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公開番号2024053878
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022160359
出願日2022-10-04
発明の名称排ガス処理装置
出願人株式会社荏原製作所
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B01D 53/68 20060101AFI20240409BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】装置を大型化することなく、排ガスに含まれる有毒ガスを効率よく除害することが可能な排ガス処理装置を提供する。
【解決手段】排ガス処理装置100は、液体が流れる流路1aが形成された本体1と、本体1に連結され、液体が流れる流路1aに排ガスを供給する排ガス供給ライン2と、排ガス供給ライン2から流路1aに排ガスを吸引する吸引装置3と、流路1aに低温プラズマを発生させて、有害ガスを分解する低温プラズマ発生装置5と、本体1から低温プラズマ発生装置5を通過した排ガスを排出する排出ライン7と、を備える。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
排ガスに含まれる有害ガスを無害化する排ガス処理装置であって、
液体が流れる流路が形成された本体と、
前記本体に連結され、前記液体が流れる流路に前記排ガスを供給する排ガス供給ラインと、
前記排ガス供給ラインから前記流路に前記排ガスを吸引する吸引装置と、
前記流路に低温プラズマを発生させて、前記有害ガスを分解する低温プラズマ発生装置と、
前記本体から前記低温プラズマ発生装置を通過した排ガスを排出する排出ラインと、を備える、排ガス処理装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
排ガスに含まれる有害ガスを無害化する排ガス処理装置であって、
液体が流れる流路が形成された本体と、
前記本体に連結され、前記液体が流れる流路に前記排ガスを供給する排ガス供給ラインと、
前記排ガス供給ラインから前記流路に前記排ガスを吸引する吸引装置と、
前記排ガス供給ラインに低温プラズマを発生させて、前記有害ガスを分解する低温プラズマ発生装置と、
前記本体から前記低温プラズマによって分解された有害ガスを含む排ガスを排出する排出ラインと、を備える、排ガス処理装置。
【請求項３】
前記吸引装置は、前記液体の流れ方向で見て前記低温プラズマ発生装置よりも上流側で前記流路に配置されたエゼクタを含み、
前記エゼクタの駆動流体は、前記液体である、請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
前記吸引装置は、前記排出ラインに配置されたエゼクタを含み、
前記エゼクタに駆動流体を供給することで、前記本体の内部空間を減圧して、前記排ガスを前記排ガス供給ラインから前記本体に吸引する、請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
前記流路を流れる液体と排ガスの一部を逆流させて、前記液体と前記排ガスが前記低温プラズマ発生装置に留まる時間を増加させるための環流機構をさらに備え、
前記環流機構は、
前記流路の壁面に連結され、前記液体の流れ方向の上流側に向かって縮径する第１テーパ管と、
前記液体の流れ方向で見て、前記第１テーパ管よりも上流側で前記流路と隙間を開けて配置され、前記液体と前記排ガスを、前記流路の壁面に向かう第１流と、前記流路の中央を流れる第２流とに分割する第２テーパ管と、を含み、
前記第１テーパ管によって、前記第１流が前記第２流に向かって前記流路を逆流する、請求項３に記載の排ガス処理装置。
【請求項６】
前記プラズマ発生装置は、
高圧電源装置と、
前記流路に配置された少なくとも一対の第１電極および第２電極と、を含み、
前記高圧電源によって、前記第１電極と前記第２電極との間に低温プラズマを発生させる、請求項３または４に記載の排ガス処理装置。
【請求項７】
前記プラズマ発生装置は、
マイクロ波を放射可能なマイクロ波発生装置と、
前記マイクロ波を伝搬するための導波部と、
導波部内に配置された前記マイクロ波のインピーダンスを調整する整合部と、
前記マイクロ波による電界を集中させるスロットアンテナと、を含み、
前記スロットアンテナの表面で、前記液体中の排ガスを低温プラズマ化する、請求項３または４に記載の排ガス処理装置。
【請求項８】
前記第１電極および／または前記第２電極の外表面の一部または全部が誘電体で被覆されている、請求項６に記載の排ガス処理装置。
【請求項９】
前記有害ガスは、フッ素化合物、窒素化合物、またはシラン系化合物であり、
前記液体は、純水、超純水、イオン交換水、または電解液である、請求項１または２に記載の排ガス処理装置。
【請求項１０】
前記排ガスを処理している間、本体の内部空間の雰囲気は、大気圧または準大気圧に維持される、請求項１または２に記載の排ガス処理装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、人体に有害なガス（例えば、シランガス（ＳｉＨ
