JPH1119471A - 三弗化窒素の除害方法および装置 - Google Patents
三弗化窒素の除害方法および装置Info
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- JPH1119471A JPH1119471A JP9174476A JP17447697A JPH1119471A JP H1119471 A JPH1119471 A JP H1119471A JP 9174476 A JP9174476 A JP 9174476A JP 17447697 A JP17447697 A JP 17447697A JP H1119471 A JPH1119471 A JP H1119471A
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- gas
- nitrogen trifluoride
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 酸素を含むＮＦ３を安全かつ効率的に
処理する。 【解決手段】 三弗化窒素および酸素を含む排ガスと
還元性ガスとを混合し、反応させて三弗化窒素を除害す
る方法において、反応に先立って該排ガス中の酸素の少
なくとも一部を除く。
処理する。 【解決手段】 三弗化窒素および酸素を含む排ガスと
還元性ガスとを混合し、反応させて三弗化窒素を除害す
る方法において、反応に先立って該排ガス中の酸素の少
なくとも一部を除く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、三弗化窒素ガス
（以下、ＮＦ３と称す）の除害方法および除害装置に関
する。
（以下、ＮＦ３と称す）の除害方法および除害装置に関
する。
【０００２】
【従来技術】現在、地球環境に悪影響をもたらすフロン
やＣＯ２などに対して規制が行われていることは周知で
あり、ＮＦ３も自然界ではなかなか分解しない物質であ
る。ＮＦ３ガスは、近年、半導体製造に於いてクリーニ
ングガスとして多量に使用されている。しかし、毒性が
あることから、排ガス中に残存するＮＦ３を除去する必
要がある。
やＣＯ２などに対して規制が行われていることは周知で
あり、ＮＦ３も自然界ではなかなか分解しない物質であ
る。ＮＦ３ガスは、近年、半導体製造に於いてクリーニ
ングガスとして多量に使用されている。しかし、毒性が
あることから、排ガス中に残存するＮＦ３を除去する必
要がある。
【０００３】上記問題を解決する方法に、高温下で活性
炭を充填したカラムにＮＦ３を含む排ガスを通気する方
法（特開昭６２−２３７９２９号公報）が知られてい
る。しかしながら、この方法では、地球温暖化の原因の
一つとも言われるＣＦ４を放出する結果となる。
炭を充填したカラムにＮＦ３を含む排ガスを通気する方
法（特開昭６２−２３７９２９号公報）が知られてい
る。しかしながら、この方法では、地球温暖化の原因の
一つとも言われるＣＦ４を放出する結果となる。
【０００４】また、金属酸化物と反応させて除害する方
法（特開平３−１８１３１６号公報）も知られている
が、これも約５００℃の高温下で反応を行うことに加
え、ＮＯ ｘを生成するという問題がある。さらに、金属
酸化物は反応によって金属弗化物となりＮＦ３除害能力
を失うので、定期的な金属弗化物の取り出しと金属酸化
物の充填が必要となり、ランニングコストが高くなると
いう欠点がある。
法（特開平３−１８１３１６号公報）も知られている
が、これも約５００℃の高温下で反応を行うことに加
え、ＮＯ ｘを生成するという問題がある。さらに、金属
酸化物は反応によって金属弗化物となりＮＦ３除害能力
を失うので、定期的な金属弗化物の取り出しと金属酸化
物の充填が必要となり、ランニングコストが高くなると
いう欠点がある。
【０００５】さらに、高温下でガス状の弗化物を生成す
るような金属を充填したカラムにＮＦ３を通気する方法
（特開昭６１−２０４０２５号公報）も知られている
が、これによって生成されるガス状の弗化物の処理設備
が必要であり、装置が大型化する欠点がある。
るような金属を充填したカラムにＮＦ３を通気する方法
