JP3727551B2 - Method and apparatus for separating and recovering perfluoro compound gas - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体製造などにおいて用いられるCF4、C2F6、C3F8、C4F10、SF6、NF3などのパーフルオロ化合物ガスを分離回収する方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体製造などにおいては、エッチング、洗浄等の工程に、CF4、C2F6、C3F8、C4F10、SF6、NF3などのパーフルオロ化合物ガスが用いられている。
またガス絶縁開閉装置などのガス絶縁電気機器には、電気絶縁ガスとしてパーフルオロ化合物ガスが用いられることがある。
パーフルオロ化合物ガスは、地球環境に対し有害なガス(例えば温室効果ガス)となり得ることが指摘されている。
このため、半導体製造工程などから排出されるガス中に含まれるパーフルオロ化合物ガスを分離回収し、再利用することが行われている。
特開平9−103633号公報、および特開平10−128034号公報には、排出ガス中のパーフルオロ化合物ガスを、有機高分子(ポリスルホン等)膜を用いた膜分離により分離回収する方法が記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記有機高分子膜を用いた分離回収方法では、パーフルオロ化合物ガスの回収率が不十分となることがあった。
このため、パーフルオロ化合物ガスの分離性能に優れた炭素膜を用いた分離回収方法が提案されている。
例えば、特開2000−185212号公報には、有機高分子膜を熱処理により炭素化して得られた炭素膜を用いて、ガス混合物からパーフルオロ化合物ガスを分離回収する方法が開示されている。
しかしながら、炭素膜を用いる場合には、ガス透過量が変動しやすく、パーフルオロ化合物ガスの回収率が低下することがあった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、パーフルオロ化合物ガスをより効率よく分離回収することができる分離回収方法および装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、炭素膜を用いる場合に起きるガス透過量の変動が、ガス中の水分により炭素膜の透過特性が劣化することに起因することを見出し、この知見に基づいて本発明を完成した。
本発明のパーフルオロ化合物ガスの分離回収方法は、パーフルオロ化合物ガスを含むガス混合物を、有機高分子膜を熱処理して得られた炭素膜を備えた炭素膜分離手段に供給するに先だって、ガス混合物中の水分を除去し、水分量を露点で−40℃以下とすることを特徴とする。
これによって、ガス混合物中の水分濃度を低くし、水の付着により炭素膜のガス透過特性が劣化するのを防ぎ、炭素膜分離手段におけるガス透過流量を高く維持することができる。
従って、ガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスを効率よく分離回収することができる。
ガス混合物中の水分を除去する方法としては、膜分離、吸着分離、および凝縮分離のうち少なくとも1つを用いるのが好ましい。
またガス混合物を炭素膜分離手段に供給するに先だって、ガス混合物中のHF、F 2 、WF 6 、SiF 4 、BF 3 のいずれかからなる反応性フッ素系ガスを除去するのが好ましい。
【0005】
本発明のパーフルオロ化合物ガスの分離回収装置は、パーフルオロ化合物ガスを含むガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスを、有機高分子膜を熱処理して得られた炭素膜を用いて分離回収する炭素膜分離手段を備え、この炭素膜分離手段の上流側に、ガス混合物中の水分を除去し、水分量を露点で−40℃以下にする水分除去手段が設けられていることを特徴とする。
水分除去手段は、膜分離、吸着分離、および凝縮分離のうち少なくとも1つによりガス混合物中の水分を除去することができるものであることが好ましい。
