KR101431076B1 - 폐가스 처리 장치 - Google Patents

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KR101431076B1
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윤수현
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(주) 세아그린텍
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays

Abstract

본 발명은 폐가스의 처리 성능이 우수한 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 폐가스 처리 장치는, 세정액을 이용하여 폐가스를 정화 처리하기 위한 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치에 있어서, 상기 폐가스가 유입되는 유입구와 상기 폐가스가 배출되는 배출구를 가지는 몸체; 상기 몸체 내부에 배치되고, 상기 세정액을 이용하여 상기 폐가스를 처리할 수 있는 카트리지 처리부; 상기 카트리지 처리부와 상기 유입구 사이에 배치되고, 상기 폐가스에 집진액을 분사할 수 있는 전처리부; 및 상기 몸체 내측 하부에 형성되어 상기 세정액과 상기 집진액을 포집할 수 있는 저수조를 포함하고, 상기 전처리부는, 상기 집진액을 분사하는 하나 이상의 서브 노즐을 가지는 서브 분사관을 포함하며, 상기 서브 노즐은 안개 형상의 액적을 생성하는 포그(Fog) 노즐이고, 상기 서브 노즐로부터 분사되는 액적은 평균 50㎛ 이하의 입경을 가지며, 상기 폐가스가 유동하는 방향의 수직면에서, 하나의 서브 노즐이 담당하는 면적은 0.23㎡ 내지 0.275㎡일 수 있다.

Description

폐가스 처리 장치{WASTE GAS SCRUBBER}
본 발명은 폐가스 처리 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 반도체 제조 공정 등에서 배출되는 폐가스를 처리하기 위한 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리장치에 관한 것이다.
반도체 제조 공정 등에서 배출되는 배기가스는 유독성, 폭발성, 부식성이 강하기 때문에 인체에 유해할 뿐만 아니라, 그대로 대기 중으로 방출되는 경우에는 환경 오염을 유발하는 원인이 된다. 따라서 이러한 배기가스는 유해 성분의 함량을 허용 농도 이하로 낮추는 정화 처리 과정이 반드시 필요하며, 이와 같은 정화 처리 과정을 거친 무해 가스만을 대기 중으로 방출하도록 법적으로 의무화되어 있다.
예를 들어, 반도체는 산화, 식각, 증착 및 포토 공정 등 다양한 제조 공정을 거쳐서 제조된다. 이들 반도체 제조 공정에는 반응 가스로 다양한 종류의 유독성 화공 약품 및 화학 가스 등이 사용되며, 반응 가스들은 산화 성분, 인화 성분 및 유독 성분 등을 포함한다.
따라서, 반도체 제조 공정의 여러 단계에서 아르신, 포스핀, 디보란, 모노실란, 암모니아, 산화질소, 보론 트리 클로라이드 등으로 대표되는 가스상의 독성물질 및 더스트, 분진 등을 포함하는 폐가스가 발생하게 된다.
이러한 유독성 폐가스들은 독성이 강하여 그대로 대기 중에 방출되는 경우에 인체에 유해할 뿐만 아니라 심각한 환경 오염을 유발하게 되며, 자연 발화에 의한 화재가 발생할 가능성도 있다. 따라서, 이러한 폐가스는 대기 중으로 방출되기에 앞서 폐가스에 포함된 독성 물질 및 분진 등의 제거가 반드시 이루어져야 한다. 이를 위하여, 반도체 설비의 배기 라인에는 유해한 폐가스의 독성 물질을 제거한 후 대기 중으로 배출시키기 위한 다양한 형태의 가스 스크러버가 설치되고 있다.
현재 폐가스를 처리하는 방법에는 크게 건식(Burning) 방식과 습식(Wetting) 방식이 있다. 건식 방식은 주로 수소기 등을 함유한 발화성 가스를 고온의 연소실에서 분해, 반응 또는 연소시켜 배기 가스를 처리하는 방식이고, 습식 방식은 폐가스를 물 등의 세정액에 통과 및 용해시켜 처리하는 방식이다.
종래의 습식 폐가스 처리 장치는 여러 종류가 있는데, 그 중 한가지는 폐가스를 몸체 내의 충진물과 물에 통과시켜 유해물질과 분진 등을 충진물에 침전되도록 하는 장치이다. 상기와 같은 장치는 충진물에 가스 또는 분진이 포집되어 축적되고 순환수를 재이용하게 되므로, 폐가스 처리 효율이 점점 저하되고 압력손실이 설계치 이상으로 높아지므로, 주기적으로 충진물의 분진 등을 제거해주어야 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면으로서, 종래의 기술에 따른 폐가스 처리 장치는 몸체(10), 충진 카트리지(20), 및 엘리미네이터(30)를 포함한다.
