KR101020258B1

KR101020258B1 - 산성 폐가스 처리 시스템

Info

Publication number: KR101020258B1
Application number: KR1020080118430A
Authority: KR
Inventors: 박재경
Original assignee: (주)플라즈마텍
Priority date: 2008-11-26
Filing date: 2008-11-26
Publication date: 2011-03-08
Also published as: KR20100059597A

Abstract

본 발명은 반도체 공정에서 발생되는 산성 가스와 산미스트를 제거할 수 있는 산성 폐가스 처리 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템은 일측에 형성되는 폐가스 유입구와, 타측에 형성되는 폐가스 유출구를 포함하며, 내부가 박스 형상으로 형성되는 하우징과 상기 하우징의 일측 내부에 형성되어 하우징의 내부로 유입되는 산성 가스를 포함하는 폐가스에 물을 분사하여 산성 가스를 제거하는 제1분사부 및 상기 하우징의 타측 내부에 형성되어 코로나 방전에 의하여 상기 제1분사부로부터 유입되는 산미스트를 집진하는 방전 집진부를 포함하여 형성될 수 있다.

산성 가스, 산미스트, 무화, 코로나 방전

Description

산성 폐가스 처리 시스템{Acidic Exhaust Gas Treatment System}

반도체 공정이나 LCD 공정 등에서 배출되는 배기 가스는 유독성, 폭발성 및 부식성이 강하기 때문에 인체에 유해할 뿐만 아니라 그대로 대기 중으로 방출될 경우에는 환경 오염을 유발하는 원인이 되기도 한다. 따라서, 이러한 배기 가스는 유해 성분의 함량을 허용 농도 이하로 낮추는 정화 처리 과정이 반드시 필요하다.

특히, 반도체 공정이나 LCD 공정 등에서 배출되는 배기 가스는 불화수소, 황산화물, 질소산화물, 황화수소, 아황산가스 등과 같은 산성가스 성분을 ppm 정도의 미량으로 포함하고 있으나, 미량이라고 하더라도 인체에 대하여 독성이 있을 뿐만 아니라 가스 처리 설비에 대한 부식성을 가지기 때문에 반드시 제거하는 것이 요구된다. 또한, 최근에는 환경 규제가 강화되면서 반도체 공정에서 배출되는 배기가스에 포함되는 산성 가스의 농도 규제를 더욱 강화하고 있다.

일반적으로 산성 가스는 배기 가스 처리 장치의 내부에서 배기 가스에 분무되는 수용액과 접촉하여 기액 접촉의 방식에 의하여 배기 가스로부터 제거된다. 이 때, 분무되는 수용액은 알카리 성분(NaOH)을 함유하여 산과 알칼리와의 중화 반응을 수반하여 산성 가스를 보다 효율적으로 제거하게 된다. 또한, 수용액은 노즐을 통하여 입자 형태로 분무하게 되는데 산성 가스와의 접촉 효율을 증가시키기 위해서는 수용액이 무화형태로 분무되는 것이 필요하다. 그러나, 수용액은 무화 상태로 분무되는 경우에 배기 가스 처리 장치의 내부에서 하부로 떨어지지 않고 산미스트(acid mist)가 발생되어 외부로 배출되는 문제가 있다. 또한, 수용액이 일정 크기 이상의 입자로 분사되는 경우에 산성 가스의 처리 효율이 감소되는 문제가 있다.

본 발명은 반도체 공정에서 발생되는 반도체 공정에서 발생되는 산성 가스와 산미스트를 제거할 수 있는 산성 폐가스 처리 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템은 일측에 형성되는 폐가스 유입구와, 타측에 형성되는 폐가스 유출구를 포함하며, 내부가 박스 형상으로 형성되는 하우징과 상기 하우징의 일측 내부에 형성되어 하우징의 내부로 유입되는 산성 가스를 포함하는 폐가스에 물을 분사하여 산성 가스를 제거하는 제1분사부 및 상기 하우징의 타측 내부에 형성되어 코로나 방전에 의하여 상기 제1분사부로부터 유입되는 산미스트를 집진하는 방전 집진부를 포함하며, 상기 폐가스의 흐름 방향은 상기 폐가스 유입구로부터 상기 폐가스 유출구 방향으로 수평으로 형성되며, 상기 하우징은 상기 제1분사부가 설치되는 방전 영역과 상기 방전 집진부가 설치되는 방전 영역으로 구분되고, 상기 방전 집진부는 판상으로 상기 폐가스의 흐름 방향과 평행하며 서로 균일한 간격으로 이격되어 서로 평행하게 상기 하우징의 방전 영역에 설치되는 다수의 집진판과 상기 집진판 사이에 상기 집진판의 내면과 방전 거리로 이격되어 설치되는 방전극을 포함하며, 상기 집진판은 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics)과 카본(Carbon)이 혼합된 탄소 섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)으로 이루어지며, 상기 방전극은 하스텔로이(hastelloy) 또는 스테인레스 스틸로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템은 반도체 공정 라인과 연결되며 상기 하우징의 폐가스 유입구에 결합되어 산성 폐가스를 상기 하우징의 내부로 유입시키는 폐가스 유입부와 상기 하우징의 폐가스 유출구에 연결되어 처리된 폐가스를 상기 하우징의 외부로 유출시키는 폐가스 유출부를 더 포함하며, 상기 폐가스 유입부는 원형 배관 또는 사각 배관 형상으로 형성되어 반도체 공정 라인의 배관과 연결되는 제1유입관과 원형 또는 사각 배관 형상으로 형성되어 일측이 상기 제1유입관과 연결되며 점진적으로 단면적이 증가되도록 형성되는 제2유입관 및 원형 또는 사각 배관 형상이며 일측이 상기 제2유입관에 연결되고 타측이 상기 하우징의 폐가스 유입구와 연결되며 상기 제1유입관보다 큰 단면적을 갖도록 형성되는 제3유입관을 포함할 수 있다. 이때, 본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템은 상기 제2유입관에 결합되어 형성되어 폐가스 유입부 내부로 무화를 공급하는 무화 공급 노즐을 구비하는 제2분사부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템은 상기 폐가스 유입구가 형성된 상기 하우징의 일측면에 형성되어 폐가스 유입부 내부로 무화를 공급하는 무화 공급 노즐을 구비하는 제2분사부를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템에서 상기 하우징은 상기 하우징의 내부에서 상기 폐가스 흐름 방향에 수직인 수직 단면적에 대응되는 면적을 갖는 판상으로 다수의 관통홀이 구비하며, 상기 분사 영역과 상기 방전 영역 사이에 설치되는 다공판을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템에서 상기 제1분사부는 상기 하우징의 상부 내측면에 설치되어 상기 폐가스 유입구를 통하여 유입되는 폐가스에 물을 분사하는 노즐을 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템에서 상기 제1분사부는 물을 무화 상태 또는 안개 상태로 분사할 수 있다.