（特開昭６１−２０４０２５号公報）も知られている
が、これによって生成されるガス状の弗化物の処理設備
が必要であり、装置が大型化する欠点がある。
【０００６】以上の除害方法では除害装置に充填した除
害剤の交換または補充が必要で、そのためにランニング
コストが高くなるという共通の欠点がある。これに対
し、ＮＦ３を触媒の存在下還元性ガスと反応させて除害
する方法が知られており、触媒交換の頻度は前記除害剤
の交換頻度に比べてはるかに低いという利点がある。還
元性ガスとしては水素（特開平２−３０３５２４号公
報）、炭化水素（特開平８−１３１７７４号公報）、お
よび塩化水素（特開平３−６５２１９号公報）が知られ
ている。
害剤の交換または補充が必要で、そのためにランニング
コストが高くなるという共通の欠点がある。これに対
し、ＮＦ３を触媒の存在下還元性ガスと反応させて除害
する方法が知られており、触媒交換の頻度は前記除害剤
の交換頻度に比べてはるかに低いという利点がある。還
元性ガスとしては水素（特開平２−３０３５２４号公
報）、炭化水素（特開平８−１３１７７４号公報）、お
よび塩化水素（特開平３−６５２１９号公報）が知られ
ている。
【０００７】しかしながら、ＣＶＤ装置等からのＮＦ３
含有排ガス中には酸素が含まれることが多く、本発明者
らの知見によれば還元性ガスの少なくとも一部が酸素に
よって消費され、除害に必要な還元性ガスの量を増加す
る必要がある。また、還元性ガスと酸素との反応は発熱
量の増加をもたらし、除害装置の温度制御が難しくなる
という問題が発生する。
含有排ガス中には酸素が含まれることが多く、本発明者
らの知見によれば還元性ガスの少なくとも一部が酸素に
よって消費され、除害に必要な還元性ガスの量を増加す
る必要がある。また、還元性ガスと酸素との反応は発熱
量の増加をもたらし、除害装置の温度制御が難しくなる
という問題が発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ＮＦ３を安
全、かつ効率的に除害する方法および除害装置を提供す
ることを目的としたものである。
全、かつ効率的に除害する方法および除害装置を提供す
ることを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明はＮＦ３中の酸素
含有排ガス中の酸素濃度を特定することにより、ＮＦ ３
を安全、かつ効率的に除害する方法および除害装置を鋭
意検討した結果、本発明を完成したものである。
含有排ガス中の酸素濃度を特定することにより、ＮＦ ３
を安全、かつ効率的に除害する方法および除害装置を鋭
意検討した結果、本発明を完成したものである。
【００１０】即ち、本発明は三弗化窒素および酸素を含
む排ガスと還元性ガスとを混合し、反応させて三弗化窒
素を除害する方法において、反応に先立って該排ガス中
の酸素の少なくとも一部を除くことを特徴とする三弗化
窒素の除害方法であり、また、本発明はＮＦ３含有排ガ
ス導入口５、該ＮＦ３含有排ガス導入口５から酸素の少
なくとも一部を除くための酸素分離装置６、該酸素分離
装置６から排出される酸素放出口７と酸素分離装置６か
ら排出されるＮＦ３含有排ガス導入口８と還元性ガス９
を反応させるための還元反応器１２、および該還元反応
器１２中で生成した弗素化合物を除去するための弗素化
合物処理装置１４からなる三弗化窒素の除害装置に関す
る。
む排ガスと還元性ガスとを混合し、反応させて三弗化窒
素を除害する方法において、反応に先立って該排ガス中
の酸素の少なくとも一部を除くことを特徴とする三弗化
窒素の除害方法であり、また、本発明はＮＦ３含有排ガ
ス導入口５、該ＮＦ３含有排ガス導入口５から酸素の少
なくとも一部を除くための酸素分離装置６、該酸素分離
装置６から排出される酸素放出口７と酸素分離装置６か
ら排出されるＮＦ３含有排ガス導入口８と還元性ガス９
を反応させるための還元反応器１２、および該還元反応
器１２中で生成した弗素化合物を除去するための弗素化
合物処理装置１４からなる三弗化窒素の除害装置に関す
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明を更に詳細に説明す
