KR101493786B1 - Scrubber and method for treating nondegradable hazardous gas - Google Patents

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이대근
김승곤
노동순
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한국에너지기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a scrubber system for incinerating and treating non-degradable harmful gas and an incineration method using the same. More specifically, the present invention relates to a scrubber system for incinerating and treating non-degradable harmful gas, including a preprocessing dust collector separating and discharging particles equal to or greater than predetermined size contained in waste gas; and a combustor including a combustor body and a porous ceramic combustor, wherein the combustor body has a fuel introduction unit, a waste gas introduction unit, and an oxidizer introduction unit on one end and has an outlet through which incinerated waste gas is discharged on the other end, and the porous ceramic combustor is disposed inside the combustor body, is made of porous ceramics, and incinerates dust-removed waste gas by forming flames therein.

Description

난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템 및 그 시스템을 이용한 소각방법{Scrubber and method for treating nondegradable hazardous gas}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a scrubber system for incinerating harmful gases,

본 발명은 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템 및 그 시스템을 이용한 소각방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 반도체 및 디스플레이 제조공정에 사용되고 배출되는 난분해성 처리가스(PFCs 계열(CF4, C2F6, C2F4 , SF6) 및 NF3) 및 화학공정에서 배출되는 난분해성 유해가스를 소각시키기 위한 스크러버 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a scrubber system for incinerating refractory noxious gases and an incinerator method using the system. More particularly, the present invention relates to a process for producing a non-degradable process gas (PFCs (CF 4 , C 2 F 6 , C 2 F 4 , SF 6 and NF 3 ) To a scrubber system for incinerating noxious gases.

반도체 및 디스플레이 제조공정에서 많이 사용되는 PFCs 가스는 지구온난화를 유발하는 온실가스로서 온난화지수가 CO2 대비 수천 내지 수만 배에 달하여 적절한 처리설비를 거쳐 대기 중으로 방출해야한다. PFCs gas, which is widely used in semiconductor and display manufacturing processes, is a greenhouse gas that causes global warming. The warming index has to be several thousand to tens of thousands times higher than that of CO 2 and must be released into the atmosphere through appropriate treatment facilities.

일반적으로, 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 상에 박막을 형성하거나 또는 식각을 위해 사용되는 다양한 종류의 반응가스는 폭발성, 맹독성, 질식성으로 그대로 대기 중에 방출할 경우 인체에 유해할 뿐만 아니라 지구 온난화 및 환경 오염을 유발시키게 된다. 이에 따라, 반도체 설비의 배기 라인에는 난분해성 유해가스를 안전하게 분해 제거한 후 대기 중으로 배출시키기 위한 가스정화장치인 스크러버가 설치된다. Generally, various types of reactive gases used for forming a thin film on a wafer or for etching in a semiconductor manufacturing process are explosive, toxic, and suffocating and released into the atmosphere as they are, which is not only harmful to the human body but also causes global warming and environmental pollution . Accordingly, the exhaust line of the semiconductor facility is provided with a scrubber, which is a gas purifying device for safely decomposing and removing the refractory noxious gas and discharging it to the atmosphere.

이들 난분해성 유해가스는 공정 내 음압을 유지하기 위해 사용되는 진공펌프의 작동유체인 질소(N2)와 함께 수백 내지 수천 ppm이하의 농도로 희석된 후 스크러버로 유입되게 된다. 이하에서는 난분해성 유해가스를 불활성 가스로 희석된 상태를 폐가스라고 정의하도록 한다. These refractory noxious gases are diluted to a concentration of several hundreds to several thousands ppm or less together with nitrogen (N 2 ), a working oil of a vacuum pump used to maintain a negative pressure in the process, and then introduced into the scrubber. Hereinafter, a state in which a refractory noxious gas is diluted with an inert gas is defined as a waste gas.

난 분해성인 PFCs, SF6 및 NF3는 각각 CF4의 경우 1600도, SF6는 1200도, NF3는 800도이상의 온도에서 열분해 된다고 알려져 있다. The degradable PFCs, SF 6 and NF 3 are known to be pyrolyzed at temperatures of 1600 ° C for CF 4 , 1200 ° C for SF 6 and 800 ° C for NF 3 , respectively.

PFCs, SF6 및 NF3는 불소와 결합된 형태로 분해 처리 후 불소(F2) 및 불산(HF)의 형태로 배출되게 되는데 이들 역시 맹독성 폭발성의 가스로서 후 처리가 반드시 필요하며 일반적으로 물을 이용하여 세정 반응시킨 후 배출한다. PFCs, SF 6, and NF 3 are combined with fluorine to form fluorine (F 2 ) and hydrofluoric acid (HF) after decomposition. They are also toxic explosive gases and require post-treatment. And then discharged.

CF4(g) + O2(g) --> CO2(g) + 2F2(g)CF 4 (g) + O 2 (g) -> CO 2 (g) + 2F 2 (g)

SF6(g) + O2(g) --> SO2 + 3F2(g)SF 6 (g) + O 2 (g) -> SO 2 + 3F 2 (g)

2NF3(g) + O2(g) --> 2NO + 3F2(g)2NF 3 (g) + O 2 (g) -> 2NO + 3F 2 (g)

2F2 + 2H2O --> 4HF + O2 2F 2 + 2H 2 O - > 4HF + O 2

산화반응을 통해 분해된 F2는 주로 주변의 수분이나 연소 후 생성물인 H2O와 반응하여 HF(g) 또는 HF(l)형태로 배출된다. The F2 decomposed by the oxidation reaction mainly reacts with H 2 O, which is the product of the surrounding water or combustion, and is discharged in the form of HF (g) or HF (I).

이와 같이 반도체 제조 공정중 반도체 폐가스를 제거하는 스크러버는 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 첫째, 간접 산화 습식형으로서, 유도가열 또는 전기히터 가열 방식을 이용하여 폐가스를 산화시킨 다음 물을 이용한 후처리로 산화 후 생성된 입자나 수용성 가스들을 처리하는 방식으로 힛웨트 스크러버(heat-wet scrubber)라고도 한다. 둘째, 습식형으로서, 물을 이용하여 폐가스 내에 포함된 수용성 가스를 처리한 후 배출하는 방식으로 웨트 스크러버(wet scrubber)라고도 한다. 셋째, 직접 연소 습식형으로서, 폐가스를 천연가스나 프로판 연소를 통하여 소각시킨 후 물을 이용해서 수용성 가스 및 입자를 포집하는 방법으로 번웨트 스크러버(burn-wet scrubber)라고도 한다. As described above, the scrubber for removing the semiconductor waste gas during the semiconductor manufacturing process can be largely classified into three types. First, as an indirect oxidation-wet type, a waste gas is oxidized by induction heating or an electric heater heating method, and a post-treatment using water is used to treat particles or water-soluble gases generated after oxidation, and a heat-wet scrubber ). Secondly, as a wet type, it is also referred to as a wet scrubber in such a manner that a water-soluble gas contained in the waste gas is treated and discharged using water. Third, it is a direct burning wet type. It is also called a burn-wet scrubber in which waste gas is burned through natural gas or propane combustion and water is used to collect water-soluble gases and particles.

또한, 상기 반도체 폐가스는 주로 실리콘을 포함한 가스(SiF4, SiH4 등)가 PFCs와 동시에 다량 유입되는데 상기 힛웨트 스크러버 또는 번웨트 방법을 이용하였을 경우 스크러버 내부에서 다량의 파우더가 생성되는 특성이 있다. 이러한 파우더 생성 화학식의 일례를 나타내면 아래와 같다. The semiconductor waste gas is mainly composed of a gas containing silicon (SiF 4 , SiH 4 Etc.) are introduced simultaneously with the PFCs. When the heat wet scrubber or the wet wet method is used, a large amount of powder is generated in the scrubber. An example of such a powder-forming chemical formula is shown below.

SiH4(가스)+2O2 --> SiO2(파우더)+2H2O SiH 4 (gas) + 2O 2 -> SiO 2 (powder) + 2H 2 O

그런데, 이와 같이 반도체 폐가스의 연소 후 생성되는 파우더는 인력과 마찰력에 의해 통상 연소 챔버의 내벽에 시간이 지남에 따라 점차 두껍게 침적되면서 더욱 단단한 구조를 갖는다. However, the powder produced after the combustion of the semiconductor waste gas is generally deposited thickly on the inner wall of the combustion chamber due to the attractive force and the frictional force, thereby having a more rigid structure.

이러한 스크러버에 의한 폐가스의 처리방법으로는 현재 연소소각법, 촉매분해법, 열 프라즈마 소각법, 전기분해법 등이 존재한다. As a treatment method of the waste gas by the scrubber, there are currently a combustion incineration method, a catalytic decomposition method, a thermal plasma incineration method, and an electrolysis method.

연소 소각법은 화석연료(예를 들어 LNG)를 사용하며 낮은 PFCs의 처리효율과 화염안정성(소각 처리 안정성) 확보 문제 및 연소 후 생성물(예를 들어, NOx, CO) 저감의 문제점이 있다.The combustion incineration method uses fossil fuels (for example, LNG) and has problems of low processing efficiency of PFCs, flame stability (stability of incineration process) and reduction of products after combustion (for example, NO x , CO).

촉매분해법은 고농도 산성가스(HF, HCL 등)에 의한 촉매 피독문제, 짧은 촉매 교체 주기로 인한 운영 비용 가중의 문제, 입자유입에 대한 시스템 압력상승의 문제점이 존재한다. The catalyst decomposition method has problems of catalyst poisoning by high concentration acid gas (HF, HCL, etc.), problem of operating cost due to short catalyst replacement cycle, and increase of system pressure due to particle inflow.