몸체(10)의 일측에는 유입구(11)가 형성되고, 타측에는 배기구(12)가 형성되며, 몸체(10)의 내부에는 충진 카트리지(20)가 설치된다. 충진 카트리지(20)는 내부 공간을 가지고 복수의 관통공이 형성되는 상자 형상으로서, 충진 카트리지(20)의 내부 공간에는 복수의 충진물(미도시)이 채워진다.
충진 카트리지(20)의 상부에는 복수의 분사관(40)이 평행하게 배치되고, 각각의 분사관(40)에 형성되는 복수의 노즐(41)을 통하여 충진 카트리지(20) 측으로 세정액이 분사된다. 따라서, 유입구(11)를 통하여 유입되는 폐가스는 세정액과 만나고, 폐가스 중의 유해 성분 등이 세정액과 혼합되어 충진물에 포집된다.
또한, 충진 카트리지(20)와 배기구(12) 사이에는 엘리미네이터(30)가 배치되고, 충진 카트리지(20)를 통과한 폐가스와 수분은 엘리미네이터(30)에 포집되며, 정화 처리된 기체는 배기구(12)를 통하여 배출된다.
하지만, 충진물의 크기가 크고 충진물의 길이가 비교적 짧으므로 세정액의 액적에 흡수되지 못한 오염물이나 가스 등은 충진물에 접하여 포집되지 못하고 충진물 사이를 통과해 버리므로 정화 처리 효율이 좋지 못한 문제점이 있다. 이를 방지하고자 충진물의 크기를 작게 하거나 충전물의 길이를 길게 하면 폐가스가 적체되거나 편류 현상이 발생하여 효율이 떨어지는 문제가 있다.
또한, 충진 카트리지(20)를 통과한 오염물 등이 엘리미네이터(30)에 침착되어 엘리미네이터(30)의 가스 유동로가 폐쇄되므로 가스 처리가 용이하지 못하고, 이를 제거하기 위하여 자주 청소해야하는 문제가 있으며, 이때 장치를 정지시켜야 하므로 생산 공정에 차질이 발생할 수 있는 단점이 있다.
또한, 폐가스에 파우더, 예를 들어 SiO2 등이 포함되는 경우에 폐가스 처리가 원할하지 않다. 즉, 장치 설계 시에 고려되지 않은 특성의 폐가스가 발생하는 경우에 이를 효과적으로 처리하지 못하여 폐가스 처리 속도 및 처리량이 급격히 저하될 수 있는 문제점이 있다.
또한, 일반적으로 상기와 같은 장치는 크기가 매우 거대하며, 빌딩의 크기를 가지는 경우도 있으므로 일단 설치된 장치는 폐가스 특성 변화에 대응하여 장치를 개조하는 것이 매우 어려운 단점이 있다.
공개실용신안 제20-2009-0003314호
본 발명은 폐가스의 우수한 처리 능력을 가질 수 있는 폐가스 처리 장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 엘리미네이터의 오염물 침착을 최소화할 수 있는 폐가스 처리 장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 폐가스 특성에 대응하여 처리 특성을 용이하게 변경할 수 있는 폐가스 처리 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은 장치의 크기를 줄일 수 있고, 가스 처리 능력을 높일 수 있는 폐가스 처리 장치를 제공함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 폐가스 처리 장치는, 세정액을 이용하여 폐가스를 정화 처리하기 위한 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치에 있어서, 상기 폐가스가 유입되는 유입구와 상기 폐가스가 배출되는 배출구를 가지는 몸체; 상기 몸체 내부에 배치되고, 상기 세정액을 이용하여 상기 폐가스를 처리할 수 있는 카트리지 처리부; 상기 카트리지 처리부와 상기 유입구 사이에 배치되고, 상기 폐가스에 집진액을 분사할 수 있는 전처리부; 및 상기 몸체 내측 하부에 형성되어 상기 세정액과 상기 집진액을 포집할 수 있는 저수조를 포함하고, 상기 전처리부는, 상기 집진액을 분사하는 하나 이상의 서브 노즐을 가지는 서브 분사관을 포함하며, 상기 서브 노즐은 안개 형상의 액적을 생성하는 포그(Fog) 노즐이고, 상기 서브 노즐로부터 분사되는 액적은 평균 50㎛ 이하의 입경을 가지며, 상기 폐가스가 유동하는 방향의 수직면에서, 하나의 서브 노즐이 담당하는 면적은 0.23㎡ 내지 0.275㎡일 수 있다.