本発明では、炭素膜分離手段の上流側に、ガス混合物中のHF、F 2 、WF 6 、SiF 4 、BF 3 のいずれかからなる反応性フッ素系ガスを除去する反応性フッ素系ガス除去手段を設けることが好ましい。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明のパーフルオロ化合物ガスの分離回収装置の第1の実施形態を示すものである。
ここに示す分離回収装置1は、パーフルオロ化合物ガスを含むガス混合物を圧縮する圧縮ユニット2と、圧縮ユニット2を経たガス混合物中の水分を除去する水分除去手段3と、水分除去手段3を経たガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスを回収する膜分離ユニット4とを備えている。
【0007】
圧縮ユニット2は、ガス混合物を貯留する貯留タンク5と、貯留タンク5からのガス混合物を圧縮する圧縮機6とを備えている。
【0008】
本実施形態の分離回収装置1において、水分除去手段3は、ガス混合物中の水分量を露点で−40℃以下とするものであって、これには、膜分離によりガス混合物中の水分を除去することができるものを用いることができる。
具体的には、水分を透過し、かつパーフルオロ化合物ガスを透過しない分離膜を用いたものが好適である。この分離膜としては、ポリイミド、ポリスルホンなどからなる有機高分子材料からなるものを例示できる。
【0009】
水分除去手段3としては、吸着分離によりガス混合物中の水分を除去することができるものを用いることもできる。
具体的には、シリカ、アルミナゲル、モレキュラーシーブなどの水分吸着剤からなる水分吸着層を外筒内に備えたものを例示できる。
【0010】
水分除去手段3としては、凝縮分離によりガス混合物中の水分を除去することができるものを用いることもできる。
具体的には、ガス混合物を冷却する冷却手段と、冷却により凝縮または凝固した水分をガス成分から分離する水分分離手段とを備えたものが好適である。
【0011】
水分除去手段3は、上記膜分離、吸着分離、および凝縮分離のうち2つ以上によりガス混合物中の水分を除去することができる構成とすることもできる。
【0012】
膜分離ユニット4は、水分除去手段3を経たガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスを分離回収する第1および第2炭素膜分離部(炭素膜分離手段)7、8を備えている。
【0013】
第1および第2炭素膜分離部7、8は、ポリイミド、ポリピロロン、ポリアクリロニトリル等の有機高分子材料からなる有機高分子膜を、熱処理により炭素化して得られた炭素膜を備えたものである。
この炭素膜は、具体的には、上記有機高分子膜を不活性ガス(窒素等)雰囲気下において500〜900℃で熱処理し、少なくとも一部を炭素化したものである。
炭素膜分離部7、8の炭素膜の形状は、中空糸状、管状、スパイラル状などとすることができる。炭素膜分離部7、8では、中空糸状、管状などの炭素膜の内側から外側へガスを透過させる内圧型構造を採用してもよいし、炭素膜の外側から内側へガスを透過させる外圧型構造を採用してもよい。
【0014】
次に、図1に示す分離回収装置1を用いた場合を例として、本発明の分離回収方法の第1の実施形態を説明する。
本実施形態の分離回収方法の対象となるガス混合物としては、半導体製造工程などからの排出され、パーフルオロ化合物ガスを含むガス混合物を例示できる。
例えば、パーフルオロ化合物ガス(CF4、C2F6、C3F8、C4F10、SF6、NF3など)と不活性ガス(窒素ガス等)との混合ガスを例示できる。
このガス混合物を、管路11を通して貯留タンク5に導入する。この際、大気を管路12を通して貯留タンク5に導入することもできる。
【0015】
次いで、貯留タンク5内のガス混合物を、管路13を通して圧縮機6に導入し、圧縮機6において圧縮した後、管路14を通して水分除去手段3に導入する。 水分除去手段3では、ガス混合物中の水分を、膜分離、吸着分離、凝縮分離等により除去する。
この水分除去にあたっては、ガス混合物の露点が−40℃以下(好ましくは−60℃以下)となるようにする。
この露点がこの範囲を越えると、炭素膜分離部7、8において透過流量が変動しパーフルオロ化合物ガスの回収率が低下しやすくなるため好ましくない。
【0016】
水分除去手段3によって水分を除去したガス混合物を、管路15を通して第1炭素膜分離部7に導入する。