또한, 열플라즈마 소각법과 전기 열분해법은 전기를 에너지원으로 사용하며, 처리용량 대비 과다한 전력에너지가 소비되며, 열 플라즈마 소각법은 내구성 토치소재 부재로 인한 잦은 교체가 발생되며, 다량의 열적 NOx가 발생하고, 고용량 처리 시 전력증대에 따른 부대설비(변압기 등)가 대형화되게 되는 문제점이 있으며, 전기 분해법은 발열체 내구성문제(전기 히터 식각)로 인한 짧은 교체주기를 갖고, 1600℃ 이상 고온 가열이 어려운 문제가 있다.In addition, the thermal plasma incineration method and the electric pyrolysis method use electricity as an energy source, and excessive power energy is consumed in relation to the processing capacity. In the thermal plasma incineration method, frequent replacement due to the absence of the durable torch material occurs and a large amount of thermal NO x The electrolytic method has a short replacement period due to the problem of durability of the heating element (electric heater etching), and the heating at a high temperature of 1600 ° C or more There is a difficult problem.

도 1은 종래의 폐가스 처리용 스크러버 시스템을 간략하게 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 반도체 폐가스 처리용 스크러버(1)는 반도체 제조 공정 라인에 연결된 다수의 폐가스 유입구(112)와, 상기 폐가스 유입구(112)에 연결된 버너(5)와, 상기 버너(5)에 결합된 반응챔버(100)와, 상기 반응챔버(100)의 하단에 결합되어 반응챔버(100)에서 생성되는 파우더가 물에 포집 및 침전되도록 하는 수조 탱크(4)와, 상기 반응챔버(100) 및 수조 탱크(4)에 함께 결합됨으로써, 반응챔버(100)를 통과한 미세 파우더와 수용성 가스를 물로 처리하는 습식 타워(3)를 포함한다. 여기서, 상기 반응챔버(100)와 습식 타워(3)는 별도의 연결관으로 상호 연결될 수 있으며, 상기 습식 타워(3)의 상부에는 배출관이 형성되어 있다. 1 schematically shows a conventional scrubber system for waste gas treatment. 1, the scrubber 1 for semiconductor waste gas treatment includes a plurality of waste gas inlet ports 112 connected to a semiconductor manufacturing process line, a burner 5 connected to the waste gas inlet port 112, A water tank tank 4 connected to the lower end of the reaction chamber 100 to allow the powder generated in the reaction chamber 100 to be trapped and settled in water, a reaction tank 100 connected to the reaction chamber 100, And a wet tower 3 which is combined with the water tank 4 and treats the fine powder and the water-soluble gas which have passed through the reaction chamber 100 with water. Here, the reaction chamber 100 and the wet tower 3 may be interconnected by separate connection pipes, and a discharge pipe is formed on the upper part of the wet tower 3.

이러한 반도체 폐가스 처리용 스크러버 시스템(1)은 상기 폐가스 유입구(112)을 통하여 반도체 제조 공정 라인으로부터 다양한 종류의 폐가스가 공급된다. 이와 같이 폐가스 유입구(112)을 통하여 공급된 폐가스는 버너(5)를 통하여 반응챔버(100)에 공급된다. 상기 반응챔버(100) 내측의 폐가스는 상기 버너(5)에 의해 연소되며, 이러한 연소에 의해 다량의 불산, 불소 및 파우더가 생성된다. 상기와 같은 파우더중 비교적 무거운 파우더는 중력에 의해 하부로 낙하되며, 낙하된 파우더는 하부의 수조 탱크(4)에서 물에 침전된다. 한편, 상기 수조 탱크(4)로 낙하하지 않은 비교적 가벼운 미세 파우더는 반응챔버(100)와 습식 타워(3) 사이에 연결된 연결관을 통해 습식 타워(3)로 이동한다. 이와 같이 습식 타워(3)로 이동된 미세 파우더는 상기 습식 타워(3)에서 다시 한번 물에 의해 포집되며, 포집된 미세 파우더는 상기 수조 탱크(4)로 다시 낙하되어 물에 침전된다. 물론, 상기 습식 타워(3)를 통과한 정화된 폐가스는 배출관을 통하여 대기 중으로 배출된다. The scrubber system 1 for semiconductor waste gas treatment is supplied with various types of waste gas from the semiconductor manufacturing process line through the waste gas inlet 112. The waste gas supplied through the waste gas inlet 112 is supplied to the reaction chamber 100 through the burner 5. The waste gas inside the reaction chamber 100 is burned by the burner 5, and a large amount of hydrofluoric acid, fluorine and powder are generated by such combustion. The relatively heavy powder among the above-mentioned powders falls down to the bottom due to gravity, and the dropped powder is precipitated in water in the lower tank 4. On the other hand, the relatively light fine powder that has not dropped into the water tank 4 moves to the wet tower 3 through a connection pipe connected between the reaction chamber 100 and the wet tower 3. The fine powder moved to the wet tower 3 is once again collected by water in the wet tower 3, and the collected fine powder falls again into the water tank 4 and is precipitated in water. Of course, the purified waste gas passing through the wet tower 3 is discharged to the atmosphere through the discharge pipe.

이와 같이, 폐가스를 소각하기 위해서는 최고 1,600℃ (CF4 경우) 이상의 고온에서 산화시켜야 하며, 앞서 언급한 바와 같이, 폐가스는 난분해성 유해가스를 99%이상의 불활성 가스(대부분 N2)로 희석되어 스크러버에 투입되어 소각되므로, 처리가 불필요한 불활성 가스도 가열해야하는 문제점을 가지고 있으며, 이로 인해 처리 효율뿐만 아니라 에너지 이용 효율도 매우 낮은 문제점이 있다. In order to incinerate the waste gas, it is necessary to oxidize the waste gas at a high temperature of 1,600 ° C. (CF 4 case) or higher. As described above, the waste gas is diluted with an inert gas (mostly N 2 ) of 99% There is a problem in that an inert gas which does not require treatment is also required to be heated, resulting in a problem that not only the treatment efficiency but also the energy utilization efficiency is very low.

도 1에 도시된 바와 같이, 대부분의 종래 기술에서는 연료와 산화제(산소)가 연료유입구(111), 산화제 유입구(113)를 통해 스크러버 내부에 존재하는 연소장치에 부착된 노즐을 통해 연소장치에 공급되도록 한 후, 점화시켜서 노즐 부착 화염(nozzle-attached flame)을 형성하고, 폐가스는 별도의 추가적인 폐가스 유입구(112)를 통해 연소장치 내부로 투입 된다. 1, fuel and oxidant (oxygen) are supplied to a combustion device through a nozzle attached to a combustion device existing inside the scrubber through the fuel inlet 111, the oxidant inlet 113, To form a nozzle-attached flame, and the waste gas is introduced into the combustion apparatus through a separate additional waste gas inlet 112.

도 2a는 종래 회전유동을 발생시킨 폐가스와 화염의 모식도를 도시한 것이다. 그리고, 도 2b는 종래 폐가스의 유동과 어긋나게 분사되는 화염의 모식도를 도시한 것이고, 도 2c는 도 2b의 화염 사진을 도시한 것이다. FIG. 2A is a schematic view of a waste gas and a flame that generated a conventional rotary flow. FIG. 2B is a schematic view of a flame injected in a direction different from that of a conventional waste gas, and FIG. 2C is a photograph of the flame of FIG. 2B.

연소장치에 투입된 폐가스는 화염과 나란히 또는 비스듬하게 흐르면서 가열 및 산화되게 되는데, 연료와 산화제 노즐의 분사 각도에 따라 결정되는 화염의 길이 방향과 폐가스의 유동방향이 나란할 경우, 도 3a에 도시된 바와 같이, 고온의 화염과 폐가스의 혼합이 느려지므로 혼합을 증진시키기 위한 목적으로 스월(swirl), 즉 회전하는 유동을 발생시키거나(혼합 증진 방식), 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와 같이, 폐가스가 고온의 화염을 치고 나갈 수 있도록 연료 및 산화제 노즐의 분사 방향을 폐가스의 유동방향과 어긋나게 하는 방법(Cross-flow 방식)을 사용하게 된다. When the longitudinal direction of the flame, which is determined according to the injection angle of the fuel and the oxidizer nozzle, is parallel to the flow direction of the waste gas, the waste gas introduced into the combustion apparatus is heated and oxidized along the flame or at an oblique flow. Likewise, since the mixing of the high-temperature flame and the off-gas is slow, a swirl, that is, a rotating flow is generated for the purpose of enhancing mixing (mixed enhancement mode), or, as shown in Figs. 2B and 2C, (Cross-flow method) in which the direction of injection of the fuel and the oxidizer nozzle is shifted from the flow direction of the waste gas so that the high-temperature flame can be discharged.

그러나, 도 2a의 경우 충분한 스월을 주더라도 유한한 크기의 연소실 내에서 연소가스와 폐가스가 충분히 혼합되기 어려우며, 일반적으로 폐가스의 유량이 연소가스의 유량보다 크므로 폐가스의 큰 운동량(momentum)이 화염을 불안정하게 하거나 심지어 소화에 이르게 하여 처리효율이 저하되는 문제점이 발생하게 된다. 이때 안정된 화염을 형성시키고, 그에 따른 처리효율을 높이기 위해서는 연료 및 산화제의 추가 사용이 필요하며 이는 비효율적으로 에너지가 이용되는 문제점을 초래한다. However, even in the case of FIG. 2A, it is difficult for the combustion gas and the waste gas to mix sufficiently in a combustion chamber of a finite size even if sufficient swirl is given. Generally, since the flow rate of the waste gas is larger than the flow rate of the combustion gas, Which leads to unstable or even digestion, which results in deterioration of treatment efficiency. At this time, in order to form a stable flame and to improve the treatment efficiency, further use of fuel and oxidizing agent is required, which causes energy to be inefficiently used.