る。本発明の除害方法は超ＬＳＩエッチング装置からの
排ガス、ＣＶＤクリーニングガスの排ガスなど、ＮＦ３
を含むガスの除害に適用される。ＮＦ３を含むガスは還
元性ガスと反応し除害される。
る。本発明の除害方法は超ＬＳＩエッチング装置からの
排ガス、ＣＶＤクリーニングガスの排ガスなど、ＮＦ３
を含むガスの除害に適用される。ＮＦ３を含むガスは還
元性ガスと反応し除害される。
【００１２】本発明の還元性ガスとは水素、アンモニ
ア、炭化水素、塩化水素等、反応によりＮＦ３を還元・
分解することができるガスである。本発明を限定するも
のではないが、これらの還元性ガスとＮＦ３との主反応
は次の式で表現される。
ア、炭化水素、塩化水素等、反応によりＮＦ３を還元・
分解することができるガスである。本発明を限定するも
のではないが、これらの還元性ガスとＮＦ３との主反応
は次の式で表現される。
【００１３】２ＮＦ３＋３Ｈ２→Ｎ２＋６ＨＦ ＮＦ３＋ＮＨ３→Ｎ２＋３ＨＦ 〔（４ｍ＋ｎ）／３〕ＮＦ３＋ＣｍＨｎ→ｍＣＦ４＋
〔（４ｍ＋ｎ）／６〕Ｎ２＋ｎＨＦ ２ＮＦ３＋６ＨＣｌ→Ｎ２＋６ＨＦ＋３Ｃｌ２ なかでも水素とアンモニアは反応の主生成物がＮ２とＨ
Ｆのみで後処理が容易なので、好ましい還元性ガスであ
る。
〔（４ｍ＋ｎ）／６〕Ｎ２＋ｎＨＦ ２ＮＦ３＋６ＨＣｌ→Ｎ２＋６ＨＦ＋３Ｃｌ２ なかでも水素とアンモニアは反応の主生成物がＮ２とＨ
Ｆのみで後処理が容易なので、好ましい還元性ガスであ
る。
【００１４】反応は触媒の存在下に行われることが望ま
しく、用いられる触媒に特に制限はないが、例えばＮ
ａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｖ、 Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｏ
ｓ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、弗
化物等が挙げられる。中でもＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕより
なる群から選ばれる元素を含有する触媒が好ましい。こ
れらのうち、酸化物や炭酸塩を用いた場合にはＮＦ３の
還元・分解反応で生成する弗素化合物によって触媒が弗
素化されるため、触媒性能が経時的に変化する。金属弗
化物は弗素化による触媒性能の経時変化がないので、好
ましい触媒である。
しく、用いられる触媒に特に制限はないが、例えばＮ
ａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ｇａ、
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｈｆ、Ｖ、 Ｃｒ、Ｍｎ、Ｔｃ、Ｆｅ、
Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｏ
ｓ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属、酸化物、炭酸塩、硫酸塩、弗
化物等が挙げられる。中でもＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｚｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕより
なる群から選ばれる元素を含有する触媒が好ましい。こ
れらのうち、酸化物や炭酸塩を用いた場合にはＮＦ３の
還元・分解反応で生成する弗素化合物によって触媒が弗
素化されるため、触媒性能が経時的に変化する。金属弗
化物は弗素化による触媒性能の経時変化がないので、好
ましい触媒である。
【００１５】触媒の形状は球状、タブレット状、リング
状、破砕品（不定型）等、任意の形状を用いることがで
きる。また、活性成分をアルミナ、チタニア等の担体に
担持することも本願発明の範囲に含まれる。
状、破砕品（不定型）等、任意の形状を用いることがで
きる。また、活性成分をアルミナ、チタニア等の担体に
担持することも本願発明の範囲に含まれる。
【００１６】ＮＦ３と還元性ガスとの反応は還元性ガス
