KR100208399B1 - 유독성 배기가스 정화용 흡착장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유독성 배기가스 정화용 흡착장치에 관한 것으로서, 배기가스를 인입시키는 하부케이스 상부에 흡착케이스가 상,하부 플랜지에 의해 직립 설치되고, 흡착케이스내에는 유독성 배기가스를 정화시키기 위한 흡착수단이 여러 층으로 적층되며, 흡착케이스 상면에는 원통케이스의 내벽면에 응집된 파우더를 제거하는 제거 수단이 상, 하방향으로 이동 가능하게 내재됨으로써, 일련의 공정을 통과한 배기가스에 함유되어 있는 유독가스를 물리 또는 화학흡착에 의해 완전히 정화시킬 수 있어 대기오염을 미연에 방지하고, 특히 흡착케이스에 여러 층으로 적층된 다수개의 카트리지 및 촉매흡착제를 모두 사용할 수 있어 장시간 흡착시에도 흡착효율을 높일 뿐만 아니라, 흡착장치의 수명이 연장되어 경제적 비용을 절감시킬 수 있다.

Description

유독성 배기가스 정화용 흡착장치
본 발명은 유독성 배기가스 정화용 흡착장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일련의 공정을 거친 후 발생하는 배기가스에 함유되어 있는 유독성가스(Toxicgas)를 무해가스로 정화시킬 수 있도록 한 유독성 배기가스 정화용 흡착장치에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조공정시 배출되는 유독성 가스를 처리하기 위해서는 다음의 세 가지 방법이 있다, 첫째는 버닝(burning)방식으로 주로 수소기 등을 함유한 발화성 유독가스를 가스 스크러버(gas scrubber)의 연소실 내부에서 고온(약 500℃ 내지 800℃)으로 발화시키는 방법이 있고, 두 번째는 웨팅(wetting)방식으로 주로 수용성 유독가스를 수조에서 물에 녹여서 처리하는 방법이 있으며, 마지막으로는 흡착방식으로 발화되지 않거나 물에 녹지 않는 유독성 가스가 흡착제를 통과하는 과정에서 물리적 또는 화학적인 흡착에 의하여 정화되도록 하는 방법이 있다.
본 발명은 이러한 방식 중에서 유독성 배기가스를 물리적 또는 화학적 흡착방식에 의하여 처리하는 흡착식 가스 스크러버를 제공하고자 한다. 종래의 흡착식 가스 스크러버에는 유독성 배기가스가 하나의 덩어리를 이루는 흡착제를 통과하는 과정에서 흡착제에 물리적 또는 화학적 흡착이 되어서 처리가 되었지만, 얼마간 사용하다보면 배기가스와 흡착제의 접촉부위에서 많은 양의 파우더가 응집된다. 이러한 파우더는 흡착제의 기공을 막게 되므로 배기가스의 통과율이 낮아지게 되고 따라서 접촉부위 이외의 흡착제 사용 유무와 관계없이 자주 흡착제를 교환해 주어야만 제대로 기능을 발휘하는 단점을 지니고 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 배기가스를 인입시키는 인입관의 일끝단이 연결된 하부케이스와, 상기 하부케이스 상부에 직립설치되도록 상, 하부플랜지에 의해 결합되는 흡착케이스와, 상기 상부플랜지 상면에 이음관이 조여지고, 상기 이음관에 연결되어 정화된 배기가스를 외부로 배출시키는 배기관과, 상기 흡착케이스 내부에 하부케이스측으로 일부분이 노출되게 결합된 원통케이스와, 상기 원통케이스의 중공부에 스크류 샤프트가 관통되고, 상기 스크류 샤프트의 일단부에는 원통케이스 벽면에 응집된 파우더를 제거하기 위한 제거수단과, 상기 제거수단과 치차맞춤되어 제거수단을 상,하 방향으로 이동시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 구동수단과, 상기 흡착케이스 내부에 여러 층으로 적층되어 유독성 가스를 물리 또는 화학흡착으로 정화시키는 흡착수단을 포함하여 구성된 것에 의해 달성된다.
본 발명에 의한 제거수단은 원통케이스의 내경과 동일한 외경을 갖도록 하면이 막혀있는 테플론이 사용된 것에 의해 달성된다.
본 발명에 의한 구동수단은 스크류 샤프트의 다른 일단부에 압입고정되어 스크류 샤프트를 정, 역회전시키는 베어링과, 베어링에 걸어맞춤되어 구동모터의 구동력을 전달시키는 타이밍 벨트로 구성된 것에 의해 달성된다.
