KR101413183B1 - Waste gas incineration apparatus and method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폐가스 소각장치 및 소각방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 내부로 연료가 공급되는 연료공급관, 내부로 산소가 공급되는 산소공급관을 구비한 산소연소기; 산소연소기와 연결되어 산소연소기에서 발생된 연소가스가 유입되어 내부로 분사된 폐가스를 소각시키는 소각실; 및 내면과 산소연소기의 외면 사이 및 내면과 소각실의 외면 사이에 특정공간을 갖도록 구비되어 특정공간로 폐가스가 유입되어 소각실을 냉각하고, 폐가스를 예열시키는 열교환실을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치에 관한 것이다. The present invention relates to a waste gas incineration apparatus and an incineration method. More particularly, the present invention relates to an oxygen burner having a fuel supply pipe for supplying fuel to the inside thereof and an oxygen supply pipe for supplying oxygen to the inside thereof; An incinerator connected to the oxygen combustor and incinerating the waste gas injected into the combustion gas introduced from the oxygen combustor; And a heat exchange chamber provided between the inner surface and the outer surface of the oxygen combustor so as to have a specific space between the inner surface and the outer surface of the incineration chamber so that the waste gas flows into the specific space to cool the incineration chamber and preheat the waste gas. And an incinerator.

Description

폐가스 소각장치 및 소각방법{Waste gas incineration apparatus and method}[0001] Waste gas incineration apparatus and method [0002]

본 발명은 폐가스 소각장치 및 소각방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는 반도체 공정에서 배출되는 폐가스의 소각효율을 향상시키는 동시에 소각에 요구되는 에너지 소비 및 NOx 생성을 최소화하고 처리용량에 따라 체계적인 설계가 가능한 구조를 갖는 폐가스 소각장치 및 소각방법에 관한 것이다. The present invention relates to a waste gas incineration apparatus and an incineration method. More particularly, to a waste gas incineration apparatus and an incineration method having a structure capable of improving incineration efficiency of waste gas discharged from a semiconductor process, minimizing energy consumption and NOx production required for incineration, and systematically designing the waste gas according to treatment capacity.

반도체 공정 폐가스 소각장치는 통상의 공기 또는 산소와 가스연료의 연소에 의한 직화식 또는 복사방식을 이용하는 소각장치와 고온 플라즈마를 이용한 소각장치 등이 있다. 소각효율은 소각장치의 가장 중요한 기능 중의 하나로서 소각 온도가 높을수록, 소각실에서의 체류시간이 길어질수록 소각효율은 증가하는 것으로 보고 있다. Semiconductor process waste gas incinerators include incinerators using flame or radiation methods by combustion of normal air or oxygen and gaseous fuels, and incinerators using high temperature plasma. The incineration efficiency is one of the most important functions of the incineration system. The higher the incineration temperature and the longer the residence time in the incineration chamber, the higher the incineration efficiency.

직화식의 경우에는 대부분 화석연료를 이용하며 산화제로서 공기 또는 산소를 사용함에 따라 연소화염온도가 결정된다. 통상적으로 연료량을 증대하여 소각 효율 향상에 유리한 고온 분위기형성은 가능하나 에너지소비가 과다할 수 있으며, 아울러 반도체 공정 폐가스는 대량의 질소로 희석하여 소각되기 때문에 적정수준 이상의 고온 분위기에 공급될 경우 다량의 열적 NOx 가 생성되는 단점이 발생하게 된다. Most fossil fuels are used in the flame type, and the combustion flame temperature is determined by using air or oxygen as the oxidizing agent. Generally, it is possible to form a high-temperature atmosphere favorable for improving the incineration efficiency by increasing the amount of fuel, but the energy consumption may be excessive. In addition, since the semiconductor process waste gas is diluted with a large amount of nitrogen and incinerated, A disadvantage that thermal NOx is generated occurs.

고온 플라즈마 방식 역시 고온 분위기 형성에는 유리하지만 대량의 폐가스를 소각하기에는 에너지소비가 적지 않다는 단점이 존재한다. 따라서 적정량의 연료소비로 고온 분위기 형성이 가능하고, NOx 생성을 최소화하면서 대량의 폐가스를 처리할 수 있는 소각장치 개발이 요구되고 있다.The high-temperature plasma method is also advantageous in forming a high-temperature atmosphere, but there is a disadvantage in that energy consumption is small in order to burn a large amount of waste gas. Therefore, it is required to develop an incineration apparatus capable of forming a high-temperature atmosphere at an appropriate amount of fuel consumption and capable of treating a large amount of waste gas while minimizing NOx generation.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 산화제로서 공기 대신 산소를 사용하며 가스연료와 산소를 적정온도로 예열함으로써 연소성이 향상되고, 폐가스 예열 구조를 통해 1차 연소실 및 소각실 외피의 과열 억제와 주변장치의 열화 방지효과가 있으며, 폐가스를 예열함으로써 폐가스와 화염이 혼합 시 화염의 온도저하를 억제하여 고온 분위기 유지가 가능하므로 소각효율의 향상과 연료소비를 절감할 수 있으며, 예열된 폐가스는 산소가 거의 존재하지 않는 고온의 화염(연소가스)과 혼합되어 NOx 생성은 억제되고, 소각장치의 폐가스 예열용 이중관은 분리 청소가 가능하고, 연소기, 1차 연소실, 소각실, 폐가스 공급구와 예열용 채널 및 유해 폐가스 분사구의 치수는 폐가스량과 체류시간에 근거하여 소용량에서부터 대용량까지 체계적인 설계가 가능한 폐가스 소각장치 및 소각방법을 제공하게 된다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a fuel cell system that uses oxygen instead of air as an oxidizer and improves combustibility by preheating a gas fuel and oxygen to an appropriate temperature, It has the effect of suppressing the overheating of the incineration chamber shell and preventing the deterioration of the peripheral device. By preheating the waste gas, it is possible to maintain the high temperature atmosphere by suppressing the temperature decrease of the flame when the waste gas and flame are mixed. The preheated waste gas is mixed with a high-temperature flame (combustion gas) in which oxygen is hardly present, so that NOx production is suppressed, and the double tube for preheating the waste gas of the incineration apparatus can be separated and cleaned and the burner, the primary combustion chamber, , The dimensions of the waste gas supply port, the preheating channel, and the harmful waste gas injection port are determined based on the amount of waste gas and the residence time, Seobuteo to large systematic design will provide a possible waste gas incinerator and incineration method.