또한 도 2b 및 2c의 경우에도 뒤집힌 원뿔의 사면 형태로 형성된 화염들이 닫힌 원뿐의 사면을 형성하지 못하고 폐가스의 운동량에 의해 열린 모양을 갖게 되므로 폐가스가 고온의 화염대를 거치지 못하고 빠져나가서 분해 효율이 저하되는 문제점을 초래한다.Also in FIGS. 2B and 2C, flames formed in the shape of slopes of inverted cones can not form slopes of only closed circles, and they have an open shape due to the momentum of the waste gas, so that the waste gas escapes without passing through the flame zone of high temperature, .

대한민국 등록특허 제0750406호Korean Patent No. 0750406 대한민국 등록특허 제0623368호Korea Patent No. 0623368 대한민국 공개특허 제2013-0086925호Korea Patent Publication No. 2013-0086925 대한민국 공개특허 제2005-0044309호Korea Patent Publication No. 2005-0044309 대한민국 공개특허 제2005-0113159호Korea Patent Publication No. 2005-0113159

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 난분해성 유해가스의 소각 처리를 위한 연소기 설계에 있어서 높은 처리 효율과 동시에 높은 에너지 이용 효율을 달성할 수 있고, 연료 사용량은 최소로 하면서도 모든 폐가스가 그것이 분해될 수 있는 고온까지 충분히 도달할 수 있도록 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템 및 그 시스템을 이용한 소각방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a combustor for burning incombustible harmful gas, which can achieve high process efficiency and high energy utilization efficiency, Which is capable of sufficiently reaching a high temperature at which all waste gas can be decomposed, and a method of incinerating the system using the scrubber system.

또한, 에너지 이용 효율을 증가시키고 고온의 화염을 형성시키기 위한 목적으로 열 교환기와 같은 추가 장치를 사용하지 않고 세라믹 다공체 내부에서 연소가 이루어지도록 함으로써 다공체 자체의 전도 및 복사 열전달에 의해 열 재순환이 발생하게 되고 궁극적으로 초과 엔탈피의 고온 연소를 용이하게 달성할 수 있는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템 및 그 시스템을 이용한 소각방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, for the purpose of increasing energy utilization efficiency and forming a high-temperature flame, combustion is performed inside the ceramic porous body without using an additional device such as a heat exchanger, whereby heat recirculation occurs due to conduction and radiation heat transfer of the porous body itself And which can ultimately achieve high-temperature combustion of excess enthalpy, and a method for incinerating the system using the scrubber system.

그리고, 난분해성 유해가스를 소각 처리하는데 있어서, 불활성 가스(주로 N2)로 과다 희석된 폐가스를 연료 및 산화제와 혼합한 후 다공체 내부로 공급하여 소각시키게 됨으로써, 내부 열 재순환에 의해 통상적인 연소기술로는 도달할 수 없는 초고온의 화염에 의해 소각되므로 폐가스의 처리 효율을 향상시킬 수 있으며 더불어 적은 양의 연료만으로도 처리가 가능하므로 에너지 이용 효율 또한 향상시킬 수 있는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템 및 그 시스템을 이용한 소각방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. In the incineration of the decomposable noxious gas, the waste gas which has been over-diluted with an inert gas (mainly N 2 ) is mixed with the fuel and the oxidizer, and then supplied to the inside of the porous body to be incinerated, It is possible to improve the treatment efficiency of the waste gas because it is incinerated by the ultra-high temperature flame that can not be reached by the incinerator, and it is also possible to treat only with a small amount of fuel. Therefore, System and an incinerating method using the system.

또한, 폐가스를 연소장치에 투입하기 전에, 전처리 집진장치를 통해 특정입도 이상의 불순입자를 제거하게 됨으로써, 스크러버 시스템 내부 입자 퇴적에 의한 막힘 현상 및 그에 따른 유지보수 비용을 절감할 수 있는 스크러버 시스템 및 그 시스템을 이용한 소각방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention also provides a scrubber system capable of reducing clogging due to particle deposition inside a scrubber system and thus maintenance cost by removing impurity particles having a specific particle size or more through a pretreatment dust collector before putting the waste gas into a combustion apparatus, And a method of incinerating using the system.

그리고, 연소장치 후단에 후처리 장치를 구비하여, 수용성 산성가스와 반응 생성입자의 포집처리가 가능한 스크러버 시스템 및 그 시스템을 이용한 소각방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a scrubber system including a post-treatment device at the rear end of a combustion device and capable of collecting water-soluble acid gases and reaction-generating particles, and a method of incinerating using the system.

본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.Other 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, 폐가스를 소각시키기 위한 스크러버 시스템에 있어서, 폐가스에 함유된 특정입도 이상의 불순 입자를 분리 배출시키는 전처리 집진장치; 및 일단에 연료 유입부와, 폐가스 유입부와, 산화제 유입부가 형성되고, 타단에 폐가스가 소각된 배출가스가 배출되는 배출구가 형성된 연소기 몸체와, 상기 연소기 몸체 내부에 구비되고, 세라믹 다공체로 구성되며 내부에 화염이 형성되어 집진처리된 폐가스가 소각되는 세라믹 다공체 연소기를 구비한 연소장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템으로 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide a scrubber system for incineration of waste gas, comprising: a pretreatment and dust collecting device for separating and discharging impurity particles having a specific particle size or more contained in waste gas; A burner body having a fuel inlet, a waste gas inlet, and an oxidant inlet formed at one end thereof and a discharge port through which exhaust gas discharged from the other end is burned; and a ceramic porous body provided in the combustor body, And a combustion apparatus having a ceramic porous body combustor in which a flame is formed inside and a dust-collecting-treated waste gas is incinerated. The scrubber system for burning incombustible noxious gas can be achieved.

본 발명의 제2목적은, 폐가스를 소각시키기 위한 스크러버 시스템에 있어서, 폐가스에 함유된 특정입도 이상의 불순 입자를 분리 배출시키는 전처리 집진장치; 및 일단에 연료 유입부와, 폐가스 유입부와, 산화제 유입부가 형성되고, 타단에 폐가스가 소각된 배출가스가 배출되는 배출구가 형성된 연소기 몸체와, 상기 연소기 몸체 내부에 구비되고, 세라믹 다공체로 구성되며 상부는 개방면이고 하부는 폐쇄면인 원통형으로 형성되고, 내부에 화염이 형성되어 상기 폐가스가 상기 개방면 측으로 유입되어 내면에서 외면측으로 통과하면서 소각되는 세라믹 다공체 연소기를 구비한 연소장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide a scrubber system for incineration of waste gas, comprising: a pretreatment and dust collecting device for separating and discharging impurity particles having a specific particle size or more contained in waste gas; A burner body having a fuel inlet, a waste gas inlet, and an oxidant inlet formed at one end thereof and a discharge port through which exhaust gas discharged from the other end is burned; and a ceramic porous body provided in the combustor body, And a combustion apparatus having a ceramic porous body combustor in which an upper portion is an open side and a lower portion is a cylindrical closed portion and a flame is formed therein so that the waste gas flows into the open side and is passed through from the inner side to the outer side to be incinerated And a scrubber system for incinerating the refractory noxious gas.

또한, 제1목적, 제2목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 전처리 집진장치는, 싸이클론, 전기집진 및 스프레이 중 적어도 어느 하나를 적용하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, in the scrubber system according to the first and second objects, the pretreatment and dust collecting apparatus may be configured to apply at least one of cyclone, electric dust collection, and spray.

또한, 제1목적, 제2목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 연소장치에서 배출된 가스에 함유된 수용성 산성가스와 반응 생성 입자를 처리하는 후처리 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The scrubber system according to the first and second objects may further include a post-treatment device for treating the water-soluble acidic gas contained in the gas discharged from the combustion device and the reaction-generating particles.

그리고, 제1목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 연소장치는, 상기 연료유입부를 통해 유입되는 연료와, 상기 폐가스 유입부를 통해 유입되는 폐가스와, 상기 산화제 유입부를 통해 유입되는 산화제가 혼합되는 예혼합기를 더 포함하고, 상기 예혼합기에 의해 혼합된 기체가 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다. In the scrubber system according to the first aspect, the combustion apparatus may further include a premixer for mixing the fuel introduced through the fuel inlet, the off-gas introduced through the off-gas inlet, and the oxidizer introduced through the oxidizer inlet, And a gas mixed by the pre-mixer is introduced into the ceramic porous body combustor.

그리고, 제1목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 연소장치는, 상기 예혼합기와 상기 세라믹 다공체 연소기 사이에 구비되어, 상기 예혼합기에서 혼합된 기체를 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입시키는 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, in the scrubber system according to the first aspect, the combustion apparatus further includes a distributor provided between the pre-mixer and the ceramic porous body combustor, for uniformly introducing the gas mixed in the pre-mixer into the ceramic porous body combustor .

또한, 제1목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 세라믹 다공체 연소기는, 세라믹 다공체가 상기 연소기 몸체의 중단부의 모든 내벽에 접하여 구성되어, 상기 분배기에서 유입되는 모든 혼합 기체가 상기 세라믹 다공체를 통과하도록 구성되며, 두께방향 중심면 측에 화염이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, in the scrubber system according to the first aspect, the ceramic porous body combustor is constituted such that the ceramic porous body is in contact with all the inner walls of the intermediate portion of the combustor body, and all of the mixed gas introduced from the distributor passes through the ceramic porous body , And a flame is formed on the center face side in the thickness direction.

그리고, 제1목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 세라믹 다공체 연소기는, 기체의 유동방향으로 다수의 층이 적층된 다단으로 구성되며, 기체의 유동방향 측으로 기공이 큰 세라믹 다공체가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다. In the scrubber system according to the first aspect, the ceramic porous body combustor is characterized by comprising a multi-stage multi-layered structure in the flow direction of the gas, and a ceramic porous body having a large pore size on the flow direction side of the gas .