の種類によらず大きな発熱反応なので、還元性ガスとの
反応の前段階でＮＦ３をあらかじめ窒素等のガスで希釈
しておくことが望ましい。希釈後のＮＦ３濃度は０．１
〜１０％、好ましくは０．５〜３％が好適である。
の種類によらず大きな発熱反応なので、還元性ガスとの
反応の前段階でＮＦ３をあらかじめ窒素等のガスで希釈
しておくことが望ましい。希釈後のＮＦ３濃度は０．１
〜１０％、好ましくは０．５〜３％が好適である。
【００１７】還元性ガスとＮＦ３との反応でＮＦ３を除
害する場合、排ガス中に酸素が含まれると還元性ガスの
一部が酸素によって消費され、除害に必要な還元性ガス
の量を増加する必要がある。このため、本発明において
はＮＦ３含有排ガス中の酸素の少なくとも一部を分離・
除去し、酸素濃度を０．５容量％（以下、単に％で表示
する）以下、望ましくは０．１％以下に下げるのが好ま
しい。
害する場合、排ガス中に酸素が含まれると還元性ガスの
一部が酸素によって消費され、除害に必要な還元性ガス
の量を増加する必要がある。このため、本発明において
はＮＦ３含有排ガス中の酸素の少なくとも一部を分離・
除去し、酸素濃度を０．５容量％（以下、単に％で表示
する）以下、望ましくは０．１％以下に下げるのが好ま
しい。
【００１８】酸素を分離する方法としては、ＮＦ３と酸
素の分離能力を有する吸着剤を用いる方法や分離膜を用
いる方法がある。吸着剤としては、モレキュラーシーブ
５Ａ、モレキュラーシーブ１３Ｘ等のゼオライトが適し
ている。分離膜としては空気中の酸素と窒素を分離する
のに使用されている膜が本発明に適用できる。
素の分離能力を有する吸着剤を用いる方法や分離膜を用
いる方法がある。吸着剤としては、モレキュラーシーブ
５Ａ、モレキュラーシーブ１３Ｘ等のゼオライトが適し
ている。分離膜としては空気中の酸素と窒素を分離する
のに使用されている膜が本発明に適用できる。
【００１９】還元性ガスとＮＦ３との反応温度は還元性
ガスの種類や触媒によって異なるが、通常０〜６００℃
の範囲で適宜選択される。なかでも１００〜４５０℃、
好ましくは１５０〜３００℃で反応させるのが良い。反
応温度が１００℃未満では、工業的に許容される速度で
反応を進めることができず、また、反応温度が４５０℃
を越えると装置の耐熱性、耐食性に問題が生じ、設備費
が高くなるので好ましくない。
ガスの種類や触媒によって異なるが、通常０〜６００℃
の範囲で適宜選択される。なかでも１００〜４５０℃、
好ましくは１５０〜３００℃で反応させるのが良い。反
応温度が１００℃未満では、工業的に許容される速度で
反応を進めることができず、また、反応温度が４５０℃
を越えると装置の耐熱性、耐食性に問題が生じ、設備費
が高くなるので好ましくない。
【００２０】還元性ガスとして水素を用いる場合、添加
される水素のＮＦ３に対するモル比は１．５〜１０、好
ましくは１．５〜５が好適である。モル比が１．５未満
ではＮＦ３の分解率が低くなり好ましくない。また、モ
ル比が１０を越えるとＮＦ３の分解率は上昇せず、可燃
性ガスである水素が多量に残留するので好ましくない。
される水素のＮＦ３に対するモル比は１．５〜１０、好
ましくは１．５〜５が好適である。モル比が１．５未満
ではＮＦ３の分解率が低くなり好ましくない。また、モ
ル比が１０を越えるとＮＦ３の分解率は上昇せず、可燃
性ガスである水素が多量に残留するので好ましくない。
【００２１】また、還元性ガスとしてアンモニアを用い
る場合、添加されるアンモニアの量はＮＦ３に対するモ
ル比で１〜１０、好ましくは１〜４である。モル比が１
未満ではＮＦ３の分解率が低くなり好ましくない。ま
た、モル比が１０を越えるとＮＦ３の分解率は上昇せ
ず、かえって残留アンモニアの処理対策が必要となり好
ましくない。
る場合、添加されるアンモニアの量はＮＦ３に対するモ
ル比で１〜１０、好ましくは１〜４である。モル比が１
未満ではＮＦ３の分解率が低くなり好ましくない。ま
た、モル比が１０を越えるとＮＦ３の分解率は上昇せ
ず、かえって残留アンモニアの処理対策が必要となり好
ましくない。
【００２２】更に、還元性ガスとして炭化水素を用いる
場合、添加される炭化水素の量はＮＦ３との反応の量論
