KR100619237B1 - Plasma treatment process of pfc and other hazardous gases - Google Patents

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이대훈
김관태
송영훈
차민석
이재옥
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Abstract

본 발명은 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반응로의 내부로 난분해성 가스와 함께 탄화수소계의 연료와 산화제를 부분 산화조건으로 유입시켜 상기 연료의 산화반응에서 발생되는 열에 의해 플라즈마 영역이 보다 고온으로 유지되도록 하여, 전자의 평균 충돌 행로를 증가시키며 상기 산화반응에서 반응성 높은 라디칼 및 이온 들이 생성됨에 따라 난분해성 기체를 효과적으로 분해시킬 수 있는 효과가 있으며, 이에 더하여, 반응로의 내부에 형성된 확장구간과 이의 시점에 형성된 첨단부에 의해 플라즈마 반응시 생성되는 플라즈마 반응대가 체류되도록 하여, 연속적인 플라즈마 반응을 구현할 수 있는 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법에 관한 것이다. The present invention relates to a plasma reaction method of a hardly decomposable gas, and more particularly, a hydrocarbon-based fuel and an oxidant are introduced into a reactor into a partial oxidation condition along with a hardly decomposable gas to heat generated in an oxidation reaction of the fuel. Thereby maintaining the plasma region at a higher temperature, thereby increasing the average collision path of electrons and effectively decomposing the hardly decomposable gas as the reactive radicals and ions are generated in the oxidation reaction. The present invention relates to a plasma reaction method of a hardly decomposable gas capable of realizing a continuous plasma reaction by allowing the plasma reaction zone generated during the plasma reaction to be retained by the extension section formed inside the tip and the tip formed at the time point thereof.

난분해성 가스, 플라즈마, 체류, 산화반응, 연속, 전자 Refractory gas, plasma, retention, oxidation, continuous, electron

Description

난분해성 가스의 플라즈마 반응방법{Plasma Treatment Process of PFC and other Hazardous Gases}Plasma Treatment Process of PFC and other Hazardous Gases

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제시된 플라즈마 반응장치를 나타낸 종단면도,1 is a longitudinal sectional view showing a plasma reactor according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 도 1에 의해 플라즈마 반응대가 체류된 모습을 나타낸 종단면도,2 is a longitudinal cross-sectional view showing a state where the plasma reaction zone is stayed by FIG.

도 3은 도 1의 횡단면도.3 is a cross-sectional view of FIG. 1.

10: 반응로 15: 확장구간10: reactor 15: extension section

17: 첨단부 20: 원료유입관17: tip 20: raw material inlet pipe

21: 유입홀 30: 전극21: inlet hole 30: electrode

37: 배출구37: outlet

본 발명은 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 반응로의 내부로 난분해성 가스와 함께 탄화수소계의 연료와 산화제를 부분 산화조건으로 유입시켜 상기 연료의 산화반응에서 발생되는 열에 의해 플라즈마 영역이 보다 고온으로 유지되도록 하여, 전자의 평균 충돌 행로를 증가시키며 상기 산화반응에서 반응성 높은 라디칼 및 이온 들이 생성됨에 따라 난분해성 기체를 효과적으로 분해시킬 수 있는 효과가 있으며, 이에 더하여, 반응로의 내부에 형성된 확장구간과 이의 시점에 형성된 첨단부에 의해 플라즈마 반응시 생성되는 플라즈마 반응대가 체류되도록 하여, 연속적인 플라즈마 반응을 구현할 수 있는 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법에 관한 것이다. The present invention relates to a plasma reaction method of a hardly decomposable gas, and more particularly, a hydrocarbon-based fuel and an oxidant are introduced into a reactor into a partial oxidation condition along with a hardly decomposable gas to heat generated in an oxidation reaction of the fuel. Thereby maintaining the plasma region at a higher temperature, thereby increasing the average collision path of electrons and effectively decomposing the hardly decomposable gas as the reactive radicals and ions are generated in the oxidation reaction. The present invention relates to a plasma reaction method of a hardly decomposable gas capable of realizing a continuous plasma reaction by allowing the plasma reaction zone generated during the plasma reaction to be retained by the extension section formed inside the tip and the tip formed at the time point thereof.