또한, 제2목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 연소장치는, 상기 연료유입부를 통해 유입되는 연료와, 상기 폐가스 유입부를 통해 유입되는 폐가스와, 상기 산화제 유입부를 통해 유입되는 산화제가 혼합되는 예혼합기; 및 상기 예혼합기와 상기 세라믹 다공체 연소기를 구획하는 격벽을 포함하고, 상기 예혼합기에 의해 혼합된 기체가 상기 세라믹 다공체 연소기의 개방면으로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, in the scrubber system according to the second aspect, the combustion apparatus includes a premixer in which fuel introduced through the fuel inlet, waste gas introduced through the waste gas inlet, and oxidizer introduced through the oxidizer inlet are mixed; And a partition for partitioning the premixer and the ceramic porous body combustor, wherein the gas mixed by the premixer flows into the open face of the ceramic porous body combustor.

그리고, 제2목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 연소장치는, 상기 세라믹 다공체 연소기 내면에 구비되어, 상기 예혼합기에서 혼합된 기체를 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입시키는 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, in the scrubber system according to the second aspect, the combustion apparatus further includes a distributor provided on the inner surface of the ceramic porous body combustor, for uniformly introducing the gas mixed in the pre-mixer into the ceramic porous body combustor can do.

또한, 제2목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 세라믹 다공체 연소기는, 기체의 유동방향으로 다수의 층이 적층된 다단으로 구성되며, 기체의 유동방향 측으로 기공이 큰 세라믹 다공체가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, in the scrubber system according to the second aspect, the ceramic porous body combustor is characterized in that it comprises a multi-stage multi-layered structure in the flow direction of the gas, and a ceramic porous body having large pores toward the flow direction of the gas is provided .

그리고, 제1목적, 제2목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 연소기 몸체의 외벽을 단열시키기 위한 단열층을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The scrubber system according to the first and second aspects may further include a heat insulating layer for insulating the outer wall of the combustor body.

또한, 제1목적, 제2목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 세라믹 다공체는 세라믹 허니컴, 세라믹 폼 및 세라믹 볼 베드 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다. Further, in the scrubber system according to the first and second objects, the ceramic porous body may be formed of at least one of ceramic honeycomb, ceramic foam, and ceramic ball bed.

또한, 제1목적, 제2목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 산화제 유입구를 통해 유입되는 산화제는 산소 또는 공기인 것을 특징으로 할 수 있다. Further, in the scrubber system according to the first and second objects, the oxidant introduced through the oxidant inlet may be oxygen or air.

그리고, 제1목적, 제2목적에 따른 스크러버 시스템에서, 상기 폐가스는 반도체 또는 디스플레이 제조공정에서 배출되는 난분해성 유해가스와 상기 유해가스를 희석시키기 위한 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In the scrubber system according to the first and second objects, the waste gas may include a decomposable noxious gas discharged from a semiconductor or a display manufacturing process, and an inert gas for diluting the noxious gas.

본 발명의 제3목적은, 스크러버 시스템을 이용한 폐가스 소각 처리 방법에 있어서, 전처리 집진장치에 의해 폐가스에 함유된 특정입도 이상의 불순 입자를 분리 배출시키는 단계; 연소기 몸체 일단에 형성된 연료 유입부와, 폐가스 유입부와, 산화제 유입부를 통해 연료, 집진 처리된 폐가스, 산화제가 상기 연소기 몸체 내부에 구비된 예혼합기로 유입되어 예혼합되는 단계; 예혼합된 기체가, 상기 연소기 몸체 내부에 구비되고 세라믹 다공체로 구성된 세라믹 다공체 연소기를 통과하면서, 상기 세라믹 다공체 연소기 내부에 형성된 화염의 의해 상기 폐가스가 소각되는 단계; 및 연소기 몸체 일단에 형성된 배출구를 통해 소각된 배출가스가 배출되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템를 이용한 폐가스 소각 처리 방법으로서 달성될 수 있다. A third object of the present invention is to provide a method for incinerating waste gas using a scrubber system, comprising the steps of: separating and discharging impurity particles having a specific particle size or more contained in waste gas by a pretreatment / A fuel inlet, a waste gas inlet, an oxidizer inlet, a waste gas, and an oxidizer, which are injected into the premixer provided in the combustor body, are premixed; The premixed gas is incinerated by a flame formed inside the ceramic porous body combustor while passing through a ceramic porous body combustor provided in the combustor body and composed of a ceramic porous body; And discharging the incineration exhaust gas through the discharge port formed at one end of the combustor body. The method for incinerating waste gas using the scrubber system for incinerating harmful noxious gas can be achieved.

그리고, 배출되는 단계 후에, 후처리 장치에 의해, 상기 연소장치에서 배출된 가스에 함유된 수용성 산성가스와 반응 생성 입자를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The method may further include, after the step of discharging, treating the water-soluble acidic gas contained in the gas discharged from the combustion device and the reaction-generating particles by a post-treatment apparatus.

또한, 상기 예혼합되는 단계 후에, 상기 예혼합기와 상기 세라믹 다공체 연소기 사이에 구비된 분배기에 의해, 상기 예혼합기에서 혼합된 기체가 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In addition, after the premixing step, the gas mixed in the pre-mixer is uniformly introduced into the ceramic porous body combustor by a distributor provided between the pre-mixer and the ceramic porous body combustor can do.

본 발명의 일실시예에 따르면, 난분해성 유해가스의 소각 처리를 위한 연소기 설계에 있어서 높은 처리 효율과 동시에 높은 에너지 이용 효율을 달성할 수 있고, 연료 사용량은 최소로 하면서도 모든 폐가스가 그것이 분해될 수 있는 고온까지 충분히 도달할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. According to an embodiment of the present invention, it is possible to achieve high process efficiency and high energy utilization efficiency in the design of a combustor for incinerating refractory noxious gas, and all the waste gases can be decomposed So that it is possible to sufficiently reach the high temperature that is present.

또한, 열 교환기와 같은 추가 장치를 사용하지 않고 세라믹 다공체 내부에서 연소가 이루어지도록 하면 다공체 자체의 전도 및 복사 열전달에 의해 열 재순환이 발생하게 되고 궁극적으로 초과 엔탈피 연소를 용이하게 달성할 수 있는 효과를 갖는다. In addition, if combustion is performed inside the ceramic porous body without using an additional device such as a heat exchanger, heat recirculation occurs due to conduction and radiative heat transfer of the porous body itself, and ultimately, excess enthalpy burning can be easily achieved .

그리고, 난분해성 유해가스를 소각 처리하는데 있어서, 불활성 가스로 과다 희석된 폐가스를 연료 및 산화제와 혼합한 후 다공체 내부로 공급하여 소각시키게 됨으로써, 내부 열 재순환에 의해 통상적인 연소기술로는 도달할 수 없는 초고온의 화염에 의해 소각되므로 폐가스의 처리 효율을 향상시킬 수 있으며 더불어 적은 양의 연료만으로도 처리가 가능하므로 에너지 이용 효율 또한 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. In the incineration of the decomposable noxious gas, the waste gas which is over-diluted with the inert gas is mixed with the fuel and the oxidizer, and is supplied to the inside of the porous body for incineration, whereby the conventional combustion technology can be achieved by the internal heat recirculation It is possible to improve the treatment efficiency of the waste gas because the incinerator is incinerated by the ultra-high temperature flame, and the energy utilization efficiency can also be improved because it can be treated with only a small amount of fuel.

또한, 폐가스를 연소장치에 투입하기 전에, 전처리 집진장치를 통해 특정입도 이상의 불순입자를 제거하게 됨으로써, 스크러버 시스템 내부 입자 퇴적에 의한 막힘 현상 및 그에 따른 유지보수 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. In addition, before the waste gas is introduced into the combustion apparatus, the impurity particles having a specific particle size or more are removed through the pre-treatment dust collector, whereby the clogging due to particle deposition in the scrubber system and the maintenance cost can be reduced.

그리고, 연소장치 후단에 후처리 장치를 구비하여, 수용성 산성가스와 반응 생성입자의 포집처리가 가능한 효과를 갖는다. Further, a post-treatment device is provided at the rear end of the combustion apparatus, and the effect of collecting the water-soluble acidic gas and the reaction-generating particles is obtained.

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 종래 폐가스 처리용 스크러버 시스템의 정면도,
도 2a는 종래 회전유동을 발생시킨 폐가스와 화염의 모식도,
도 2b는 종래 폐가스의 유동과 어긋나게 분사되는 화염의 모식도,
도 2c는 도 2b의 화염 사진,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템의 구성을 나타낸 블록도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템 이용한 폐가스 처리 방법의 흐름도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템의 일구성인 연소 장치의 단면도,
도 6은 종래 연소장치를 유동하는 폐가스의 이론상 온도(엔탈피)와, 본 발명의 일실시예에 따른 연소장치를 유동하는 폐가스의 온도(엔탈피)를 도시한 그래프,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템의 일구성인 연소 장치의 단면도,
도 8a은 본 발명의 제3실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템의 일구성인 연소 장치의 단면도,
도 8b는 도 8a의 A-A 단면도,
도 9a은 본 발명의 제4실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템의 일구성인 연소 장치의 단면도,
도 9b는 도 9a의 B-B 단면도를 도시한 것이다. 1 is a front view of a conventional scrubber system for waste gas treatment,
FIG. 2A is a schematic view of a waste gas and a flame that generated a conventional rotational flow,
FIG. 2B is a schematic view of a flame sprayed in a direction different from the flow of the conventional waste gas,
FIG. 2C is a photograph of the flame of FIG. 2B,
FIG. 3 is a block diagram showing the construction of a scrubber system for incineration of a refractory noxious gas according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a flowchart of a waste gas treatment method using a scrubber system for incinerating refractory noxious gas according to an embodiment of the present invention;
5 is a cross-sectional view of a combustion apparatus which is a constitution of a scrubber system for incineration of a refractory noxious gas according to a first embodiment of the present invention,
6 is a graph showing the theoretical temperature (enthalpy) of the waste gas flowing in the conventional combustion apparatus and the temperature (enthalpy) of the waste gas flowing in the combustion apparatus according to an embodiment of the present invention,
7 is a cross-sectional view of a combustion apparatus which is a constitution of a scrubber system for incineration of a refractory noxious gas according to a second embodiment of the present invention,
FIG. 8A is a cross-sectional view of a combustion apparatus which is a constitution of a scrubber system for incineration of a refractory hazardous gas according to a third embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 8A,
FIG. 9A is a cross-sectional view of a combustion apparatus which is a constitution of a scrubber system for incineration of a refractory noxious gas according to a fourth embodiment of the present invention, FIG.
FIG. 9B shows a sectional view taken along the line BB of FIG. 9A.