比からその１０倍の範囲が好ましい。また更に、還元性
ガスとして塩化水素を用いる場合、添加される塩化水素
の量はＮＦ３に対するモル比で３〜３０、好ましくは３
〜１０が好適である。
場合、添加される炭化水素の量はＮＦ３との反応の量論
比からその１０倍の範囲が好ましい。また更に、還元性
ガスとして塩化水素を用いる場合、添加される塩化水素
の量はＮＦ３に対するモル比で３〜３０、好ましくは３
〜１０が好適である。
【００２３】反応の空間速度は１００〜１００，０００
ｈｒ−１、好ましくは１，０００〜５０、０００ｈｒ
−１が好適である。
ｈｒ−１、好ましくは１，０００〜５０、０００ｈｒ
−１が好適である。
【００２４】ＮＦ３と還元性ガスとの反応により、弗素
化合物が生成する。この弗素化合物はアルカリ土類酸化
物やソーダライムのような塩基性酸化物で容易に吸着除
去することができる。これらの吸着剤は安価であり、結
果としてＮＦ３除害プロセスのランニングコストが低減
される。
化合物が生成する。この弗素化合物はアルカリ土類酸化
物やソーダライムのような塩基性酸化物で容易に吸着除
去することができる。これらの吸着剤は安価であり、結
果としてＮＦ３除害プロセスのランニングコストが低減
される。
【００２５】あるいは、弗素化合物をアルカリ性水溶液
で洗浄して除去することもできる。半導体製造プロセス
排ガスの処理ラインにはスクラバーが設置されているこ
とが多く、その場合には既設スクラバーを利用して弗素
化合物を除去するのが有利である。
で洗浄して除去することもできる。半導体製造プロセス
排ガスの処理ラインにはスクラバーが設置されているこ
とが多く、その場合には既設スクラバーを利用して弗素
化合物を除去するのが有利である。
【００２６】本発明における装置の例を図１に示す。Ｃ
ＶＤ装置等のＮＦ３排出設備１より排出されるＮＦ３含
有排ガス２は希釈用窒素供給導入口３を通して供給され
る希釈用窒素ガスと混合され、ＮＦ３含有排ガス２およ
びＮＦ３含有排ガス５を経由して、ＮＦ３除害装置１６
に導かれる。途中、ＮＦ３以外の成分の除害装置４を経
由しても良く、また、該除害装置４は省略されてもよ
い。ＮＦ３除害装置１６内においては、まず酸素分離装
置６でＮＦ３含有排ガス２中の酸素の少なくとも一部が
除かれる。酸素分離装置６に吸着剤を使用する場合、吸
着剤を３〜１０本の吸着塔に分割充填し、各吸着塔には
キャリアーガスである窒素を常時流す。酸素分離装置６
に導入されたＮＦ３含有排ガス２は切り替えバルブによ
って各吸着塔に順次導入され、吸着塔内でＮＦ３と酸素
が分離される。吸着剤としてモレキュラーシーブ５Ａや
モレキュラーシーブ１３Ｘを使用した場合は最初に酸素
が流出してくるので、この部分は酸素放出口７を通して
系外にパージし、ＮＦ３が流出してくる部分をＮＦ３含
有排ガス導入口８を経由して還元反応器１２に導く。還
元性ガス９は、流量調節装置１０、および還元性ガス導
入口１１を経て還元反応器１２の入口で酸素分離装置６
から排出されたＮＦ３含有排ガスと混合される。還元反
応器１２では例えば、 ２ＮＦ３＋３Ｈ２→Ｎ２＋６ＨＦ ＮＦ３＋ＮＨ３→Ｎ２＋３ＨＦ なる反応でＮＦ３が分解・除害される。ＮＦ３が除害さ
れたガスは還元済ガス導入口１３を経て弗素化合物処理
装置１４に導かれる。弗素化合物処理装置１４では還元
反応器１２で生成した弗素化合物が除去される。通常、
弗素化合物処理装置１４は吸着処理装置あるいはスクラ
バーである。処理を終了したガスは除害済ガス排出口１
５から排出され、そのまま、あるいは他の排ガス処理装
置を経て大気中に放出される。
ＶＤ装置等のＮＦ３排出設備１より排出されるＮＦ３含
有排ガス２は希釈用窒素供給導入口３を通して供給され
る希釈用窒素ガスと混合され、ＮＦ３含有排ガス２およ
びＮＦ３含有排ガス５を経由して、ＮＦ３除害装置１６
に導かれる。途中、ＮＦ３以外の成分の除害装置４を経
由しても良く、また、該除害装置４は省略されてもよ
い。ＮＦ３除害装置１６内においては、まず酸素分離装
置６でＮＦ３含有排ガス２中の酸素の少なくとも一部が
除かれる。酸素分離装置６に吸着剤を使用する場合、吸
着剤を３〜１０本の吸着塔に分割充填し、各吸着塔には