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다Other objects, specific advantages and novel features of the present invention will become more apparent from the following detailed description and preferred embodiments with reference to the accompanying drawings,

본 발명의 제1목적은 폐가스 소각장치에 있어서, 내부로 연료가 공급되는 연료공급관, 내부로 산소가 공급되는 산소공급관을 구비한 산소연소기; 산소연소기와 연결되어 산소연소기에서 발생된 연소가스가 유입되어 내부로 분사된 폐가스를 소각시키는 소각실; 및 내면과 산소연소기의 외면 사이 및 내면과 소각실의 외면 사이에 특정공간을 갖도록 구비되어 특정공간으로 폐가스가 유입되어 소각실을 냉각하고, 폐가스를 예열시키는 열교환실을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide a waste gas incineration apparatus comprising an oxygen combustor having a fuel supply pipe to which fuel is supplied to the inside thereof and an oxygen supply pipe to which oxygen is supplied into the inside thereof; An incinerator connected to the oxygen combustor and incinerating the waste gas injected into the combustion gas introduced from the oxygen combustor; And a heat exchange chamber provided between the inner surface and the outer surface of the oxygen combustor so as to have a specific space between the inner surface and the outer surface of the incineration chamber to allow the waste gas to flow into the specific space to cool the incineration chamber and preheat the waste gas. Can be achieved as an incinerator.

산소연소기와 소각실 사이에 구비되어 내부에 화염이 형성되어 연소 가스를 발생시키는 1차 연소실을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And a primary combustion chamber provided between the oxygen combustor and the incineration chamber to generate a flame therein to generate a combustion gas.

1차 연소실의 직경은 소각실의 직경보다 작은 것을 특징으로 할 수 있다. And the diameter of the primary combustion chamber is smaller than the diameter of the incineration chamber.

열교환실 내부로 공급되는 폐가스에 의해 1차 연소실이 냉각되는 것을 특징으로 할 수 있다. And the primary combustion chamber is cooled by the waste gas supplied into the heat exchange chamber.

열교환실은, 폐가스 예열용 외통; 및 폐가스 예열용 외통과 소각실 사이 공간을 구획하는 적어도 하나의 폐가스 예열용 채널 격판을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The heat exchange chamber comprises an outer cylinder for preheating waste gas; And at least one waste gas preheating channel diaphragm for partitioning the space between the outer cylinder for preheating the waste gas and the incineration chamber.

폐가스 예열용 외통의 상부 일측에 구비되어 폐가스가 유입되도록 구성된 다수의 폐가스 공급구; 및 소각실 외면의 상부 일측에 구비되어 예열된 폐가스가 소각실 내부로 유입되도록 구성된 예열 폐가스 분사구를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A plurality of waste gas supply ports provided on one side of an upper portion of the waste gas preheating column to flow waste gas into the waste gas supply port; And a preheating waste gas nozzle disposed at an upper side of the outer surface of the incineration chamber and configured to introduce the preheated waste gas into the incineration chamber.

본 발명의 제2목적은 내부로 연료가 공급되는 연료공급관, 내부로 산소가 공급되는 산소공급관 및 점화장치를 구비한 산소연소기; 산소연소기와 연결되어 내부에 화염이 발생되어 연소 가스를 발생시키는 1차 연소실; 1차 연소실과 연결되어 1차 연소실에서 발생된 연소가스가 유입되어 내부로 분사된 폐가스를 소각시키는 소각실; 및 상단이 산소 연소기에 결합되며 1차 연소실과 소각실과 특정공간을 형성하고 상부 일측에 폐가스가 공급되는 폐가스 공급구가 구비된 폐가스 예열용 외통 및 특정공간을 구획하는 복수의 폐가스 예열용 격판을 구비하여, 공급된 폐가스가 예열되고, 1차 연소실과 소각실이 냉각되는 열교환실을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide an oxygen burner having a fuel supply pipe to which fuel is supplied to the inside, an oxygen supply pipe to which oxygen is supplied to the inside, and an ignition device; A primary combustion chamber connected to the oxygen combustor to generate a flame therein to generate combustion gas; An incineration chamber connected to the primary combustion chamber and incinerating the waste gas injected into the combustion chamber from the combustion gas generated in the primary combustion chamber; And a plurality of waste gas preheating diaphragms connected to the top of the oxygen combustor and having a primary combustion chamber, an incineration chamber and a waste gas supply port through which a waste gas is supplied to one side of the upper side, Wherein the waste gas supplied is preheated and includes a heat exchange chamber in which the primary combustion chamber and the incineration chamber are cooled.

산소연소기는 점화감지기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The oxygen combustor may further comprise an ignition sensor.

소각실의 하부에 구비되어 연소가스에 의해 소각된 폐가스가 토출되는 배기관을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. And an exhaust pipe disposed at a lower portion of the incineration chamber and discharging the waste gas incinerated by the combustion gas.

산소연소기의 상부에 구비되는 연소실 홀더용 플렌지; 및 폐가스 예열용 외통의 상부에 구비되어 홀더용 플렌지와 결합되는 상부 플렌지를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A flange for a combustion chamber holder provided at an upper portion of the oxygen combustor; And an upper flange provided at an upper portion of the outer tube for preheating waste gas and coupled with the holder flange.

폐가스 예열용 외통의 하부에 구비되는 하부 플렌지; 및 배기관의 상부에 구비되어 하부 플렌지와 결합되는 배기관 연결 플렌지를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A lower flange provided at a lower portion of the outer cylinder for preheating waste gas; And an exhaust pipe connecting flange provided at an upper portion of the exhaust pipe and coupled to the lower flange.

본 발명의 제3목적은 내부로 연료가 공급되는 연료공급관, 내부로 산소가 공급되는 산소공급관 및 점화장치를 구비한 산소연소기; 산소연소기와 연결되어 내부에 화염이 발생되어 연소 가스를 발생시키는 1차 연소실; 1차 연소실과 연결되어 1차 연소실에서 발생된 연소가스가 유입되어 내부로 분사된 폐가스를 소각시키는 소각실; 및 소각실의 외면과 특정간격을 갖도록 구비되어 내부로 폐가스가 유입되어 소각실을 냉각하고, 폐가스를 예열시키는 열교환실을 포함하되, 산소공급관은 복수로 구비되어 연료공급관과 서로 다른 이격거리를 갖는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치로서 달성될 수 있다. A third object of the present invention is to provide an oxygen burner having a fuel supply pipe for supplying fuel to the inside, an oxygen supply pipe for supplying oxygen to the inside, and an ignition device; A primary combustion chamber connected to the oxygen combustor to generate a flame therein to generate combustion gas; An incineration chamber connected to the primary combustion chamber and incinerating the waste gas injected into the combustion chamber from the combustion gas generated in the primary combustion chamber; And a heat exchange chamber provided so as to have a specific distance from the outer surface of the incineration chamber to allow the waste gas to flow therein to cool the incineration chamber and to preheat the waste gas, wherein the plurality of oxygen supply pipes are provided with different distances from the fuel supply pipe The waste incineration apparatus comprising:

산소공급관은 서로 다른 직경을 갖고, 연료공급관으로 연료를 공급하기 위한 연료공급수단과 산소공급관으로 산소를 공급하기 위한 산소공급수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The oxygen supply pipe may have different diameters and may further include fuel supply means for supplying fuel to the fuel supply pipe and oxygen supply means for supplying oxygen to the oxygen supply pipe.