지구 온난화를 유발시키는 대표적인 기체로는 CO2, CH4, N2O, HFC, PFC, SF6 등이 있다. 이중 PFC (Perfluorocompounds)는 특히 주로 디스플레이 장치, 반도체 공정 과정에서 사용되는 기체들로서 CF4, C2F6, SF6, NF3 등이 있다. 이러한 온난화 기체들은 안정된 분자 구조를 가지고 있어서 분해가 쉽게 되지 않는 특성을 가져 난분해성 기체로도 불리운다. 이들 기체들로 야기되는 환경오염과 지구 온난화를 막기 위해 이들 기체를 분해하는 기술이 요구된다. 이러한 난분해성 기체의 제거 공정으로는 연소와 같은 산화 공정, 화학적인 흡착, 플라즈마를 이용한 분해 등이 있다. 이 중 플라즈마를 이용한 방법이 PFC 의 제거에 많이 이용된다. 하지만 기존의 플라즈마를 이용한 난분해성 기체의 제거기술은 매우 높은 온도의 플라즈마 토치를 이용하는 기술로서 수십~수백 lpm 의 기체를 처리하기 위해 수십 에서 수백 kW 의 전력을 소모하게 된다. Representative gases that cause global warming include CO 2 , CH 4 , N 2 O, HFC, PFC and SF 6 . Perfluorocompounds (PFCs) are CF 4 , C 2 F 6 , SF 6 , and NF 3 , which are gases mainly used in display devices and semiconductor processes. Such warming gases have a stable molecular structure and are not easily decomposed and are also called hardly decomposable gases. In order to prevent environmental pollution and global warming caused by these gases, a technique for decomposing these gases is required. Such hardly decomposable gas removal processes include oxidation processes such as combustion, chemical adsorption, and decomposition using plasma. Among them, the method using plasma is widely used for the removal of PFC. However, conventional plasma-removable gas removal technology uses a very high temperature plasma torch, and consumes tens to hundreds of kW of power to process tens to hundreds of lpm of gas.

보다 상세히 설명하면, 플라즈마 반응기 내에서의 난분해성 기체의 분해는 높은 에너지를 가지는 전자와 기체 분자와의 충돌을 통해 일어나는데 난분해성 기 체 분자의 원자간 연결 고리를 끊기 위해서는 높은 에너지를 가지는 전자의 밀도를 높게 하지 못하면 전자와의 충돌에 의한 분해의 효율이 낮아지게 된다. 높은 에너지를 가지는 전자를 다량 형성하기 위해서는 낮은 기체 밀도장이 형성되어 전자의 가속 구간이 길어야 하고 충분한 전기장이 형성되어야 한다. In more detail, the decomposition of a hardly decomposable gas in a plasma reactor is caused by the collision of high energy electrons and gas molecules, and the density of electrons having high energy is required to break the interatomic linkage of the hardly decomposable gas molecules. If it is not high, the efficiency of decomposition due to collision with electrons is lowered. In order to form a large amount of electrons with high energy, a low gas density field must be formed, and the acceleration period of the electron must be long and a sufficient electric field must be formed.

종래에는 상기와 같은 난분해성 가스의 플라즈마 반응시 요구되는 조건에 부합하는 플라즈마 반응방법에 관한 기술적 사상의 제시가 이루어지지 않아 난분해성 가스를 플라즈마 반응시켜 처리하는데 많은 어려움이 있었다.In the related art, since the technical idea of the plasma reaction method that meets the conditions required for the plasma reaction of the hardly decomposable gas has not been presented, there are many difficulties in treating the hardly decomposable gas by plasma reaction.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 반응로의 내부에 형성되는 플라즈마 영역이 보다 고온으로 유지되도록 하여, 전자의 평균 충돌 행로를 증가시키며 상기 산화반응에서 반응성 높은 라디칼 및 이온 들이 생성됨에 따라 난분해성 기체를 효과적으로 분해시킬 수 있는 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법을 제공하는데 있다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to maintain the plasma region formed inside the reactor at a higher temperature, increasing the average impact path of the electrons and high reactivity in the oxidation reaction The present invention provides a plasma reaction method of a hardly decomposable gas that can effectively decompose a hardly decomposable gas as radicals and ions are generated.

