气体处理装置的制造方法
【专利说明】气体处理装置
[0001]本申请是名称为“气体处理装置”、国际申请日为2007年8月3日、国际申请号为PCT/JP2007/065279、国家申请号为200780043055.9的发明专利申请的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及分解处理包含对人体有害的气体、地球气候变暖气体、臭氧层破坏气体的气体，特别是从半导体、液晶等的制造过程排出的气体的装置。
【背景技术】
[0003]现在，作为制造或处理物质的工业过程，开发、实施多种多样的工业过程，从这样的多种多样的工业过程排出的气体(以下称“处理对象气体”)的种类也非常多。
[0004]为此，相应于从工业过程排出的处理对象气体的种类，分别使用各种气体处理方法和气体处理装置。
[0005]例如，以半导体制造过程的一个过程为例，使用硅烷(SiH4)、氯气、PFC(全氟化物)等各种各样的种类的气体，在硅烷包含于处理对象气体的场合，使用热分解式、燃烧式、吸附式或化学反应式等的处理装置，在氯气包含于处理对象气体的场合，使用由药液实现的湿式、吸附式等处理装置，在PFC包含于处理对象气体的场合，使用催化剂式、热反应式、热分解式、燃烧式、等离子式的气体处理装置。
[0006]当相应于这样从工业过程排出的各种处理对象气体逐一准备气体处理装置时，对于某些使用者，装置的管理变得复杂，同时，维修所需时间、成本增大。结果使产品成本增大，导致产品成本竞争力下降。
[0007]从工业过程排出的处理对象气体中可在高温下热分解的处理对象气体多，所以，如使用专利文献I所示那样的热分解式的气体处理装置，即在反应器内喷射大气压等离子体，朝该大气压等离子体供给处理对象气体进行分解处理的装置，则至少在高温下可热分解的处理对象气体不论其种类如何，都能够由一个装置进行分解处理。
[0008]专利文献1:日本特开2000-334294号公报
【发明内容】
[0009]然而，在使用上述那样的气体处理装置的场合，虽然热分解性的处理对象气体基本上都可进行分解处理(即存在通用性)，但存在伴随着处理对象气体进入到反应器内的固体物、热分解时在反应器内副生的固体成分附着、堆积在反应器内壁，时常暴露于高温的反应器的内面在短时间劣化这样的问题。为此，在现有技术中，依然必须频繁地停止气体处理装置，进行反应器的清扫、更换等这样的维修，不能降低成本。
[0010]本发明就是鉴于这样的现有技术的问题而开发出来的。此外，本发明的主要课题在于提供一种气体处理装置，该气体处理装置容易管理，维修的频率低，而且可对从半导体制造过程等工业过程排出的各种处理对象气体进行处理，通用性高。
[0011]技术方案I所述的发明为气体处理装置10，该气体处理装置10 “具有反应器12，该反应器12围绕大气压等离子体P和朝大气压等离子体P供给的处理对象气体F，在其内部进行处理对象气体F的热分解；其特征在于:在反应器12设置用于由水W覆盖其内面的水供给装置16”。
[0012]在本发明中，设置有用于由水W覆盖反应器12的内面的水供给装置16，所以，在反应器12的内面大致整体形成所谓的“润湿壁”。为此，在固体成分随着处理对象气体F进入到反应器12内的场合、当由大气压等离子体P使处理对象气体F热分解时固体成分副生的场合，这些固体成分在附着在反应器12的内面之前与覆盖反应器12内面的水W接触，溶解在该水W，或与水W—起流到反应器12外。此外，可防止进入到反应器12内的或在反应器12内副生的固体成分接触在反应器12的内面而产生附着、堆积。
[0013]另外，通过形成这样的“润湿壁”，可防止反应器12的内面直接暴露于高温，可使该内面的劣化延迟。
[0014]另外，气体处理装置10在处理对象气体F的热分解中使用大气压等离子体P，所以，不需要如使用电热加热器的场合那样在该热分解时对反应器12进行预热。另外，反应器12的内面由水W覆盖，反应器12自身不成为高温，所以，不需要在结束处理对象气体F的热分解时冷却反应器12。因此，按照本发明，可提供能够在瞬间进行上升、下降的气体处理装置10。
[0015]另外，覆盖反应器12内面的水W接受来自大气压等离子体P的热而气化，气化了的水(水蒸汽)W进一步受热，离解成氧和氢。这样生成的氧和氢在反应器12内与处理对象气体F反应，有利于处理对象气体F的分解。
[0016]在本说明书中，“大气压等离子体P”指在大气压条件下生成的等离子体，意味着包含热等离子体、微波等离子体及火焰的广义的等离子体。
[0017]技术方案2所述的发明在技术方案I所述的气体处理装置10的基础上还具有这样的特征:“具有将在内部发生的大气压等离子体P供给到反应器12的等离子体发生装置14，在反应器12，用于将从等离子体发生装置14供给的大气压等离子体P导入反应器12内的等离子体导入孔26和用于导入处理对象气体F的处理对象气体导入孔28设置在相互不同的位置”。