다수의 산소공급관 중 산소를 공급할 산소공급관을 설정하고, 설정된 산소공급관으로 산소를 공급시키도록 산소공급수단을 제어하고, 연료공급수단을 제어하여 연료공급관으로 공급되는 연료의 유량을 조절하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. A control unit for controlling the oxygen supply means to supply oxygen to the oxygen supply pipe and to control the flow rate of the fuel supplied to the fuel supply pipe by controlling the fuel supply means among the plurality of oxygen supply pipes, And the like.

본 발명의 제4목적은 산소연소기 내부로 연료공급관을 통해 연료가 공급되고, 산소공급관을 통해 산소가 공급되는 단계; 산소연소기와 연결된 1차 연소실에서 산소와 연료가 혼합되어 화염이 형성되어 연소가스가 발생되는 단계; 열교환실의 폐가스 예열용 외통의 상단에 구비된 폐가스 공급구를 통해 폐가스가 열교환실로 유입되어 폐가스가 예열되고, 산소연소기와 1차 연소실이 냉각되는 단계; 예열된 폐가스가 소각실로 분사되고, 연소가스가 소각실로 유입되어 연소가스에 의해 폐가스가 소각되는 단계; 및 소각된 폐가스가 배기관을 통해 토출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법으로서 달성될 수 있다. A fourth object of the present invention is to provide a fuel cell system, comprising: a fuel supply path through a fuel supply pipe to an oxygen combustor and supplying oxygen through an oxygen supply pipe; A combustion gas is generated by mixing oxygen and fuel in a primary combustion chamber connected to an oxygen combustor to form a flame; The waste gas is introduced into the heat exchange chamber through the waste gas supply port provided at the upper end of the waste gas preheating column of the heat exchange chamber to preheat the waste gas and cool the oxygen combustor and the primary combustion chamber; The preheated waste gas is injected into the incineration chamber, the combustion gas is introduced into the incineration chamber and the waste gas is incinerated by the combustion gas; And a step of discharging the incinerated waste gas through an exhaust pipe. The incineration method using the incinerator for waste gas can be achieved.

폐가스는 반도체 공정에서 배출된 것을 특징으로 할 수 있다. The waste gas may be characterized as being discharged from the semiconductor process.

냉각되는 단계는, 폐가스 예열용 외통의 상단에 구비된 다수의 폐가스 공급구를 통해 폐가스가 공급되는 단계; 및 폐가스 예열용 외통과 소각실 사이 공간을 구획하는 적어도 하나의 폐가스 예열용 채널 격판을 통해 유동하면서 폐가스가 예열되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The step of cooling includes supplying a waste gas through a plurality of waste gas feed openings provided at an upper end of an outer cylinder for waste gas preheating; And preheating the waste gas while flowing through the at least one waste gas preheating channel partitioning the space between the outer cylinder for preheating the waste gas and the space between the incineration chambers.

본 발명의 제5목적은 연료공급수단에 의해 산소연소기의 연료공급관으로 연료가 공급되고, 산소공급수단에 의해 산소가 서로 다른 직경을 갖거나 연료공급관과 서로 다른 이격 거리를 갖는 산소연소기에 구비된 다수의 산소공급관 중 선택된 산소공급관으로 공급되는 단계; 산소연소기와 연결된 1차 연소실에서 산소와 연료가 혼합되어 화염이 형성되어 연소가스가 발생되는 단계; 열교환실의 폐가스 예열용 외통의 상단에 구비된 폐가스 공급구를 통해 폐가스가 열교환실로 유입되어 폐가스가 예열되고, 산소연소기와 1차 연소실이 냉각되는 단계; 예열된 폐가스가 소각실로 분사되고, 연소가스가 소각실로 유입되어 연소가스에 의해 폐가스가 소각되는 단계; 및 소각된 폐가스가 배기관을 통해 토출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법으로서 달성될 수 있다. A fifth object of the present invention is to provide a fuel supply system for an internal combustion engine, which is provided with a fuel supply means for supplying fuel to a fuel supply pipe of an oxygen combustor by means of fuel supply means and which is provided in an oxygen combustor having oxygen diameters different from each other or different distances from the fuel supply pipe Supplying a selected one of the plurality of oxygen supply pipes to an oxygen supply pipe; A combustion gas is generated by mixing oxygen and fuel in a primary combustion chamber connected to an oxygen combustor to form a flame; The waste gas is introduced into the heat exchange chamber through the waste gas supply port provided at the upper end of the waste gas preheating column of the heat exchange chamber to preheat the waste gas and cool the oxygen combustor and the primary combustion chamber; The preheated waste gas is injected into the incineration chamber, the combustion gas is introduced into the incineration chamber and the waste gas is incinerated by the combustion gas; And a step of discharging the incinerated waste gas through an exhaust pipe. The incineration method using the incinerator for waste gas can be achieved.

화염을 조절할 필요가 있는 경우, 제어부는 산소가 공급될 산소공급관을 재설정하고, 산소공급수단이 재설정된 산소공급관으로 산소를 공급하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. If it is necessary to adjust the flame, the control unit may further include a step of resetting the oxygen supply pipe to be supplied with oxygen and controlling the oxygen supply means to supply oxygen to the reset oxygen supply pipe.

본 발명의 일실시예에 따르면 첫째, 산화제로서 공기 대신 산소를 사용하며 가스연료와 산소를 적정온도로 예열함으로써 연소성이 향상되고, 둘째, 폐가스 예열 구조를 통해 1차 연소실 및 소각실 외피의 과열 억제와 주변장치의 열화 방지효과가 있으며 셋째, 폐가스를 예열함으로써 폐가스와 화염이 혼합 시 화염의 온도저하를 억제하여 고온 분위기 유지가 가능하므로 소각효율의 향상과 연료소비를 절감할 수 있으며 넷째, 예열된 폐가스는 산소가 거의 존재하지 않는 고온의 화염(연소가스)과 혼합되어 NOx 생성은 억제되는 효과가 있다. According to one embodiment of the present invention, firstly, oxygen is used instead of air as an oxidizing agent, and combustion performance is improved by preheating the gaseous fuel and oxygen at an appropriate temperature. Second, the overheat suppression of the primary combustion chamber and the incinerator shell through the waste gas preheating structure And 3) Preheating the waste gas to reduce the temperature of the flame by mixing the waste gas and the flame, it is possible to maintain the atmosphere at a high temperature, thereby improving the incineration efficiency and reducing the fuel consumption. Fourth, The waste gas is mixed with a high-temperature flame (combustion gas) in which almost no oxygen is present, so that NOx production is inhibited.