第1炭素膜分離部7においては、ガス混合物中の不活性ガス(窒素ガス等)の大部分が炭素膜を透過する。
透過ガスの一部は、管路16を通して貯留タンク5に返送され、残りの他部は、管路16から分岐した管路17を通して系外に排出される。
一方、ガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスは、炭素膜を透過しにくいため、大部分が炭素膜を透過せず、濃縮ガスとして管路18を通して第2の炭素膜分離部8に送られる。
【0017】
第2の炭素膜分離部8においては、濃縮ガス中に残留した不活性ガスなどが炭素膜を透過し、透過ガスとして管路19から貯留タンク5に返送される。
濃縮ガス中のパーフルオロ化合物ガスは、管路20を通して回収される。
このように、膜分離ユニット4では、ガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスが炭素膜分離部7、8における膜分離によって分離されて回収される。
【0018】
本実施形態の分離回収方法では、ガス混合物を炭素膜分離部7、8に供給するに先だって、水分除去手段3によってガス混合物中の水分を除去するので、炭素膜分離部7、8に供給されるガス混合物の水分濃度を低くすることができる。
このため、炭素膜分離部7、8において、水の付着により炭素膜のガス透過特性が劣化するのを防ぎ、ガス透過流量を高く維持することができる。
従って、ガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスを効率よく分離回収することができる。
【0019】
半導体製造工程などから排出される排出ガスには、パーフルオロ化合物ガス、不活性ガスなどに加え、反応性フッ素系ガスを含むものがある。ここでの反応性フッ素系ガスとは、HF、F 2 、WF 6 、SiF 4 、BF 3 の1種または2種以上の混合物である。
反応性フッ素系ガスは、反応性が高いため、炭素膜分離部7、8の炭素膜の劣化の原因となり得る。
このため、以下に示すようにして反応性フッ素系ガスを除去するのが好ましい。
【0020】
図2は、本発明の分離回収装置の第2の実施形態を示すもので、ここに示す分離回収装置21は、圧縮機6と水分除去手段3との間に、反応性フッ素系ガスを吸収除去する反応性フッ素系ガス吸収剤を備えた吸収筒(反応性フッ素系ガス除去手段)22が設けられている。
吸収筒22に用いられる吸収剤としては、水酸化カルシウム含有処理剤(例えばソーダライム)を用いることができる。
【0021】
この分離回収装置21を用いてガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスを分離回収するには、パーフルオロ化合物ガスを含むガス混合物を、貯留タンク5、圧縮機6を経て吸収筒22に導入する。
吸収筒22では、ガス混合物中の反応性フッ素系ガスが吸収剤により吸収除去される。
吸収筒22を経たガス混合物は、水分除去手段3に導入され、ここでガス混合物中の水分が除去される。
水分除去手段3を経たガス混合物は、膜分離ユニット4に導入され、膜分離ユニット4では、ガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスが炭素膜分離部7、8における膜分離によって濃縮されて回収される。
【0022】
この分離回収方法では、ガス混合物を炭素膜分離部7、8に供給するに先だって、吸収筒22によってガス混合物中の反応性フッ素系ガスを除去するので、反応性フッ素系ガスによる炭素膜分離部7、8の劣化を未然に防ぐことができる。
従って、炭素膜分離部7、8の透過性能を長期間にわたって維持することができる。
【0023】
また、ガス混合物を水分除去手段3に供給するに先だって、吸収筒22によってガス混合物中の反応性フッ素系ガスを除去するので、反応性フッ素系ガスによって水分除去手段3が劣化し水分除去性能が低下するのを未然に防ぐことができる。
【0024】
図3は本発明の分離回収装置の第3の実施形態を表すもので、ここに示す分離回収装置31は、ガス混合物中の水分を除去する水分除去手段3と、水分除去手段3を経たガス混合物を圧縮する圧縮ユニット2と、圧縮ユニット2を経たガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスを回収する膜分離ユニット4とを備え、水分除去手段3の前段(上流側)に、反応性フッ素系ガスを除去する吸収筒(反応性フッ素系ガス除去手段)32が設けられている。