또한, 본 발명에서 산성 폐가스 처리 시스템에서 상기 방전 집진부는 상기 제1분사부로부터 유입되는 폐가스에 포함되어 있는 산미스트 또는 미세 입자를 코로나 방전에 의하여 포집하도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 방전극은 판상으로 형성되어 상기 집진판과 수직으로 설치되는 방전판과 상기 방전판의 양측단에서 돌출되어 상기 집진판과 방전 거리로 이격되는 돌기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템에서 상기 방전 집진부는 코로나 방전이 일어나는 전류 또는 전압보다 높은 전압 또는 전류를 인가하며, 전류 또는 전압을 인가하는 인가 시간이 아크 방전 발생 시간보다 작게 되도록 인가할 수 있다.

본 발명에 따른 산성 폐가스 처리시스템에 따르면, 산성 가스의 제거를 위하여 분무되는 수용액으로 인하여 발생되는 미세한 산미스트를 코로나 방전을 통하여 효율적으로 집진할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 산성 폐가스 처리 시스템에 따르면 산미스트가 코로나 방전에 의하여 효율적으로 제거되므로 수용액을 무화상태로 분무하여 배기 가스에 포함되어 있는 산성 가스의 제거 효율을 더욱 높일 수 있는 효과가 있다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 산성 폐가스 처 리 시스템에 대하여 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산성 폐가스 처리 시스템의 외관 정면도를 나타낸다. 도 2는 도 1의 산성 폐가스 처리 시스템에 대한 내부 정면도를 나타낸다. 도 3은 도 2의 산성 폐가스 처리 시스템에서 A-A에 대한 개략적인 평면도를 나타낸다. 도 4는 도 2의 산성 폐가스 처리 시스템에서 B-B에 대한 개략적인 단면도를 나타낸다. 도 5는 도 2의 산성 폐가스 처리 시스템에서 C-C에 대한 개략적인 단면도를 나타낸다. 도 6은 도 5에서 "D"부분에 대한 확대도를 나타낸다.

본 발명의 실시예에 따른 산성 폐가스 처리 시스템은, 도 1 내지 도 6을 참조하면, 하우징(100)과 폐가스 유입부(200)와 폐가스 유출부(300)와 제1분사부(400)및 방전 집진부(600)를 포함하여 형성된다. 또한, 상기 산성 폐가스 처리 시스템은 제2분사부(500)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 산성 폐가스 처리 시스템은 바람직하게는 폐가스 유입부(200)와 제1분사부(400)와 방전 집진부(600)와 폐가스 유출부(300)가 하우징(100)의 일측에서 타측으로 수평 방향으로 설치된다. 따라서, 상기 산성 폐가스 처리 시스템은 하우징(100)의 일측에 위치하는 폐가스 유입부(200)로부터 하우징(100)으로 유입되는 폐가스가 하우징(100)의 타측에 위치하는 폐가스 유출부(300)로 흐르게 하면서 폐가스에 포함되어 있는 산성 가스와 추가로 발생되는 산미스트를 제거하게 된다.

상기 산성 폐가스 처리 시스템은 폐가스 유입부(200)를 통하여 유입되는 폐 가스에 제1분사부(400)에서 물을 분사하여 일차로 산성 가스를 포집하며, 이차로 방전 집진부(600)에서 코로나 방전을 이용하여 제1분사부(400)에서 발생되는 산미스트를 제거하게 된다. 상기 산성 폐가스 처리 시스템은 방전 집진부(600)에서 산미스트를 제거하게 되므로 제1분사부(400)에서 분사되는 물을 보다 미세하게 분사할 수 있게 된다. 따라서, 상기 산성 폐가스 처리 시스템은 보다 효율적으로 폐가스에 포함되어 있는 산성 가스를 제거하게 된다.

상기 하우징(100)은 내부가 중공인 박스 형상으로 형성되며, 산성 폐가스 처리 시스템의 외관을 형성하게 된다. 또한, 상기 하우징(100)은 일측에 형성되는 하우징 유입구(110)와 타측에 형성되는 하우징 유출구(120)가 포함한다. 상기 하우징(100)은 내부에 설치되는 타공판(130)을 더 포함하여 형성될 수 있다.

