JP4566896B2

JP4566896B2 - 排ガス浄化処理方法及び装置

Info

Publication number: JP4566896B2
Application number: JP2005347815A
Authority: JP
Inventors: 修一佐古; 淳司三好; 一弘森田; 宏芥川
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-12-01
Filing date: 2005-12-01
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2025-12-01
Also published as: JP2007152171A

Description

本発明は、半導体製造工程等から排出される酸類とアルデヒド類を含有する混合排ガスを浄化処理する排ガス浄化処理方法及び装置に関するものである。

従来、硫酸等の酸類とアルデヒド類を含有する混合排ガスを湿式で浄化処理する薬液洗浄方式においては、亜硫酸ソーダ水を用いた洗浄浄化技術が用いられてきた。この亜硫酸ソーダ水を用いた洗浄浄化技術の具体構成例を図２を参照して説明すると、気液接触させる薬液洗浄装置（以下、スクラバーと称する）を複数段に設けるとともに、それぞれにおいて、酸性薬液と、アルデヒド類を吸収浄化する処理薬液としての亜硫酸ソーダ液を供給し、かつ各スクラバーにＰＨ計や導電率計を設けて各段のスクラバー内の洗浄水の濃度を制御するように構成されていた。すなわち、アルデヒド類を亜硫酸ソーダにて吸着除去するためには、亜硫酸ソーダを酸側にしなければ吸着できないので、酸性薬液と処理薬液である亜硫酸ソーダ液をスクラバーに供給するように構成されていた。

図２において、各段のスクラバー３１、３２内に排ガス又はその中間処理ガスを順次導入して洗浄液と気液接触させることで排ガスを浄化するように構成している。各段のスクラバー３１、３２は、その洗浄液をそれぞれ所定の濃度に調整するため、各スクラバー３１、３２内に給水系統３３にて給水するとともに、希硫酸や濃硫酸などの酸性薬液と亜硫酸ソーダ液からなる処理薬液をそれぞれのタンク３４、３５から各々の供給ポンプ３６〜３９にて供給している。また、洗浄液を排ガスに気液接触させるため、循環ポンプ４０、４１にて循環させ、かつ水位計４３、４４にて一定水位に保って一部の過剰となった洗浄液をブロー排水管４２からブロー排水している。さらに、導電率計４５、４６やＰＨ計４７、４８で濃度を検出し、各段のスクラバー３１、３２内の洗浄液をそれぞれ所定の濃度に調整するように供給ポンプ３６〜３９を制御している。

また、例えば、人造黒鉛製品の製造工程等から発生する排ガスから、それに含まれるタールミスト、ＳＯx などの酸性物質、及びアルデヒド類や芳香族物質等の炭化水素を除去する、湿式方式による排ガス処理方法として、排ガスをアルカリ溶液に気液接触させる第１の処理工程と、第１の処理工程で処理された排ガスを酸化剤含有アルカリ溶液に気液接触させる第２の処理工程と、第２の処理工程で処理された排ガスを水に気液接触させる第３の処理工程を備え、第１の処理工程でタールミストの大部分、酸性物質の大部分、沸点の高い炭化水素を除去し、第２の処理工程で第１の処理工程で除去されなかった、特に小粒径のタールミスト及び酸性物質、沸点の低い炭化水素を除去し、第３の処理工程で第２の処理工程で排ガス中に飛散した酸化剤含有アルカリ溶液の液滴を除去する方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開昭５５−９７２２６号公報

ところで、図２に示すような構成では、酸性薬液（希硫酸など）とアルカリ性の亜硫酸ソーダ液の両方を供給するようにしたスクラバーが複数段必要であるため、排ガス浄化処理装置を設置する時の設備コストと運営管理に対するランニングコストの双方において、高額の費用がかかるという問題がある。

また、酸性薬液は、処理薬液である亜硫酸ソーダ液によるアルデヒド類の吸収効果を安定して得るため、洗浄液を酸性側にＰＨ調整するために用いているものであるが、酸性薬液を取り扱うため、運営管理において取扱作業者への危険性があるという問題がある。

なお、特許文献１に記載された排ガス処理方法は、処理対象の排ガスが異なるとともに、アルカリ溶液と酸化剤含有アルカリ溶液と水を用いて順次処理する方法が記載されているだけで、上記問題の解消を示唆するものではない。

