KR101527517B1 - Ammonia scrubber - Google Patents

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KR101527517B1 KR1020130064772A KR20130064772A KR101527517B1 KR 101527517 B1 KR101527517 B1 KR 101527517B1 KR 1020130064772 A KR1020130064772 A KR 1020130064772A KR 20130064772 A KR20130064772 A KR 20130064772A KR 101527517 B1 KR101527517 B1 KR 101527517B1
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Abstract

본 발명의 목적은 폐수가 발생되지 않고, 낮은 처리 비용으로 암모니아를 효율적으로 제거하는 암모니아 스크러버를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 스크러버는, 생성물의 열을 반응물로 전달하는 열교환부, 및 플라즈마 반응을 통하여, 상기 열교환부로 공급되는 상기 반응물에 포함된 암모니아를 분해하고 상기 생성물의 일부를 연소시키는 플라즈마 반응부를 포함한다.It is an object of the present invention to provide an ammonia scrubber which does not generate wastewater and efficiently removes ammonia at low processing cost. An ammonia scrubber according to an embodiment of the present invention includes a heat exchanger for transferring heat of a product to a reactant and a condenser for decomposing ammonia contained in the reactant supplied to the heat exchanger through a plasma reaction, And a plasma reaction unit.

Description

암모니아 스크러버 {AMMONIA SCRUBBER}Ammonia scrubber {AMMONIA SCRUBBER}

본 발명은 암모니아를 처리하는 암모니아 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to an ammonia scrubber for treating ammonia.

통상적인 반도체 제조 공정이나 액정표시장치(LCD)의 제조 공정에서, 질화규소(Si3N4)막을 형성하기 위해 화학기상증착(CVD) 공정이 사용된다. CVD 공정에서 아래와 같은 반응이 있다.In a typical semiconductor manufacturing process or a liquid crystal display (LCD) manufacturing process, a chemical vapor deposition (CVD) process is used to form a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film. The following reaction occurs in the CVD process.

3SiCl2H2 + 10NH3 → Si3N4 + 6NH4Cl + 6H2 3SiCl 2 H 2 + 10 NH 3 → Si 3 N 4 + 6 NH 4 Cl + 6H 2

이 경우 반응을 위해 공급한 NH3 중 반응에 참여하지 않은 NH3가 남게 되고, 생성물에 H2가 포함되어 있다. 이 기체들(NH3, H2)은 반응성이 높기 때문에 처리를 통해 제거되거나 연소된 후, CVD 공정에 사용되었던 공정가스를 배출해야 한다.In this case, the NH 3 supplied to the reaction remains unreacted NH 3 , and the product contains H 2 . Since these gases (NH 3 , H 2 ) are highly reactive, they must be removed or burned through processing and then the process gas used in the CVD process must be exhausted.

공정가스에 포함된 암모니아를 처리하는 방식에는 연소 및 수처리 방식이 있다. 그러나 이 방식은 폐수를 발생시키고 NOx를 과다하게 발생시킨다.There are combustion and water treatment methods for treating ammonia contained in the process gas. However, this method generates wastewater and causes excessive NOx.

또한, 암모니아를 분해하는 플라즈마 방식이 있다. 플라즈마 방식은 고온 조건을 필요로 한다. 따라서 플라즈마를 이용하여 암모니아를 분해하고자 하는 경우, 플라즈마로 암모니아를 분해한 후, 이때 발생되는 수소 기체를 2차로 연소시키는 방식을 취하기도 한다.There is also a plasma method for decomposing ammonia. Plasma systems require high temperature conditions. Therefore, when ammonia is to be decomposed using plasma, a method of decomposing ammonia with plasma and then burning hydrogen gas generated at this time is also adopted.

그러나 플라즈마 방식에서도 NOx의 발생이나 비효율성으로 인하여 공정 비용이 발생된다.However, in the plasma method, the process cost is incurred due to the generation and inefficiency of NOx.