상기 하우징(100)은 내부에 하우징 유입구(110)로부터 순차적으로 제1분사부(400)와 방전 집진부(600)가 설치된다. 또한, 상기 하우징(100)은 내부에 제1분사부(400)가 설치되는 분사 영역(a)과 방전 집진부(600)가 설치되는 방전 영역(b)으로 구분될 수 있다. 따라서, 상기 하우징(100)의 내부에서는 하우징 유입구(110)로부터 유입되는 폐가스는 분사 영역(a)과 방전 영역(b)을 통과하여 하우징 유출구(120)를 통하여 외부로 유출된다. 이하에서, 상기 폐가스가 흐르는 방향인 폐가스 흐름 방향(x)은 하우징 유입구(110)에서 하우징 유출구(120)로 향하는 방향을 의미한다.

상기 하우징(100)은 처리되는 폐가스의 양에 따라 적정한 부피를 갖도록 형 성된다. 상기 하우징(100)은 바람직하게는 폐가스 흐름 방향(x)인 길이 방향이 폭 방향(y) 또는 높이 방향(z)보다 크게 형성된다. 따라서, 상기 하우징(100)은 유입되는 폐가스가 분사되는 물과 보다 많은 시간 동안 접촉될 수 있도록 한다. 상기 하우징(100)은 바람직하게는 내부식성이 좋은 스테인레스 스틸로 형성될 수 있다.

상기 하우징 유입구(110)는 하우징(100)의 일측면(100a)에 형성되며, 폐가스 유입부(200)가 연결된다. 또한, 상기 하우징 유출구(120)는 하우징(100)의 타측면(100b)에 형성되며 폐가스 유출부(300)가 연결된다. 따라서, 상기 폐가스는 하우징 유입구(110)로부터 유입되어 하우징 유출구(120)를 통하여 하우징(100)의 외부로 유출된다.

상기 타공판(130)은 하우징(100)의 수직 단면적에 대응되는 면적을 갖는 판상으로 형성되며, 다수의 관통홀(135)이 형성된다. 상기 타공판(130)은 하우징(100) 내부에서 수직 방향으로 설치되며 폐가스 흐름 방향에 수직인 방향으로 설치된다. 또한, 상기 타공판(130)은 제1분사부(400)가 설치되는 영역의 끝에 설치된다. 따라서, 상기 타공판(130)은 분사 영역(a)과 방전 영역(b)을 분리하게 하게 된다. 또한, 상기 타공판(130)은 관통홀(135)을 통하여 폐가스가 원활하게 흐를 수 있도록 하면서, 분사 영역(a)의 제1분사부(400)에서 분사되는 물이 직접적으로 방전 영역(b)으로 분사되는 것을 방지한다.

한편, 상기 하우징(100)은 하부에 분사되는 물을 배출하는 배출구(140)를 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 배출구(140)는 외부의 순환펌프(10)와 연결되어 배출되는 물이 다시 이하에서 설명되는 제1분사부(400) 또는 방전 집진부(600)에 공 급될 수 있도록 할 수 있다.

상기 폐가스 유입부(200)는 하우징(100)의 일측면(100a)에 형성되며 반도체 제조 공정 라인에 연결되어 하우징(100)의 내부로 폐가스를 유입시키게 된다. 보다 구체적으로는 상기 폐가스 유입부(200)는 내부가 중공인 사각 배관 또는 원형 배관으로 형성되며, 하우징(100)의 일측면(110a)에 형성되는 하우징 유입구(110)에 결합되어 하우징(100)의 일측으로 폐가스를 유입시키게 된다. 또한, 상기 폐가스 유입부(200)는 바람직하게는 하우징(100)의 수직 방향(z)에서 하부 방향에 치우치도록 형성된다. 따라서, 폐가스 유입부(200)는 제1분사부(400)에서 분무되는 물이 미세하게 되는 위치에서 하우징(100)의 하부로 폐가스가 유입되도록 한다. 한편, 상기 폐가스 유입부(200)는 하우징(100)과 일체로 형성될 수 있다.

또한, 상기 폐가스 유입부(200)는 제1유입관(210)과 제2유입관(220) 및 제3유입관(230)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제1유입관(210)은 원형 배관 또는 사각 배관 형상으로 형성될 수 있으며, 반도체 공정 라인의 배관(도면에 도시하지 않음)과 연결된다. 상기 제3유입관(230)은 원형 또는 사각 배관 형상으로 형성되며 제1유입관(210)보다 큰 단면적을 갖도록 형성된다. 또한, 상기 제2유입관(220)은 일측이 제1유입관(210)과 연결되며, 타측이 제3유입관(230)과 연결된다. 상기 제2유입관(220)은 제1유입관(210)과 연결되는 부분부터 단면적이 점진적으로 증가되어 제3유입관(230)과 결합되도록 형성된다. 상기 폐가스 유입부(200)는 제1유입관(210)으로부터 유입되는 폐가스를 제2유입관(210)과 제3유입관을 통하여 하우 징(100)으로 유입시키게 된다.

상기 폐가스 유출부(300)는 하우징(100)의 타측면(100b)에 형성되며 폐가스 배출라인(도면에 도시하지 않음)에 연결되어 산성 가스가 제거된 폐가스를 하우징(100)의 외부로 배출시키게 된다. 상기 폐가스 유출부(300)는 폐가스 유입부(200)와 동일하게 내부가 중공인 사각 배관 또는 원형 배관으로 형성될 수 있다. 상기 폐가스 유출부(300)는 하우징(100)의 타측면(100b)에 형성되는 하우징 유출구(120)에 결합되어 하우징(100)의 내부에서 외부로 폐가스를 유출시키게 된다. 또한, 상기 폐가스 유출부(300)는 바람직하게는 하우징(100)의 수직 방향을 기준으로 폐가스 유입부(200)에 대응되는 위치에 형성된다. 따라서, 폐가스 유출부(300)는 하우징(100)의 내부에서 폐가스가 원활하게 흘러서 하우징(100)의 외부로 유출될 수 있도록 한다.

