電子產業製造半導體、平板顯示器和太陽能電池等產品時需要使用四氫化矽氣體和氫氣等有毒或易燃危險氣體。為了安全地對這些氣體進行無害化處理,現在主要採用將氣體加熱到1000度以上進行分解的熱氧化反應法,但這種方法在加熱氣體時會消耗大量的能源。
為解決這個問題,日本康肯技術公司(京都府長岡京市)以東京大學研究生院工學系研究科的一木隆範教授的研究成果為基礎,開發出了低能耗氣體無害化處理裝置。開發團隊著眼於可燃氣體的爆炸下限由壓力決定的特點,探索了可以減少稀釋氣體量的壓力條件。然後通過用真空泵將内部壓力降至10kPa(約0.1個大氣壓力)左右,提高了爆炸下限,成功製作出了能預防劇烈化學反應的新型的有毒氣體無害化裝置。另外,還確定了在減壓狀態下也能穩定產生電漿電弧的條件,實現了以電弧為熱源的無害化處理。
這項開發成果可以大幅減少對氣體進行無害化處理時所需要的稀釋氮氣,同時還能減少流入處理裝置的氣體總量,從而實現高效的廢氣處理作業。新開發的方法經過最適化處理條件還能用於其他多種可燃氣體,有望應用於多種製造裝置。

通過真空泵降低從製造裝置的泵出口到廢氣處理裝置内部的壓力,提高了管道内的可燃氣體的爆炸下限。紅色虛線内保持著約0.1~10KPa的減壓狀態。
日文:JSTnews 2021年6月號
中文:JST客觀日本編輯部