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 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템(1)의 구성 및 그 시스템(1)을 이용한 난분해성 유해가스의 처리방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템(1)의 구성을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템(1) 이용한 폐가스 처리 방법의 흐름도를 도시한 것이다. Hereinafter, a configuration of a scrubber system 1 for incinerating refractory noxious gas according to an embodiment of the present invention and a method of treating refractory noxious gas using the system 1 will be described. First, FIG. 3 is a block diagram showing the construction of a scrubber system 1 for incinerating refractory noxious gas according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart illustrating a waste gas treatment method using the scrubber system 1 for incinerating noxious harmful noxious gas according to an embodiment of the present invention.

먼저, 반도체 제조공정 및 화학공정 등에서 배출되는 난분해성 유해가스를 다량의 불활성 가스로 희석한 폐가스에는 입자가 다수 포함되어 있다. 이러한 입자는 스크러버 시스템(1) 내부 입자 퇴적에 의한 막힘 현상이 발생되고, 유지보수 비용이 증가하게 되는 원인이 된다. 또한, 후에 설명되는 바와 같이, 연소장치(100)에는 세라믹 다공체 연소기가 구비되게 되므로, 이러한 세라믹 다공체의 기공으로 입자가 최적되어 막힘 현상이 발생될 수 있다. First, a waste gas obtained by diluting a noxious harmful gas discharged from a semiconductor manufacturing process or a chemical process with a large amount of an inert gas contains a large number of particles. These particles cause clogging due to particle deposition inside the scrubber system 1, which causes maintenance costs to increase. Further, as will be described later, since the ceramic porous body combustor is provided in the combustion apparatus 100, the particles are optimized by the pores of the ceramic porous body, and clogging may occur.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템(1)은 도 3에 도시된 바와 같이, 전처리 집진장치(200)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다. 본 발명에 따른 기술적 사상은 연소장치(100)에 폐가스를 투입하기 전에 전처리 집진장치(200)를 구비하여 폐가스에 포함된 불순입자를 제거하는 것 자체에 있는 것으로 전처리 집진장치(200)의 구체적인 구성 및 형태는 본 발명의 권리범위에 영향을 주어서는 아니될 것이다. Therefore, it can be understood that the scrubber system 1 for incinerating noxious harmful gas according to an embodiment of the present invention includes the pretreatment dust collector 200 as shown in FIG. The technical idea according to the present invention is to remove the impurity particles contained in the waste gas by including the pretreatment dust collector 200 before the waste gas is injected into the combustion apparatus 100. The specific configuration of the pretreatment dust collector 200 And forms of the present invention should not affect the scope of the present invention.

특정입도 이상의 불순입자를 제거할 수 있는 구성이라면 스프레이 방식 등의 습식 집진 방식, 싸이클론, 전기 집진 등의 건식 집진을 막론하고 본 발명의 일실시예에 따른 스크러버 시스템(1)에 채용될 수 있다. A wet dust collecting system such as a spray system or a dry dust collecting system such as a cyclone or an electric dust collector can be employed in the scrubber system 1 according to the embodiment of the present invention, .

먼저, 폐가스는 연소장치(100)에 투입되기 전에 이러한 전처리 집진장치(200)로 투입되어, 전처리 집진장치(200)에 의해 폐가스에 함유된 특정입도 이상인 입자를 분리 배출시키게 된다(S1). 따라서 불순입자가 제거된 폐가스가 연소장치(100)로 투입되게 된다. The waste gas is introduced into the pretreatment / collecting apparatus 200 before being injected into the combustion apparatus 100, and the pretreatment / collecting apparatus 200 separates and discharges particles having a specific particle size or more contained in the waste gas (S1). Accordingly, the waste gas from which the impurity particles have been removed is introduced into the combustion apparatus 100.

연소장치(100)의 연소기 몸체 일단에 형성된 연료 유입부(111)와, 폐가스 유입부(112)와, 산화제 유입부(113)를 통해 연료, 집진 처리된 폐가스, 산화제가 상기 연소기 몸체(110) 내부에 구비된 예혼합기(120)로 유입되어(S2) 예혼합되게 된다(S3). A fuel inlet 111 formed at one end of the combustor body of the combustion apparatus 100, a waste gas inlet 112 and a waste gas and an oxidant which are collected and treated through the oxidant inlet 113 communicate with the combustor body 110, (S2) and premixed (S3) into the pre-mixer 120 provided therein.

그리고, 예혼합기(120)와 세라믹 다공체 연소기(140) 사이에 구비된 분배기(130)에 의해, 상기 예혼합기(120)에서 혼합된 기체가 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기(140)로 유입되게 되며(S4), 예혼합된 기체가, 상기 연소기 몸체(110) 내부에 구비되고 세라믹 다공체로 구성된 세라믹 다공체 연소기(140)를 통과하면서, 상기 세라믹 다공체 연소기(140) 내부에 형성된 화염의 의해 상기 폐가스가 분해 처리되게 된다(S5). The gas mixed in the pre-mixer 120 is uniformly introduced into the ceramic porous body combustor 140 by the distributor 130 provided between the pre-mixer 120 and the ceramic porous body combustor 140 The mixed gas is passed through the ceramic porous body combustor 140 provided in the combustor body 110 and composed of a ceramic porous body so that the waste gas is decomposed by the flame formed in the ceramic porous body combustor 140 (S5).

다음으로, 연소기 몸체(110) 일단에 형성된 배출구(150)를 통해 소각된 배출가스가 배출되며(S6), 후처리 장치(400)에 의해, 상기 연소장치(100)에서 배출된 가스에 함유된 수용성 산성가스와 반응 생성 입자를 처리하게 된다(S7). Next, the incineration exhaust gas is exhausted through the exhaust port 150 formed at one end of the combustor body 110 (S6), and the post-treatment device 400 removes the exhaust gas contained in the gas discharged from the combustion apparatus 100 The water-soluble acid gas and the reaction-producing particles are treated (S7).

즉, 연소장치(100)에서의 소각 처리 후 배출가스에는 산성가스를 비롯하여, 반응으로 인해 생성된 입자들이 포함되어 있게 되고, 후처리 장치(400)는 이러한 산성가스와 반응 생성입자를 포집, 제거하게 된다. That is, the exhaust gas after the incineration process in the combustion apparatus 100 includes particles generated due to the reaction including the acid gas, and the post-treatment device 400 collects and removes the acid gas and the reaction- .

이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 스크러버 시스템(1)의 핵심구성인 연소장치(100)의 구성에 대해 보다 자세히 설명하도록 한다. 먼저, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. Hereinafter, the configuration of the combustion apparatus 100, which is a core configuration of the scrubber system 1 according to an embodiment of the present invention, will be described in more detail. 5 is a cross-sectional view of a combustion apparatus 100 for incinerating refractory noxious gas according to the first embodiment of the present invention.

본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)는 도 5에 도시된 바와 같이, 전체적으로, 일단에 연료유입부(111)와, 폐가스유입부(112)와, 산화제유입부(113)가 형성되고, 타단에 폐가스가 소각된 배출가스가 배출되는 배출구(150)가 형성된 연소기 몸체(110); 및 상기 연소기 몸체(110) 내부에 구비되고, 세라믹 다공체로 구성되며 내부에 화염(2)이 형성되어 상기 폐가스가 소각되는 세라믹 다공체 연소기(140); 등을 포함하여 구성됨을 알 수 있다. As shown in FIG. 5, the combustion apparatus 100 for incinerating refractory noxious gas according to the first embodiment of the present invention generally includes a fuel inlet 111 and a waste gas inlet 112 at one end, A combustor body 110 having an oxidant inlet 113 formed therein and a discharge port 150 through which exhaust gas discharged from the other end is burned; And a ceramic porous body combustor 140 disposed inside the combustor body 110, the ceramic porous body combustor 140 being formed of a ceramic porous body and having a flame 2 formed therein to incinerate the waste gas; And the like.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)는, 상기 연료유입부(111)를 통해 유입되는 연료와, 상기 폐가스유입부(112)를 통해 유입되는 집진처리된 폐가스와, 상기 산화제유입부(113)를 통해 유입되는 산화제가 혼합되는 예혼합기(120)를 포함하여, 상기 예혼합기(120)에 의해 혼합된 기체가 상기 세라믹 다공체 연소기(140)로 유입되게 된다. In addition, the combustion apparatus 100 for incineration of the refractory noxious gas according to the first embodiment of the present invention is provided with the fuel introduced through the fuel inlet 111 and the exhaust gas introduced through the waste gas inlet 112 And a premixer 120 in which an oxidizing agent flowing through the oxidizing agent inlet 113 is mixed with the gas introduced by the premixer 120 into the ceramic porous body combustor 140 .

그리고, 본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 예혼합기(120)와 상기 세라믹 다공체 연소기(140) 사이에 분배기(130)를 구비되어, 상기 예혼합기(120)에서 혼합된 기체를 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기(140)로 유입시킬 수 있게 된다. 5, the combustion apparatus 100 for incineration of the refractory noxious gas according to the first embodiment of the present invention is provided between the pre-mixer 120 and the ceramic porous body combustor 140 And a distributor 130 so that the gas mixed in the pre-mixer 120 can be uniformly introduced into the ceramic porous body combustor 140.