또한, 상기 폐가스 유출부(300)는 제1유출관(310)과 제2유출관(320) 및 제3유출관(330)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제1유출관(310)은 원형 배관 또는 사각 배관 형상으로 형성될 수 있으며, 일측이 하우징(100)과 연결되며 타측이 제2유출관(320)과 연결된다. 상기 제3유출관(330)은 원형 또는 사각 배관 형상으로 형성되며 제1유출관(310)보다 작은 단면적을 갖도록 형성된다. 또한, 상기 제2유출관(320)은 일측이 제1유출관(310)과 연결되며, 타측이 제3유출관(330)과 연결된다. 상기 제2유출관(320)은 제1유출관(310)과 연결되는 부분부터 단면적이 점진적으로 증가되어 제3유출관(330)과 결합되도록 형성된다. 상기 폐가스 유출부(300)는 제1유출관(310)을 통하여 하우징(100)으로부터 유출되는 폐가스를 제2유출관(200)과 제3유출관(300)을 통하여 외부로 배출하게 된다.

상기 제1분사부(400)는 다수의 노즐(410)을 포함하며, 하우징(100)의 분사 영역(a)에서 상부에 설치된다. 또한, 상기 제1분사부(400)는 노즐(410)의 하부에서 하우징의 내부에 적층되는 포집체(420)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제1분사부(400)는 하우징(100)으로 유입되는 폐가스에 물을 분사하여 폐가스에 혼합되어 있는 산성 가스를 제거하게 된다. 특히, 상기 제1분사부(400)는 염기성 물질이 용해되어 있는 물을 분사하여, 물이 폐가스에 포함되어 있는 산성 가스와 접촉되면서 산성 가스를 중화시켜 함께 하부로 떨어지도록 한다.

또한, 상기 노즐(410)은 분사되는 물이 산성 가스와 더 많이 접촉될 수 있도록 물을 무화 상태 또는 안개 상태로 분사하게 된다.

상기 노즐(410)은 하우징(100)의 상부 내측면(100a)에서 하우징 유입구(110)가 형성되는 방향의 영역인 분사 영역(a)에 대응되는 영역에 설치된다. 또한, 상기 노즐(410)은 바람직하게는 하우징(100)의 내측면(100c)에 일정 간격으로 설치되어 하우징(100)의 분사 영역(a)에 전체적으로 균일하게 물을 분사하게 된다. 한편, 상기 노즐(410)은 물의 분사에 사용되는 다양한 노즐이 사용될 수 있다. 또한, 상기 노즐(410)은 외부의 물공급 장치(도면에 도시하지 않음)에 연결되어 물을 공급받게 된다.

상기 노즐(410)은 폐가스 흐름 방향(x)과 수직 방향(z) 즉, 하우징(100)의 수직 방향으로 물을 분사하여 하우징 유입구(110)를 통하여 유입되는 폐가스와 접촉되도록 한다. 따라서, 상기 노즐(410)에서 분사되는 물은 폐가스에 포함되어 있는 산성 가스와 접촉되면서 산성 가스를 중화시켜 함께 하부로 떨어지게 된다. 또한, 상기 노즐(410)로 분사되는 물은 염기성 용액이 혼합될 수 있다. 따라서, 상기 염기성 물질은 산성 가스와 접촉하여 산성 가스를 중화시키게 된다.

상기 포집체(420)는 스크러버와 같은 반도체 장비에서 표면적을 증가시키기 위하여 사용되는 충전물로 이루어질 수 있다. 상기 포집체(420)는 폴링(pall ring)과 같이 내부에 공간을 형성하여 표면적을 증가시킨 전형적인 충전물들이다. 상기 포집체(420)은 폐가스가 하우징(100)으로 유입된 폐가스가 충전물의 내부 공간을 통하여 흘러가도록 함으로써 폐가스와 분사되는 물의 접촉 정도를 증가시키게 된다. 상기 포집체(420)는 습식 스크러버 장치에서 일반적으로 사용되는 충전물이 사용될 수 있다.

상기 제2분사부(500)는 무화 공급 노즐(510)을 포함하며, 하우징(100)의 내부로 무화를 분사하게 된다. 상기 무화 공급 노즐(510)은 하우징(100)의 일측면(100a) 또는 폐가스 유입부(200)에 형성될 수 있다. 상기 무화 공급 노즐(510)은 바람직하게는 폐가스 유입부(200)에 설치되며, 더욱 구체적으로는 제2유입관(220)에 설치될 수 있다. 상기 무화 공급 노즐(510)은 외부의 무화 공급 수단(도면에 도시하지 않음)으로부터 공급되는 무화를 하우징(100)의 내부로 분사하게 된다. 상기 무화는 미세한 물 입자이며, 폐가스에 혼합되어 있는 산성 가스와 접촉하면서 산성 가스를 밑으로 떨어뜨리게 된다. 상기 무화는 미세한 입자 상태로 분사되므로 산성 가스와 더 많이 접촉하게 되며 산성 가스의 제거 효율을 증가시키게 된다. 또한, 상기 무화는 혼합되어 있는 염기성 물질로 산성 가스를 중화시키게 된다. 한편, 상기 무화는 산미스트를 유발하게 되지만 방전 집진부(600)에서 제거되므로 하우징(100)의 외부로 산미스트가 유출되는 것이 방지된다.