吸収筒32としては、上記吸収筒22と同様の構成のものを用いることができる。
【0025】
この分離回収装置31を使用するには、ガス混合物中の反応性フッ素系ガスを吸収筒32で除去した後、水分除去手段3において水分を除去する。
反応性フッ素化合物と水分を除去したガス混合物を圧縮ユニット2にて圧縮した後、膜分離ユニット4に導入し、ガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスを膜分離により分離回収する。
【0026】
この方法によれば、吸収筒32によってガス混合物中の反応性フッ素系ガスを除去するので、水分除去手段3、膜分離ユニット4の性能低下を防ぐことができる。
【0027】
【実施例】
以下、具体例を示して本発明の分離回収方法を説明する。
(実施例)
図1に示す分離回収装置1を用いて以下の試験を行った。
水分除去手段3としては、モレキュラーシーブからなる水分吸着剤層を外筒内に備えたものを使用した。
本実施形態では、ガス混合物として窒素とCF4の混合物を使用した。窒素とCF4は以下に示す流量で供給した。このガス混合物には露点が−20℃となるように水分を加えた。
窒素:45L/min
CF4:90mL/min
このガス混合物を、貯留タンク5、圧縮機6を経て水分除去手段3に導入し、ガス混合物中の水分を除去した。これによってガス混合物の露点は−63℃となった。
水分除去手段3を経たガス混合物を、第1炭素膜分離部7に導入し、透過ガスの約70%を貯留タンク5に返送し、濃縮ガスを第2炭素膜分離部8に導入した。第2炭素膜分離部8を経た濃縮ガスを管路20から回収した。
試験開始時の炭素膜分離部7、8におけるガス混合物の流入圧力は、それぞれ0.8MPa、0.7MPaに設定した。
第1炭素膜分離部7における透過ガスの流量の経時変化を図4に示す。
【0028】
(比較例)
図5に示すように、水分除去手段3を備えていないこと以外は実施例で用いたものと同様の分離回収装置41を用い、実施例1と同様の条件でパーフルオロ化合物ガス回収試験を行った。
第1炭素膜分離部7における透過ガスの流量の経時変化を図4に併せて示す。
【0029】
図4より、ガス混合物の水分除去を行わない比較例では、第1炭素膜分離部7における透過流量が低下したのに対し、水分除去を行う実施例では透過流量が維持され、長時間にわたり良好な運転が可能となったことがわかる。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の分離回収方法では、ガス混合物を炭素膜分離手段に供給するに先だって、ガス混合物中の水分を除去するので、炭素膜分離手段に供給されるガス混合物の水分濃度を低くすることができる。
このため、炭素膜分離手段において、水の付着により炭素膜のガス透過特性が劣化するのを防ぎ、ガス透過流量を高く維持することができる。
従って、ガス混合物中のパーフルオロ化合物ガスを効率よく分離回収することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のパーフルオロ化合物ガスの分離回収装置の第1の実施形態を示す構成図である。
【図2】 本発明の分離回収装置の第2の実施形態を示す構成図である。
【図3】 本発明の分離回収装置の第3の実施形態を示す構成図である。
【図4】 試験結果を示すグラフである。
【図5】 分離回収装置の一例を示す構成図である。
【符号の説明】
1、21、31、41・・・分離回収装置、3・・・水分除去手段、7、8・・・炭素膜分離部(炭素膜分離手段)、22、32・・・吸収筒(反応性フッ素系ガス除去手段)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method and apparatus for separating and recovering perfluoro compound gases such as CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 10 , SF 6 , and NF 3 used in semiconductor manufacturing and the like.