바람직하게는, 상기 카트리지 처리부는, 상기 폐가스에 포함되는 불순물을 포집하는 충진물; 상기 폐가스의 유출입이 가능한 통로를 가지고, 내부에 상기 충진물이 수용되는 카트리지; 상기 세정액을 분사하는 하나 이상의 메인 노즐을 가지고, 상기 카트리지 측으로 상기 세정액을 분사하는 메인 분사관; 상기 메인 분사관에 연결되어 상기 세정액을 공급하기 위한 펌프를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 충진물은, 폴링, 트라이팩 및 텔러렛 중 어느 하나 이상일 수 있다.
바람직하게는, 상기 서브 노즐로부터 분사되는 상기 집진액이 극성을 가지도록 구성된 정전 분무 발생부를 더 포함하고, 상기 서브 노즐 중, 일부로부터 분사되는 액적은 양극, 나머지로부터 분사되는 액적은 음극의 극성을 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 폐가스를 선회시키기 위한 선회 처리부를 더 포함하고, 상기 선회 처리부는, 복수의 블레이드가 구비되는 프로펠러 형상을 가지는 선회 베인을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 집진액을 이용하여 상기 폐가스를 처리할 수 있는 필터 처리부를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 필터 처리부는, 상기 몸체 내부에 배치되는 필터; 및 상기 필터 측으로 상기 집진액을 분사하는 하나 이상의 필터 노즐을 가지는 필터 분사관을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 서브 노즐 및 상기 필터 노즐로부터 분사되는 상기 집진액이 극성을 가지도록 구성된 정전 분무 발생부를 더 포함하고, 상기 서브 노즐 및 상기 필터 노즐 중, 일부로부터 분사되는 액적은 양극, 나머지로부터 분사되는 액적은 음극의 극성을 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 서브 분사관에 연결되어 상기 집진액을 공급하기 위한 집진액 공급관; 상기 집진액 공급관에 구비되어 상기 집진액 공급 압력을 일정 수준으로 유지하기 위한 감압 밸브; 상기 집진액 공급관에 구비되어 상기 집진액 공급관을 개폐하기 위한 제어 밸브; 상기 집진액 공급관에 구비되어 상기 집진액 공급량을 계측하기 위한 유량계; 및 상기 집진액 공급관에 구비되어 상기 집진액의 불순물을 제거하기 위한 스트레이너를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 배출구 후단에 배치되어 상기 폐가스를 강제 유동시킬 수 있는 배기팬을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치는, 폐가스 처리 능력 및 효율을 높일 수 있으므로 우수한 정화 처리가 가능하고, 엘리미네이터의 오염물 침착을 최소화할 수 있으므로 가스 유동이 막힘없이 원할하고, 장치의 청소 주기를 최소화할 수 있는 효과가 있다. 또한, 폐가스 특성에 대응하여 폐가스 처리 특성을 변경하는 것이 매우 용이하며, 동일한 배기가스 처리 능력을 유지하면서도 장치의 크기를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 기술에 따른 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 평면 투영도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 정면 투영도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 서브 분사관을 나타내는 도면,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 서브 노즐을 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 서브 노즐의 배치를 나타내는 도면
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 엘리미네이터 구조를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 선회 베인을 나타내는 도면,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전 분무를 이용한 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면, 및
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전 분무를 이용한 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 평면 투영도, 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 정면 투영도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치는, 카트리지 처리부(200), 및 전처리부(300)를 포함한다.
카트리지 처리부(200)는 몸체(100), 및 메인 분사관(220)을 포함한다. 통형상을 가지는 몸체(100)의 내부에는 카트리지(210)가 배치되고, 몸체(100)의 일측에는 기체가 유입될 수 있도록 유입구(110)가 형성되며, 타측에는 기체가 배출될 수 있도록 배출구(120)가 형성된다.
카트리지(210)는 내부 공간을 가지고 복수의 관통공이 형성되는 상자 형상을 가지고, 내부 공간에는 복수의 충진물이 채워진다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 충진물은 폴링, 트라이팩(Tri-pack) 및 텔러렛(Tellerette) 중 어느 하나 이상일 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 폐가스 중의 유해 물질, 분진, 및 더스트 등을 포집할 수 있는 어떠한 것이라도 가능하다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 카트리지(210)의 폐가스가 통과하는 면은 망형상을 가지도록 형성될 수 있다.