상기 방전 집진부(600)는 집진판(610)과 방전극(620)을 포함하여 형성된다. 상기 방전 집진부(600)는 하우징(100)의 폐가스 유출구(120)가 형성되는 타측면(100b)에 인접한 영역, 즉 방전 영역(b)의 내부에 적어도 한 쌍의 집진판(610) 및 방전극(620)을 포함하여 형성된다. 또한, 상기 방전 집진부(600)는 하우징(100)의 내부에서 폐가스 흐름방향(x)에 수직인 단면적의 크기에 대응하여 복 수의 집진판 및 방전극을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 방전 집진부(600)는 하우징(100)의 폭 방향으로 집진판(610)과 방전극(620)이 전체적으로 설치되도록 형성된다. 따라서, 상기 방전 집진부(600)는 제1분사부(400)로부터 흘러 오는 폐가스가 원활하게 통과될 수 있도록 한다. 상기 방전 집진부(600)는 집진판(610)과 방전극(620) 사이에서 발생되는 코로나 방전에 의하여 폐가스 내에 혼합되어 있는 산미스트 또는 미세입자를 포집하게 된다.

상기 집진판(610)은 폭과 높이를 갖는 판상으로 형성되며, 하우징(100)의 방전 영역(b) 내부에서 폭 방향이 폐가스의 흐름방향(x)과 평행하고, 높이 방향이 수 직 방향(z)과 평행하도록 설치된다. 또한, 상기 집진판(610)은 다 수개가 균일한 간격으로 이격되어 서로 평행하게 설치된다. 또한, 상기 집진판(610)은 집진판(610) 사이의 공간이 제1분사부(400)와 공간적으로 연결되며, 제1분사부(400)를 통하여 내부로 폐가스가 유입된다. 따라서, 상기 폐가스는 제1분사부(400)로부터 유입되어 집진판(610)과 집진판(610)의 사이의 공간을 통과하면서 집진판(610)의 표면과 접촉하면서 흐르게 된다. 상기 집진판(610)의 폭은 처리되는 폐가스량과 폐가스의 흐름 속도에 따라 적정한 크기로 형성된다. 상기 폐가스의 유속이 너무 낮으면 산성 폐가스의 처리 용량이 감소된다. 또한, 상기 폐가스의 유속이 너무 높으면 폐가스에 포함되어 있는 산미스트의 제거 효율이 감소된다.

상기 집진판(610)은 전기 도전성 재질로 이루어지며, 산성 폐가스 처리 시스템의 의 제어부(도면에 도시하지 않음)의 음극과 전기적으로 연결되어 음극으로 형성된다. 상기 집진판(610)은 바람직하게는 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics)과 카본(Carbon)이 혼합된 탄소 섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)으로 이루어지며, 폐가스의 부식에 대한 내구성이 증가된다. 한편, 상기 집진판(610)은 산성 폐가스 처리 시스템의 접지와 연결될 수 있다.

상기 집진판(610)은 이하에서 설명하는 집진판 고정 유닛(630)에 의하여 서로의 이격 거리를 유지하면서 전체적으로 결합되어 하우징(100)에 지지된다. 또한, 상기 집진판(610)은 상부의 양측에 집진판 고정 유닛(630)과 결합되는 결합판(612)을 구비하게 된다. 상기 결합판(612)은 하부가 집진판(610)에 결합되며 상부가 집진판(610)의 양측면으로부터 이격되도록 형성된다. 따라서, 상기 결합판(612)은 상부가 집진판 고정 유닛(630)과 결합된다.

상기 집진판 고정 유닛(630)은 고정 봉(640)과 지지 수단(650)을 포함하여 형성된다. 상기 고정 봉(640)은 하우징(100)의 내부에서 집진판(610)의 상부에 수평 방향으로 설치된다. 또한, 상기 고정 봉(640)은 바람직하게는 내부가 중공으로 형성되어 내부에 내부 유로(642)가 형성된다.

상기 지지 수단(650)은 고정 봉(640)으로부터 하부 방향으로 연장되도록 설치되는 지지 봉(652)과, 지지 봉(652)과 결합되며 박스 형상으로 형성되는 집진판 고정 수단(654)을 포함하여 형성된다.

상기 지지 봉(652)은 상단이 고정 봉(640)에 연결되며, 하단이 집진판 고정 수단(654)과 연결된다. 또한, 상기 지지 봉(652)은 내부가 중공으로 형성되어 내부에 내부 유로(652a)가 형성된다. 상기 지지 봉(652)의 내부 유로(652a)는 고정 봉(640)의 내부 유로(640a)와 공간적으로 연결된다. 또한 상기 지지 봉(652)은 내부 유로의 하단이 개방되도록 형성된다.

상기 집진판 고정 수단(654)은 내부가 중공이며 하부가 개방된 박스 형상으로 형성되는 고정 하우징(656)을 포함하며, 하부로부터 집진판(610)이 삽입된다. 상기 고정 하우징(656)은 길이가 집진판(610)보다 크게 형성되며, 하부에 개방홀(656a)이 형성된다. 또한, 상기 개방홀(656a)은 집진판(610)의 두께 보다 큰 폭으로 형성된다.