[0002]
[Prior art]
In semiconductor manufacturing and the like, perfluoro compound gases such as CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 10 , SF 6 , and NF 3 are used in processes such as etching and cleaning.
Further, in a gas-insulated electrical apparatus such as a gas-insulated switchgear, a perfluoro compound gas may be used as an electrical insulation gas.
It has been pointed out that perfluoro compound gases can be harmful to the global environment (for example, greenhouse gases).
For this reason, the perfluoro compound gas contained in the gas discharged from the semiconductor manufacturing process is separated and recovered and reused.
Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 9-103633 and 10-128034 describe a method for separating and recovering perfluoro compound gas in exhaust gas by membrane separation using an organic polymer (polysulfone or the like) membrane. ing.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the separation and recovery method using the organic polymer membrane, the perfluoro compound gas recovery rate may be insufficient.
For this reason, a separation and recovery method using a carbon membrane having an excellent perfluoro compound gas separation performance has been proposed.
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-185212 discloses a method for separating and recovering a perfluoro compound gas from a gas mixture using a carbon film obtained by carbonizing an organic polymer film by heat treatment.
However, when a carbon membrane is used, the gas permeation amount is likely to fluctuate and the perfluoro compound gas recovery rate may be reduced.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a separation and recovery method and apparatus that can more efficiently separate and recover perfluoro compound gas.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has found that the variation in the gas permeation amount that occurs when using a carbon membrane is caused by the deterioration of the permeation characteristics of the carbon membrane due to moisture in the gas, and has completed the present invention based on this finding. .
The method for separating and recovering a perfluoro compound gas according to the present invention comprises supplying a gas mixture containing a perfluoro compound gas to a carbon membrane separation means having a carbon membrane obtained by heat-treating an organic polymer membrane. It is characterized in that water in the mixture is removed and the water content is -40 ° C. or less in terms of dew point .
As a result, the moisture concentration in the gas mixture can be lowered, the gas permeation characteristics of the carbon membrane can be prevented from deteriorating due to the adhesion of water, and the gas permeation flow rate in the carbon membrane separation means can be kept high.
Therefore, the perfluoro compound gas in the gas mixture can be separated and recovered efficiently.
As a method of removing moisture in the gas mixture, it is preferable to use at least one of membrane separation, adsorption separation, and condensation separation.
Prior to supplying the gas mixture to the carbon membrane separation means, it is preferable to remove the reactive fluorine-based gas composed of any of HF, F 2 , WF 6 , SiF 4 , and BF 3 in the gas mixture.
[0005]
The perfluoro compound gas separation and recovery apparatus of the present invention is a carbon membrane that separates and recovers a perfluoro compound gas in a gas mixture containing a perfluoro compound gas using a carbon membrane obtained by heat-treating an organic polymer membrane. Separation means is provided, and moisture removal means is provided upstream of the carbon membrane separation means to remove moisture in the gas mixture so that the moisture content is -40 ° C. or less at the dew point .
It is preferable that the moisture removing means can remove moisture in the gas mixture by at least one of membrane separation, adsorption separation, and condensation separation.
In the present invention, the reactive fluorine-based gas removing means for removing the reactive fluorine-based gas composed of any of HF, F 2 , WF 6 , SiF 4 , and BF 3 in the gas mixture on the upstream side of the carbon membrane separation means. Is preferably provided.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows a first embodiment of the perfluoro compound gas separation and recovery apparatus of the present invention.
The separation / recovery device 1 shown here passes through a
[0007]
The
[0008]
In the separation and recovery apparatus 1 of the present embodiment, the moisture removing means 3 is configured to reduce the amount of moisture in the gas mixture to −40 ° C. or less at the dew point, which includes removing moisture in the gas mixture by membrane separation. What can be used can be used.
Specifically, those using a separation membrane that transmits moisture and does not transmit perfluoro compound gas are preferable. Examples of the separation membrane include those made of an organic polymer material made of polyimide, polysulfone, or the like.
