除去氣體中氟化物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種除去氣體中氟化物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來環(huán)保意識高漲，為了降低溫室效應(yīng)，在半導(dǎo)體工藝中使用的含氟化合物必須經(jīng)過處理才可排放至大氣中，一般所使用的含氟化合物例如為全氟碳化合物(perfluorocarbons,簡稱 PFCs)，其為包括 CF4、C2F4, C2HF3、C2F6, C3F6等含有多個(gè)氟原子的碳?xì)浠衔锏慕y(tǒng)稱，具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性?，F(xiàn)行的含氟化合物處理技術(shù)主要有高溫直接分解法、高能離子分解法及觸媒分解法，其中以高溫直接分解法及觸媒分解法最為成熟，而觸媒分解法更具有操作溫度低、分解效率高且安全性高的優(yōu)點(diǎn)。
[0003]觸媒分解法主要有循環(huán)水解反應(yīng)及吸附置換反應(yīng)兩種方式，水解反應(yīng)必須在含有水氣的情況下進(jìn)行反應(yīng)，PFC經(jīng)觸媒反應(yīng)后會轉(zhuǎn)化成氫氟酸及二氧化碳，故需加設(shè)一濕式洗滌器以去除氫氟酸；而吸附置換反應(yīng)則是利用化學(xué)吸附劑在高溫(400?700°C )情況下，使化學(xué)吸附劑吸附PFC化合物后進(jìn)行氧和氟的置換反應(yīng)將PFC去除，反應(yīng)后產(chǎn)生一氧化碳或二氧化碳，不會產(chǎn)生酸性氣體。循環(huán)水解具有較高的處理量及壽命，但設(shè)備較為復(fù)雜且不易維護(hù)；吸附置換的處理量與吸附劑量相關(guān)，但相對壽命較短，若處理高濃度PFC則需經(jīng)常更換化學(xué)吸附劑。廢氣的分解處理技術(shù)中已知有多種觸媒可在于水氣或水氣及氧的存在下及高溫下，將含氟化合物分解成氟化氫(HF)、二氧化碳，例如美國專利US 5877391 ；US6676913 ；US 2004/0047786A1 ；US 6077482 ；US 6790421 ；US 6023007 ；US 6855305 所揭示者。這些美國專利通過參考方式被并入本案。
[0004]Guild Associates公司在美國專利早期公開第US2002150527號中描述一種使用Al2O3為載體，活性成分為ZrO 2及Co 203的水解型觸媒分解PFC，其觸媒活性在90%以上。Showa Denko公司在美國專利第US6309618號中描述一種使用Al2O3及AlPO4為載體，活性成分為Ce02、La2O3及CrO 3的水解型觸媒分解PFCs，其觸媒活性接近100%的轉(zhuǎn)化率。值得注意的是，在上述的反應(yīng)條件中都需含有水汽，若進(jìn)氣組成中不含水汽，則去除效果將大打折扣，轉(zhuǎn)化率僅為7.5%。
[0005]Showa Denko KK公司在美國專利第6，630，421 BI號中描述一種吸附置換反應(yīng)型吸附劑，其為含有氧化鋁與鎂、鈣、鍶或鋇的碳酸鹽的堿土金屬化合物，可在不含水汽的條件下將氟化物轉(zhuǎn)化成氧化物而將其去除，優(yōu)點(diǎn)為設(shè)備簡易且反應(yīng)后不產(chǎn)生氫氟酸，但缺點(diǎn)是使用壽命短，吸附劑更換頻率高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提出一種除去氣體中氟化物的方法。