キャリアーガスである窒素を常時流す。酸素分離装置６
に導入されたＮＦ３含有排ガス２は切り替えバルブによ
って各吸着塔に順次導入され、吸着塔内でＮＦ３と酸素
が分離される。吸着剤としてモレキュラーシーブ５Ａや
モレキュラーシーブ１３Ｘを使用した場合は最初に酸素
が流出してくるので、この部分は酸素放出口７を通して
系外にパージし、ＮＦ３が流出してくる部分をＮＦ３含
有排ガス導入口８を経由して還元反応器１２に導く。還
元性ガス９は、流量調節装置１０、および還元性ガス導
入口１１を経て還元反応器１２の入口で酸素分離装置６
から排出されたＮＦ３含有排ガスと混合される。還元反
応器１２では例えば、 ２ＮＦ３＋３Ｈ２→Ｎ２＋６ＨＦ ＮＦ３＋ＮＨ３→Ｎ２＋３ＨＦ なる反応でＮＦ３が分解・除害される。ＮＦ３が除害さ
れたガスは還元済ガス導入口１３を経て弗素化合物処理
装置１４に導かれる。弗素化合物処理装置１４では還元
反応器１２で生成した弗素化合物が除去される。通常、
弗素化合物処理装置１４は吸着処理装置あるいはスクラ
バーである。処理を終了したガスは除害済ガス排出口１
５から排出され、そのまま、あるいは他の排ガス処理装
置を経て大気中に放出される。
【００２７】本発明で使用される酸素分離装置の例を図
２に示す。吸着塔１〜３の入口側にはＮＦ３含有排ガス
を各吸着塔に順次切り替えて導入するための制御弁Ａ〜
Ａ″とキャリアーガスである窒素を常時導入するための
制御弁Ｂ〜Ｂ″を設ける。吸着塔１〜３の出口側には吸
着塔を通過したガスを放出するか他の排ガス処理工程に
直接送るための制御弁Ｃ〜Ｃ″、および還元反応器４に
導くための制御弁Ｄ〜Ｄ″を設ける。吸着塔１〜３には
ＮＦ３と酸素との分離能力を有する吸着剤を充填する。
２に示す。吸着塔１〜３の入口側にはＮＦ３含有排ガス
を各吸着塔に順次切り替えて導入するための制御弁Ａ〜
Ａ″とキャリアーガスである窒素を常時導入するための
制御弁Ｂ〜Ｂ″を設ける。吸着塔１〜３の出口側には吸
着塔を通過したガスを放出するか他の排ガス処理工程に
直接送るための制御弁Ｃ〜Ｃ″、および還元反応器４に
導くための制御弁Ｄ〜Ｄ″を設ける。吸着塔１〜３には
ＮＦ３と酸素との分離能力を有する吸着剤を充填する。
【００２８】吸着塔入口の制御弁Ｂ〜Ｂ″は運転中常時
開とし、ライン７を経由してキャリアーガスである窒素
を導入する。ＮＦ３含有排ガスはライン６を経由して制
御弁Ａ〜Ａ″のいずれかを通り、吸着塔１〜３のいずれ
かに順次導入される。たとえば、最初の１分間は制御弁
Ａのみを開、次の１分間は制御弁Ａ′のみを開、さらに
次の１分間は制御弁Ａ″のみを開とし、順次これを繰り
返す。ここでは吸着塔が３基の場合について説明した
が、吸着塔の基数が多い場合も同様である。
開とし、ライン７を経由してキャリアーガスである窒素
を導入する。ＮＦ３含有排ガスはライン６を経由して制
御弁Ａ〜Ａ″のいずれかを通り、吸着塔１〜３のいずれ
かに順次導入される。たとえば、最初の１分間は制御弁
Ａのみを開、次の１分間は制御弁Ａ′のみを開、さらに
次の１分間は制御弁Ａ″のみを開とし、順次これを繰り
返す。ここでは吸着塔が３基の場合について説明した
が、吸着塔の基数が多い場合も同様である。
【００２９】一方、吸着塔出口側では、各吸着塔から酸
素とキャリアーガスが主として排出される間は制御弁Ｃ
〜Ｃ″を開、制御弁Ｄ〜Ｄ″を閉として吸着塔を通過し
たガスをライン８を経由して放出するか、他の排ガス処
理工程に直接送る。次いで、吸着塔を通過したガス中の
酸素濃度が低下してきたところで制御弁Ｃ〜Ｃ″を閉、
制御弁Ｄ〜Ｄ″を開としてガスを還元反応器４に導入す
る。還元反応器４は必要に応じてヒーター５により加熱
され、ここで還元性ガスライン（図示せず）から導入さ
れる還元性ガスによってＮＦ３が除害される。
素とキャリアーガスが主として排出される間は制御弁Ｃ
〜Ｃ″を開、制御弁Ｄ〜Ｄ″を閉として吸着塔を通過し
たガスをライン８を経由して放出するか、他の排ガス処
理工程に直接送る。次いで、吸着塔を通過したガス中の
酸素濃度が低下してきたところで制御弁Ｃ〜Ｃ″を閉、
制御弁Ｄ〜Ｄ″を開としてガスを還元反応器４に導入す