본 발명에 의한 흡착수단은 원통케이스에 여러층으로 적층되게 삽입되는 H의 단면형상을 갖는 다수개의 카트리지와, 카트리지 각각의 면에 수직장공과 연통되게 형성되는 분사공과, 카트리지들 사이에 채워져 유독성가스를 물리 또는 화학적 흡착으로 정화시키는 촉매흡착제로 구성된 것에 의해 달성된다.
본 발명에서의 촉매흡착제는 유독가스를 물리적으로 흡착시켜 처리할 수 있도록 기공이 형성된 탄소(C) 또는 알루미나(Al2O3)계가 사용되고, 상기 유독가스를 화학적으로 흡착시켜 처리하기 위하여 탄소 및 알루미나계의 기공에 산화메탈기가 코팅된 것에 의해 달성한다.
제1도는 본 발명에 따른 유독성 배기가스 정화용 흡착장치를 나타낸 분리 사시도.
제2도는 본 발명에 따른 흡착장치의 부분 단면도로 절개한 조립사시도.
제3도는 제2도에 나타낸 흡착장치의 A-A 단면도.
제4도는 본 발명에 따른 흡착장치의 카트리지를 나타낸 확대사사도.
제5도는 본 발명에 따른 유독성 배기가스 정화용 흡착장치의 사용 상태를 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 도어 12 : 흡착케이스
14 : 인입관 16 : 방출관
18 : 주입관 20 : 가이드레일
22 : 흡착수단 24 : 카트리지
24a : 가이드돌기 26,28 : 상,하부 메시
26a,28a : 수평장공 30 : 필터
32 : 촉매흡착제 34 : 스크류 샤프트
36 : 베어링 38 : 이동편
40 : 구동모터 42 : 타이밍 벨트
이하, 본 발명에 따른 유독성 배기가스 정화용 흡착장치의 바람직한 일실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.
제1도 내지 제4도는 본 발명에 따른 흡착장치를 나타낸 도면들로서, 일련의 공정을 거친 배기가스와 이에 함유된 유독가스를 인입시키기 위한 인입관(도시되지않음) 일단부는 흡착장치를 구성하는 하부케이스(10)에 연결되고, 하부케이스(10) 상부에는 다수의 보울트에 의해 조여진 하부플랜지(12)에 흡착케이스(14)가 직립설치되어 있으며, 흡착케이스(14) 상단에는 이음관(16)이 결합된 상부플랜지(18)가 고정된다.
이음관(16) 일측에는 배기가스를 메인 덕트(도시 되지 않음)로 배출시킬 수 있도록 배기관(20)이 결합되며, 흡착케이스(14)의 중공부(14a)내에는 상, 하부플랜지(18)(12)에 각각 일끝이 고정된 원통케이스(22)가 내재되어 있고, 이 원통케이스(22)의 일부분은 하부케이스(10)측으로 노출된다.
원통케이스(22) 외주연에 토출된 배기가스를 분사시킬 수 있도록 띠형상으로된 수직장공(22b)이 등간격으로 형성되어 있으며, 원통케이스(22)의 중공부(22a)에는 정, 역회전이 가능한 스크류 샤프트(24)가 관통되고, 스크류 샤프트(24) 일단부에는 이음관(16) 상면에 장착된 구동수단을 구성하는 베어링(26)이 압입고정된다.
그리고, 베어링(26)에는 구동모터(28)의 구동을 전달시킬 수 있도록 타이밍 벨트(30)가 걸려 있다.
스크류 샤프트(24)의 다른 일단부에는 엘리베이터 방식으로 승하강되면서 배기가스 정화시 원통케이스 내벽면에 응집된 파우더를 제거시키기 위하여 제거수단인 테플론(polytertrafluorotylene)(32)이 차차 맞춤되고, 원통케이스(22) 외측에는 배기가스 중에서 유독성 가스를 물리흡착이나 또는 화학흡착으로 정화시킬 수 있도록 흡착수단이 장착된다.
흡착수단은 원통케이스(22)에 삽입되어 여러 층으로 적층되는 H의 단면형상을 갖는 카트리지(34)들과, 카트리지(34)들 사이에 수개∼수백개로 채워져 실란(SiH4)등의 유독가스와 물리흡착 또는 화학흡착으로 반응하여 정화시키는 촉매흡착제(36)로 구성된다.