다섯째, 본 발명의 일실시예에 따르면, 소각장치의 폐가스 예열용 이중관은 분리 청소가 가능하고 여섯째, 연소기, 1차 연소실, 소각실, 폐가스 공급구와 예열용 채널 및 유해 폐가스 분사구의 치수는 폐가스량과 체류시간에 근거하여 소용량에서부터 대용량까지 체계적인 설계가 가능하다는 장점을 갖는다.Fifth, according to the embodiment of the present invention, the double tube for preheating the waste gas of the incineration apparatus can be separated and cleaned. Sixth, the dimensions of the combustor, the primary combustion chamber, the incineration chamber, the waste gas supply port, And it is possible to design systematically from small capacity to large capacity based on the residence time.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.Although the present invention has been described in connection with the above-mentioned preferred embodiments, it will be appreciated by those skilled in the art that various other modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the invention, All fall within the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치의 단면도,
도 2는 본 발명의 따른 다수의 폐가스 예열용 격판을 갖는 폐가스 소각장치의 단면도,
도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 산소연소기의 단면도,
도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료와 산소의 분사 흐름을 모식적으로 나타낸 산소연소기의 측단면도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 산소연소기의 단면도,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 산소연소기의 단면도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 연료와 산소 분사 혼합거리가 조절가능한 연소방법의 흐름도,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법의 흐름도를 도시한 것이다. 1 is a sectional view of a waste gas incineration apparatus according to an embodiment of the present invention,
2 is a sectional view of a waste gas incineration apparatus having a plurality of waste gas preheating diaphragms according to the present invention,
FIG. 3A is a cross-sectional view of an oxygen combustor according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 3B is a side cross-sectional view of the oxygen combustor schematically showing the injection flow of fuel and oxygen according to the first embodiment of the present invention, FIG.
4 is a cross-sectional view of an oxygen combustor according to a second embodiment of the present invention,
5 is a cross-sectional view of an oxygen combustor according to a third embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a flow chart of a combustion method in which the mixing distance of fuel and oxygen injection is adjustable according to an embodiment of the present invention;
7 is a flowchart illustrating an incineration method using a waste gas incineration plant according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention.

또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
The same reference numerals are used for portions having similar functions and functions throughout the drawings. Throughout the specification, when a part is connected to another part, it includes not only a case where it is directly connected but also a case where the other part is indirectly connected with another part in between. In addition, the inclusion of an element does not exclude other elements, but may include other elements, unless specifically stated otherwise.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치(100)의 구성 및 작용에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. Hereinafter, the structure and operation of the waste gas incineration apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be described. 1 is a cross-sectional view of a waste gas incineration apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치(100)는 산소공급관(12), 연료공급관(11), 점화장치와 화염감지기(13)를 구비한 산소연소기(10), 1차 연소실(20), 소각실(30), 열교환실(40) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다. 1, a waste gas incineration apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes an oxygen supply pipe 12, a fuel supply pipe 11, an oxygen combustor 10 having an ignition device and a flame detector 13, ), The primary combustion chamber 20, the incineration chamber 30, the heat exchange chamber 40, and the like.

산소연소기(10)는 후에 상세히 설명되는 바와 같이, 연료공급수단에 의해 연료공급관(11)을 통해 내부로 가스 연료(1)가 공급되고, 산소공급수단에 의해 산소공급관(12)을 통해 내부로 산소(2)가 공급되게 된다. 또한, 연료(1)와 산소(2)를 완전연소에 요구되는 최소의 산소비를 갖도록 산소연소기(10)에 형성된 각각의 연료공급관(11)과 산소공급관(12)을 통해 분사되고, 점화장치에 의해 점화된 후, 1차 연소실(20)로 유입되게 된다. The oxygen combustor 10 is supplied with the gaseous fuel 1 through the fuel supply pipe 11 by the fuel supply means and supplied to the inside of the oxygen fuel supply pipe 12 via the oxygen supply pipe 12, Oxygen (2) is supplied. The fuel 1 and the oxygen 2 are injected through the respective fuel supply pipes 11 and the oxygen supply pipes 12 formed in the oxygen combustor 10 so as to have the minimum amount of acid consumption required for complete combustion, And then flows into the primary combustion chamber 20.

1차 연소실(20)은 도 1에 도시된 바와 같이, 산소연소기(10)보다 직경이 크고 특정 길이를 갖고 있음을 알 수 있다. 이러한 1차 연소실(20)에서는 산소(2)와 연료(1)가 안정적으로 완전 혼합되어 화염이 형성되게 된다. As shown in Fig. 1, the primary combustion chamber 20 has a diameter larger than that of the oxygen combustor 10 and has a specific length. In this primary combustion chamber 20, the oxygen (2) and the fuel (1) are stably mixed thoroughly to form a flame.

그리고, 1차 연소실(20)에서의 연소에 의해 형성된 고온화로 연소가스는 부피가 증가하여 1차 연소실(20)과 연결되고, 1차 연소실(20)보다 큰 직경을 갖는 소각실(30) 내부로 확산되게 된다. The combustion gas is increased in volume due to the high temperature formed by the combustion in the primary combustion chamber 20 and connected to the primary combustion chamber 20 so that the inside of the incineration chamber 30 having a larger diameter than the primary combustion chamber 20 .

또한 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환실(40)을 포함하고 있음을 알 수 있다. 이러한 열교환실(40)은 1차 연소실(20)과 소각실(30)의 외면과 특정공간을 형성하도록 외부를 감싸는 폐가스 예열용 외통(41) 그리고, 특정공간 사이에 구비되는 적어도 하나의 폐가스 예열용 격판(42)을 포함하고 있다. In addition, the waste gas incineration apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a heat exchange chamber 40 as shown in FIG. The heat exchange chamber 40 includes an outer tube 41 for waste gas preheating surrounding the outer surface of the primary combustion chamber 20 and the incineration chamber 30 so as to form a specific space and at least one waste gas preheating And a separation plate 42.

또한, 폐가스 예열용 외통(41)의 상부측에는 반도체 공정에서 배출되는 폐가스가 유입되는 폐가스 공급구(43)가 구비되어 있다. 따라서 이러한 폐가스 공급구(43)를 통해 열교환실(40) 내부로 폐가스가 유입되게 된다. 유입된 폐가스는 먼저, 열교환실(40) 내부의 상부측에서 1차 연소실(20)과 열교환하여 예열되게 된다. 즉, 1차 연소실(20)에서 발생되는 열을 받아 예열되고, 1차 연소실(20)은 냉각되어 1차 연소실(20)의 과열을 방지할 수 있게 된다. A waste gas supply port 43 through which the waste gas discharged from the semiconductor process flows is provided on the upper side of the waste gas preheating outer tube 41. Therefore, the waste gas flows into the heat exchange chamber 40 through the waste gas supply port 43. The introduced waste gas is first preheated by heat exchange with the primary combustion chamber 20 at the upper side inside the heat exchange chamber 40. That is, the heat generated in the primary combustion chamber 20 is preheated, and the primary combustion chamber 20 is cooled to prevent the primary combustion chamber 20 from overheating.