또한, 세라믹 다공체 연소기(140)는, 특정크기의 기공을 갖는 세라믹 다공체로 구성되며, 이러한 세라믹 다공체는 상기 연소기 몸체(110)의 중단부 측의 모든 내벽에 접할 수 있도록 구성되어, 분배기(130)에서 유입되는 모든 예혼합 기체가 상기 세라믹 다공체를 통과할 수 있도록 구성된다. 또한, 이러한 세라믹 다공체의 두께방향 중심면 상에 화염(2)이 형성되게 된다. The ceramic porous body combustor 140 is made of a ceramic porous body having pores having a specific size. The ceramic porous body is configured to contact all the inner walls of the combustor body 110 on the side of the intermediate portion, So that all of the pre-mixed gas flowing in the ceramic porous body can pass through the ceramic porous body. Further, the flame 2 is formed on the center face in the thickness direction of the ceramic porous body.

그리고, 이러한 세라믹 다공체 연소기(140)를 구성하는 세라믹 다공체는 세라믹 허니컴, 세라믹 폼 및 세라믹 볼 베드 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것이 바람직하다. The ceramic porous body constituting the ceramic porous body combustor 140 is preferably composed of at least one of ceramic honeycomb, ceramic foam, and ceramic ball bed.

또한, 본 발명의 제1실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 연소기 몸체(110)의 외벽을 단열시키기 위한 단열층(114)을 포함하고 있음을 알 수 있다. 5, the combustion apparatus 100 for incinerating refractory noxious gas according to the first embodiment of the present invention includes a heat insulating layer 114 for insulating the outer wall of the combustor body 110, . ≪ / RTI >

그리고, 앞서 설명한 바와 같이, 폐가스 유입구를 통해 유입되는 폐가스는 반도체 또는 디스플레이 제조공정에서 배출되는 난분해성 유해가스와 상기 유해가스를 희석시키기 위한 불활성 기체를 포함하게 된다. And, as described above, the waste gas introduced through the waste gas inlet contains the noxious decomposable noxious gas discharged from the semiconductor or display manufacturing process and the inert gas for diluting the noxious gas.

먼저 전체적으로, 본 발명의 일실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)를 이용한 폐가스 처리방법은, 연소기 몸체(110) 일단에 형성된 연료유입부(111)와, 폐가스유입부(112)와, 산화제유입부(113)를 통해 연료, 집진 처리된 폐가스, 산화제가 상기 연소기 몸체(110) 내부에 구비된 예혼합기(120)로 유입되게 된다. 산화제 유입구를 통해 유입되는 산화제는 고온반응을 위해 산소를 사용하는 것이 바람직하나, 후에 설명되는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따르면, 열재순환 및 초과엔탈피 연소를 달성할 수 있기 때문에, 경우에 따라 난분해성 유해가스가 희석되는 불활성 가스의 양이 상대적으로 적은 경우, 즉 난분해성 유해가스의 농도가 높은 경우에는 산소 대신 공기를 산화제로 사용함으로써 산소 소요 비용을 절감하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 일실시예에서, 연료유입부(111)를 통해 유입되는 연료로 LNG, LPG를 사용하였다. The waste gas treatment method using the combustion apparatus 100 for incineration of the refractory noxious gas according to an embodiment of the present invention includes a fuel inflow section 111 formed at one end of the combustor body 110, The oxidizing agent is introduced into the premixer 120 provided in the combustor body 110 through the oxidizing agent inlet 112 and the oxidizing agent inlet 113. [ The oxidant introduced through the oxidant inlet is preferred to use oxygen for the high temperature reaction but, as will be described later, in accordance with one embodiment of the present invention, thermal recycling and excess enthalpy burn can be achieved, In the case where the amount of inert gas to be diluted by the decomposable harmful gas is relatively small, that is, when the concentration of the harmful harmful gas is high, it is also possible to reduce the cost of oxygen by using air as an oxidizing agent instead of oxygen. Further, in one embodiment of the present invention, LNG and LPG are used as the fuel flowing through the fuel inlet 111. [

그리고, 예혼합기(120)는, 유입된 집진 처리된 폐가스, 연료, 산화제를 예혼합하게 된다. 또한, 이러한 예혼합기(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 세라믹 다공체 연소기(140)와 일체형으로 구성될 수도 있고, 독립적인 장치로 결합될 수도 있다. Then, the premixer 120 premixes the introduced waste gas, the fuel, and the oxidizer. 5, the pre-mixer 120 may be integrally formed with the ceramic porous body combustor 140, or may be combined with an independent device.

그리고, 예혼합기(120)와 세라믹 다공체 연소기(140) 사이에 구비된 분배기(130)에 의해, 상기 예혼합기(120)에서 혼합된 기체가 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기(140)로 유입되게 된다.The gas mixed in the pre-mixer 120 is uniformly introduced into the ceramic porous body combustor 140 by the distributor 130 provided between the pre-mixer 120 and the ceramic porous body combustor 140.

예혼합된 기체 모두가, 연소기 몸체(110) 내부에 구비된 세라믹 다공체로 구성된 세라믹 다공체 연소기(140)를 통과하면서, 세라믹 다공체 연소기(140) 내부에 형성된 화염(2)에 의해 폐가스가 소각되게 된다. The waste gas is incinerated by the flame 2 formed in the ceramic porous body combustor 140 while all the premixed gases pass through the ceramic porous body combustor 140 composed of the ceramic porous body provided inside the combustor body 110 .

세라믹 다공체로 구성된 세라믹 다공체 연소기(140)는 연소장치(100)의 핵심적인 구성으로, 앞서 언급한 바와 같이, 점화과정을 통해 세라믹 다공체의 두께 방향 중심면 측에서 화염(2), 즉 최고온도에 도달하게 되며, 예혼합된 모든 기체가 이러한 화염(2)면을 통과하게 되어, 다공체 내 초과 엔탈피 연소를 이용한 에너지 집중화가 가능하게 된다. The ceramic porous body combustor 140 composed of a ceramic porous body is a core constitution of the combustion apparatus 100 and has a structure in which the flame 2 at the center face side in the thickness direction of the ceramic porous body through the ignition process, And all pre-mixed gases pass through the flame (2) surface, enabling energy concentration using excess enthalpy combustion in the porous body.

도 6은 종래 연소장치(100)를 유동하는 폐가스의 이론상 온도(엔탈피)와, 본 발명의 일실시예에 따른 연소장치(100)를 유동하는 폐가스의 온도(엔탈피)를 도시한 그래프를 도시한 것이다. 외부로의 열 손실이 없을 때 주어진 조건의 연료와 산화제가 연소하여 도달할 수 있는 최대 온도를 단일 화염 온도(adiabatic flame temperature)라 하는데, 이때 고온의 연소가스로부터 차가운 미연가스(unburned gas)로 열 재순환이 주어지면 단일화염 온도 이상의 고온을 달성할 수 있으며 이때를 초과 엔탈피 연소라 한다. 6 is a graph showing the theoretical temperature (enthalpy) of the waste gas flowing through the conventional combustion apparatus 100 and the temperature (enthalpy) of the waste gas flowing through the combustion apparatus 100 according to an embodiment of the present invention will be. When there is no heat loss to the outside, the maximum temperature at which the fuel and oxidizer in a given condition can reach by burning is called the adiabatic flame temperature, from which the heat from the high temperature combustion gas to the cold unburned gas Given recirculation, higher temperatures above a single flame temperature can be achieved, which is called excess enthalpy burning.

도 6에 도시된 바와 같이, 열 재순환을 위해 열 교환기와 같은 추가 장치를 사용하지 않고, 세라믹 다공체 내부에서 연소가 이루어지도록 하면, 세라믹 다공체 자체의 전도 및 복사 열전달에 의해 열 재순환이 발생하게 되고 궁극적으로 초과엔탈피 연소를 용이하게 달성할 수 있게 된다. As shown in FIG. 6, if combustion is performed inside the ceramic porous body without using an additional device such as a heat exchanger for heat recirculation, heat recirculation occurs due to conduction and radiative heat transfer of the ceramic porous body itself, So that excess enthalpy combustion can be easily achieved.

따라서 난분해성 유해가스를 소각 처리하는데 있어서, 불활성 가스로 과다 희석된 폐가스를 연료 및 산화제와 혼합한 후 다공체 내부로 공급하여 소각시킨다면 내부 열 재순환에 의해 통상적인 연소기술로는 도달할 수 없는 초고온의 화염(2)에 의해 소각되므로 폐가스의 처리 효율을 향상시킬 수 있으며 더불어 적은 양의 연료 만으로도 처리가 가능하므로 에너지 이용 효율 또한 향상시킬 수 있게 된다. 즉, 예를 들어, 약 200LPM정도의 난분해성 유해가스를 처리하는데 통상 약 50LPM 정도의 LNG가 소요되나, 본 발명의 일실시예에 따른 세라믹 다공체 연소기(140)를 구비장치를 이용하게 되면 동일한 양의 유해가스를 처리하기 위해 약 20LPM 정도의 LNG가 소요되게 된다. Therefore, in incineration of harmful gas which is decomposable, if excessively diluted waste gas with inert gas is mixed with fuel and oxidizer and then supplied to the inside of the porous body to be incinerated, ultra-high temperature Since the flame 2 is incinerated, it is possible to improve the treatment efficiency of the waste gas and also to treat the fuel with only a small amount of fuel, thereby improving the energy utilization efficiency. In other words, for example, LNG of about 50 LPM is generally required to treat refractory noxious gas of about 200 LPM. However, when the apparatus equipped with the ceramic porous body combustor 140 according to an embodiment of the present invention is used, LNG of about 20LPM is required to treat the harmful gas of LNG.