이에 더하여, 본 발명의 다른 목적은 플라즈마 반응시 생성되는 플라즈마 반응대가 반응로의 내부에서 체류되도록 하여, 연속적인 플라즈마 반응을 구현할 수 있는 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법을 제공하는데 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a plasma reaction method of a hardly decomposable gas which enables the plasma reaction zone generated during the plasma reaction to remain in the inside of the reactor, thereby implementing a continuous plasma reaction.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명은 난분해성 가스를 플라즈마 반응시켜 분해하기 위한 방법에 있어서, 반응로와 연통되는 원료유입관을 통해 상기 반응로의 내부로 난분해성 가스와 함께 탄화수소계의 연료와 산화제가 부분 산화조건으로 유입되도록 하여 상기 난분해성 가스가 상기 반응로에 내설된 전극과 상기 반응로 내벽 간에 발생되는 방전전압에 의해 플라즈마 반응될 시, 상기 연료의 산화반응으로 발생되는 열에 의해 플라즈마 영역이 보다 고온 상태가 되어 밀도가 낮아질 수 있도록 하고, 플라즈마 반응시 생성되는 플라즈마 반응대가 상기 반응로 내부의 전극보다 상측에 위치한 구간에 폭이 상기 반응로의 길이방향에 직각으로 단을 져 확장 형성되는 확장구간에서 체류되도록 하여 연속되는 플라즈마 반응이 일어나도록 하되,
상기 반응로의 벽면에는 상기 원료유입관과 상기 반응로 내부와의 연통을 위한 다수의 유입홀이 형성되며 상기 유입홀은 상기 반응로 내벽의 법선방향과 일정각도를 이루도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 한다.The present invention having the characteristics as described above, in the method for decomposing the decomposition gas by the plasma decomposition, the hydrocarbon-based fuel and oxidant with the non-decomposable gas into the interior of the reactor through a raw material inlet pipe communicating with the reactor Is introduced into a partial oxidation condition so that when the hardly decomposable gas is plasma-reacted by the discharge voltage generated between the electrode built in the reactor and the inner wall of the reactor, the plasma region is formed by heat generated by the oxidation reaction of the fuel. Expanded to be formed at a higher temperature so that the density can be lowered, and the width of the plasma reaction zone generated during the plasma reaction is extended at a right angle to the longitudinal direction of the reactor in a section located above the electrode inside the reactor. Stay in the section so that a continuous plasma reaction occurs,
A plurality of inlet holes are formed on the wall of the reactor to communicate with the raw material inlet pipe and the inside of the reactor, and the inlet holes are inclined to form a predetermined angle with the normal direction of the inner wall of the reactor.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 보다 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such a feature will be more clearly described through the preferred embodiment accordingly.

본 발명의 바람직한 실시예의 설명에 앞서, 본 발명은 난분해성 가스를 플라즈마 반응시켜 분해하기 위한 방법에 관한 것이며, 이때, 난분해성 가스로는 지구 온난화를 유발시키는 대표적인 기체인 CF4, C2F6, SF6, NF 중 어느 하나, 또는 이들의 혼합체 일수 있으나, 상기에서 언급되지 않은 다른 난분해성 기체도 본 발명의 범주에 속함을 밝혀둔다.Prior to the description of the preferred embodiment of the present invention, the present invention relates to a method for decomposing a plasma by decomposing a hardly decomposable gas, wherein the hardly decomposable gas is a representative gas that causes global warming, CF 4 , C 2 F 6 , SF 6. It may be any one of NF, or a mixture thereof, but other hardly decomposable gases not mentioned above also fall within the scope of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 제시된 플라즈마 반응장치를 나타낸 종단면도이고, 도 2는 도 1에 의해 플라즈마 반응대가 체류된 모습을 나타낸 종 단면도이며, 도 3은 도 1의 횡단면도이다.1 is a longitudinal cross-sectional view showing a plasma reactor according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a longitudinal cross-sectional view showing a state where the plasma reaction zone is stayed by Figure 1, Figure 3 is a cross-sectional view of FIG.