る。還元反応器４は必要に応じてヒーター５により加熱
され、ここで還元性ガスライン（図示せず）から導入さ
れる還元性ガスによってＮＦ３が除害される。
【００３０】
【実施例】以下、本発明を実施例をもってより詳細に説
明する。 実施例１ ニッケル３０重量％、弗化カルシウム７０重量％からな
る触媒を１〜２ｍｍに粉砕し、４０ｇを内径２０ｍｍの
流通式反応器に充填した。また、粒径１〜２ｍｍのソー
ダライム１００ｇを内径２０ｍｍの流通式反応器に充填
し、前記触媒を充填した反応器の下流側に接続した。Ｎ
Ｆ３１％、水素３％、残部窒素からなるガスを空間速度
（ＳＶ）１２００ｈｒ−１で上記反応器に供給し、２５
０℃で反応させた。反応開始から１時間後と５時間後に
ソーダライム充填反応器（吸着装置）出口の排ガスをガ
スクロマトグラフで分析した結果、ＮＦ３は検出されな
かった。
明する。 実施例１ ニッケル３０重量％、弗化カルシウム７０重量％からな
る触媒を１〜２ｍｍに粉砕し、４０ｇを内径２０ｍｍの
流通式反応器に充填した。また、粒径１〜２ｍｍのソー
ダライム１００ｇを内径２０ｍｍの流通式反応器に充填
し、前記触媒を充填した反応器の下流側に接続した。Ｎ
Ｆ３１％、水素３％、残部窒素からなるガスを空間速度
（ＳＶ）１２００ｈｒ−１で上記反応器に供給し、２５
０℃で反応させた。反応開始から１時間後と５時間後に
ソーダライム充填反応器（吸着装置）出口の排ガスをガ
スクロマトグラフで分析した結果、ＮＦ３は検出されな
かった。
【００３１】実施例２ 反応に供したガスがＮＦ３１％、水素３％、酸素０．１
％、残部窒素からなるガスである他は反応例１と同様に
してＮＦ３の還元除害試験を行った。反応開始から１時
間後と５時間後にソーダライム充填反応器出口の排ガス
を分析した結果、ＮＦ３は検出されなかった。
％、残部窒素からなるガスである他は反応例１と同様に
してＮＦ３の還元除害試験を行った。反応開始から１時
間後と５時間後にソーダライム充填反応器出口の排ガス
を分析した結果、ＮＦ３は検出されなかった。
【００３２】実施例３ 反応に供したガスがＮＦ３１％、水素３％、酸素１％、
残部窒素からなるガスである他は反応例１と同様にして
ＮＦ３の還元除害試験を行った。反応開始から１時間後
と５時間後にソーダライム充填反応器出口の排ガスを分
析した結果、ＮＦ３濃度はそれぞれ０．２％であった。
残部窒素からなるガスである他は反応例１と同様にして
ＮＦ３の還元除害試験を行った。反応開始から１時間後
と５時間後にソーダライム充填反応器出口の排ガスを分
析した結果、ＮＦ３濃度はそれぞれ０．２％であった。
【００３３】
【発明の効果】本発明は半導体製造に於いてクリーニン
グガスとして多量に使用されているＮＦ３含有排ガス中
の酸素濃度を特定量除くことにより、ＮＦ３と酸素を含
む排ガスから経済的かつ安全にＮＦ３を除害することが
できる。
グガスとして多量に使用されているＮＦ３含有排ガス中
の酸素濃度を特定量除くことにより、ＮＦ３と酸素を含
む排ガスから経済的かつ安全にＮＦ３を除害することが
できる。
【００３４】
【図１】 除害装置の一例を示す構成図
１ ＮＦ３排出設備 ２ ＮＦ３含有排ガス ３ 希釈用窒素供給導入口 ４ ＮＦ３以外の成分の除害設備 ５ ＮＦ３含有排ガス導入口 ６ 酸素分離装置 ７ 酸素放出口 ８ ＮＦ３含有排ガス導入口 ９ 還元性ガス １０ 流量調節装置 １１ 還元性ガス導入口 １２ 還元反応器 １３ 還元済ガス導入口 １４ 弗素化合物吸着処理装置 １５ 除害済ガス排出口 １６ ＮＦ３除害装置
【図２】 吸着剤を利用した酸素分離装置の一例
１〜３ 吸着塔 ４ 還元反応器 ５ ヒーター ６ ＮＦ３含有排ガスライン ７ キャリアーガスライン ８ 放出ライン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和知 浩子 山口県下関市彦島迫町七丁目１番１号 三 井東圧化学株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 三弗化窒素および酸素を含む排ガスと
還元性ガスとを混合し、反応させて三弗化窒素を除害す
る方法において、反応に先立って該排ガス中の酸素の少