몸체(100) 내부에는 메인 분사관(220)이 배치되는데, 메인 분사관(220)은 서로 평행하게 일렬로 배치되고, 각각의 메인 분사관(220)에는 복수의 메인 노즐(221)이 구성된다. 또한, 메인 분사관(220)은 세정액 공급부(미도시)에 연결되어 세정액을 공급받으며, 세정액은 메인 분사관(220)을 지나 메인 노즐(221)을 통하여 카트리지 처리부(200) 내부로 분사된다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 카트리지 처리부(200) 2개가 직렬로 연결되어 구성되었으나, 폐가스 처리랑에 따라 하나 또는 3개 이상이 구성될 수 있다.
전처리부(300)는 일렬로 배치되는 복수의 서브 분사관(310)을 포함하고, 각각의 서브 분사관(310)에는 복수의 서브 노즐(311)이 구성된다. 서브 분사관(310)은 집진액 공급관(312)에 연결되고, 집진액 공급관(312)은 집진액 공급부(미도시)에 연결되며, 서브 노즐(311)을 통하여 몸체(100) 내부로 집진액이 분사된다.
집진액 공급관(312)에는 감압 밸브(320), 제어 밸브(330), 유량계(340), 및 스트레이너(Strainer)(350)가 구성된다. 집진액 공급 압력이 필요 이상으로 상승하는 경우에 집진액이 과도하게 분사되어 몸체(100)에서 넘칠 수 있는데, 감압 밸브(320)는 이를 방지하기 위한 것으로서 집진액 공급 압력을 일정 수준 이하로 감압하여 유지할 수 있다. 제어 밸브(330)는 집진액의 공급을 제어하기 위한 것으로서, 본 발명의 일실시예에 의하면 제어 밸브(330)는 볼 밸브일 수 있다. 유량계(340)는 집진액 공급량을 측정하기 위한 것이고, 스트레이너(350)는 집진액의 불순물을 제거하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 서브 노즐을 나타내는 도면으로서, 서브 노즐(311)은 안개 형상의 액적을 분사하는 포그(Fog) 노즐일 수 있으며, 입자의 크기가 매우 미세한 집진액이 스프레이 형태로 분사될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 서브 노즐의 배치를 나타내는 도면으로서, 평행하게 배치되는 서브 분사관(310)의 각각에 서브 노즐(311)이 소정 간격을 가지고 배치된다. 하지만 서브 분사관(310)과 서브 노즐(311)의 배치는 이에 한정된 것은 아니며, 장치 형상 및 가스 유동 등에 따라 다양하게 형성될 수 있다.
또한, 카트리지 처리부(200) 후단에는 엘리미네이터(500)가 연결되어 배기 가스 중의 수분을 제거할 수 있다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 엘리미네이터 구조를 나타내는 정전분무를 사용하는 도면으로서, 특히 함몰 형성되는 날개 내측(A)에 오염물 등이 용이하게 침착되므로 가스 유동로가 폐쇄되는 것을 최소화 할 수 있다. 한편, 엘리미네이터(500)의 원리는 이미 널리 주지된 관용기술에 불과하므로 추가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 폐가스 처리 과정은 다음과 같다.
유입구(110)로 유입되는 폐가스는 전처리부(300)를 통과하는데, 폐가스에 포함된 오염물 등은 서브 노즐(311)로부터 분사되는 안개 형상의 액적에 집진되고, 카트리지 처리부(200)에서 처리가 용이한 상태로 된다.
전처리부(300)를 지나 카트리지 처리부(200)로 유입된 폐가스는 메인 노즐(221)로부터 세정액을 공급받고 충진물을 통과하는데, 폐가스에 포함되어 있던 오염물, 분진, 및 더스트 등이 세정액과 함께 충진물에 점착된다. 이때, 세정액으로 인하여 충진물의 오염물 등이 흘러내려 세정될 수 있다.
카트리지 처리부(200)에서 처리된 폐가스는 엘리미네이터(500)로 유입되고, 가스에 포함되는 수분이 제거된 가스는 배출구(120)로 배출된다.
폐가스의 오염물이나 분진 등은 관성에 의해 액적에 충돌하여 집진되거나, 확산에 의해 액적에 집진되는데, 오염물 등은 액적과 접촉하여 액적 내부로 집진되거나, 액적의 경계면에 걸쳐 집진되거나, 또는 액적 표면 상에 집진될 수 있다.