카트리지(34) 각각의 면에는 수직장공(22b)을 통하여 분사된 배기가스를 촉매흡착제(36)측으로 토출시킬 수 있도록 수직장공(22b)과 연통된 다수의 분사공(34a)이 형성되며, 촉매흡착제(36)는 탄소(C) 또는 알루미나(Al2O3)계와 탄소 및 알루미나계의 기공(氣孔)에 산화메탈기가 코팅(coating)되어 이루어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 유독성 배기가스 정화용 흡착장치의 작용을 제5도를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하부케이스(10) 상부에 조여진 하부플랜지(12)에 원통케이스(22)와 이의 외측으로 흡착케이스(14)를 순차적으로 결합시킨 다음 흡착케이스(14) 내부에 흡착수단의 카트리지(34)와 촉매흡착제(36)를 번갈아가면서 여러층으로 적층시킨 다음 원통케이스(22)의 중공부(22a)에 테플론(32)이 차차 맞춤된 스크류 샤프트(24)를 관통시킴과 동시에 베어링(26)에 일단부를 압입고정시켜 흡착장치의 결합을 완료한다.
이때, 배기가스를 촉매흡착제(36)으로 원활하게 토출시킬 수 있도록 원통케이스(22)의 수직장공(22b)과 카트리지(34)에 형성된 분사공(34a)을 상호 연통시킨다.
이와 같이 결합된 흡착장치에 일련의 공정을 거치면서 발생되는 유독가스가 함유된 배기가스를 하부케이스(10)로 토출시키면, 하부케이스(10)내에 일부분이 노출된 원통케이스(22)의 중공부(22a) 하단으로 토출됨과 동시에 파우더를 제거시키는 테플론(32)의 하면에 부딪침에 따라 원통케이스(22)의 수직장공(22b)과 이에 연통된 분사공(34a)으로 토출된다.
그 후, 배기가스는 여러층으로 적층된 카트리지(34)들과 이들의 사이에 채워진 촉매흡착제(36)를 연속적으로 통과하면서 대부분의 유독가스를 정화시키는 것이다.
다시 말하면, 배기가스에 함유된 유독가스가 카트리지(34)들 사이에 채워진 탄소 또는 알루미나계로 이루어진 촉매흡착제(36)의 기공을 통과함에 따라 다음과 같은 물리적 흡착 반응에 의해 무해가스로 처리시킨다.
Figure kpo00002
Figure kpo00003
또한, 산화메탈기가 코팅된 촉매흡착제의 기공을 통과하는 유독가스는 다음과 같은 화학흡착으로 반응하여 유해가스를 무해가스로 처리시킨다.
Figure kpo00004
Figure kpo00005
Figure kpo00006
그리고, 유독가스를 장시간 물리흡착 또는 화학흡착에 의해 처리시 최하단의 카트리지(34) 상면에 채워진 촉매흡착제(36)의 기공이 막혀 흡착효율이 저하될 때 즉, 물리흡착시 탄소 또는 알루미나계의 기공에 파우더(powder)가 응집되고, 화학흡착시에는 산화메탈기에 물(H2O)과 혼합된 산화규소(SiO2)의 분진(결정체)이 기공을 막을 경우 이음관 상면에 설치된 구동모터(28)를 회전시키면, 구동모터(28)의 구동력이 타이밍 벨트(30)에 의해 베어링(26)으로 전달됨과 동시에 베어링(26)에 압입고정된 스크류 샤프트(24)가 회전함에 따라 스크류 샤프트(24) 일단부에 치차 맞춤된 테플론(32)이 최하단의 바로 위에 배치된 카트리지(34)로 상승하게 된다.
따라서, 인입관을 통해 토출된 배기가스는 테플론(32) 하면에 부딪칠때까지 원통케이스(22)의 중공부(22a)를 따라 토출됨과 동시에 최하단의 카트리지(34) 위에 배치된 카트리지(34)의 분사공(34a)과 수직장공(22b)을 통해 상기의 방법과 같은 그의 상부에 위치되어 있는 카트리지(34) 윗면에 채워진 촉매흡착제(36)로 유독 가스가 통과됨에 따라 흡착효율을 높일 수 있다.
그리고, 테플론(32)이 최상단에 배치된 카트리지(34)측으로 상승되면 유독가스를 인입시키는 인입관을 차단시킨 후 흡착케이스(36)를 분리하여 흡착수단인 카트리지(34)의 분사공(34a)을 세척함과 동시에 촉매흡착제(36)를 전체를 교환하고, 하부케이스(10) 바닥면에 낙하된 슬러지를 용이하게 제거할 수 있으므로 이에 따른 흡착장치의 경제적 비용을 절감시키고, 수명을 연장시킬 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 유독성 배기가스 정화용 흡착장치에 의하면, 배기가스를 인입시키는 하부 케이스 상부에 흡착케이스가 상,하부 플랜지에 의해 직립설치되고, 흡착케이스내에는 유독성 배기가스를 정화시키기 위한 흡착수단이 여러층으로 적층되며, 흡착케이스 상면에는 원통케이스의 내벽면에 응집된 파우더를 제거하는 제거수단이 상,하 방향으로 이동가능하게 내재됨으로써, 일련의 공정을 통과한 배기가스에 함유되어 있는 유독가스를 물리 또는 화학흡착에 의해 완전히 정화시킬 수 있어 대기오염을 미연에 방지하고, 특히 흡착케이스에 여러층으로 적층된 다수개의 카트리지 및 촉매흡착제를 모두 사용할 수 있어 장시간 흡착시에도 흡착효율을 높일 뿐만 아니라, 흡착장치의 수명이 연장되어 경제적 비용을 절감시킬 수 있다.