일본 특허공보 특허 제8004713호Japanese Patent Publication No. 8004713

본 발명의 목적은 폐수가 발생되지 않고, 낮은 처리 비용으로 암모니아를 효율적으로 제거하는 암모니아 스크러버를 제공한다. 또한 본 발명의 목적은 하나의 공정에서 암모니아를 분해하고, 수소를 연소하는 암모니아 스크러버를 제공한다.It is an object of the present invention to provide an ammonia scrubber which does not generate wastewater and efficiently removes ammonia at low processing cost. It is also an object of the present invention to provide an ammonia scrubber which decomposes ammonia in one process and burns hydrogen.

본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 스크러버는, 생성물의 열을 반응물로 전달하는 열교환부, 및 플라즈마 반응을 통하여, 상기 열교환부로 공급되는 상기 반응물에 포함된 암모니아를 분해하고 상기 생성물의 일부를 연소시키는 플라즈마 반응부를 포함한다.An ammonia scrubber according to an embodiment of the present invention includes a heat exchanger for transferring heat of a product to a reactant and a condenser for decomposing ammonia contained in the reactant supplied to the heat exchanger through a plasma reaction, And a plasma reaction unit.

상기 열교환부는, 상기 반응물을 유입하는 반응물 유입구, 상기 반응물 유입구로 공급되는 상기 반응물을 통과시키면서 열교환하는 반응물 경유관들, 상기 반응물 경유관들을 수용하고 상기 플라즈마 반응부에 연결되어 상기 반응물 경유관들 사이를 경유한 상기 생성물을 배출하는 제1 하우징, 및 상기 반응물 경유관들을 경유한 고온의 반응물을 상기 플라즈마 반응부에 공급하는 반응물 공급 라인을 포함할 수 있다.The heat exchanger may include a reactant inlet port for introducing the reactant, a reactant gas piping for performing heat exchange while passing the reactant supplied to the reactant inlet, a condenser for receiving the reactant gas piping and connected to the plasma reacting part, And a reactant supply line for supplying a high-temperature reactant to the plasma reactor through the reactant gas pipelines.

상기 제1 하우징은, 상기 반응물 경유관들을 수용하는 내부 하우징, 및 상기 내부 하우징의 외벽에 이격되어 공기를 공급하는 공기 통로를 형성하여 상기 내부 하우징을 수용하는 외부 하우징을 포함할 수 있다.The first housing may include an inner housing that accommodates the reactant diesel pipes, and an outer housing that houses the inner housing by forming an air passage that is spaced apart from the outer wall of the inner housing to supply air.

상기 열교환부는, 상기 외부 하우징에 설치되어 상기 공기 통로에 연결되어 공기를 공급하는 공기 공급구를 더 포함할 수 있다.The heat exchanger may further include an air supply port provided in the outer housing and connected to the air passage to supply air.

본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 스크러버는, 상기 내부 하우징과 상기 플라즈마 반응부 사이에 구비되는 촉매부를 더 포함할 수 있다.The ammonia scrubber according to an embodiment of the present invention may further include a catalyst part provided between the inner housing and the plasma reaction part.

상기 플라즈마 반응부는, 일측에 상기 반응물 공급구를 형성하고 반대측에 상기 생성물을 전달하는 생성물 전달구를 구비하여, 상기 내부 하우징에 연결되는 제2 하우징, 및 상기 제2 하우징의 일측에 내장되어 상기 반응물을 방전기체로 하여 플라즈마를 생성하는 전극을 포함할 수 있다.The plasma reaction unit may include a second housing connected to the inner housing and having a product delivery port for forming the reactant supply port on one side and delivering the product on the opposite side, And an electrode for generating plasma by using a discharge vessel.

상기 제2 하우징은, 상기 전극의 전방에서 상기 열교환부를 향하여 점진적으로 좁아지는 구조로 형성되고, 끝에 상기 생성물 전달구를 형성하고, 상기 플라즈마 반응부는, 상기 제2 하우징의 상기 생성물 전달구의 외곽에 형성되어 상기 생성물 전달구에 상기 공기 통로를 연결하는 공기 공급구, 및 상기 제2 하우징의 상기 생성물 전달구의 전방에 형성되어 연료를 공급하는 연료 공급구를 더 포함할 수 있다.Wherein the second housing is formed to have a structure gradually narrowed from the front of the electrode toward the heat exchange unit and the product delivery port is formed at an end of the second housing and the plasma reaction unit is formed at an outer portion of the product delivery port of the second housing An air supply port for connecting the air passage to the product delivery port, and a fuel supply port formed in front of the product delivery port of the second housing to supply fuel.