그리고, 열교환실(40) 내부에 구비된 폐가스 예열용 격판(42)에 의해 먼저, 폐가스가 상부에서 하부로 흐르게 되고, 다시 하부에서 상부측으로 폐가스가 유동되게 된다. 이러한 폐가스의 유동에 의해 폐가스는 소각실(30)과 열교환하여 예열되고, 소각실(30)은 냉각되어 소각실(30)의 과열을 방지할 수 있게 된다. The waste gas flows first from the upper part to the lower part by the waste gas preheating partition 42 provided in the heat exchange chamber 40, and the waste gas flows again from the lower part to the upper part. By the flow of the waste gas, the waste gas is heat-exchanged with the incineration chamber 30 to be preheated, and the incineration chamber 30 is cooled to prevent the incineration chamber 30 from overheating.

또한, 이러한 폐가스 예열용 격판(42)은 복수로 구비될 수도 있다. 도 2는 본 발명의 따른 다수의 폐가스 예열용 격판(42)을 갖는 폐가스 소각장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 폐가스 소각장치(100)는 3개의 폐가스 예열용 격판(42)이 구비될 수 있다. 따라서 폐가스 공급구(43)에 의해 유입된 폐가스는 도 2에 도시된 화살표 방향과 같이, 상부에서 하부로, 하부에서 상부로, 상부에서 하부로, 다시 하부에서 상부로 유동하면서 소각실(30)과 열교환되어 예열되게 된다. In addition, a plurality of such waste gas preheating diaphragms 42 may be provided. 2 shows a cross-sectional view of a waste gas incineration apparatus 100 having a plurality of waste gas preheating diaphragms 42 according to the present invention. As shown in FIG. 2, the waste gas incineration apparatus 100 may be provided with three waste gas preheating diaphragms 42. Therefore, the waste gas introduced by the waste gas supply port 43 flows from the upper part to the lower part, from the lower part to the upper part, from the upper part to the lower part and again from the lower part to the upper part, And is preheated.

그리고, 예열된 폐가스는 소각실(30)의 상부측 외면에 구비된 다수의 예열 폐가스 분사구(31)를 통해 소각실(30) 내부로 분사되게 된다. 따라서 예열 폐가스 분사구(31)를 통해 소각실(30) 내부로 분사된 폐가스는 1차 연소실(20)에서 유입된 연소가스에 의해 소각되게 된다. 그리고, 소각된 폐가스는 소각실(30) 하부에 구비된 배기관(50)을 통해 토출되게 된다. The preheated waste gas is injected into the incineration chamber 30 through the plurality of preheating waste gas injection ports 31 provided on the upper side outer surface of the incineration chamber 30. [ Therefore, the waste gas injected into the incineration chamber 30 through the preheating waste gas injection opening 31 is incinerated by the combustion gas introduced from the primary combustion chamber 20. Then, the incinerated waste gas is discharged through the exhaust pipe 50 provided in the lower portion of the incineration chamber 30.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 예열용 외통(41)은 조립식으로 결합될 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 산소연소기(10)의 상부측에는 홀더용 플랜지(14)를 구비하고 있고, 폐가스 예열용 외통(41)의 상부측에는 상부플랜지(44)가 형성되어 홀더용 플랜지(14)와 상부플랜지(44)가 체결수단 등에 의해 결합되며 필요에 따라 분리가 가능하도록 구성된다. Also, the waste gas preheating outer tube 41 according to an embodiment of the present invention may be assembled in a prefabricated manner. 1 and 2, an upper flange 44 is formed on the upper side of the waste gas preheating outer tube 41, and a holder flange 14 is provided on the upper side of the oxygen combustor 10 The holder flange 14 and the upper flange 44 are coupled by fastening means or the like so that they can be separated as required.

또한, 폐가스 예열용 외통(41)의 하부층에는 하부플랜지(45)가 형성되어 있고, 배기관(50)의 상부측에는 연결플랜지(51)가 구비되어 이러한 하부플랜지(45)와 연결플랜지(51)가 체결수단 등에 의해 결합되며 필요에 따라 분리 가능하도록 구성된다. 따라서 이러한 플랜지 결합구조에 의해 산소연소기(10), 폐가스 예열용 외통(41), 배기관(50)이 조립형태로 결합가능하여 분리 청소가 가능하게 된다.
A lower flange 45 is formed on the lower layer of the waste gas preheating outer tube 41 and a connecting flange 51 is provided on the upper side of the exhaust pipe 50. The lower flange 45 and the connecting flange 51 Fastening means or the like, and is configured to be detachable if necessary. Accordingly, the oxygen combustor 10, the outer tube 41 for preheating the waste gas, and the exhaust pipe 50 can be assembled in an assembled form by such a flange coupling structure, thereby enabling separate cleaning.

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 산소연소기(10)의 구조 및 산소(2)와 연료(1)의 분사방법 및 제어방법에 대해 상세히 설명하도록 한다. 먼저, 도 3a는 본 발명의 제1실시예에 따른 산소연소기(10)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 3b는 본 발명의 제1실시예에 따른 연료(1)와 산소(2)의 분사 흐름을 모식적으로 나타낸 산소연소기(10)의 측단면도를 도시한 것이다. Hereinafter, the structure of the oxygen combustor 10 according to an embodiment of the present invention, and the method and control method of injecting oxygen 2 and fuel 1 will be described in detail. First, FIG. 3A shows a cross-sectional view of an oxy-combustor 10 according to a first embodiment of the present invention. 3B is a side cross-sectional view of the oxygen combustor 10 schematically showing the injection flow of the fuel 1 and the oxygen 2 according to the first embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 산소연소기(10)는 하나의 연료공급관(11)에 다수의 산소공급관(12)이 구비됨을 알 수 있다. 또한, 복수의 산소공급관(12)은 연료공급관(11)과 서로 다른 이격거리를 갖는다. 따라서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 연료(1)와 산소(2)가 혼합되는 지점이 서로 상이하게 됨을 알 수 있다. As shown in FIGS. 3A and 3B, the oxygen combustor 10 according to the first embodiment of the present invention has a plurality of oxygen supply pipes 12 in one fuel supply pipe 11. In addition, the plurality of oxygen supply pipes 12 have different distances from the fuel supply pipe 11. Therefore, as shown in FIG. 3B, it can be seen that the points where the fuel 1 and the oxygen 2 are mixed are different from each other.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치(100)는 연료공급관(11)으로 연료(1)를 공급하기 위한 연료공급수단과 산소공급관(12)으로 산소(2)를 공급하기 위한 산소공급수단을 포함하고 있다. 그리고, 다수의 산소공급관(12) 중 산소(2)를 공급할 산소공급관(12)을 설정하고, 설정된 산소공급관(12)으로 산소(2)를 공급시키도록 산소공급수단을 제어하며, 연료공급수단을 제어하여 연료공급관(11)으로 공급되는 연료(1)의 유량을 조절하는 제어부를 포함하고 있다. The waste gas incineration apparatus 100 according to an embodiment of the present invention further includes fuel supply means for supplying the fuel 1 to the fuel supply pipe 11 and oxygen supply means for supplying oxygen 2 to the oxygen supply pipe 12, And a supply means. The oxygen supply pipe 12 for supplying the oxygen 2 is set in the plurality of oxygen supply pipes 12 and the oxygen supply means is controlled to supply the oxygen 2 to the set oxygen supply pipe 12, To control the flow rate of the fuel (1) supplied to the fuel supply pipe (11).