本発明は、上記従来の問題に鑑み、設備コスト及びランニングコストを大幅に低減できるとともに作業リスクが無くなり、また省エネルギー・省スペースを図ることができる排ガス浄化処理方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の排ガス浄化処理方法は、酸類とアルデヒド類を含有する排ガスを浄化処理する排ガス浄化処理方法であって、排ガスを処理水に気液接触させて酸類と水で酸性ミストを生成する第１の処理工程と、第１の処理工程で生成された酸性ミストを含む排ガスをアルデヒド類の処理薬液を含む処理液に気液接触させてアルデヒド類を無害化処理する第２の処理工程とを備えたものである。

この構成によれば、排ガス中のＨＣｌに代表される酸類が第１の処理工程で処理水に気液接触して水に溶け込むことで浄化されるとともに酸性ミストが生成され、この酸性ミストを含む排ガスを第２の処理工程に導入してアルデヒド類の処理薬液を含む処理液に気液接触させることで、処理液が酸性ミストにより酸性側にＰＨ調整されるので、処理液によるアルデヒド類の吸収効果を安定して得ることができる。かくして、従来のように酸性薬液を供給する必要がないため、設備コストとランニングコストの双方の低減を図ることができ、また酸性薬液を取り扱う必要がないので、取扱作業者の危険性も無くなり、また一部設備が不要となるため、省エネルギー・省スペースを図ることができる。

また、第２の処理工程で処理液の電導率を計測し、所要の電導率となるように処理薬液の供給量を制御することで、処理液中の処理薬液の濃度を所定値に保つことができ、アルデヒド類を確実に吸収して除去することができる。

また、第２の処理工程で処理液のＰＨ値を計測し、所要のＰＨ値となるように第１の処理工程の処理水を第２の処理工程の処理液に供給することで、第２の処理工程に導入される酸性ミストが少ない場合にも、酸性の処理水が供給されることで処理液の酸性を確保してはアルデヒド類の吸収効果を確保することができる。

また、本発明の排ガス浄化処理装置は、酸類とアルデヒド類を含有する排ガスを浄化処理する排ガス浄化処理装置であって、排ガスを循環ポンプにて循環される処理水に気液接触させる第１の処理部と、第１の処理部で処理されて酸性ミストを含む排ガスをアルデヒド類の処理薬液を含むとともに循環ポンプにて循環される処理液に気液接触させる第２の処理部とを備えたものであり、上記排ガス浄化処理方法を実施してその効果を奏することができる。

また、第２の処理部に、その処理液の導電率を計測する導電率計と、導電率計による計測値に応じて処理薬液を供給する手段とを備えると、処理液中の処理薬液の濃度を所定値に保つことができ、アルデヒド類を確実に吸収して除去することができる。

また、第２の処理部の処理液のＰＨ値を計測するＰＨ計と、ＰＨ計による計測値に応じて第１の処理部の処理水を第２の処理部に供給する手段とを備えると、酸性の処理水が供給されることで処理液の酸性を確保してはアルデヒド類の吸収効果を確保することができる。

本発明の排ガス浄化処理方法及び装置によれば、排ガス中の酸類が処理水に気液接触して水に溶け込むことで浄化されるとともに酸性ミストが生成され、この酸性ミストを含む排ガスをアルデヒド類の処理薬液を含む処理液に気液接触させることで、処理液が酸性ミストにより酸性側にＰＨ調整されて処理液によるアルデヒド類の吸収効果を安定して得ることができ、かくして酸性薬液を供給する必要がなく、設備コストとランニングコストの双方の低減を図ることができ、また酸性薬液を取り扱う必要がないので、取扱作業者の危険性も無くなり、また一部設備が不要となるため、省エネルギー・省スペースを図ることができる。