본 발명에서는 액적이 서브 노즐에 의해 매우 미세하게 형성되므로, 동일한 양의 집진액을 분사하는 경우에도 액적의 표면적을 상대적으로 넓게 형성할 수 있다. 따라서, 폐가스의 오염물 등과 액적의 접촉 효율이 좋아져 폐가스가 더욱 효과적으로 액적에 집진될 수 있다. 따라서, 폐가스의 오염물 등이 카트리지 처리부(200)에서 더욱 효과적으로 처리될 수 있으므로, 엘리미네이터(500)에 침착되는 오염물의 양이 감소하여 장치 내 차압 상승이 최소화될 수 있다. 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 엘리미네이터 구조를 나타내는 도면으로서, 특히 날개의 함몰 형성되는 내측(A)에 오염물 등이 용이하게 침착되어 가스 유동로가 폐쇄될 수 있으나, 본 발명에서는 이를 최소화 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따르면, 서브 노즐(311)로부터 분사되는 액적이 충분한 표면적을 가질 수 있도록 평균적으로 50㎛ 이하의 입경을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 분사되는 집진액은 서브 노즐(311)의 수직 관통면 기준으로 90°의 방사 각도를 가질 수 있으나 이에 한정된 것은 아니고, 분사 각도는 폐가스 처리 특성에 대응하여 조정될 수 있음과 더불어, 폐가스에 포함되는 오염물 등의 입자 크기, 및 양 등에 따라 서브 노즐(311)의 개수 및 위치 등을 변화시켜 대응할 수 있다.
또한, 집진액과 세정액으로서 상수(City Water)는 중수(재이용수)에 비하여 반응성이 우수하고 염류의 용해도가 적으므로, 본 발명의 일실시예에 따르면 집진액과 세정액으로서 상수가 사용되는 것이 바람직하다. 하지만, 이에 한정된 것은 아니고 폐가스 특성에 따라 다양한 종류의 액체 및 처리 약품이 사용될 수 있다.
한편, 서로 이웃하는 서브 분사관(310) 사이의 거리는 15㎝ 이상인 것이 바람직한데, 서브 분사관(310)의 사이가 15㎝ 미만인 경우에 서브 분사관(310)들이 너무 조밀하게 배치되어 가스 유동이 원할하지 않다. 또한, 서로 이웃하는 서브 분사관(310) 사이의 거리가 60㎝를 초과하는 경우에 미세 액적의 밀도가 너무 낮아지고, 데드 스페이스가 발생하고, 가스에 충분히 공급되지 못하므로, 서로 이웃하는 서브 분사관(310) 사이의 거리는 60㎝ 이하인 것이 바람직하다. 마찬가지로, 서로 이웃하는 서브 노즐(311) 사이의 거리 또한 60㎝ 이하인 것이 바람직하다.
실시예 1
하나의 서브 노즐(310)이 담당하는 면적(가스의 흐름 방향과 수직면 기준)과 액기비를 변화시켜 가스 처리 효율을 알아보았다. 이때, 서브 노즐(311)의 분사 각도는 90°이고, 집진액으로는 상수를 이용하였다. 효율은 폐가스의 오염물 제거율을 의미하며, 액기비는 폐가스 유량과 집진액 분사량의 비율을 의미한다.
서브 노즐 담당 면적(㎡) 액기비(ℓ/㎥) 가스유량(㎥/min) 분사량(ℓ/min) 효율(%)
서브 노즐 없음 ~ 1600 ~ 64.5
0.525 0.0055 1600 8.8 75.9
0.275 0.0083 1600 13.2 84.2
0.235 0.011 1600 17.6 93.6
0.223 0.0138 1600 22 93.9
0.171 0.0172 1600 27.5 94.2
0.147 0.0206 1600 33 94.6
실시예 1에서 서븐 노즐 담당 면적이 작을수록 가스 처리 효율은 좋아지지만, 집진액의 사용량이 증가하는 것에 비교하여 가스 처리 효율은 크게 상승하지 않는다. 집진액 사용량과 가스 처리 효율을 감안할 때, 각 서브 노즐 담당 면적은 0.23㎡ 내지 0.275㎡인 것이 바람직하다.
실시예 2
서브 노즐(310)의 액적 크기를 변화시켜 가스 처리 효율을 알아보았다. 이때, 서브 노즐(311)의 분사 각도는 90°이고, 하나의 서브 노즐이 커버하는 면적은 0.235㎡이며, 집진액으로는 상수를 이용하였다. 효율은 폐가스의 오염물 제거율을 의미하며, 액기비는 폐가스 유량과 집진액 분사량의 비율을 의미한다.
