イオン核生成による微量揮発性有機物質(VOC)の分離・回収システムの開発

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07555235
• 研究機関: 金沢大学
• 研究代表者: 江見 凖 金沢大学, 工学部, 教授 (90025966)
• 研究分担者: 足立 元明 大阪府立大学, 先端研究所, 講師 (40100177) ; 奥山 喜久夫 広島大学, 工学部, 教授 (00101197) ; 大谷 吉生 金沢大学, 工学部, 助教授 (10152175)
• キーワード: イオン化 / 凝縮成長 / 静電分離 / コロナ放電 / 核生成 / 四塩化炭素 / VOC

研究概要

半導体製造工程では、基板の洗浄にオゾン層破壊の原因物質であるトリクロロエチレンや四塩化炭素,フロンなどの揮発性有機物質を用いており,その処理が問題となっている。本研究では,数ppmの四塩化炭素(CTC)をイオン核生成により微粒子化して除去する揮発性有機物質(VOC)分離・回収システムの開発を目指し,(1)電子付着装置(VOC蒸気イオン化装置,(2)イオン核凝縮装置,(3)静電捕集装置を試作し,その性能評価を行うとともに,これらを組み合わせたシステムの総合評価を行うことを目的とした.本研究で得られた主な成果は以下のように要約できる.(1)音速ジェットコロナ放電型電子付着装置を試作し,高密度の電子を発生できる条件を明らかした.また,この電子付着装置により,高効率で低濃度VOC蒸気をイオン化できることがわかった,(2)水蒸気によって(1)で生成したイオンを成長させるイオン核凝縮装置(微粒子化装置)を試作し,イオンがサブミクロン粒子にまで成長する条件(イオン流量,温度,水蒸気濃度,凝縮管温度など)を明らかにした,(3)高電圧を印加した二重円筒型コンデンサーである静電捕集装置を試作し,(2)で凝縮成長させた粒子の捕集効率を測定した結果,数kVの電圧で100%粒子を除去できることがわかった.以上の試作装置を組み合わせた本シンテムは,四塩化炭素単成分蒸気を含む空気の処理に有効であることが確認されたが,今後,四塩化炭素よりもイオン化ポテンシャルの小さな成分が含まれる場合について,どの程度四塩化炭素がイオン化されるか検討する必要がある.

研究成果

• [文献書誌] C.Yun,Y.Otani,H.Emi: "Development of Unipolar Ion Generator-Separation of Ions inAxial Direction of Flow." Aerosol Science and Technology.(in press). (1997)
• [文献書誌] 尹冶文,大谷吉生,江見準: "気中イオンの電気移動度の測定" エアロゾル研究. (印刷中). (1997)
• [文献書誌] 足立元明,奥山喜久夫,他: "Experimenntal Evaluation of Ion-Induced Nucleation in Nanameter-Aerosol Formation by α-ray Radiolysis in SO_2/H_2O/N_2 Mixtures." Colloids and Surfaces. 109. 39-48 (1996)
• [文献書誌] 足立元明,奥山喜久夫,他: "Experimenntal Measurement of Competitive Ion-Induced and Binary Homogeneous Nucleation in So_2/H_2O/N_2 Mixtures." Aerosol Science and Technology.(in press). (1997)
• [文献書誌] 奥山喜久夫,足立元明,他: "Experimenntal Evaluation of Ion-Induced Nacleation in Nanameter-Sized Particle Formation from SO_2/N_2O/N_2 Mixtures by α-ray Radiolysi." Nucleation and Atomospheric Aerosols. 42-45 (1996)