본 발명에 따르면, 난분해성 가스의 플라즈마 반응을 위한 플라즈마 반응장치(50)의 바람직한 구성 및 구조가 제시되는데 이는 다음과 같다.According to the present invention, the preferred configuration and structure of the plasma reactor 50 for the plasma reaction of the hardly decomposable gas is presented as follows.

우선, 중공의 반응로(10)에 플라즈마 반응대상인 난분해성 가스 및 탄화수소계의 연료와 산화제를 유입시키기 위한 원료유입관(20)이 연통된다. 또한, 상기 반응로(10)에는 상기 반응로(10)의 내벽과 플라즈마 반응을 위한 방전전압을 발생시키도록 전극(30)이 내설된다.First, a raw material inlet pipe 20 for introducing a fuel and an oxidant of a hardly decomposable gas, a hydrocarbon-based fuel, which is a plasma reaction target, is communicated with the hollow reactor 10. In addition, an electrode 30 is installed in the reactor 10 to generate a discharge voltage for the plasma reaction with the inner wall of the reactor 10.

여기서, 상기 반응로(10)와 원료유입관(20)이 연통된 구조를 살펴보면, 상기 반응로(10)의 벽면에는 상기 원료유입관(20)과 상기 반응로(10) 내부와의 연통을 위한 다수의 유입홀(21)이 형성되며 상기 유입홀(21)은 상기 반응로(10) 내벽의 법선방향과 일정각도를 이루도록 경사지게 형성된다. 또한, 상기 반응로(10)의 유입홀(21)과 원료유입관(20) 사이에는 유입되는 기체(난분해성 가스, 연료, 산화제)가 일시 머무르는 공간(21a)이 형성된다.Here, looking at the structure in which the reactor 10 and the raw material inlet pipe 20 is in communication, communication between the raw material inlet pipe 20 and the inside of the reactor 10 is formed on the wall surface of the reactor 10. A plurality of inflow holes 21 are formed and the inflow holes 21 are formed to be inclined to form a predetermined angle with the normal direction of the inner wall of the reactor 10. In addition, a space 21a is formed between the inlet hole 21 of the reactor 10 and the raw material inlet pipe 20 in which the inlet gas (non-decomposable gas, fuel, oxidant) temporarily stays.

상기한 바에 의하면, 상기 원료유입관(20)을 통해 유입되는 기체는 상기 공간(21a)에 일시 머무르다가 다수의 유입홀(21)을 통해 상기 반응로(10)의 내부로 고르게 분사된다. 또한, 상기 유입홀(21)의 경사진 구성에 기인하면 유입되는 기체는 상기 반응로(10)의 내부에서 회전류를 형성하며 진행하게 된다. According to the above, the gas flowing through the raw material inlet pipe 20 is temporarily suspended in the space (21a) and evenly injected into the reactor 10 through the plurality of inlet holes (21). In addition, due to the inclined configuration of the inlet hole 21, the inlet gas proceeds while forming a rotational flow inside the reactor 10.

또한, 전술한 반응로(10) 내부에는 플라즈마 반응시 생성되는 플라즈마 반응대를 체류시키기 위한 확장구간(15)이 형성되는데, 상기 확장구간(15)은 상기 반응로(10) 내부의 상기 전극(30)보다 상측에 위치한 구간의 폭이 확장되어 이루어진 다. In addition, an extension section 15 is formed in the above-described reactor 10 to hold the plasma reaction zone generated during the plasma reaction, and the extension section 15 may be formed of the electrode inside the reactor 10. The width of the section located higher than 30) is expanded.