또한, 본 발명에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)에 구비되는 세라믹 다공체 연소기(140)는 다단의 세라믹 다공체로 구성되어 질 수 있다. 이때 상류측에는 기공크기가 작은 세라믹 다공체를 설치하는 것이 바람직하다. In addition, the ceramic porous body combustor 140 provided in the combustion apparatus 100 for incineration of the refractory noxious gas according to the present invention may be formed of a multi-stage ceramic porous body. At this time, it is preferable to provide a ceramic porous body having a small pore size on the upstream side.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 연소장치(100)의 구성은 기본적으로 제1실시예와 동일하나, 세라믹 다공체 연소기(140)가, 두께방향 즉 기체의 유동방향으로 제1세라믹 다공체(141)와 제2세라믹 다공체(142)가 적층된 형태로 구성됨을 알 수 있다. 이때, 상부측에 제1세라믹 다공체(141)의 기공이 제2세라믹 다공체(142)의 기공보다 작게 구성됨이 바람직하며, 제1세라믹 다공체(141)와 제2세라믹 다공체(142)의 경계면에 화염(2)을 형성하는 것이 바람직하다.7 is a cross-sectional view of a combustion apparatus 100 for incineration of a refractory noxious gas according to a second embodiment of the present invention. 7, the structure of the combustion apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention is basically the same as that of the first embodiment, except that the ceramic porous body combustor 140 is disposed in the thickness direction, that is, The first ceramic porous body 141 and the second ceramic porous body 142 are stacked. At this time, it is preferable that the pores of the first ceramic porous body 141 are formed to be smaller than the pores of the second ceramic porous body 142 on the upper side, and the flame is formed on the interface between the first ceramic porous body 141 and the second ceramic porous body 142 (2).

따라서, 예혼합기(120)에 의해 집진처리된 폐가스, 연료, 산화게 예혼합되어 분배기(130)에 의해 균일하게 제1세라믹 다공체(141)를 통과하게 되고, 연속적으로 제2세라믹 다공체(142)를 통과하게 되면서, 보다 효율적인 열 재순환 및 초과 엔탈피 연소가 가능하게 된다. 세라믹 다공체 연소기(140)를 통과하면서 소각된 배출가스는 배출구(150)를 통해 배기 되게 된다. Therefore, the waste gas, fuel, and oxidized gas that have been collected by the pre-mixer 120 are preliminarily mixed and passed through the first ceramic porous body 141 uniformly by the distributor 130 and continuously passed through the second ceramic porous body 142, So that more efficient heat recirculation and excess enthalpy combustion are possible. The exhaust gas that is incinerated while passing through the ceramic porous body combustor 140 is exhausted through the exhaust port 150.

또한, 본 발명에 따른 연소장치(100)에 구비되는 세라믹 다공체 연소기(140)는 하부는 폐쇄면이고 상부는 개방면으로 구성된 원통 형태로 구성되어 질 수 있다. 도 8a은 본 발명의 제3실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)의 단면도를 도시한 것이다. 그리고, 도 8b는 도 8a의 A-A 단면도를 도시한 것이다. 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 연소장치(100)에 구비되는 연소장치(100)는 예혼합기(120)와 원통형 세라믹 다공체 연소기(140) 사이에는 중앙부에 천공이 형성된 격벽(121)이 구비됨을 알 수 있다. 이러한 격벽(121)의 천공과 원통형 세라믹 다공체 연소기(140)의 상부 개방면은 서로 대향되며, 이러한 개방면을 통해 예혼합된 기체가 원통형 세라믹 다공체 연소기(140) 내부로 유입되게 된다. In addition, the ceramic porous body combustor 140 provided in the combustion apparatus 100 according to the present invention may be formed in a cylindrical shape having a closed bottom and an open top. 8A is a cross-sectional view of a combustion apparatus 100 for incineration of a refractory noxious gas according to a third embodiment of the present invention. 8B is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 8A. 8A and 8B, the combustion apparatus 100 included in the combustion apparatus 100 according to the third embodiment of the present invention includes a premixer 120 and a cylindrical ceramic porous body combustor 140, A partition wall 121 having perforations formed therein is provided. The perforations of the partition wall 121 and the upper opening faces of the cylindrical ceramic porous body combustor 140 are opposed to each other and the pre-mixed gas is introduced into the cylindrical ceramic porous body combustor 140 through the open faces.

또한, 도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 원통형 세라믹 다공체 연소기(140)의 내면에는 분배기(130)가 구비되어, 예혼합된 기체가 분배기(130)를 통해 균일하게 원통형 세라믹 다공체 연소기(140)의 내면 전체로 유입되어 외면 측으로 토출되게 된다. 원통형 세라믹 다공체 연소기(140) 역시, 세라믹 다공체 두께방향 중심면 측 상에 화염(2)이 형성되며, 모든 예혼합된 기체가 이러한 화염(2)을 통과하게 되면서, 열 재순환 및 초과 엔탈피 연소가 가능하게 된다.8A and 8B, a distributor 130 is provided on the inner surface of the cylindrical ceramic porous body combustor 140 so that the premixed gas is distributed uniformly through the distributor 130 to the cylindrical ceramic porous body combustor 140 And is discharged to the outer surface side. Also in the cylindrical ceramic porous body combustor 140, the flame 2 is formed on the center face side in the thickness direction of the ceramic porous body, and all of the premixed gas passes through the flame 2, so that heat recirculation and excess enthalpy combustion are possible .

또한, 본 발명에 따른 원통형 세라믹 다공체 연소기(140) 역시, 두께방향, 기체의 유동방향으로 세라믹 다공체가 다단으로 적층된 형태로 구성되어 질 수 있다. 도 9a은 본 발명의 제4실시예에 따른 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소장치(100)의 단면도를 도시한 것이고, 도 9b는 도 9a의 B-B 단면도를 도시한 것이다. In addition, the cylindrical ceramic porous body combustor 140 according to the present invention may also be configured such that ceramic porous bodies are stacked in multiple stages in the thickness direction and the flow direction of the gas. FIG. 9A is a cross-sectional view of a combustion apparatus 100 for burning refractory noxious gas according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line B-B of FIG. 9A.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 원통형 세라믹 다공체 연소기(140)는 두께방향으로 원통형 제1세라믹 다공체(141)와, 내면이 상기 제1세라믹 다공체(141)의 외면과 접하게 되는 원통형 제2세라믹 다공체(142)로 구성될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 도 9a 및 도 9b에서는 별도의 분배기(130)가 원통형 제1세라믹 다공체(141)의 내면에 설치되어 있으나, 원통형 제1세라믹 다공체(141)의 기공이 원통형 제2세라믹 다공체(142)의 기공보다 작게 구성됨으로써 별도의 분해기 없이 원통형 제1세라믹 다공체(141)가 분배기(130) 역할을 수행하는 것도 가능하다. 9A and 9B, a cylindrical ceramic porous body combustor 140 according to a fourth embodiment of the present invention includes a cylindrical first porous ceramic body 141 in the thickness direction and an inner surface of the first ceramic porous body 141 And a cylindrical second ceramic porous body 142 in contact with the outer surface of the second ceramic porous body 142. 9A and 9B, a separate distributor 130 is provided on the inner surface of the cylindrical first ceramic porous body 141, but the pores of the cylindrical first porous ceramic body 141 may be formed on the inner surface of the cylindrical second ceramic porous body 142 It is also possible that the cylindrical first ceramic porous body 141 serves as the distributor 130 without a separate decomposer.

이때, 내측에 제1세라믹 다공체(141)의 기공이 제2세라믹 다공체(142)의 기공보다 작게 구성됨이 바람직하며, 제1세라믹 다공체(141)와 제2세라믹 다공체(142)의 경계면에 화염(2)을 형성시키는 것이 바람직하다.It is preferable that the pores of the first ceramic porous body 141 are smaller than the pores of the second ceramic porous body 142 on the inner side and the flame is formed on the interface between the first ceramic porous body 141 and the second ceramic porous body 142 2) is preferably formed.

따라서, 예혼합기(120)에 의해 폐가스, 연료, 산화게 예혼합되어 분배기(130)에 의해 균일하게 제1세라믹 다공체(141)를 통과하게 되고, 연속적으로 제2세라믹 다공체(142)를 통과하게 되면서, 보다 효율적인 열 재순환 및 초과 엔탈피 연소가 가능하게 된다. 세라믹 다공체 연소기(140)를 통과하면서 소각된 배출가스는 배출구(150)를 통해 배기 되게 된다.
Therefore, the waste gas, fuel, and oxidation are mixed by the pre-mixer 120 and uniformly passed through the first ceramic porous body 141 by the distributor 130 and continuously passed through the second ceramic porous body 142 So that more efficient heat recirculation and excess enthalpy combustion are possible. The exhaust gas that is incinerated while passing through the ceramic porous body combustor 140 is exhausted through the exhaust port 150.

이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art. It is to be understood that such modified embodiments are within the scope of protection of the present invention as defined by the appended claims.