또한, 상기 집진판 고정 수단(654)은 고정 하우징(656)의 내부에 집진판(610)을 고정할 수 있는 고정판(658)이 고정 하우징(658)의 양측에 형성된다. 또한, 상기 고정판(658)은 고정 하우징(656)의 내부에서 서로 대향하도록 형성된다. 또한, 상기 고정판(658)은 수직 방향으로 서로 이격되는 상부 고정판(658a)과 하부 고정판(658b)을 포함하며, 상부 고정판(658a)은 고정 하우징(656)의 내면과 이격되도록 형성된다. 따라서, 상기 집진판(610)의 결합판(612)은 상부 고정판(658a)과 하부 고정판(658b) 사이를 통하여 상부 고정판(658a)과 고정 하우징(656)의 내면 사이의 공간에 결합된다

또한, 상기 지지 수단(650)은 지지 봉(652)의 하부에 지지 봉(652)의 단부와 이격되어 형성되는 분산판(659)을 더 포함하여 형성될 수 있다. 상기 분산판(659)은 지지 봉(652)의 내부 유로(652a)를 통하여 공급되는 물이 집진판(610)에 전체적으로 공급될 수 있도록 물을 분산시키는 역할을 하게 된다.

한편, 상기 집진판 고정수단(630)의 고정 봉(640)에는 별도의 순환 펌프(10)가 연결된다. 또한, 상기 순환 펌프(10)는 앞에서 설명한 바와 같이 하우징(100)의 배출(140)구와 연결된다. 따라서, 상기 순환 펌프(10)는 배출구(140)를 통하여 물을 공급받아 고정 봉(640)의 내부 유로(640a)에 공급하게 된다. 상기 공급된 물은 고정 봉(640)의 내부 유로(640a)와 연결되어 있는 지지 봉(652)의 내부 유로(652a)를 통하여 집진판(610)의 표면에 물을 공급하게 된다. 상기 집진판(610)의 표면에 집진되는 산미스트와 미세 입자는 물에 의하여 하부로 내려가게 되면서 집진판(610)의 표면에서 제거된다. 따라서, 상기 집진판(610)은 표면에 미세 입자가 누적되어 방전 효율이 감소되는 것이 방지된다. 한편, 상기 고정 봉(640)의 내부 유로(640a)에는 별도의 공급 펌프에 의하여 사용되지 않은 물이 공급될 수 있다.

미설명 부호인 618은 집진판의 하부에서 집진판이 서로 간격을 유지할 수 있 도록 지지하는 하부 지지판이다.

상기 방전극(620)은 방전판(622)과 방전판(622)의 양측에 형성되는 돌기(624)를 포함하여 형성된다. 상기 방전극(620)은 집진판(610) 사이의 공간에서 돌기(624)가 집진판(610)의 표면과 소정 거리 이격되도록 형성된다. 또한, 상기 방전극(620)은 전체적으로 도전성 재질로 이루어지며, 제어부의 양극과 전기적으로 연결되어 양극으로 형성된다. 따라서, 상기 방전극(620)은 집진판(610)과 함께 코로나 방전을 일으키게 된다.

상기 방전극(620)은 다 수개가 별도의 방전극 고정수단(626)에 의하여 전체적으로 결합되어 전기적으로 연결되면서 지지된다. 상기 방전극 고정수단(626)은 평행 봉(626a)과 평행 봉(626a)으로부터 하부 방향으로 연장되어 방전극(620)과 결합되는 수직판(626b)을 포함하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 방전극(620)은 방전극 고정 수단(626)을 통하여 방전극(620)의 상부에 설치되는 전기 공급부(628)에 결합되어 전기를 공급받게 된다. 상기 전기 공급부(628)는 애자(도면에 도시하지 않음)와 같은 절연 물질에 의하여 하우징(100)과 전기적으로 절연되면서 하우징(100)에 고정된다. 또한, 상기 전기 공급부(628)는 하우징(100)에 형성되는 별도의 전기 공급구(150)를 통하여 외부의 제어부와 전기적으로 연결되어 전기를 공급받게 된다.

상기 방전판(622)은 집진판(610) 사이의 거리를 고려하여 적정한 폭을 갖는 판상으로 형성된다. 또한, 상기 방전판(622)은 집진판과 수직을 이루도록 설치된다. 도록 형성된다. 또한, 상기 방전판의 높이는 집진판(610)의 높이보다 작게 되도록 형성된다. 상기 방전판(622)의 높이가 집진판(610)의 높이보다 크게 되면 방전극(620)에는 방전이 일어나지 않는 불필요한 영역으로 공급 전력이 공급되는 문제가 있다. 상기 방전판(622)은 바람직하게는 내부식성이 우수한 하스텔로이(hastelloy) 또는 스테인레스 스틸로 형성된다. 상기 방전판(622)은 폐가스가 직접 접촉되면서 방전이 진행되므로 부식성에 강한 것이 필요하게 된다.

상기 돌기(624)는 도전성 재질로 형성되며, 방전판(622)의 양측단에서 집진판(610) 방향으로 돌출되도록 형성된다. 또한, 상기 돌기(624)는 방전판(622)과 집진판(610) 사이의 거리를 고려하여 적정한 크기로 돌출되도록 형성된다. 상기 돌기(624)는 집진판(610)과 대향하는 방향의 모서리 단부가 날카로운 형상이 되도록 삼각형상과 같은 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 돌기(624)는 방전판(622)과 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 돌기(624)는 방전판(622)의 양측단이 가공되어 돌출되는 형상으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 돌기(624)는 단부가 집진판(610)과 방전 거리(L)로 이격되도록 형성된다. 상기 방전 거리(L)는 돌기(624)의 단부와 집진판(610)의 표면 사이의 거리를 의미하며, 집진판(610)과 방전극(620) 사이에 공급되는 공급 전력의 크기에 영향을 주게 된다. 상기 공급 전력은 방전 거리(L)에 비례하게 된다. 즉, 상기 공급 전력은 방전 거리(L)가 증가하면 함께 증가하게 된다. 상기 공급 전력이 방전 거리(L)에 비하여 너무 낮으면 방전 효율이 감소된다. 또한, 상기 공급 전력이 너 무 높으면 코로나 방전이 진행되지 않고 아크 방전이 진행되어 불꽃이 발생되는 문제가 있다.