여기서, 상기 반응로(10) 내부의 전극(30)보다 상측에 위치한 구간은 상기 반응로(10)의 길이방향에 직각으로 단을 져 확장되는데, 이에 따르면, 상기 반응로(10) 내부의 확장구간이 형성된 시점에 첨단부(17)가 형성된다. Here, the section located above the electrode 30 in the reactor 10 extends at a right angle to the longitudinal direction of the reactor 10, thereby extending the inside of the reactor 10. At the point where the section is formed, the tip 17 is formed.

본 발명에 따라 상기와 같은 구조를 갖는 플라즈마 반응장치(50)에서 먼저, 원료유입관(20)을 통해 반응로(10) 내부로 난분해성 가스와 탄화수소계의 연료 및 산화제가 부분 산화조건으로 선 유입된다. 본 실시예에서는, 상기 연료로서 CH4가, 산화제로서는 O2가 각각 적용된다. In the plasma reactor 50 having the above structure according to the present invention, first, the hardly decomposable gas and the hydrocarbon-based fuel and oxidant are introduced into the reactor 10 through the raw material inlet pipe 20. Inflow. In this embodiment, CH 4 is used as the fuel and O 2 is used as the oxidant, respectively.

여기서, 상기 연료로서 다른 가연성의 기체와 또한, 상기 산화제로서 상기 연료의 산화반응을 유도하는 다른 기체가 각각 적용될 수 있음은 당연하다. It is natural that other combustible gases as the fuel and also other gases which induce an oxidation reaction of the fuel as the oxidant may be applied respectively.

상기에서 난분해성 가스와 연료 및 산화제는 상호 순차적, 또는 동시적으로 유입될 수 있다.The hardly decomposable gas, the fuel, and the oxidizing agent may be introduced into each other sequentially or simultaneously.

즉, 상기 반응로(10) 내부로 연료와 산화제를 선 유입시킨 후, 난분해성 가스를 유입시키거나, 상기 연료, 산화제, 및 난분해성 가스를 동시적으로 유입시키는 것이 모두 가능하다. That is, after the fuel and the oxidant are introduced into the reactor 10 in advance, it is possible to introduce a hardly decomposable gas or to simultaneously introduce the fuel, the oxidant, and the hardly decomposable gas.

상기한 바와 같이, 반응로(10)의 내부로 난분해성 가스와 함께 연료 및 산화제가 유입될 경우, 상기 난분해성 가스가 상기 반응로(10)에 내설된 전극(30)과 상기 반응로(10) 내벽 간에 발생되는 방전전압에 의해 플라즈마 반응될 시, 상기 연료의 산화반응으로 발생되는 열에 의해 플라즈마 영역이 보다 고온의 상태가 되어 밀도가 낮아지게 된다. 또한, 상기와 같이 플라즈마 영역의 밀도가 낮아짐에 따라 전자의 평균 충돌 행로가 증가하게 되고, 이와 같이 증가한 전자의 평균 충돌 행로는 전자의 가속을 유도하여 결국 높은 에너지를 갖는 전자가 다량 발생하게 되고, 이에 따라 난분해성 기체의 분해가 촉진된다. 또한, 이와 더불어 상기 연료의 산화반응에서 반응성 높은 라디칼 및 이온 들이 생성됨에 따라 반응성이 향상되는 작용효과가 발생된다.As described above, when the fuel and the oxidant are introduced into the reactor 10 together with the hardly decomposable gas, the electrode 30 and the reactor 10 in which the hardly decomposable gas is in the reactor 10 are introduced. When the plasma is reacted by the discharge voltage generated between the inner walls, the plasma region becomes a higher temperature due to the heat generated by the oxidation reaction of the fuel and the density is lowered. In addition, as the density of the plasma region decreases as described above, the average collision path of the electrons increases, and thus the average collision path of the electrons increases, leading to the acceleration of the electrons, and eventually a large amount of electrons having high energy are generated. This promotes decomposition of the hardly decomposable gas. In addition, as the reactive radicals and ions are generated in the oxidation of the fuel, the effect of improving the reactivity is generated.