[0007]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0008]除去氣體中氟化物的方法，包括下列步驟:將氣體送入除濕器除濕，使氣體含水量不超過0.5wt% ;將除濕后的氣體送入吸附裝置進(jìn)行吸附，吸附裝置含有串聯(lián)設(shè)置的兩種類型吸附劑，第一吸附劑為比表面積為2000m2/g以上活性炭，第二吸附劑為復(fù)合活性吸附劑，其具體組成為20-60wt%的五氧化二釩，20-40wt%的MCM-41以及20_30wt%的ZSM-1l型沸石，該復(fù)合吸附劑的制備方法為混合法，第一吸附劑和第二吸附劑的質(zhì)量比為5-3:2-10，第二吸附劑的反應(yīng)溫度在500-600°C。
[0009]本發(fā)明的處理方法適用于處理半導(dǎo)體或光電產(chǎn)業(yè)的干蝕刻工藝及化學(xué)氣相沉積(CVD)設(shè)備所排放的含有氟化合物的氣體，此外，本發(fā)明的處理方法及活性吸附劑也并非僅限用于半導(dǎo)體或光電產(chǎn)業(yè)，反之，任何含有含氟化合物成分的工業(yè)廢氣均可利用本發(fā)明的吸附劑及處理方法加以處理。本發(fā)明的工藝具有較高的氟去除率，工藝簡單高效。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例1
[0011]氣體送入除濕器除濕，使氣體含水量不超過0.5wt% ;將除濕后的氣體送入吸附裝置進(jìn)行吸附，吸附裝置含有串聯(lián)設(shè)置的兩種類型吸附劑，第一吸附劑為比表面積為2000m2/g以上活性炭，第二吸附劑為復(fù)合活性吸附劑，其具體組成為20-60被％的五氧化二釩，20-40wt%的1??1以及20-30wt%的ZSM-1l型沸石，該復(fù)合吸附劑的制備方法為混合法，第一吸附劑和第二吸附劑的質(zhì)量比為3:10，第二吸附劑的反應(yīng)溫度在500-600°C。
[0012]實(shí)施例2
[0013]氣體送入除濕器除濕，使氣體含水量不超過0.5wt% ;將除濕后的氣體送入吸附裝置進(jìn)行吸附，吸附裝置含有串聯(lián)設(shè)置的兩種類型吸附劑，第一吸附劑為比表面積為2000m2/g以上活性炭，第二吸附劑為復(fù)合活性吸附劑，其具體組成為20-60被％的五氧化二釩，20-40wt%的1??1以及20-30wt%的ZSM-1l型沸石，該復(fù)合吸附劑的制備方法為混合法，第一吸附劑和第二吸附劑的質(zhì)量比為5:2，第二吸附劑的反應(yīng)溫度在500-600°C。
[0014]實(shí)施例3
[0015]氣體送入除濕器除濕，使氣體含水量不超過0.5wt% ;將除濕后的氣體送入吸附裝置進(jìn)行吸附，吸附裝置含有串聯(lián)設(shè)置的兩種類型吸附劑，第一吸附劑為比表面積為2000m2/g以上活性炭，第二吸附劑為復(fù)合活性吸附劑，其具體組成為20-60被％的五氧化二釩，20-40wt%的1??1以及20-30wt%的ZSM-1l型沸石，該復(fù)合吸附劑的制備方法為混合法，第一吸附劑和第二吸附劑的質(zhì)量比為5-3:2-10，第二吸附劑的反應(yīng)溫度在600°C。
[0016]實(shí)施例4
[0017]氣體送入除濕器除濕，使氣體含水量不超過0.5wt% ;將除濕后的氣體送入吸附裝置進(jìn)行吸附，吸附裝置含有串聯(lián)設(shè)置的兩種類型吸附劑，第一吸附劑為比表面積為2000m2/g以上活性炭，第二吸附劑為復(fù)合活性吸附劑，其具體組成為20-60被％的五氧化二釩，20-40wt%的1??1以及20-30wt%的ZSM-1l型沸石，該復(fù)合吸附劑的制備方法為混合法，第一吸附劑和第二吸附劑的質(zhì)量比為5-3:2-10，第二吸附劑的反應(yīng)溫度在590°C。
[0018]實(shí)施例5
[0019]氣體送入除濕器除濕，使氣體含水量不超過0.5wt% ;將除濕后的氣體送入吸附裝置進(jìn)行吸附，吸附裝置含有串聯(lián)設(shè)置的兩種類型吸附劑，第一吸附劑為比表面積為2000m2/g以上活性炭，第二吸