以下、本発明の排ガス浄化処理装置の一実施形態について図１を参照して説明する。

図１において、本実施形態の排ガス浄化処理装置１は、排ガス中の酸類を処理水に気液接触させて酸性ミストを生成する酸系処理用の第１のスクラバー２と、酸性ミストを含む排ガスを、アルデヒド類の処理薬液を含む処理液に気液接触させてアルデヒド類を処理液に吸収させて無害化処理する第２のスクラバー３にて構成されている。第２のスクラバー３は、２段構成で、１段目処理を行う上段スクラバー部４ａと、２段目処理を行う下段スクラバー部４ｂとを備え、上段のスクラバー部４ａで処理された排ガスを下段のスクラバー部４ｂでさらに処理した後大気開放するように構成されている。上段と下段のスクラバー部４ａ、４ｂは基本的に同一構成である。

第１のスクラバー２は、排ガスダクト５から導入された酸類とアルデヒド類を含有する排ガスを、給水系統６から給水されるとともに循環ポンプ７にて循環される処理水に気液接触させるように構成されている。また、水位計８とＰＨ計９が設けられ、水位とＰＨ値を所定範囲に保つように、給水系統６から適宜給水し、ブロー排水管１０から循環処理水の一部を排出するように構成されている。

第１のスクラバー２から排出された排ガスは、接続ダクト１１を通して第２のスクラバー３の上段スクラバー部４ａに供給される。上段スクラバー部４ａは、給水系統６から供給される水に、亜硫酸ソーダ液からなる薬液を収容した薬液タンク１２から供給ポンプ１３ａにて薬液供給管１４ａを通して供給された薬液を所定濃度となるように添加して成る処理液を収容しており、この処理液を循環ポンプ１５ａにて循環させ、導入された排ガスに気液接触させるように構成されている。

上段スクラバー部４ａで処理液に気液接触して浄化処理された排ガスは、第２のスクラバー３内の連通路１６を通して下段スクラバー部４ｂに供給される。下段スクラバー部４ｂは、上段スクラバー部４ａと同様に給水系統６から供給される水に、亜硫酸ソーダ液からなる薬液を収容した薬液タンク１２から供給ポンプ１３ｂにて薬液供給管１４ｂを通して供給された薬液を所定濃度になるように添加して成る処理液を収容しており、この処理液を循環ポンプ１５ｂにて循環させて、導入された排ガスに気液接触させるように構成されている。下段スクラバー部４ｂで処理液に気液接触してさらに浄化処理された浄化排ガスは、排出ダクト１７を通して大気中に放出される。

上段スクラバー部４ａ及び下段スクラバー部４ｂには、第１のスクラバー２の処理水の一部を処理水供給管１８ａ、１８ｂを通して電動弁１９ａ、１９ｂを介して供給できるように構成されている。また、水位計２０ａ、２０ｂと、導電率計２１ａ、２１ｂと、ＰＨ計２２ａ、２２ｂがそれぞれ設けられている。そして、各スクラバー部４ａ、４ｂの水位が水位計２０ａ、２０ｂにて検出され、所定の水位を保つように過剰となった処理液の一部がブロー排水管２３を通して外部に排出される。また、処理液の導電率が導電率計２１ａ、２１ｂにて検出され、その検出値に基づいて供給ポンプ１３ａ、１３ｂが作動制御されて処理液中の薬液濃度が所定濃度に保たれる。また、処理液のＰＨ値がＰＨ計２２ａ、２２ｂにて検出され、その検出値に基づいて電動弁１９ａ、１９ｂが開閉制御され、処理液が所定の酸性に保たれる。

薬液タンク１２は、固形の亜硫酸ソーダを薬剤計量供給装置２４にて計量供給し、給水系統６からそれに対応した所定量の水を供給することで、所定濃度の薬液を調製して収容するように構成されている。

以上の構成の排ガス浄化処理装置１によれば、半導体製造工程等から排出された酸類とアルデヒド類を含有する排ガス中の酸類が、第１のスクラバー２で処理水に気液接触して水に溶け込むことで浄化されるとともに、酸性ミストが生成される。次いで、この酸性ミストを含む排ガスが接続ダクト１１を通して第２のスクラバー３の上段スクラバー部４ａと下段のスクラバー部４ｂに順次導入され、アルデヒド類を吸収する亜硫酸ソーダ液を含む処理液に気液接触される。その際、処理液が酸性ミストにより酸性側にＰＨ調整されるので、処理液によるアルデヒド類の吸収効果が安定して得られ、排ガスの酸類とアルデヒド類が浄化され、浄化された排ガスが排出ダクト１７から大気中に放出される。