본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 스크러버는, 상기 열교환부와 상기 플라즈마 반응부 사이에 구비되는 촉매부를 더 포함하는 포함할 수 있다.The ammonia scrubber according to an embodiment of the present invention may further include a catalyst part provided between the heat exchanging part and the plasma reaction part.

상기 열교환부, 상기 촉매부, 및 상기 플라즈마 반응부는, 최외곽을 형성하는 단열층을 더 포함할 수 있다.The heat exchanging unit, the catalyst unit, and the plasma reaction unit may further include a heat insulating layer forming an outermost layer.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 플라즈마 반응기에서 생성된 생성물의 열을 열교환부를 통하여 반응물로 전달하여, 플라즈마 반응을 통하여 반응물에 포함된 암모니아를 제거하므로 폐수가 발생되지 않고, 낮은 처리 비용으로 암모니아를 효율적으로 제거할 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, since the heat of the product produced in the plasma reactor is transferred to the reactant through the heat exchanger and the ammonia contained in the reactant is removed through the plasma reaction, Can be efficiently removed.

또한, 본 발명은 플라즈마 반응으로 반응물을 처리하고, 플라즈마 반응부에 공기 또는 공기와 연료를 더 공급하여 하나의 공정으로 암모니아를 분해하고, 수소를 연소할 수 있다.In addition, the present invention can treat the reactant by the plasma reaction, further supply air or air and fuel to the plasma reaction unit, decompose ammonia into one process, and burn hydrogen.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 스크러버의 단면도이다.
도 2는 도 1에서 반응물, 공기, 연료 및 생성물의 흐름을 나타내는 작동 상태의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of an ammonia scrubber according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view of the operating state of the reactant, air, fuel, and product flow in Figure 1;

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 암모니아 스크러버의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 일 실시예의 암모니아 스크러버는 열교환부(10)와 플라즈마 반응부(20)를 포함한다.1 is a cross-sectional view of an ammonia scrubber according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the ammonia scrubber of one embodiment includes a heat exchanger 10 and a plasma reactor 20.

플라즈마 반응부(20)는 플라즈마 반응을 통하여 반응물을 생성물로 변환시키고 생성물의 일부를 연소시킨다. 즉 반응물은 암모니아를 포함하는 공정가스이며, 생성물은 암모니아에서 분해된 질소와 수소, 분해시 플라즈마 반응으로 발생된 열을 포함한다. 플라즈마 반응시 발생된 열에 의하여 분해된 수소가 연소될 수 있다.The plasma reaction unit 20 converts the reactants into products through a plasma reaction and burns a part of the products. That is, the reactant is a process gas containing ammonia, and the product includes nitrogen and hydrogen decomposed in ammonia, and heat generated by a plasma reaction upon decomposition. The hydrogen decomposed by the heat generated during the plasma reaction can be burned.

열교환부(10)는 생성물인 질소와 수소 및 열을 반응물로 전달하도록 구성된다. 플라즈마 반응부(20)는 열교환부(10)를 경유하여 가열된 상태의 반응물에 포함된 암모니아를 질소와 수로로 분해하고, 분해된 수소를 연소하도록 구성된다.The heat exchange portion 10 is configured to transfer the product nitrogen, hydrogen, and heat to the reactant. The plasma reactor 20 is configured to decompose ammonia contained in the heated reactant through the heat exchanger 10 into nitrogen and water, and burn the decomposed hydrogen.