또한, 도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 산소연소기(10)의 단면도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 하나의 연료공급관(11)에 대하여 서로 다른 이격거리를 갖고, 서로 다른 직경을 갖는 복수의 산소공급관(12)이 구비되게 됨을 알 수 있다. 4 shows a cross-sectional view of an oxygen combustor 10 according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, it is understood that a plurality of oxygen supply pipes 12 having different distances from one fuel supply pipe 11 and having different diameters are provided.

또한, 도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 산소연소기(10)의 단면도를 도시한 것이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 산소연소기(10)는 다수의 연료공급관(11)과 다수의 산소공급관(12)을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 하나의 특정 연료공급관(11)을 기준으로 다수의 산소공급관(12)은 서로 다른 이격거리를 갖게 됨을 알 수 있다. 5 shows a cross-sectional view of an oxy-combustor 10 according to a third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the oxygen combustor 10 according to the third embodiment of the present invention can be configured to include a plurality of fuel supply pipes 11 and a plurality of oxygen supply pipes 12. As shown in FIG. 5, it can be seen that the plurality of oxygen supply pipes 12 have different distances from one specific fuel supply pipe 11.

따라서 이러한 연료공급관(11)과 산소공급관(12) 구조에 의해 연료(1)과 산소(2)의 혼합거리를 조절할 수 있게 됨으로써, 연료(1)와 산소(2)를 완전연소하기 위해 요구되는 최소의 산소비를 갖도록 할 수 있다. 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 연료(1)와 산소(2) 분사 혼합거리가 조절가능한 연소방법의 흐름도를 도시한 것이다. Therefore, by adjusting the mixing distance of the fuel 1 and the oxygen 2 by the structure of the fuel supply pipe 11 and the oxygen supply pipe 12, it is possible to control the mixing distance of the fuel 1 and the oxygen 2, It is possible to have a minimum acid consumption. FIG. 6 shows a flow chart of a combustion method in which the mixing distance of fuel (1) and oxygen (2) injection is adjustable according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 연료공급수단은 제어부에 의해 제어신호를 인가받아 설정된 연료공급관(11)으로 연료(1)를 공급하고, 산소공급수단은 제어부에 의해 제어신호를 인가받아 설정된 산소공급관(12)으로 산소(2)를 공급하게 된다(S1). 그리고, 산소연소기(10) 내부에서 공급된 산소(2)와 연료(1)가 점화되게 되며, 1차 연소실(20)로 유입되어 화염을 형성하게 된다(S2). 6, the fuel supply means receives the control signal from the control unit and supplies the fuel 1 to the fuel supply pipe 11. The oxygen supply means receives the control signal from the control unit, (2) is supplied to the oxygen sensor (12) (S1). The oxygen 2 and the fuel 1 supplied from the oxygen combustor 10 are ignited and flow into the primary combustion chamber 20 to form a flame S2.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치(100)는 산소연소기(10) 또는 1차 연소실(20)에 구비되어 화염 에너지를 실시간으로 측정하는 측정수단을 더 포함하고 있다(S3). 따라서 이러한 측정수단에 의해 측정된 데이터를 기반으로 제어부는 산소공급량과 연료공급량 그리고 작동될 산소공급관(12) 또는 연료공급관(11)을 재설정할 것인지를 판단하게 된다(S4). In addition, the waste gas incineration apparatus 100 according to an embodiment of the present invention further includes a measurement means provided in the oxygen combustor 10 or the primary combustion chamber 20 to measure flame energy in real time (S3). Therefore, based on the data measured by the measuring means, the controller determines whether to supply the oxygen supply amount, the fuel supply amount, and the oxygen supply pipe 12 or the fuel supply pipe 11 to be operated (S4).

재설정이 필요한 경우 제어부는 산소(2)와 연료(1)의 유량, 작동될 산소공급관(12), 연료공급관(11)을 재설정하게 되고(S5), 재설정된 산소공급관(12)을 통해 산소(2)가 공급되도록 하고, 재설정된 연료공급관(11)을 통해 연료(1)가 공급되도록 산소공급수단 및 연료공급수단을 제어하게 된다(S6).
The control unit resets the flow rate of the oxygen 2 and the fuel 1, the oxygen supply pipe 12 to be operated and the fuel supply pipe 11 (S5) 2), and controls the oxygen supply means and the fuel supply means so that the fuel 1 is supplied through the reset fuel supply pipe 11 (S6).

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각방법에 대해 설명하도록 한다. 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치(100)를 이용한 소각방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, a waste incineration method according to an embodiment of the present invention will be described. 7 is a flowchart of an incineration method using the incineration apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

먼저, 앞서 언급한 바와 같이, 산소연소기(10) 내부로 연료공급관(11)을 통해 연료(1)가 공급되고, 산소공급관(12)을 통해 산소(2)가 공급되게 된다(S10). 그리고, 산소연소기(10)와 연결된 1차 연소실(20)에서 산소(2)와 연료(1)가 혼합되어 화염이 형성되어 연소가스가 발생되게 된다(S20). First, as described above, the fuel 1 is supplied into the oxygen combustor 10 through the fuel supply pipe 11, and the oxygen 2 is supplied through the oxygen supply pipe 12 (S10). In the first combustion chamber 20 connected to the oxygen combustor 10, the oxygen 2 and the fuel 1 are mixed to form a flame to generate the combustion gas (S20).

그리고, 열교환실(40)의 폐가스 예열용 외통(41)의 상단에 구비된 폐가스 공급구(43)를 통해 반도체 공정에서 배출된 폐가스가 열교환실(40)로 유입되게 된다(S30). 유입된 폐가스는 열교환실(40) 내부에 구비된 적어도 하나 이상의 폐가스 예열용 격판(42)을 유동하며 1차 연소실(20) 및 소각실(30)에서 발생되는 열을 공급받아 예열되게 되고, 반면, 1차 연소실(20)과 소각실(30)을 냉각하여 과열을 방지하게 된다(S40). The waste gas discharged from the semiconductor process flows into the heat exchange chamber 40 through the waste gas supply port 43 provided at the upper end of the waste gas preheating external pipe 41 of the heat exchange chamber 40 at step S30. The introduced waste gas flows through at least one waste gas preheating partition 42 provided in the heat exchange chamber 40 and is preheated by receiving heat generated in the primary combustion chamber 20 and the incineration chamber 30, , The primary combustion chamber 20 and the incineration chamber 30 are cooled to prevent overheating (S40).

그리고, 예열된 폐가스의 외면에 구비된 예열 폐가스 분사구(31)를 통해 소각실(30) 내부로 분사되고, 1차 연소실(20)에서 형성된 연소가스가 소각실(30) 내부로 유입되어 연소가스에 의해 폐가스가 소각되게 된다(S50). 마지막으로 소각된 폐가스가 배기관(50)을 통해 토출되게 된다(S60). The preheated waste gas is injected into the incineration chamber 30 through the preheating waste gas injection port 31. The combustion gas formed in the primary combustion chamber 20 flows into the incineration chamber 30, The waste gas is incinerated (S50). Finally, the waste gas incinerated is discharged through the exhaust pipe 50 (S60).