결국, 상기 연료와 산화제는 난분해성 가스의 플라즈마 반응 효율을 높여 상기 난분해성 가스의 분해성을 높이는 기능을 하는데, 이에 더하여, 본 발명에 따라 반응로(10)의 내부에 형성되는 확장구간(15)은 상기 난분해성 가스의 연속적인 플라즈마 반응을 가능케 한다.As a result, the fuel and the oxidant increase the plasma reaction efficiency of the hardly decomposable gas to increase the decomposability of the hardly decomposable gas, and in addition, the expansion section 15 formed in the reactor 10 according to the present invention. Allows for continuous plasma reaction of the hardly decomposable gas.

즉, 본 발명에 따르면, 상기 반응로(10)의 내부에 형성된 확장구간(15)은 반응로(10)의 내부에서 난분해성 가스의 플라즈마 반응에 의해 생성된 플라즈마 반응대가 확장되도록 하고, 상기 확장구간(15)의 시점에 형성되는 첨단부(17)는 상기 플라즈마 반응대를 잡아두는 역할을 하게 되어 상기 플라즈마 반응대는 상기 반응로(10)의 배출구(37)를 통해 바로 배출되려 하기 보다는 상기 확장구간(15)에서 체류되는 것이다. 또한, 이에 더하여, 전술한 바와 같이 유입되는 난분해성 가스가 반응로(10)의 내부에서 회전류를 형성함에 따라, 상기 플라즈마 반응대는 상기 확장구간(15)의 첨단부(17)에 더욱 점착될 수 있는 조건이 형성된다. That is, according to the present invention, the expansion section 15 formed in the reactor 10 allows the plasma reaction zone generated by the plasma reaction of the hardly decomposable gas to be expanded in the reactor 10, and the expansion. The tip portion 17 formed at the time point of the section 15 serves to hold the plasma reaction zone so that the plasma reaction zone is not discharged directly through the outlet 37 of the reactor 10. It is to stay in the section (15). In addition, as the above-mentioned hardly decomposable gas forms a rotary flow inside the reactor 10, the plasma reaction zone may be further adhered to the tip 17 of the extension section 15. Conditions that can be formed.

상기와 같이, 플라즈마 반응대가 반응로(10)의 내부에서 체류될 경우, 한 번 생성된 플라즈마 반응대에 의해 후속 유입되는 난분해성 가스가 계속하여 플라즈마 반응되는 것이 가능하여 결국, 연속적인 플라즈마 반응이 이루어지게 되며, 이에 따라, 주기적으로 반복 생성되는 플라즈마 반응대에 의해 이루어지는 비연속적인 플라즈마 반응에서 야기되는 반응 상의 손실을 방지할 수 있다. As described above, when the plasma reaction zone stays inside the reactor 10, it is possible for the non-decomposable gas subsequently introduced by the once generated plasma reaction zone to be continuously plasma-reacted, so that a continuous plasma reaction is performed. As a result, it is possible to prevent the loss of reaction phase caused by the discontinuous plasma reaction generated by the plasma reaction zone that is periodically generated repeatedly.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 반응로의 내부로 난분해성 가스와 함께 탄화수소계의 연료와 산화제를 부분 산화조건으로 유입시켜 상기 연료의 산화반응에서 발생되는 열에 의해 플라즈마 영역이 보다 고온으로 유지되도록 하여, 전자의 평균 충돌 행로를 증가시키며 상기 산화반응에서 반응성 높은 라디칼 및 이온 들이 생성됨에 따라 난분해성 기체를 효과적으로 분해시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, in the present invention, a hydrocarbon-based fuel and an oxidant are introduced into a partial oxidation condition together with a hardly decomposable gas into the reactor so that the plasma region is maintained at a higher temperature by heat generated in the oxidation reaction of the fuel. As a result, the average collision path of the electrons is increased, and reactive radicals and ions are generated in the oxidation reaction, thereby effectively decomposing the hardly decomposable gas.