[0009]
As the moisture removing means 3, a device capable of removing moisture in the gas mixture by adsorption separation can be used.
Specifically, a case in which a moisture adsorption layer made of a moisture adsorbent such as silica, alumina gel, or molecular sieve is provided in the outer cylinder can be exemplified.
[0010]
As the moisture removing means 3, a device capable of removing moisture in the gas mixture by condensation separation can be used.
Specifically, it is preferable to include a cooling means for cooling the gas mixture and a water separation means for separating the water condensed or solidified by cooling from the gas component.
[0011]
The moisture removing means 3 can be configured to remove moisture in the gas mixture by two or more of the membrane separation, adsorption separation, and condensation separation.
[0012]
The
[0013]
The first and second
Specifically, this carbon film is obtained by heat-treating the organic polymer film at 500 to 900 ° C. in an inert gas (nitrogen or the like) atmosphere to at least partially carbonize it.
The shape of the carbon membrane of the
[0014]
Next, the first embodiment of the separation and recovery method of the present invention will be described by taking as an example the case where the separation and recovery apparatus 1 shown in FIG. 1 is used.
Examples of the gas mixture that is the target of the separation and recovery method of the present embodiment include a gas mixture that is discharged from a semiconductor manufacturing process and the like and contains a perfluoro compound gas.
For example, a mixed gas of perfluoro compound gas (CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 10 , SF 6 , NF 3 etc.) and an inert gas (nitrogen gas etc.) can be exemplified.
This gas mixture is introduced into the
[0015]
Next, the gas mixture in the
The In water removal is such that the dew point of the gas mixture is -40 ℃ or less (preferably -60 ° C. or less).
If this dew point exceeds this range, the permeate flow rate fluctuates in the carbon
[0016]
The gas mixture from which moisture has been removed by the moisture removing means 3 is introduced into the first carbon membrane separation unit 7 through the
In the first carbon membrane separation unit 7, most of the inert gas (nitrogen gas or the like) in the gas mixture permeates the carbon membrane.
Part of the permeated gas is returned to the
On the other hand, since the perfluoro compound gas in the gas mixture hardly permeates the carbon membrane, most of the perfluoro compound gas does not permeate the carbon membrane and is sent to the second
[0017]
In the second carbon
The perfluoro compound gas in the concentrated gas is recovered through the
Thus, in the
[0018]
In the separation and recovery method of the present embodiment, the moisture in the gas mixture is removed by the moisture removing means 3 before the gas mixture is supplied to the
For this reason, in the carbon
Therefore, the perfluoro compound gas in the gas mixture can be separated and recovered efficiently.
[0019]
Some exhaust gases discharged from semiconductor manufacturing processes include reactive fluorine-based gases in addition to perfluoro compound gases, inert gases, and the like . Here, the reactive fluorine-based gas is one or a mixture of two or more of HF, F 2 , WF 6 , SiF 4 , and BF 3 .
Since the reactive fluorine-based gas has high reactivity, it can cause deterioration of the carbon membranes of the carbon
For this reason, it is preferable to remove reactive fluorine-type gas as shown below.
[0020]
FIG. 2 shows a second embodiment of the separation and recovery apparatus of the present invention. The separation and
As the absorbent used in the
[0021]
In order to separate and recover the perfluoro compound gas in the gas mixture using the separation and
In the
The gas mixture that has passed through the
The gas mixture that has passed through the moisture removing means 3 is introduced into the
[0022]
In this separation and recovery method, the reactive fluorine-based gas in the gas mixture is removed by the
Therefore, the permeation performance of the
[0023]
Further, since the reactive fluorine-based gas in the gas mixture is removed by the
[0024]
FIG. 3 shows a third embodiment of the separation and recovery apparatus of the present invention. The separation and
As the
[0025]
In order to use this separation and
The gas mixture from which the reactive fluorine compound and moisture have been removed is compressed by the
[0026]
According to this method, since the reactive fluorine-based gas in the gas mixture is removed by the
[0027]
【Example】
Hereinafter, the separation and recovery method of the present invention will be described with reference to specific examples.
