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公開番号2025042589
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-27
出願番号2024143956
出願日2024-08-26
発明の名称硫酸をリサイクルするための装置および方法
出願人財團法人工業技術研究院,INDUSTRIAL TECHNOLOGY RESEARCH INSTITUTE
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C01B 17/69 20060101AFI20250319BHJP(無機化学)
要約【課題】
廃硫酸を処理し、リサイクルされた硫酸の質を改善するための新規な方法が求められている。
【解決手段】
硫酸をリサイクルするための装置を提供する。容器は内部空間を有する。入口は容器の第1の側に位置し、硫酸と過酸化水素を含有する液体を導入する。出口は容器の第2の側に位置し、処理された液体を容器から排出する。第1の側と第2の側とは対向している。赤外線ランプと紫外線ランプが容器の内部空間に位置し、液体に接触する。赤外線ランプから発せられる赤外線および紫外線ランプから発せられる紫外線が液体中の過酸化水素を水と酸素に分解する。赤外線は液体を加熱し、かつ酸素は空気孔から排出される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
硫酸をリサイクルするための装置であって、
内部空間を有する容器と、
前記容器の第１の側に位置し、硫酸および過酸化水素を含有する液体を導入する入口と、
前記容器の第２の側に位置し、処理された液体を前記容器から排出する出口であって、前記第１の側と前記第２の側とは対向している、出口と、
前記容器の前記内部空間中に位置し、前記液体と接触する赤外線ランプと、
前記容器の前記内部空間中に位置し、前記液体と接触する紫外線ランプと、
前記容器の前記内部空間中に位置し、前記赤外線ランプおよび前記紫外線ランプを連結するブラケットと、
前記容器の上側を覆い、かつ空気孔を有する蓋と、
を含み、
前記赤外線ランプから発せられる赤外線および前記紫外線ランプから発せられる紫外線が前記液体中の前記過酸化水素を水と酸素に分解し、前記赤外線が前記液体を加熱し、かつ前記酸素が前記空気孔から排出される装置。
続きを表示（約 730 文字）【請求項２】
前記出口に接続されて前記酸素を排出する三方バルブをさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記赤外線の波長が１５００ｎｍから６５００ｎｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記紫外線の波長が２３０ｎｍから２７５ｎｍである、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記赤外線および前記紫外線の各々のエネルギー密度が０．１Ｗ／ｃｍ
２
から１６Ｗ／ｃｍ
２
である、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記赤外線と前記紫外線とのエネルギー密度の比が４：１から２０：１である、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
他の赤外線ランプおよび他の紫外線ランプをさらに含み、前記赤外線ランプの総断面積と前記容器の断面積との比が１：１００から５：１００であり、前記紫外線ランプの総断面積と前記容器の断面積との比が１：１００から５：１００である、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記赤外線ランプが前記容器の断面において配列して第１の円を成し、前記紫外線ランプが前記容器の断面において配列して第２の円を成し、前記第１の円と前記第２の円とは同心であり、前記第１の円の直径が前記第２の円の直径よりも大きい、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記入口から導入される前記液体の流速が０．５ｍ／時間から３ｍ／時間である、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記液体の硫酸濃度が５０ｗｔ％から７０ｗｔ％である、請求項１に記載の装置。
（【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】
本開示は硫酸をリサイクルする装置および方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスにおいては、電子級の硫酸を用いてカロ酸溶液を調製してウエハーを洗浄しており、この洗浄プロセスにより生じる廃硫酸は、最も量が多いプロセス廃液である。２０２１年に廃硫酸の発生量は３６５，０００トンに達した。半導体産業が拡大するのに伴い、廃硫酸（除去するのが難しい）の発生量は５１６，０００トンに達すると見込まれている。５０ｗｔ％より多い硫酸と１ｗｔ％から５ｗｔ％の過酸化水素とからなる廃硫酸は、その強い酸化性のために、直接再利用することはできない。過酸化水素のような廃硫酸中の主な汚染物質に対し、現下の処理は、塩酸を触媒として加え、過酸化水素を５０ｍｇ／Ｌ以下になるまで分解するというものである。しかし、このプロセスは塩素ガスのような有害物質を生じ、かつ精製された硫酸中に塩化物イオンが残る。よって、このプロセスは最適な精製方式ではない。さらに、廃硫酸から過酸化水素を除去するために市販の酵素を加えることができるが、それは高価な上、あまり効果的ではない。また、酵素には薬品残留および酸の質の変化という問題もあり、酵素を除去して酸を利用することは難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１９／０１７４８０２Ａ１号明細書
台湾特許出願公開第ＴＷ５５９９４０Ｂ号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
廃硫酸を処理し、リサイクルされた硫酸の質を改善するための新規な方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の一実施形態は、容器、入口、出口、赤外線（ＩＲ）ランプ、紫外線（ＵＶ）ランプ、ブラケットおよび蓋を含む硫酸をリサイクルするための装置を提供する。容器は内部空間を有する。入口は容器の第１の側に位置する。入口は、硫酸および過酸化水素を含有する液体を導入するのに用いられる。液体は、ポンプを介して入口から容器内に導入することができる。出口は容器の第２の側に位置する。出口は、処理された液体を容器から排出するのに用いられる。第１の側と第２の側とは対向している。赤外線ランプは容器の内部空間中に位置する。赤外線ランプは液体に接触するようになっている。紫外線ランプは容器の内部空間中に位置する。紫外線ランプは液体に接触するようになっている。ブラケットは容器の内部空間中に位置する。ブラケットは赤外線ランプと紫外線ランプとを連結させる。蓋は容器の上側を覆う。蓋は、空気孔を有する。空気孔は、排気装置に接続されることができる。赤外線ランプから発せられる赤外線および紫外線ランプから発せられる紫外線が液体中の過酸化水素を水と酸素に分解する。赤外線は液体を加熱し、かつ酸素は空気孔から排出される。液体は、９０℃から１３０℃に加熱されることが好ましい。
【０００６】
いくつかの実施形態において、装置は、出口に接続されて酸素を排出するのに用いられる三方バルブをさらに含む。
【０００７】
いくつかの実施形態において、赤外線の波長は１５００ｎｍから６５００ｎｍである。
【０００８】
いくつかの実施形態において、紫外線の波長は２３０ｎｍから２７５ｎｍである。
【０００９】
いくつかの実施形態において、赤外線および紫外線の各々のエネルギー密度は０．１Ｗ／ｃｍ
２
から１６Ｗ／ｃｍ
２
である。
【００１０】
いくつかの実施形態において、赤外線と紫外線とのエネルギー密度の比は４：１から２０：１である。
（【００１１】以降は省略されています）

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