한편, 상기 방전 거리(L)는 집진판(610)과 방전극 사이를 흐르는 폐가스의 유속에 반비례하게 된다. 따라서, 상기 방전 거리가 크게 되면 폐가스의 유속은 감소하게 되며 전력(kV)은 증가하게 되며, 방전 거리가 작게 되면 폐가스의 유속은 증가하게 된다.

상기 돌기(624)는 단부가 날카롭게 형성되어 핀의 형상을 이루게 되므로 공급 전력을 감소시킬 수 있다. 즉, 상기 집진판(610)과 방전극(620)은 면 대 핀의 비 평등 전계 방식에 의하여 방전이 진행되므로 낮은 공급 전력으로 보다 효율적인 코로나 방전이 진행되어 산미스트와 미세 입자를 집진하게 된다.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 산성 폐가스 처리 시스템의 작용에 대하여 설명한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 산성 폐가스 처리 시스템에 공급되는 코로나 방전을 위한 전기 공급 파형을 나타낸다.

먼저, 반도체 공정에서 발생되는 산성가스가 포함되어 있는 폐가스는 폐가스 유입부(200)와 폐가스 유입구(110)를 통하여 하우징(100)의 내부로 유입된다. 상기 제1분사부(400)는 유입되는 폐가스에 대하여 물을 분사하게 된다. 이때, 상기 제1분사부(400)의 노즐(410)에서 분사되는 물은 바람직하게는 입자가 매우 작은 상태 로 분사되어 보다 많은 물 입자가 산성 가스와 접촉되도록 한다. 또한, 상기 제2분사부(500)의 노즐(510)은 폐가스 유입부(200)의 내부 또는 폐가스 유입구(110)에 인접하게 설치되어 유입되는 폐가스에 직접 무화 상태로 물을 분사하게 된다. 한편, 상기 제1분사부(400)와 제2분사부(500)에서 분사되는 물을 염기성 용액이 혼합되며, 폐가스에 혼합되어 있는 산성 가스를 중화시키게 된다. 따라서, 상기 제1분사부(400)와 제2분사부(500)는 미세한 입자 상태로 물을 분사하게 되므로 일부는 폐가스와 함께 타공판(130)을 통과하여 방전 집진부(600)로 유입된다.

상기 집진판(610)과 방전극(620)에 전기가 공급되어 집진판(610)과 방전극 (620)사이에서 코로나 방전이 진행된다. 상기 방전 집진부(600)는 코로나 방전을 통하여 폐가스와 함께 유입되는 산미스트 또는 미세 입자를 집진하게 된다.

한편, 코로나 방전에서는 방전 효율은 인가되는 인가 전류에 비례하거나, 인가되는 인가 전압의 제곱에 비례하여 증가하게 된다. 그러나, 상기 방전 집진부(600)는 인가되는 인가 전류 또는 인가 전압이 코로나 방전 전류 또는 전압 보다 높은 아크 발생 전류 또는 전압 이상으로 증가되는 경우에 아크 방전이 발생하게 되므로, 인가 전류 또는 인가 전압을 증가시키는데 한계가 있게 된다. 다만, 아크 방전은 인가 전압이 아크가 발생되는 아크 발생 전압으로 인가되더라도 일정 시간이 경과된 후에 아크 방전이 일어나게 된다.

따라서, 상기 방전 집진부(600)는 인가 전류 또는 인가 전압을 코로나 방전 전류 또는 전압 이상으로 인가하면서 인가 시간(t1)을 아크가 발생하는 아크 방전 발생 시간(t2)보다 작게 하게 인가되도록 한다. 즉, 상기 방전 집진부(600)는 주기 가 아크 방전 발생 시간 보다 작으면서 최대 인가 전류 또는 인가 전압이 코로나 방전 전류 또는 전압 보다 큰 파형을 갖는 교류 전압이 인가된다. 따라서, 상기 방전 집진부(600)는 아크 발생이 방지 되면서 코로나 방전 효율이 증가될 수 있게 된다. 또한, 상기 방전 집진부(600)에서 인가하는 전류 또는 전압은 상기 인가 시간(t2)과 아크 방전 발생 시간(t2)이 수 ms단위이므로 전체적으로는 연속적으로 코로나 방전이 일어나게 것과 동일한 효과를 가지게 된다.

상기 집진판(610)과 방전극(620)은 코로나 방전에 의하여 집진판(610) 사이의 공간을 흐르는 폐가스에 포함되어 있는 산미스트와 미세 입자를 집진판(610)에 집진하게 된다. 이때 상기 미세 입자는 가지고 있는 극성에 따라 집진판(610)의 표면이나 방전극의 표면에 집진된다. 또한, 상기 집진판(610)에 집진된 산미스트와 미세입자는 외부로부터 고정 봉과 지지 봉을 통하여 공급되는 물에 의하여 하부로 흘러 집진판(610)으로부터 제거된다.