(Example)
The following tests were conducted using the separation and recovery apparatus 1 shown in FIG.
As the water removal means 3, the one provided with a water adsorbent layer made of molecular sieve in the outer cylinder was used.
In this embodiment, a mixture of nitrogen and CF 4 is used as the gas mixture. Nitrogen and CF 4 were supplied at the following flow rates. Water was added to this gas mixture so that the dew point was -20 ° C.
Nitrogen: 45L / min
CF 4 : 90 mL / min
This gas mixture was introduced into the moisture removing means 3 through the
The gas mixture that passed through the moisture removing means 3 was introduced into the first carbon membrane separation unit 7, about 70% of the permeate gas was returned to the
The inflow pressure of the gas mixture in the carbon
FIG. 4 shows changes with time in the flow rate of the permeating gas in the first carbon membrane separation unit 7.
[0028]
(Comparative example)
As shown in FIG. 5, a perfluoro compound gas recovery test was performed under the same conditions as in Example 1 using the same separation and
The time-dependent change of the flow rate of the permeate gas in the first carbon membrane separation unit 7 is also shown in FIG.
[0029]
From FIG. 4, in the comparative example in which the moisture removal of the gas mixture is not performed, the permeate flow rate in the first carbon membrane separation unit 7 is decreased, whereas in the example in which the water removal is performed, the permeate flow rate is maintained and good for a long time. It can be seen that safe driving has become possible.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, in the separation and recovery method of the present invention, moisture in the gas mixture is removed prior to supplying the gas mixture to the carbon membrane separation means, so the moisture concentration of the gas mixture supplied to the carbon membrane separation means Can be lowered.
For this reason, in the carbon membrane separation means, it is possible to prevent the gas permeation characteristics of the carbon membrane from deteriorating due to the adhesion of water, and to keep the gas permeation flow rate high.
Therefore, the perfluoro compound gas in the gas mixture can be separated and recovered efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of a perfluoro compound gas separation and recovery apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a second embodiment of the separation and recovery device of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram showing a third embodiment of the separation and recovery device of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing test results.
FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a separation and recovery device.
[Explanation of symbols]
1, 21, 31, 41 ... separation and recovery device, 3 ... moisture removal means, 7,8 ... carbon membrane separation part (carbon membrane separation means), 22,32 ... absorption cylinder (reactivity) Fluorine gas removal means)
Claims (6)
ガス混合物を炭素膜分離手段に供給するに先だって、ガス混合物中の水分を除去し、水分量を露点で−40℃以下にすることを特徴とするパーフルオロ化合物ガスの分離回収方法。A gas mixture containing a perfluoro compound gas is supplied to a carbon membrane separation means having a carbon membrane obtained by heat treating an organic polymer membrane, and the perfluoro compound gas in the gas mixture is separated using this carbon membrane. A method of collecting,
Prior to supplying the gas mixture to the carbon membrane separation means, the water content in the gas mixture is removed, and the water content is reduced to -40 ° C. or less at the dew point .
炭素膜分離手段の上流側に、ガス混合物中の水分を除去し、水分量を露点で−40℃以下にする水分除去手段が設けられていることを特徴とするパーフルオロ化合物ガスの分離回収装置。A separation and recovery device comprising a carbon membrane separation means for separating and recovering a perfluoro compound gas in a gas mixture containing a perfluoro compound gas using a carbon membrane obtained by heat treating an organic polymer membrane ,
An apparatus for separating and recovering a perfluoro compound gas, characterized in that water removal means is provided upstream of the carbon membrane separation means to remove moisture in the gas mixture and to bring the amount of water to -40 ° C. or less at the dew point. .
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