이에 더하여, 본 발명은 반응로의 내부에 형성된 확장구간과 이의 시점에 형성된 첨단부에 의해 플라즈마 반응시 생성되는 플라즈마 반응대가 체류되도록 하여, 연속적인 플라즈마 반응을 구현할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention allows the plasma reaction zone generated during the plasma reaction to be retained by the extension section formed at the inside of the reactor and the tip formed at the point of time, thereby realizing the continuous plasma reaction.

Claims (8)

난분해성 가스를 플라즈마 반응시켜 분해하기 위한 방법에 있어서,In the method for decomposing the hardly decomposable gas by plasma reaction, 반응로(10)와 연통되는 원료유입관(20)을 통해 상기 반응로(10)의 내부로 난분해성 가스와 함께 탄화수소계의 연료와 산화제가 부분 산화조건으로 유입되도록 하여 상기 난분해성 가스가 상기 반응로(10)에 내설된 전극(30)과 상기 반응로(10) 내벽 간에 발생되는 방전전압에 의해 플라즈마 반응될 시, 상기 연료의 산화반응으로 발생되는 열에 의해 플라즈마 영역이 보다 고온 상태가 되어 밀도가 낮아질 수 있도록 하고, 플라즈마 반응시 생성되는 플라즈마 반응대가 상기 반응로(10) 내부의 전극(30)보다 상측에 위치한 구간에 폭이 상기 반응로(10)의 길이방향에 직각으로 단을 져 확장 형성되는 확장구간(15)에서 체류되도록 하여 연속되는 플라즈마 반응이 일어나도록 하되,Through the raw material inlet pipe 20 communicating with the reactor 10, the hydrocarbon-based fuel and the oxidant are introduced into the oxidation reactor with the non-decomposable gas under partial oxidation conditions so that the hardly decomposable gas is introduced into the reactor 10. When the plasma reaction is caused by the discharge voltage generated between the electrode 30 in the reactor 10 and the inner wall of the reactor 10, the plasma region becomes higher by the heat generated by the oxidation reaction of the fuel. The density is lowered, and the width of the plasma reaction zone generated during the plasma reaction is located at an upper side than the electrode 30 in the reactor 10 so that the width is perpendicular to the longitudinal direction of the reactor 10. While staying in the expansion section 15 is formed to be expanded to cause a continuous plasma reaction, 상기 반응로(10)의 벽면에는 상기 원료유입관(20)과 상기 반응로(10) 내부와의 연통을 위한 다수의 유입홀(21)이 형성되며 상기 유입홀(21)은 상기 반응로(10) 내벽의 법선방향과 일정각도를 이루도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법.A plurality of inlet holes 21 are formed on the wall surface of the reactor 10 for communication between the raw material inlet pipe 20 and the inside of the reactor 10 and the inlet hole 21 is the reactor ( 10) Plasma reaction method of a hardly decomposable gas, characterized in that formed inclined to form a predetermined angle with the normal direction of the inner wall. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응로(10) 내부로 연료와 산화제를 선 유입시킨 후, 난분해성 가스를 유입시킨 것을 특징으로 하는 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법.After the fuel and the oxidant is introduced into the reactor 10 in advance, a hardly decomposable gas is introduced into the plasma reaction method. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응로(10) 내부로 연료, 산화제, 및 난분해성 가스를 동시적으로 유입 시킨 것을 특징으로 하는 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법.A plasma reaction method of a hardly decomposable gas, characterized by simultaneously introducing a fuel, an oxidant, and a hardly decomposable gas into the reactor (10). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 연료는 CH4 인 것을 특징으로 하는 난 분해성 가스의 플라즈마 반응방법.The fuel is a CH 4 plasma reaction method, characterized in that the CH 4 . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 산화제는 O2 인 것을 특징으로 하는 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법.The oxidizing agent is a plasma reaction method of a hardly decomposable gas, characterized in that O 2 . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 난분해성 가스는 CF4, C2F6, SF6, NF 중 어느 하나, 또는 이들의 혼합체 인 것을 특징으로 하는 난분해성 가스의 플라즈마 반응방법.The hardly decomposable gas is any one of CF 4 , C 2 F 6 , SF 6 , NF, or a mixture thereof. 삭제delete 삭제delete
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