노즐 종류 액적크기(㎛) 액기비(ℓ/㎥) 가스유량(㎥/min) 분사량(ℓ/min) 효율(%)
포그 노즐 1~50 0.01 1600 16 93.6
포그 노즐 60~300 0.01 1600 16 89.9
일반 노즐 400~700 0.01 1600 16 78.1
일반 노즐 800~1500 0.01 1600 16 69.7
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면, 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치의 선회 베인을 나타내는 도면이다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 전처리부(300)가 선회 처리부(400)의 전에 배치될 수 있다. 즉, 유입구(110)에는 전처리부(300)가 배치되고, 선회 처리부(400)가 전처리부(300)와 카트리지 처리부(200)의 사이에 배치되어, 폐가스가 선회 처리부(400)에 유입되기 전에 집진액이 공급될 수 있다. 선회 처리부(400)는 선회 베인(Vane)(410)을 포함하고, 선회 베인(410)은 소정 각도로 기울어져 구성되는 복수의 블레이드를 가진다. 따라서, 선회 처리부(400)를 통과하는 기체는 선회 베인(410)에 의해 강제로 선회되어 유동된다.
전처리부(300)를 지난 폐가스는 선회 처리부(400)를 통과하는데, 선회 베인(410)을 통과하면서 선회 유동된다. 선회 베인(410)의 블레이드는 프로펠러와 같이 동일한 방향으로 기울어지므로 유체 흐름이 일정한 방향으로 유도될 수 있으며, 폐가스는 선회 베인(410)을 지나면서 동일한 방향으로 편향되어 유동된다.
선회 처리부(400)를 지나는 폐가스가 나선으로 선회하므로 폐가스가 몸체(100)에 고르게 퍼질 수 있고, 세정액과 폐가스가 잘 혼합될 수 있으며, 특히 오염물이 집진액에 효과적으로 집진될 수 있다. 즉, 선회류 형성에 의하여 폐가스의 흐름이 균일하게 되어 데드 스페이스를 최소화할 수 있고, 와류 유동에 의해 폐가스와 집진액의 접촉 효율 및 반응 시간이 증가되므로, 오염물 등이 액적에 효과적으로 포집될 수 있어 폐가스 처리 효율이 향상될 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 전처리부(300)가 선회 처리부(400)와 카트리지 처리부(200)의 사이에 배치되어, 폐가스가 선회 처리부(400)를 통과한 후 집진액이 공급될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면으로서, 전처리부(300)와 카트리지 처리부(200)의 사이에 필터 처리부(600)가 배치되는데, 필터 처리부(600)는 필터(610) 및 필터 분사관(620)을 포함한다.
필터 분사관(620)은 필터(610) 상부에 배치되고, 각각의 필터 분사관(620)에는 복수의 필터 노즐(621)이 구비되며, 필터 노즐(621)을 통하여 필터(610) 측으로 집진액이 분사된다. 따라서, 필터 처리부(600)에 의해 오염물을 추가적으로 제거할 수 있으므로 폐가스 처리 능력이 향상될 수 있다. 또한, 필터 노즐(621)은 일반 노즐 또는 미세 액적을 분사하기 위한 포그 노즐일 수 있으나, 오염물이 더욱 효과적으로 처리되도록 포그 노즐인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 고전압 발생부를 포함하는 정전 분무 발생부(미도시)가 전처리부(300)에 구성되고, 서브 노즐(311)로부터 분사되는 집진액이 양극 또는 음극으로 하전될 수 있다. 즉, 정전 분무 발생부가 양극 고전압 발생부와 음극 고전압 발생부에 의하여, 서브 노즐(311)들 중 일부에서 양극 액적이 분사되고, 나머지에서 음극 액적이 분사될 수 있다. 따라서, 전자로 인한 인력에 의해 오염물 등이 액적에 잘 포집될 수 있다.
즉, 오염물이 오염물과 액적 간의 관성 충돌 및 확산에 의하여 포집될 뿐만 아니라, 오염물과 액적 사이의 전기력에 의해서도 포집되므로 오염물 처리 효율이 더욱 향상될 수 있다. 또한, 서로 다른 극성을 가지는 액적이 용이하게 응집되어 성장할 수 있으므로 필터 처리부(600) 및 카트리지 처리부(200)의 포집 효율이 좋아질 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정전 분무를 이용한 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치를 나타내는 도면으로서, 폐가스 처리량 및 효율 증가를 위하여 카트리지 처리부(200) 등이 복수로 구성될 수 있다. 몸체(100) 하부에는 저수조(810)가 배치되어 세정액을 포집하고, 펌프(800)에 의해 저수조(810)의 세정액이 카트리지 처리부(200) 등으로 공급될 수 있다. 저수조(810)에는 배수관(811)이 연결되어 오염된 세정액이 배출될 수 있다. 또한, 배출구(120) 후단에는 배기팬이 배치되어 가스의 강제 배출을 돕는다.