따라서 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치(100) 및 소각방법은 산화제로서 공기 대신 산소(2)를 사용하여 가스연료(1)와 산소(2)를 적정온도로 예열하게 됨으로써 연소성이 향상되고, 폐가스 예열 구조를 통해 1차 연소실(20) 및 소각실(30)의 과열 억제와 주변장치의 열화 방지효과를 갖게되고, 폐가스를 예열함으로써 폐가스와 화염이 혼합 시 화염의 온도저하를 억제하여 고온 분위기 유지가 가능하므로 소각효율의 향상과 연료소비를 절감할 수 있으며, 예열된 폐가스는 산소(2)가 거의 존재하지 않는 고온의 화염(연소가스)과 혼합되어 NOx 생성은 억제될 수 있게 된다. Therefore, in the waste gas incineration apparatus 100 and the incineration method according to the embodiment of the present invention, the gaseous fuel 1 and the oxygen 2 are preheated to an appropriate temperature by using oxygen (2) instead of air as an oxidant, And has an effect of suppressing overheating of the primary combustion chamber 20 and the incineration chamber 30 and preventing deterioration of the peripheral device through the waste gas preheating structure and by preventing the deterioration of the temperature of the flame when the waste gas and the flame are mixed by preheating the waste gas The burning efficiency can be improved and the fuel consumption can be reduced, and the preheated waste gas can be mixed with the high-temperature flame (combustion gas) in which the oxygen (2) hardly exists, so that NOx generation can be suppressed .

또한, 앞서 언급한 본 발명의 일실시예에 따른 폐가스 소각장치(100) 및 소각방법에 의하면, 열교환기의 폐가스 예열용 외통(41), 산소연소기(10), 배기관(50)은 분리 청소가 가능하고, 산소연소기(10), 1차 연소실(20), 소각실(30), 폐가스 공급구(43)와 예열용 격판(42) 및 폐가스 분사구(31)의 치수는 폐가스량과 체류시간에 근거하여 소용량에서부터 대용량까지 체계적인 설계가 가능하게 된다. According to the waste gas incineration apparatus 100 and the incineration method according to an embodiment of the present invention described above, the waste gas preheating outer tube 41, the oxygen combustor 10, and the exhaust pipe 50 of the heat exchanger are separated and cleaned The dimensions of the oxygen combustor 10, the primary combustion chamber 20, the incineration chamber 30, the waste gas supply port 43, the preheating diaphragm 42, and the waste gas injection port 31 are determined by the amount of waste gas and the residence time Based on this, systematic design from small capacity to large capacity becomes possible.

1:연료
2:산소
10:산소연소기
11:연료공급관
12:산소공급관
13:점화감지기
14:홀더용 플랜지
20:1차 연소실
30:소각실
31:예열 폐가스 분사구
40:열교환실
41:폐가스 예열용 외통
42:폐가스 예열용 격판
43:폐가스 공급구
44:상부플랜지
45:하부플랜지
50:배기관
51:연결플랜지
100:폐가스 소각장치1: Fuel
2: Oxygen
10: Oxygen burner
11: fuel supply pipe
12: oxygen supply pipe
13: Ignition sensor
14: Flange for holder
20: Primary combustion chamber
30: Incinerator
31: Preheating waste gas nozzle
40: Heat exchange chamber
41: Outer cylinder for waste gas preheating
42: Waste gas preheating diaphragm
43: Waste gas supply port
44: upper flange
45: Lower flange
50: Exhaust pipe
51: Connecting flange
100: waste gas incinerator

Claims (19)