[0018]在本发明中，在等离子体发生装置14的内部发生大气压等离子体P后，通过反应器12的等离子体导入孔26将该大气压等离子体P导入反应器12内。另外，大气压等离子体P和处理对象气体F被从在反应器12中设置在相互不同位置的等离子体导入孔26和处理对象气体导入孔28分别导入反应器12内，所以，处理对象气体F不通过等离子体发生装置14内。
[0019]这样，在等离子体发生装置14的内部发生大气压等离子体P，从而不需要在反应器12的内部设置用于发生大气压等离子体P的电极等，不会出现设置在反应器12内部的电极等成为核而导致上述固体成分附着、堆积在反应器12内部的情况。
[0020]另外，由于处理对象气体F不通过等离子体发生装置14内，所以，没有产生大气压等离子体P的电极等与处理对象气体F接触而被腐蚀的危险。
[0021]技术方案3所述的发明在技术方案I或2所述的气体处理装置10的基础上还具有这样的特征:“在反应器12的前段还设有对处理对象气体F进行水洗的前段湿式洗涤器18”，这样，在处理对象气体F自身含有许多固体成分、水溶性成分的那样的场合，可在将处理对象气体F供给到反应器12之前从该处理对象气体F中除去固体成分、水溶性成分，可减少应由反应器12处理的固体成分、水溶性成分的量。
[0022]技术方案4所述的发明在技术方案I?3中任何一项所述的气体处理装置10的基础上还具有这样的特征:“还具有将氧化性气体或还原性气体中的任一方导入反应器12内或将处理对象气体F供给到反应器12的气体供给路中的至少一方的分解辅助剂导入部62”。
[0023]在本发明中，可通过分解辅助剂导入部62将氧化性气体或还原性气体中的任一方导入反应器12内和气体供给路中的任一方。为此，在导入了氧化性气体的场合，不仅可由大气压等离子体P使处理对象气体F热分解，而且可使热分解了的处理对象气体F氧化，这样，可将热分解后的处理对象气体F变换成无害的成分。即，可提高处理对象气体F的除害效率。
[0024]另一方面，在导入还原性气体的场合，可提高处理对象气体F的除害效率，同时，使来自大气压等离子体P的工作气体、空气等的氮在高温的反应器12内与氧结合而产生的氮氧化物(NOx)分解，将其变换成无害的氮和水。
[0025]技术方案5所述的发明在技术方案I?4中任何一项所述的气体处理装置10的基础上还具有这样的特征:“还具有将氨供给到在水供给装置16或前段湿式洗涤器18中使用的水W的至少一方的氨供给装置64”。
[0026]在本发明中，添加到在水供给装置16或前段湿式洗涤器18中使用的水W的至少一方的氨被导入高温的反应器12内时气化，该气化了的氨作为还原性气体如上述那样有利于处理对象气体F的除害，同时分解氮氧化物。
[0027]技术方案6所述的发明在技术方案I?5中任何一项所述的气体处理装置10的基础上还具有这样的特征:“设有对从反应器12排出的热分解处理后的排气G进行水洗的后段湿式洗涤器22”，这样，可从排气G中水洗、除去热分解处理对象气体F时发生的水溶性成分、固体成分，所以，可在更清洁的状态下将热分解后的排气G排出到大气中。
[0028]技术方案7所述的发明在技术方案3?6中任何一项所述的气体处理装置10的基础上还具有这样的特征:“设有常闭的旁通管56和大气导入配管60 ;该常闭的旁通管56连接前段湿式洗涤器18的入口侧与设于气体处理装置10出口侧的排气扇54的入口侧；该大气导入配管60连接在排气扇54的入口侧，通过通气阀58将大气导入从反应器12排出的热分解处理后的排气G的流路”，这样，对于在反应器12内发生了某种故障的场合，使处理对象气体F流到旁通管56，同时，使通气阀58全开，将大量的大气导入排气G的流路，从而可将处理对象气体F稀释到安全的浓度，紧急避难地排出。
[0029]技术方案8所述的发明在技术方案I?7中任何一项所述的气体处理装置10的基础上还具有这样的特征:“具有水箱20、水温计46、及水温调整装置；该水箱20储存要供给到水供给装置16的水W，同时，回收在反应器12的内面流动了的水W ;该水温计46测定储存在水箱20的水W的温度；该水温调整装置接收来自水温计46的水温信号，使储存在水箱20的水W的水温成为恒定地进行控制”。
[0030]在反应器12的内面形成“润湿壁”后，由水箱20回收的水W在沿反应器12的内面流动之际被加温而成为温水(或受到加热而成为热水)。为此，水箱20的水温逐渐上升。
[0031]可是，在从水供给装置16供给到反应器12的内面的水W的温度高的场合，供给到反应器12内面的水W (吸收大气压等离子体P的热)立即蒸发，不能在反应器12内面的大致整体形成“润湿壁”。
[0032]因此，在本发明中，设有使储存在水箱20的水W的温度成为恒定地控制的“水温控制装置”，所以，可将从水供给装置16供给到反应器12内面的水W的温度保持恒定(即，可抑制从水供给装置16供给到反应器12的内面的水W的温度上升)，结果，可时常在反应器12内面的大致整体形成“润湿壁”。
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