Low-cost PFC recycling by continuous gas chromatography

連続ガスクロマトグラフィ法による低コストなPFCガスの回収

二ツ木 高志*; 田嶋 義宣*; 阿部 哲也 ; 丹澤 貞光

Futatsuki, Takashi*; Tajima, Yoshinori*; Abe, Tetsuya; Tanzawa, Sadamitsu

われわれは、半導体工場からのPFCガス排出削減のために、連続ガスクロマトグラフィ法による回収技術を開発した。これまでPFC回収技術として深冷蒸留法が提案されてきたが、巨大な分離塔が必要で冷却エネルギーも膨大であるなどの問題を抱えていた。これに対して連続ガスクロマトグラフィはコンパクトで安価かつ省エネ技術で、数本のクロマト分離カラムと真空ポンプと自動弁で構成される。混合ガスをクロマト分離カラムに流すと、各ガスとカラム充填剤の親和力の差がカラム通過速度の差となりガス分離が達成される。完全に分離できたガスは系外に取り出し、分離が不完全なガス混合体は次のカラムで再度分離される。このように混合PFCガスを系内でリサイクルすることにより、すべての混合ガスを連続的に完全分離することが可能となる。連続ガスクロマトグラフィ大型パイロットプラントによる実験では、例えばCF/CF分離について99%以上の回収率と相互コンタミ0.01%以下の純度を達成した。

We propose a new system to reduce emissions of Perfluorocompounds (PFCs) from semiconductor industries by the continuous gas chromatography technology. The conventional recycling technology, for example the cryogenic distillation, has some problems in its repurification step. It needs a huge distillation tower and much power for refrigeration. The continuous gas chromatography technology is a compact alternative to the conventional technology. This system is composed of the series of separation columns, vacuum pumps and automatic valves. The mixed PFCs are separated by the difference of the affinity for the filling material in the column. Only the perfectly separated PFCs are output and the others are injected to the next column. By recycling the PFC mixture, which was not separated by the single column, the continuous gas chromatography outputs the pure PFCs continuously. Accumulation and consideration of experimental data, we realized in the continuous efficient separation of CF/CF with the Large-scale pilot plant of the continuous gas chromatography. In this method high recovery rate of more than 99% was obtained and residual CF in recovered CF and residual CF in recovered CF were less than 0.01%. This recycling system is compact and it can operate with low energy consumption.