけれ
ばならない。No.2層のWI =0.5kgに設定すれ
ば、No.1槽の寿命は吸着重量ベースで約10%アッ
プすることになることが、上記結果より判かる。上表よ
りさらに通ガスを継続した場合、No.1は飽和吸着状
態にあるため重量増加はなくなり、No.2層のみ重量
増加する。
【0022】
【発明の効果】本発明の方法及び装置によれば、次のよ
うな効果を奏する。 (1)反応槽の処理能力を100%利用できる。 (2)反応槽交換時期を後段反応槽の初期吸着時期にず
らすことによって、正確な破過検知が不要となり、処理
ガス中に有害ガスをリークせずに交換できる。 (3)簡便な重量計で安全に交換時期を検知できる。 (4)プロセス装置が運転中であっても運転に支障なく
反応槽の交換ができる(プロセス装置のダウンタイムが
ゼロになる。)
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の処理装置を用いた系統図。
【図2】本発明の処理装置を用いた他の系統図。
【図3】本発明による反応槽交換時期を説明するグラ
フ。
【図4】従来の反応槽の交換時期を説明するグラフ。
【符号の説明】
1:No1反応槽、2:No2反応槽、3,4:ロード
セル、5,6:重量指示警報器、7〜12:切換弁、1
3〜22:配管、WB :破過点の重量、WS :反応槽交
換重量(WB −(1〜0.5kg)) WI :前段反応器交換時の後段反応器重量(例、0.5
kg)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排ガス中の有害物質を吸着剤により除害
    する乾式吸着処理方法において、該吸着剤を備えた2基
    の反応槽を流路変更可能に且つ直列に連結し、後段の反
    応槽重量を測定することにより前段の反応槽の破過を検
    知して、破過検知時には該前段の反応槽を更新するとと
    もに、前記後段の反応槽と前記前段の反応槽の被処理ガ
    ス通過順序が逆となるようにガスの流路を変更して処理
    することを特徴とする排ガスの乾式吸着処理方法。
  2. 【請求項2】 排ガス中の有害物質を吸着剤により除害
    する乾式吸着処理装置において、該吸着剤を備えた2基
    の反応槽と、第1の反応槽へ排ガスを導く配管と、第2
    の反応槽へ排ガスを導く配管と、第1の反応槽から第2
    の反応槽へガスを導く配管と、第2の反応槽から第1の
    反応槽へガスを導く配管と、第1の反応槽から処理ガス
    を系外へ導く配管と、第2の反応槽から処理ガスを系外
    へ導く配管と、第1の反応槽からの流出ガス流を第2の
    反応槽又は系外に切り替え分配する弁と、第2の反応槽
    からの流出ガス流を第1の反応槽又は系外に切り替え分
    配する弁とを配備し、2基の反応槽を流路変更可能かつ
    直列に連絡するとともに、前記2基の反応槽に各々少な
    くとも該反応槽の重量を計測する重量計測装置を付設し
    たことを特徴とする排ガスの乾式吸着処理装置。
  3. 【請求項3】 前記2基の反応槽は、吸着剤層を空間部
    を介して複数段備えたものであることを特徴とする請求
    項2記載の排ガスの乾式吸着処理装置。
JP5347165A 1993-12-27 1993-12-27 排ガスの乾式吸着処理方法及び装置 Pending JPH07185256A (ja)

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