본 발명은 일련의 공정을 거치면서 발생되는 유독성 배기가스로 인한 대기 오염을 최소화시키기 위하여 물리적 또는 화학적 흡착 방법으로 배기가스를 정화시키기 위한 장치로써, 배기가스를 인입시키는 하부케이스 상부에 직립설치되는 흡착케이스와, 흡착케이스내에 유독성 배기가스를 정확 시키기 위해 여러 층으로 적층된 흡착수단과, 흡착케이스 상면에는 원통케이스의 내벽면에 응집된 파우더를 제거할 수 있도록 상,하 방향으로 이동하는 제거수단으로 구성되며, 특히 일련의 공정을 통과한 배기가스에 함유되어 있는 유독가스를 물리 또는 화학흡착에 의해 완전히 정화시킬 수 있어 대기오염을 미연에 방지하고, 여러 층으로 적층된 다수개의 카트리지 및 촉매흡착제를 모두 사용할 수 있어 장시간 흡착시에도 흡착효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 일련의 공정을 거치면서 발생되는 유독성 가스를 함유한 배기가스를 정화시켜 무해한 배기가스를 배출시키는 위한 흡착장치에 있어서, 배기가스를 인입시키는 인입관의 일끝단이 연결된 하부 케이스와; 상기 하부케이스 상부에 직립설치되도록 상, 하부 플랜지에 의해 결합되는 흡착케이스와; 상기 상부플랜지 상면에 이음관이 조여지고, 상기 이음관에 연결되어 정화된 배기가스를 외부로 배출시키는 배기관과; 상기 흡착 케이스 내부에 하부 케이스측으로 일부분이 노출되게 결합된 원통케이스와; 상기 원통 케이스의 중공부에 스크류 샤프트가 관통되고, 상기 스크류 샤프트의 일단부에는 원통케이스 벽면에 응집된 파우더를 제거하기 위한 제거수단과; 상기 제거수단과 치차맞춤되어 제거수단을 상,하 방향으로 이동시킬 수 있도록 구동력을 제공하는 구동수단과; 상기 흡착케이스 내부에 여러층으로 적층되어 유독성 가스를 물리 또는 화학흡착으로 정화시키는 흡착수단을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 유독성 배기가스 정화용 흡착장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 원통케이스 외주연에는 하부 케이스로 토출된 유독성 가스가 함유된 배기가스를 흡착수단으로 토출시킬 수 있도록 띠형상으로 된 복수개의 수직장공이 형성됨을 특징으로 하는 유독성 배기가스 정화용 흡착장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제거수단은 원통 케이스의 내경과 동일한 외경을 갖도록 하면이 막혀있는 테플론이 사용됨을 특징으로 하는 유독성 배기가스 정화용 흡착장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 구동수단은, 상기 스크류 샤프트의 다른 일단부에 압입고정되어 스크류 샤프트를 정, 역회전시키는 베어링과, 상기 베어링에 걸어맞춤되어 구동모터의 구동력을 전달시키는 타이밍 벨트로 구성됨을 특징으로 하는 유독성 배기가스 정화용 흡착장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 흡착수단은, 상기 원통케이스의 여러층으로 적층되게 삽입되는 H의 단면형상을 갖는 다수개의 카트리지와, 상기 카트리지 각각의 면에 수직장공과 연통되게 형성되는 분사공과, 상기 카트리지들 사이에 채워져 유독성 가스를 물리 또는 화학적 흡착으로 정화시키는 촉매흡착제로 구성됨을 특징으로 하는 유독성 배기가스 정화용 흡착장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 촉매흡착제는, 상기 유독가스를 물리적으로 흡착시켜 처리할 수 있도록 기공이 형성된 탄소(C) 또는 알루미나(Al2O3)계가 사용되고, 상기 유독가스를 화학적으로 흡착시켜 처리하기 위하여 탄소 및 알루미나계의 기공에 산화메탈기가 코팅됨을 특징으로 하는 유독성 배기가스 정화용 흡착장치.
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