かくして、従来のように酸性薬液を供給することなく、酸類とアルデヒド類を含有する排ガスを浄化することができ、酸性薬液供給装置を設ける必要がないため、設備コストとランニングコストの双方の低減を図ることができ、また酸性薬液を取り扱う必要がないので、取扱作業者の危険性も無くなり、また一部設備が不要となるため、省エネルギー・省スペースを図ることができる。

また、第２のスクラバー３で処理液の導電率を導電率計２１ａ、２１ｂで計測し、その計測値に応じて供給ポンプ１３ａ、１３ｂを制御し、処理液が所要の電導率となるようにしているので、処理液中の亜硫酸ソーダの濃度を所定値に保つことができ、アルデヒド類を確実に吸収して除去することができる。

また、第２のスクラバー３で処理液のＰＨ値をＰＨ計２２ａ、２２ｂで計測し、その計測値に応じて処理水供給管１８ａ、１８ｂの電動弁１９ａ、１９ｂを開閉制御し、第１のスクラバー２の酸性の処理水を第２のスクラバー３の処理液に供給するようにしているので、第２のスクラバー３に導入される酸性ミストが少ない場合でも、処理液を所要のＰＨ値とすることができ、処理液の酸性を確保してはアルデヒド類の吸収効果を確保することができる。

本発明の排ガス浄化処理方法及び装置によれば、排ガス中の酸類が処理水に気液接触して酸性ミストが生成され、この酸性ミストを含む排ガスをアルデヒド類の処理薬液を含む処理液に気液接触させることで、処理液によるアルデヒド類の吸収効果を安定して得ることができ、かくして酸性薬液を供給せずに低コストにて排ガスを浄化処理することができるので、半導体製造工程等から排出される酸類とアルデヒド類を含有する混合排ガスの浄化処理に有効に利用することができる。

本発明の一実施形態の排ガス浄化処理装置の構成図従来例の排ガス浄化処理装置の構成図

符号の説明

１排ガス浄化処理装置
２第１のスクラバー（第１の処理部）
３第２のスクラバー（第２の処理部）
７循環ポンプ
１２薬液タンク
１３ａ、１３ｂ供給ポンプ
１４ａ、１４ｂ薬液供給管
１５ａ、１５ｂ循環ポンプ
１８ａ、１８ｂ処理水供給管
１９ａ、１９ｂ電動弁
２１ａ、２１ｂ導電率計
２２ａ、２２ｂＰＨ計

Claims

酸類とアルデヒド類を含有する排ガスを浄化処理する排ガス浄化処理方法であって、排ガスを処理水に気液接触させて酸類と水で酸性ミストを生成する第１の処理工程と、第１の処理工程で生成された酸性ミストを含む排ガスをアルデヒド類の処理薬液を含む処理液に気液接触させてアルデヒド類を無害化処理する第２の処理工程とを備えたことを特徴とする排ガス浄化処理方法。
第２の処理工程で処理液の電導率を計測し、所要の電導率となるように処理薬液の供給量を制御することを特徴とする請求項１記載の排ガス浄化処理方法。
第２の処理工程で処理液のＰＨ値を計測し、所要のＰＨ値となるように第１の処理工程の処理水を第２の処理工程の処理液に供給することを特徴とする請求項１又は２記載の排ガス浄化処理方法。
酸類とアルデヒド類を含有する排ガスを浄化処理する排ガス浄化処理装置であって、排ガスを循環ポンプにて循環される処理水に気液接触させる第１の処理部と、第１の処理部で処理されて酸性ミストを含む排ガスをアルデヒド類の処理薬液を含むとともに循環ポンプにて循環される処理液に気液接触させる第２の処理部とを備えたことを特徴とする排ガス浄化処理装置。
第２の処理部に、その処理液の導電率を計測する導電率計と、導電率計による計測値に応じて処理薬液を供給する手段とを備えたことを特徴とする請求項４記載の排ガス浄化処理装置。
第２の処理部の処理液のＰＨ値を計測するＰＨ計と、ＰＨ計による計測値に応じて第１の処理部の処理水を第２の処理部に供給する手段とを備えたことを特徴とする請求項４又は５記載の排ガス浄化処理装置。