なくとも一部を除くことを特徴とする三弗化窒素の除害
方法。 - 【請求項２】 還元性ガスが水素である請求項１記載
の三弗化窒素の除害方法。 - 【請求項３】 還元性ガスがアンモニアである請求項
１記載の三弗化窒素の除害方法。 - 【請求項４】 三弗化窒素および酸素を含む排ガス中
の酸素濃度が０．５容量％以下である請求項１記載の三
弗化窒素の除害方法。 - 【請求項５】 三弗化窒素と還元性ガスとの反応を触
媒の存在下０〜６００℃の温度で行う請求項１記載の三
弗化窒素の除害方法。 - 【請求項６】 酸素を吸着剤により除く請求項１記載
の三弗化窒素の除害方法。 - 【請求項７】 触媒がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚ
ｎ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕよりな
る群から選ばれる元素を含有する請求項５記載の三弗化
窒素の除害方法。 - 【請求項８】 ＮＦ３含有排ガス導入口５、該ＮＦ
３含有排ガス導入口５から酸素の少なくとも一部を除く
ための酸素分離装置６、該酸素分離装置６から排出され
る酸素放出口７と酸素分離装置６から排出されるＮＦ３
含有排ガス導入口８と還元性ガス９を反応させるための
還元反応器１２、および該還元反応器１２中で生成した
弗素化合物を除去するための弗素化合物処理装置１４か
らなる三弗化窒素の除害装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9174476A JPH1119471A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 三弗化窒素の除害方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9174476A JPH1119471A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 三弗化窒素の除害方法および装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1119471A true JPH1119471A (ja) | 1999-01-26 |
Family
ID=15979157
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9174476A Pending JPH1119471A (ja) | 1997-06-30 | 1997-06-30 | 三弗化窒素の除害方法および装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1119471A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115786978A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-03-14 | 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 | 一种三氟化氮电解槽自动补料装置及补料工艺 |
-
1997
- 1997-06-30 JP JP9174476A patent/JPH1119471A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115786978A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-03-14 | 中船(邯郸)派瑞特种气体股份有限公司 | 一种三氟化氮电解槽自动补料装置及补料工艺 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041028 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041102 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050308 |