상기 산미스트와 미세 입자가 제거된 폐가스는 폐가스 유출구(120)와 폐가스 유출부(300)를 산성 폐가스 처리 시스템의 외부로 유출된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 산성 폐가스 처리 시스템의 외관 정면도를 나타낸다.

도 2는 도 1의 산성 폐가스 처리 시스템에 대한 내부 정면도를 나타낸다.

도 3은 도 2의 산성 폐가스 처리 시스템에서 A-A에 대한 개략적인 평면도를 나타낸다.

도 4는 도 2의 산성 폐가스 처리 시스템에서 B-B에 대한 개략적인 단면도를 나타낸다.

도 5는 도 2의 산성 폐가스 처리 시스템에서 C-C에 대한 개략적인 단면도를 나타낸다.

도 6은 도 5의 "D"부분에 대한 확대도를 나타낸다.

Claims

일측에 형성되는 폐가스 유입구와, 타측에 형성되는 폐가스 유출구를 포함하며, 내부가 박스 형상으로 형성되는 하우징과

상기 하우징의 일측 내부에 형성되어 하우징의 내부로 유입되는 산성 가스를 포함하는 폐가스에 물을 분사하여 산성 가스를 제거하는 제1분사부 및

상기 하우징의 타측 내부에 형성되어 코로나 방전에 의하여 상기 제1분사부로부터 유입되는 산미스트를 집진하는 방전 집진부를 포함하며,

상기 폐가스의 흐름 방향은 상기 폐가스 유입구로부터 상기 폐가스 유출구 방향으로 수평으로 형성되며,

상기 하우징은 상기 제1분사부가 설치되는 방전 영역과 상기 방전 집진부가 설치되는 방전 영역으로 구분되고,

상기 방전 집진부는

판상으로 상기 폐가스의 흐름 방향과 평행하며 서로 균일한 간격으로 이격되어 서로 평행하게 상기 하우징의 방전 영역에 설치되는 다수의 집진판과

상기 집진판 사이에 상기 집진판의 내면과 방전 거리로 이격되어 설치되는 방전극을 포함하며,

상기 집진판은 섬유 강화 플라스틱(Fiber Reinforced Plastics)과 카본(Carbon)이 혼합된 탄소 섬유 강화 플라스틱(Carbon Fiber Reinforced Plastics)으로 이루어지며, 상기 방전극은 하스텔로이(hastelloy) 또는 스테인레스 스틸로 형성되는 것을 특징으로 하는 산성 폐가스 처리 시스템.
제 1항에 있어서,

반도체 공정 라인과 연결되며 상기 하우징의 폐가스 유입구에 결합되어 산성 폐가스를 상기 하우징의 내부로 유입시키는 폐가스 유입부와

상기 하우징의 폐가스 유출구에 연결되어 처리된 폐가스를 상기 하우징의 외부로 유출시키는 폐가스 유출부를 더 포함하며,

상기 폐가스 유입부는

원형 배관 또는 사각 배관 형상으로 형성되어 반도체 공정 라인의 배관과 연 결되는 제1유입관과

원형 또는 사각 배관 형상으로 형성되어 일측이 상기 제1유입관과 연결되며 점진적으로 단면적이 증가되도록 형성되는 제2유입관 및

원형 또는 사각 배관 형상이며 일측이 상기 제2유입관에 연결되고 타측이 상기 하우징의 폐가스 유입구와 연결되며 상기 제1유입관보다 큰 단면적을 갖도록 형성되는 제3유입관을 포함하는 것을 특징으로 하는 산성 폐가스 처리 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 제2유입관에 결합되어 형성되어 폐가스 유입부 내부로 무화를 공급하는 무화 공급 노즐을 구비하는 제2분사부를 더 포함하는 것을 특징으로 산성 폐가스 처리 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 폐가스 유입구가 형성된 상기 하우징의 일측면에 형성되어 폐가스 유입부 내부로 무화를 공급하는 무화 공급 노즐을 구비하는 제2분사부를 더 포함하는 것을 특징으로 산성 폐가스 처리 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 하우징은 상기 하우징의 내부에서 상기 폐가스 흐름 방향에 수직인 수직 단면적에 대응되는 면적을 갖는 판상으로 다수의 관통홀이 구비하며, 상기 분사 영역과 상기 방전 영역 사이에 설치되는 다공판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 산성 폐가스 처리 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 제1분사부는

상기 하우징의 상부 내측면에 설치되어 상기 폐가스 유입구를 통하여 유입되는 폐가스에 물을 분사하는 노즐을 구비하는 것을 특징으로 하는 산성 폐가스 처리 시스템.
제 1항 또는 제 6항에 있어서,

상기 제1분사부는 물을 무화 상태 또는 안개 상태로 분사하는 것을 특징으로 하는 산성 폐가스 처리 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 방전 집진부는

상기 제1분사부로부터 유입되는 폐가스에 포함되어 있는 산미스트 또는 미세 입자를 코로나 방전에 의하여 포집하는 것을 특징으로 하는 산성 폐가스 처리 시스템.
제 8항에 있어서,

상기 방전극은

판상으로 형성되어 상기 집진판과 수직으로 설치되는 방전판과

상기 방전판의 양측단에서 돌출되어 상기 집진판과 방전 거리로 이격되는 돌기를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 산성 폐가스 처리 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 방전 집진부는 코로나 방전이 일어나는 전류 또는 전압보다 높은 전압 또는 전류를 인가하며,

전류 또는 전압을 인가하는 인가 시간이 아크 방전 발생 시간보다 작게 되도록 인가하는 것을 특징으로 하는 산성 폐가스 처리 시스템.