정전 분무 발생부(700)는 전처리부(300)와 필터 처리부(600)에 각각 구성되는데, 서브 노즐(311)로부터 하나의 극성을 가지는 액적이 분사되고, 필터 노즐(621)로부터 반대 극성의 액적이 분사될 수 있다. 즉, 예를 들어 서브 노즐(311)로부터 양극 액적이 분사되고, 필터 노즐(621)로부터 음극 액적이 분사되거나, 서브 노즐(311)로부터 음극 액적이 분사되고, 필터 노즐(621)로부터 양극 액적이 분사될 수 있다.
반도체 공정 등에서 사용되는 종래의 폐가스 처리 장치는, 충진물 사이의 틈이 비교적 크므로, 세정액의 액적에 흡수되지 못한 미세한 오염물이나 가스 등은 충진물에 접하여 포집되지 못하고 충진물 사이를 통과해 버리므로 정화 처리 효율이 좋지 못한 문제점이 있다. 이를 방지하고자 충진물 사이를 좁게 하면 가스 흐름이 적체되어 처리량이 떨어지므로 곤란하다. 또한, 충진 카트리지를 통과한 오염물 등이 엘리미네이터에 침착되어 엘리미네이터의 가스 유동로가 폐쇄되므로 가스 처리가 용이하지 못하고, 이를 제거하기 위하여 자주 청소해야 하는 문제가 있으며, 이때 장치를 정지시켜야 하므로 생산 공정에 차질이 발생할 수 있는 단점이 있다. 또한, 폐가스에 파우더, 예를 들어 SiO2 등이 포함되는 경우에 폐가스 처리가 원할하지 않다. 즉, 장치 설계 시에 고려되지 않은 특성을 가진 폐가스가 발생하는 경우에 이를 효과적으로 처리하지 못하여 폐가스 처리 속도 및 처리량이 급격히 저하될 수 있는 문제점이 있다. 또한, 일반적으로 상기와 같은 장치는 크기가 매우 거대하며, 빌딩의 크기를 가지는 경우도 있으므로 일단 설치된 장치는 폐가스 특성 변화에 대응하여 장치를 개조하기가 어렵다는 문제가 있다.
하지만, 본 발명의 폐가스 처리 장치에 따르면, 본 발명의 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치는, 폐가스 처리 능력 및 효율을 높일 수 있으므로 우수한 정화 처리가 가능하고, 엘리미네이터의 오염물 침착을 최소화할 수 있으므로 가스 유동이 막힘없이 원할하고, 장치의 청소 주기를 최소화할 수 있다. 또한, 폐가스 특성에 대응하여 폐가스 처리 특성을 변경하는 것이 매우 용이하며, 동일한 배기가스 처리 능력을 유지하면서도 장치의 크기를 줄일 수 있으며, 처리 효율이 좋아 사용되는 집진액과 세정액의 양을 줄일 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
100: 몸체 110: 유입구
120: 배출구
200: 카트리지 처리부 210: 카트리지
220: 메인 분사관 221: 메인 노즐
300: 전처리부 310: 서브 분사관
311: 서브 노즐 312: 집진액 공급관
320: 감압 밸브 330: 제어 밸브
340: 유량계 350: 스트레이너
400: 선회 처리부 410: 선회 베인
500: 엘리미네이터
600: 필터 처리부 610: 필터
620: 필터 분사관 621: 필터 노즐
700: 정전 분무 발생부
800: 펌프 810: 저수조
811: 배수관
900: 배기팬

Claims (10)

  1. 세정액을 이용하여 폐가스를 정화 처리하기 위한 미세 액적 분사장치를 이용한 폐가스 처리 장치에 있어서,
    상기 폐가스가 유입되는 유입구와 상기 폐가스가 배출되는 배출구를 가지는 몸체;
    상기 몸체 내부에 배치되고, 상기 세정액을 이용하여 상기 폐가스를 처리할 수 있는 카트리지 처리부;
    상기 카트리지 처리부와 상기 유입구 사이에 배치되고, 상기 폐가스에 집진액을 분사할 수 있으며, 상기 집진액을 분사하는 하나 이상의 서브 노즐을 가지는 서브 분사관을 포함하는 전처리부;
    상기 몸체 내측 하부에 형성되어 상기 세정액과 상기 집진액을 포집할 수 있는 저수조;
    상기 집진액을 이용하여 상기 폐가스를 처리할 수 있고, 상기 몸체 내부에 배치되는 필터 및 상기 필터 측으로 상기 집진액을 분사하는 하나 이상의 필터 노즐을 가지는 필터 분사관을 포함하는 필터 처리부; 및
    상기 서브 노즐 및 상기 필터 노즐로부터 분사되는 상기 집진액이 극성을 가지도록 구성된 정전 분무 발생부
    를 포함하고,
    상기 서브 노즐은 안개 형상의 액적을 생성하는 포그(Fog) 노즐이고, 상기 서브 노즐로부터 분사되는 액적은 평균 50㎛ 이하의 입경을 가지며, 상기 폐가스가 유동하는 방향의 수직면에서, 하나의 서브 노즐이 담당하는 면적은 0.23㎡ 내지 0.275㎡이며, 상기 서브 노즐 및 상기 필터 노즐 중, 일부로부터 분사되는 액적은 양극, 나머지로부터 분사되는 액적은 음극의 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 카트리지 처리부는,