1:스크러버 시스템
2:화염
3:습식타워
4:수조탱크
5:버너
100:연소장치
110:연소기 몸체
111:연료유입구
112:폐가스유입구
113:산화제유입구
114:단열층
120:예혼합기
121:격벽
130:분배기
140:세라믹 다공체 연소기
141:제1세라믹 다공체
142:제2세라믹 다공체
150:배출구
200:전처리 집징장치
400:후처리 장치1: Scrubber system
2: Flame
3: Wet tower
4: Water tank
5: Burner
100: Combustion device
110: combustor body
111: fuel inlet
112: waste gas inlet
113: oxidant inlet
114: insulating layer
120: Premixer
121:
130: distributor
140: Ceramic porous body combustor
141: first ceramic porous body
142: Second ceramic porous body
150: Outlet
200: Pretreatment retention device
400: Post-processing apparatus

Claims (18)

폐가스를 소각시키기 위한 스크러버 시스템에 있어서,
폐가스에 함유된 특정입도 이상의 불순 입자를 분리 배출시키는 전처리 집진장치;
일단에 연료 유입부와, 폐가스 유입부와, 산화제 유입부가 형성되고, 타단에 폐가스가 소각된 배출가스가 배출되는 배출구가 형성된 연소기 몸체와, 상기 연소기 몸체 내부에 구비되고, 세라믹 다공체로 구성되며 내부에 화염이 형성되어 집진처리된 폐가스가 소각되는 세라믹 다공체 연소기를 구비한 연소장치;
상기 연소장치는, 상기 연료유입부를 통해 유입되는 연료와, 상기 폐가스 유입부를 통해 유입되는 폐가스와, 상기 산화제 유입부를 통해 유입되는 산화제가 혼합되는 예혼합기; 및
상기 연소장치는, 상기 예혼합기와 상기 세라믹 다공체 연소기 사이에 구비되어, 상기 예혼합기에서 혼합된 기체를 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입시키는 분배기;를 포함하고,
상기 예혼합기에 의해 혼합된 기체가 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
A scrubber system for incinerating waste gases,
A pretreatment and dust collecting device for separating and discharging impurity particles having a specific particle size or more contained in the waste gas;
A combustor body having a fuel inlet, a waste gas inlet, and an oxidant inlet formed at one end thereof and a discharge port through which exhaust gas discharged from the other end of the waste gas is burnt, and a ceramic porous body disposed inside the combustor body, A combustion device having a ceramic porous body combustor in which a flame is formed and the waste gas subjected to dust collection is incinerated;
The combustion apparatus includes a premixer in which fuel introduced through the fuel inlet, waste gas introduced through the waste gas inlet, and oxidant introduced through the oxidant inlet are mixed; And
The combustor includes a distributor provided between the pre-mixer and the ceramic porous body combustor and uniformly introducing the gas mixed in the pre-mixer into the ceramic porous body combustor,
And a gas mixed by the pre-mixer is introduced into the ceramic porous body combustor.
폐가스를 소각시키기 위한 스크러버 시스템에 있어서,
폐가스에 함유된 특정입도 이상의 불순 입자를 분리 배출시키는 전처리 집진장치; 및
일단에 연료 유입부와, 폐가스 유입부와, 산화제 유입부가 형성되고, 타단에 폐가스가 소각된 배출가스가 배출되는 배출구가 형성된 연소기 몸체와, 상기 연소기 몸체 내부에 구비되고, 세라믹 다공체로 구성되며 상부는 개방면이고 하부는 폐쇄면인 원통형으로 형성되고, 내부에 화염이 형성되어 상기 폐가스가 상기 개방면 측으로 유입되어 내면에서 외면측으로 통과하면서 소각되는 세라믹 다공체 연소기를 구비한 연소장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
A scrubber system for incinerating waste gases,
A pretreatment and dust collecting device for separating and discharging impurity particles having a specific particle size or more contained in the waste gas; And
A combustor body having a fuel inlet, a waste gas inlet, and an oxidant inlet formed at one end thereof and a discharge port through which exhaust gas discharged from the other end of the waste gas is burnt, and a ceramic porous body provided inside the combustor body, And a combustion apparatus having a ceramic porous body combustor which is formed in a cylindrical shape as a closed surface and has a flame formed therein so that the waste gas flows into the open side and passes through from the inner surface to the outer surface side and is incinerated A scrubber system for the incineration of harmful noxious gases.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 전처리 집진장치는, 싸이클론, 전기집진 및 스프레이 중 적어도 어느 하나를 적용하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the pretreatment and dust collecting apparatus applies at least one of a cyclone, an electric dust collection, and a spray to the scrubber system for incinerating harmful noxious gas.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 연소장치에서 배출된 가스에 함유된 수용성 산성가스와 반응 생성 입자를 처리하는 후처리 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a post-treatment device for treating the water-soluble acidic gas and the reaction-generating particles contained in the gas discharged from the combustion device.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 세라믹 다공체 연소기는,
세라믹 다공체가 상기 연소기 몸체의 중단부의 모든 내벽에 접하여 구성되어, 상기 분배기에서 유입되는 모든 혼합 기체가 상기 세라믹 다공체를 통과하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
The method according to claim 1,
In the ceramic porous body combustor,
Wherein the ceramic porous body is configured to contact all the inner walls of the intermediate portion of the combustor body so that all the mixed gas flowing in the distributor passes through the ceramic porous body.
제 1항에 있어서,
상기 세라믹 다공체 연소기는,
기체의 유동방향으로 다수의 층이 적층된 다단으로 구성되며, 기체의 유동방향 측으로 기공이 큰 세라믹 다공체가 구비되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
The method according to claim 1,
In the ceramic porous body combustor,
Wherein the ceramic porous body is composed of a plurality of layers stacked in the flow direction of the gas and has a porous ceramic body having a large pore size in the flow direction of the gas.
제 2항에 있어서,
상기 연소장치는, 상기 연료유입부를 통해 유입되는 연료와, 상기 폐가스 유입부를 통해 유입되는 폐가스와, 상기 산화제 유입부를 통해 유입되는 산화제가 혼합되는 예혼합기; 및 상기 예혼합기와 상기 세라믹 다공체 연소기를 구획하는 격벽을 포함하고,
상기 예혼합기에 의해 혼합된 기체가 상기 세라믹 다공체 연소기의 개방면으로 유입되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
3. The method of claim 2,
The combustion apparatus includes a premixer in which fuel introduced through the fuel inlet, waste gas introduced through the waste gas inlet, and oxidant introduced through the oxidant inlet are mixed; And a partition for partitioning the premixer and the ceramic porous body combustor,
And a gas mixed by the pre-mixer is introduced into the open side of the ceramic porous body combustor.
제 9항에 있어서,
상기 연소장치는, 상기 세라믹 다공체 연소기 내면에 구비되어, 상기 예혼합기에서 혼합된 기체를 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입시키는 분배기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
10. The method of claim 9,
Wherein the combustion apparatus further comprises a distributor provided on an inner surface of the ceramic porous body combustor for uniformly introducing the gas mixed in the premixer into the ceramic porous body combustor, system.
제 2항에 있어서,
상기 세라믹 다공체 연소기는, 기체의 유동방향으로 다수의 층이 적층된 다단으로 구성되며, 기체의 유동방향 측으로 기공이 큰 세라믹 다공체가 구비되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
3. The method of claim 2,
Characterized in that the ceramic porous body combustor comprises a multi-stage multi-layered structure in which a plurality of layers are stacked in a flow direction of a gas, and a ceramic porous body having a large pore size on the flow direction side of the gas is provided. .
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 연소기 몸체의 외벽을 단열시키기 위한 단열층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a heat insulating layer for insulating the outer wall of the combustor body.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 세라믹 다공체는 세라믹 허니컴, 세라믹 폼 및 세라믹 볼 베드 중 적어도 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the ceramic porous body comprises at least one of a ceramic honeycomb, a ceramic foam, and a ceramic ball bed.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 산화제 유입구를 통해 유입되는 산화제는 산소 또는 공기인 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the oxidant introduced through the oxidant inlet is oxygen or air.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 폐가스는 반도체 또는 디스플레이 제조공정에서 배출되는 난분해성 유해가스와 상기 유해가스를 희석시키기 위한 불활성 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the waste gas comprises a refractory noxious gas discharged from a semiconductor or a display manufacturing process and an inert gas for diluting the noxious gas.
스크러버 시스템을 이용한 폐가스 소각 처리 방법에 있어서,
전처리 집진장치에 의해 폐가스에 함유된 특정입도 이상의 불순 입자를 분리 배출시키는 단계;
연소기 몸체 일단에 형성된 연료 유입부와, 폐가스 유입부와, 산화제 유입부를 통해 연료, 집진 처리된 폐가스, 산화제가 상기 연소기 몸체 내부에 구비된 예혼합기로 유입되어 예혼합되는 단계;
예혼합된 기체가, 상기 연소기 몸체 내부에 구비되고 세라믹 다공체로 구성된 세라믹 다공체 연소기를 통과하면서, 상기 세라믹 다공체 연소기 내부에 형성된 화염의 의해 상기 폐가스가 소각되는 단계; 및
연소기 몸체 일단에 형성된 배출구를 통해 소각된 배출가스가 배출되는 단계를 포함하고,
상기 예혼합되는 단계 후에,
상기 예혼합기와 상기 세라믹 다공체 연소기 사이에 구비된 분배기에 의해, 상기 예혼합기에서 혼합된 기체가 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템를 이용한 폐가스 소각 처리 방법.
A method for incineration of waste gas using a scrubber system,
Separating and discharging impure particles having a specific particle size or more contained in the waste gas by the pretreatment and collecting device;
A fuel inlet, a waste gas inlet, an oxidizer inlet, a waste gas, and an oxidizer, which are injected into the premixer provided in the combustor body, are premixed;
The premixed gas is incinerated by a flame formed inside the ceramic porous body combustor while passing through a ceramic porous body combustor provided in the combustor body and composed of a ceramic porous body; And
And discharging the incineration exhaust gas through an outlet formed at one end of the combustor body,
After the pre-mixing step,
Wherein the gas mixture mixed in the pre-mixer is uniformly introduced into the ceramic porous body combustor by a distributor provided between the pre-mixer and the ceramic porous body combustor, and a waste gas using a scrubber system for incinerating the refractory noxious gas Incineration treatment method.
제 16항에 있어서,
배출되는 단계 후에,
후처리 장치에 의해, 상기 연소기 몸체의 배출구에서 배출된 가스에 함유된 수용성 산성가스와 반응 생성 입자를 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템를 이용한 폐가스 소각 처리 방법.17. The method of claim 16,
After the step of being discharged,
Treating the water-soluble acidic gas contained in the gas discharged from the discharge port of the combustor body and the reaction-producing particles by a post-treatment apparatus, the waste gas using the scrubber system for incinerating the refractory noxious gas Incineration treatment method. 삭제delete
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