４
））および／または環境に有害なガス（例えば、地球温暖化ガス、およびオゾン層破壊ガス）を含む排ガスを分解処理する排ガス処理装置に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
様々な産業分野において、人体に有害なガスおよび／または環境に有害なガス（以下、単に「有害ガス」と総称する）が使用されている。例えば、半導体製造装置からはシランガス（ＳｉＨ
４
）などの可燃性を有する有害ガス、またはＮＦ
３
，ＣｌＦ
３
，ＳＦ
６
，ＣＨＦ
３
，Ｃ
２
Ｆ
６
，ＣＦ
４
などハロゲン系の有害ガスが含まれる排ガスが排出される。
【０００３】
このような排ガスは、そのままでは大気に放出することはできない。そこで、有害ガスを含む排ガスを排ガス処理装置に導いて、有害ガスを無害化することが一般的に行われている。排ガス中の有害ガスを無害化処理する方法としては、例えば、バーナーにより発生させた火炎を用いて有害ガスを燃焼させる燃焼処理（例えば、特許文献１参照）が広く用いられている。さらに、プラズマ発生部に熱プラズマを発生させ、この熱プラズマによって有害ガスを分解するプラズマ処理も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００８－１６１８６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃焼処理およびプラズマ処理のいずれの場合も、排ガスの処理部が高温となる。より具体的には、燃焼処理では、火炎が形成されるバーナー自体、およびその周辺が高温となり、バーナー自体およびバーナー周辺の機器の消耗が著しくなる。プラズマ処理では、熱プラズマを発生させるプラズマ発生部、およびその周辺が高温となり、プラズマ電極などのプラズマ発生部自体、およびプラズマ発生部の周辺の機器の消耗が著しくなる。
【０００６】
さらに、燃焼処理およびプラズマ処理のいずれの場合も、処理後の排ガスが非常に高温となるため、処理後の排ガスを冷却する設備（例えば、スクラバー）が必要となる。なお、処理する排ガスに含まれる有害ガスの種類によっては、燃焼処理後またはプラズマ処理後の排ガスに、粉塵（例えば、二酸化ケイ素）および腐食性ガス（例えば、フッ化水素）などの副生成物が含まれる。これら副生成物を処理後の排ガスから除去するための設備も必要となる。そのため、従来の排ガス処理方法では、装置が大型化しやすく、排ガス処理装置が高額な設備となるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、装置を大型化することなく、排ガスに含まれる有毒ガスを効率よく除害することが可能な排ガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様では、排ガスに含まれる有害ガスを無害化する排ガス処理装置であって、液体が流れる流路が形成された本体と、前記本体に連結され、前記液体が流れる流路に前記排ガスを供給する排ガス供給ラインと、前記排ガス供給ラインから前記流路に前記排ガスを吸引する吸引装置と、前記流路に低温プラズマを発生させて、前記有害ガスを分解する低温プラズマ発生装置と、前記本体から前記低温プラズマ発生装置を通過した排ガスを排出する排出ラインと、を備える、排ガス処理装置が提供される。
【０００９】
一態様では、排ガスに含まれる有害ガスを無害化する排ガス処理装置であって、液体が流れる流路が形成された本体と、前記本体に連結され、前記液体が流れる流路に前記排ガスを供給する排ガス供給ラインと、前記排ガス供給ラインから前記流路に前記排ガスを吸引する吸引装置と、前記排ガス供給ラインに低温プラズマを発生させて、前記有害ガスを分解する低温プラズマ発生装置と、前記本体から前記低温プラズマによって分解された有害ガスを含む排ガスを排出する排出ラインと、を備える、排ガス処理装置が提供される。
【００１０】
一態様では、前記吸引装置は、前記液体の流れ方向で見て前記低温プラズマ発生装置よりも上流側で前記流路に配置されたエゼクタを含み、前記エゼクタの駆動流体は、前記液体である。
一態様では、前記吸引装置は、前記排出ラインに配置されたエゼクタを含み、前記エゼクタに駆動流体を供給することで、前記本体の内部空間を減圧して、前記排ガスを前記排ガス供給ラインから前記本体に吸引する。
一態様では、前記排ガス処理装置は、前記流路を流れる液体と排ガスの一部を逆流させて、前記液体と前記排ガスが前記低温プラズマ発生装置に留まる時間を増加させるための環流機構をさらに備え、前記環流機構は、前記流路の壁面に連結され、前記液体の流れ方向の上流側に向かって縮径する第１テーパ管と、前記液体の流れ方向で見て、前記第１テーパ管よりも上流側で前記流路と隙間を開けて配置され、前記液体と前記排ガスを、前記流路の壁面に向かう第１流と、前記流路の中央を流れる第２流とに分割する第２テーパ管と、を含み、前記第１テーパ管によって、前記第１流が前記第２流に向かって前記流路を逆流する。
（【００１１】以降は省略されています）

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