    상기 폐가스에 포함되는 불순물을 포집하는 충진물;
    상기 폐가스의 유출입이 가능한 통로를 가지고, 내부에 상기 충진물이 수용되는 카트리지;
    상기 세정액을 분사하는 하나 이상의 메인 노즐을 가지고, 상기 카트리지 측으로 상기 세정액을 분사하는 메인 분사관;
    상기 메인 분사관에 연결되어 상기 세정액을 공급하기 위한 펌프
    를 포함하는 폐가스 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 충진물은, 폴링, 트라이팩 및 텔러렛 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 폐가스 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서브 노즐로부터 분사되는 상기 집진액이 극성을 가지도록 구성된 정전 분무 발생부를 더 포함하고,
    상기 서브 노즐 중, 일부로부터 분사되는 액적은 양극, 나머지로부터 분사되는 액적은 음극의 극성을 가지는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폐가스를 선회시키기 위한 선회 처리부를 더 포함하고,
    상기 선회 처리부는,
    복수의 블레이드가 구비되는 프로펠러 형상을 가지는 선회 베인을 포함하는 폐가스 처리 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 서브 분사관에 연결되어 상기 집진액을 공급하기 위한 집진액 공급관;
    상기 집진액 공급관에 구비되어 상기 집진액 공급 압력을 일정 수준으로 유지하기 위한 감압 밸브;
    상기 집진액 공급관에 구비되어 상기 집진액 공급관을 개폐하기 위한 제어 밸브;
    상기 집진액 공급관에 구비되어 상기 집진액 공급량을 계측하기 위한 유량계; 및
    상기 집진액 공급관에 구비되어 상기 집진액의 불순물을 제거하기 위한 스트레이너
    를 더 포함하는 폐가스 처리 장치.
  10. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배출구 후단에 배치되어 상기 폐가스를 강제 유동시킬 수 있는 배기팬
    을 더 포함하는 폐가스 처리 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101881762B1 (ko) * 2018-03-21 2018-07-25 (주) 세아그린텍 조립식 망상 충진판을 가진 자가 세정 폐가스 처리 장치
KR102113827B1 (ko) * 2019-11-07 2020-05-21 이진호 개량된 냉온풍 겸용 악취 제거장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060086042A (ko) * 2005-01-25 2006-07-31 한국기계연구원 양극성 정전분무식 복합응집 집진 장치
KR20100009829A (ko) * 2008-07-21 2010-01-29 주식회사 뉴프로테크 반도체 공정의 집진 장치
KR101034385B1 (ko) * 2011-01-10 2011-05-16 선종국 하이브리드 스크러버 장치
KR20120050703A (ko) * 2010-11-11 2012-05-21 (주) 세아그린텍 폐가스 처리 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060086042A (ko) * 2005-01-25 2006-07-31 한국기계연구원 양극성 정전분무식 복합응집 집진 장치
KR20100009829A (ko) * 2008-07-21 2010-01-29 주식회사 뉴프로테크 반도체 공정의 집진 장치
KR20120050703A (ko) * 2010-11-11 2012-05-21 (주) 세아그린텍 폐가스 처리 장치
KR101034385B1 (ko) * 2011-01-10 2011-05-16 선종국 하이브리드 스크러버 장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101881762B1 (ko) * 2018-03-21 2018-07-25 (주) 세아그린텍 조립식 망상 충진판을 가진 자가 세정 폐가스 처리 장치
KR102113827B1 (ko) * 2019-11-07 2020-05-21 이진호 개량된 냉온풍 겸용 악취 제거장치

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