폐가스 소각장치에 있어서,
내부로 연료가 공급되는 복수의 연료공급관, 내부로 산소가 공급되는 복수의 산소공급관 및 점화장치를 구비한 산소연소기;
상기 산소연소기와 연결되어 내부에 화염이 발생되어 연소 가스를 발생시키는 1차 연소실;
상기 1차 연소실과 연결되어 상기 1차 연소실에서 발생된 연소가스가 유입되어 내부로 분사된 폐가스를 소각시키는 소각실; 및
열교환실을 포함하고,
상기 열교환실은 상기 열교환실의 내면과 상기 산소연소기의 외면 사이 및 상기 열교환실의 내면과 상기 소각실의 외면 사이에 특정공간을 갖도록 구비되어 상기 특정공간으로 상기 폐가스가 유입되어 상기 1차 연소실과 상기 소각실을 냉각하고, 상기 폐가스를 예열시키며,
상기 1차 연소실의 직경은 상기 소각실의 직경보다 작고,
상기 열교환실은, 폐가스 예열용 외통, 및 상기 폐가스 예열용 외통과 상기 소각실 사이 공간을 구획하는 적어도 하나의 폐가스 예열용 채널 격판을 포함하며,
상기 폐가스 예열용 외통의 상부 일측에 구비되어 폐가스가 유입되도록 구성된 다수의 폐가스 공급구, 및 상기 소각실 외면의 상부 일측에 구비되어 예열된 폐가스가 상기 소각실 내부로 유입되도록 구성된 예열 폐가스 분사구를 포함하고,
상기 소각실의 하부에 구비되어 상기 연소가스에 의해 소각된 폐가스가 토출되는 배기관을 포함하며,
상기 산소연소기의 상부에 구비되는 연소실 홀더용 플렌지, 상기 폐가스 예열용 외통의 상부에 구비되어 상기 홀더용 플렌지와 결합되는 상부 플렌지, 상기 폐가스 예열용 외통의 하부에 구비되는 하부 플렌지, 및 상기 배기관의 상부에 구비되어 상기 하부 플렌지와 결합되는 배기관 연결 플렌지를 포함하고,
상기 산소공급관은 복수로 서로 다른 직경으로 구비되며 상기 연료공급관과 서로 다른 이격거리를 갖고,
상기 연료공급관으로 연료를 공급하기 위한 연료공급수단과 상기 산소공급관으로 산소를 공급하기 위한 산소공급수단을 포함하며,
다수의 상기 산소공급관 중 산소를 공급할 산소공급관을 설정하고, 설정된 산소공급관으로 산소를 공급시키도록 상기 산소공급수단을 제어하고, 상기 연료공급수단을 제어하여 상기 연료공급관으로 공급되는 연료의 유량을 조절하는 제어부를 포함하고,
상기 폐가스는 반도체 공정에서 배출된 것임을 특징으로 하는 폐가스 소각장치.
In a waste gas incinerator,
An oxygen combustor having a plurality of fuel supply pipes for supplying fuel to the inside, a plurality of oxygen supply pipes for supplying oxygen to the inside, and an ignition device;
A primary combustion chamber connected to the oxygen combustor to generate a flame therein to generate a combustion gas;
An incineration chamber connected to the primary combustion chamber and incinerating waste gas injected into the combustion chamber from the combustion gas generated in the primary combustion chamber; And
Comprising a heat exchange chamber,
The heat exchange chamber is provided to have a specific space between the inner surface of the heat exchange chamber and the outer surface of the oxygen combustor and between the inner surface of the heat exchange chamber and the outer surface of the incineration chamber to allow the waste gas to flow into the specific space, Cooling the incineration chamber, preheating the waste gas,
Wherein the diameter of the primary combustion chamber is smaller than the diameter of the incineration chamber,
Wherein the heat exchange chamber comprises an outer tube for preheating waste gas and at least one waste gas preheating channel diaphragm for partitioning a space between the outer cylinder for preheating the waste gas and the incineration chamber,
A plurality of waste gas supply ports provided on one side of an upper portion of the waste gas preheating external cylinder to introduce waste gas into the waste gas inlet and a preheated waste gas jet opening formed in an upper portion of the outer surface of the waste incineration chamber and preheated to flow into the incineration chamber and,
And an exhaust pipe disposed at a lower portion of the incineration chamber and discharging waste gas incinerated by the combustion gas,
An upper flange provided on an upper portion of the outer cylinder for preheating the waste gas, the upper flange being coupled to the holder flange, a lower flange provided below the outer cylinder for waste gas preheating, And an exhaust pipe connection flange provided at an upper portion of the exhaust pipe and coupled to the lower flange,
Wherein the oxygen supply pipe is provided at a plurality of different diameters and has a different distance from the fuel supply pipe,
Fuel supply means for supplying fuel to the fuel supply pipe and oxygen supply means for supplying oxygen to the oxygen supply pipe,
The oxygen supply means is controlled to supply oxygen to the oxygen supply pipe, and the fuel supply means is controlled to control the flow rate of the fuel supplied to the fuel supply pipe And a controller,
Wherein the waste gas is discharged from a semiconductor process.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 산소연소기는 점화감지기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치.
The method according to claim 1,
Wherein the oxygen combustor further comprises an ignition detector.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1항에 따른 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법에 있어서,
산소연소기 내부로 연료공급관을 통해 연료가 공급되고, 산소공급관을 통해 산소가 공급되는 단계;
상기 산소연소기와 연결된 1차 연소실에서 상기 산소와 상기 연료가 혼합되어 화염이 형성되어 연소가스가 발생되는 단계;
열교환실의 폐가스 예열용 외통의 상단에 구비된 폐가스 공급구를 통해 폐가스가 열교환실로 유입되어 상기 폐가스가 예열되고, 상기 산소연소기와 상기 1차 연소실이 냉각되는 단계;
예열된 상기 폐가스가 소각실로 분사되고, 상기 연소가스가 소각실로 유입되어 연소가스에 의해 상기 폐가스가 소각되는 단계; 및
소각된 폐가스가 배기관을 통해 토출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법.
A method for incinerating waste gas using incinerators according to claim 1,
Fuel is supplied into the oxygen combustor through the fuel supply pipe, and oxygen is supplied through the oxygen supply pipe;
Wherein the oxygen and the fuel are mixed in a primary combustion chamber connected to the oxygen combustor to form a flame to generate a combustion gas;
The waste gas is introduced into the heat exchange chamber through a waste gas supply port provided at an upper end of the waste gas preheating column of the heat exchange chamber so that the waste gas is preheated and the oxygen combustor and the primary combustion chamber are cooled;
The preheated waste gas is injected into the incineration chamber, the combustion gas flows into the incineration chamber, and the waste gas is incinerated by the combustion gas; And
And burning the incinerated waste gas through an exhaust pipe.
제 15항에 있어서,
상기 폐가스는 반도체 공정에서 배출된 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the waste gas is discharged from a semiconductor process.
제 15항에 있어서,
상기 냉각되는 단계는,
폐가스 예열용 외통의 상단에 구비된 다수의 폐가스 공급구를 통해 폐가스가 공급되는 단계; 및
상기 폐가스 예열용 외통과 상기 소각실 사이 공간을 구획하는 적어도 하나의 폐가스 예열용 채널 격판을 통해 유동하면서 폐가스가 예열되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the cooling step comprises:
Supplying waste gas through a plurality of waste gas supply ports provided at an upper end of an outer cylinder for preheating waste gas; And
And preheating the waste gas while flowing through at least one waste gas preheating channel partitioning the space between the waste gas preheating outer cylinder and the incineration chamber.
제 1항에 따른 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법에 있어서,
연료공급수단에 의해 산소연소기의 연료공급관으로 연료가 공급되고, 산소공급수단에 의해 산소가 서로 다른 직경을 갖거나 상기 연료공급관과 서로 다른 이격 거리를 갖는 산소연소기에 구비된 다수의 산소공급관 중 선택된 산소공급관으로 공급되는 단계;
상기 산소연소기와 연결된 1차 연소실에서 상기 산소와 상기 연료가 혼합되어 화염이 형성되어 연소가스가 발생되는 단계;
열교환실의 폐가스 예열용 외통의 상단에 구비된 폐가스 공급구를 통해 폐가스가 열교환실로 유입되어 상기 폐가스가 예열되고, 상기 산소연소기와 상기 1차 연소실이 냉각되는 단계;
예열된 상기 폐가스가 소각실로 분사되고, 상기 연소가스가 소각실로 유입되어 연소가스에 의해 상기 폐가스가 소각되는 단계; 및
소각된 폐가스가 배기관을 통해 토출되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법.
A method for incinerating waste gas using incinerators according to claim 1,
The fuel is supplied to the fuel supply pipe of the oxygen combustor by the fuel supply means and the oxygen is supplied to the fuel supply pipe by the oxygen supply means so that oxygen is selected from among a plurality of oxygen supply pipes provided in the oxygen combustor having different diameters or different distances from the fuel supply pipe Feeding into the oxygen supply pipe;
Wherein the oxygen and the fuel are mixed in a primary combustion chamber connected to the oxygen combustor to form a flame to generate a combustion gas;
The waste gas is introduced into the heat exchange chamber through a waste gas supply port provided at an upper end of the waste gas preheating column of the heat exchange chamber so that the waste gas is preheated and the oxygen combustor and the primary combustion chamber are cooled;
The preheated waste gas is injected into the incineration chamber, the combustion gas flows into the incineration chamber, and the waste gas is incinerated by the combustion gas; And
And burning the incinerated waste gas through an exhaust pipe.
제 18항에 있어서,
화염을 조절할 필요가 있는 경우, 제어부는 산소가 공급될 산소공급관을 재설정하고, 산소공급수단이 재설정된 산소공급관으로 산소를 공급하도록 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 소각장치를 이용한 소각방법.19. The method of claim 18,
Wherein when the flame needs to be regulated, the control unit further includes a step of resetting the oxygen supply pipe to be supplied with oxygen, and controlling the oxygen supply unit to supply oxygen to the reset oxygen supply pipe .
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