편의상, 반응물, 즉 공정가스의 흐름에 따라 설명한다. 열교환부(10)는 반응물 유입구(11), 반응물 경유관들(12), 제1 하우징(13) 및 반응물 공급 라인(14)을 포함한다.For the sake of convenience, the reaction product, that is, the flow of the process gas, will be described. The heat exchanging part 10 includes a reactant inlet 11, reactant passing tubes 12, a first housing 13, and a reactant supply line 14.

반응물 유입구(11)는 제조 공정 설비(미도시)에 연결되어 제조 공정에서 배출되는 공정가스인 반응물을 열교환부(10)로 유입한다. 경유관들(12)은 반응물 유입구(11)에 연결되어, 반응물 유입구(11)로 유입되는 반응물을 통과시키면서 직접 열교환하는 부분이다.The reactant inlet 11 is connected to a manufacturing process facility (not shown) to introduce the reactant, which is a process gas discharged from the manufacturing process, into the heat exchange unit 10. The gas-tight tubes 12 are connected to the reactant inlet 11 and directly heat-exchange the reactant flowing into the reactant inlet 11.

제1 하우징(13)은 플라즈마 반응부(20)에 연결되어, 플라즈마 반응부(20)에서 배출되는 생성물과 고온의 열을 반응물 경유관들(12) 사이로 경유시켜, 열을 반응물 경유관들(12) 내의 반응물로 전달할 수 있게 한다. 즉 제1 하우징(13)와 반응물 경유관들(12)은 토출되는 생성물과 공급되는 반응물 사이에서의 열교환을 가능하게 한다.The first housing 13 is connected to the plasma reactor 20 so that the product discharged from the plasma reactor 20 and the high temperature heat are passed between the reactant diesel pipes 12 to heat the reactant diesel pipes 12). ≪ / RTI > That is, the first housing 13 and the reactant light-emitting tubes 12 enable heat exchange between the discharged product and the reactant to be supplied.

반응물 공급 라인(14)은 반응물 유입구(11)의 반대측에서 반응물 경유관들(12)에 연결되고 플라즈마 반응부(20)에 연결된다. 따라서 반응물 공급 라인(14)은 제1 하우징(13)의 내부와 반응물 경유관들(12) 사이에서 열교환되고 반응물 경유관들(12)을 경유한 고온의 반응물을 플라즈마 반응부(20)에 공급한다. 열교환부(10)를 순환하여 고온으로 변한 반응물은 플라즈마 반응부(20)에서 반응 효율을 높일 수 있다.The reactant supply line 14 is connected to the reactant light-emitting tubes 12 at the opposite side of the reactant inlet 11 and to the plasma reactor 20. Therefore, the reactant supply line 14 is configured to supply the high-temperature reactant, which is heat-exchanged between the inside of the first housing 13 and the reactant gas pipelines 12 and passed through the reactant gas piping 12, to the plasma reactor 20 do. The reaction product circulated through the heat exchange unit 10 and changed to a high temperature can increase the reaction efficiency in the plasma reaction unit 20.

한편, 제1 하우징(13)은 반응물 경유관들(12)을 수용하는 내부 하우징(131), 및 내부 하우징(131)의 외벽에 이격되어 공기를 공급하는 공기 통로(15)를 형성하여 내부 하우징(131)을 수용하는 외부 하우징(132)을 포함한다.The first housing 13 includes an inner housing 131 for accommodating the reactant gas piping 12 and an air passage 15 for supplying air spaced apart from the outer wall of the inner housing 131, And an outer housing 132 for receiving the housing 131.

열교환부(10)는 외부 하우징(132)에 설치되어 공기 통로(15)에 연결되어 공기를 공급하는 공기 유입구(16)를 더 포함한다. 공기 유입구(16)는 외부 하우징(132)을 관통하여 설치되어 공기 통로(15)에 연결된다.The heat exchange unit 10 further includes an air inlet 16 installed in the outer housing 132 and connected to the air passage 15 to supply air. The air inlet 16 is installed through the outer housing 132 and is connected to the air passage 15.

내부 하우징(131)이 반응물 경유관들(12)을 직접 수용하고, 공기 통로(15)가 내부 하우징(131)에 접하여 형성되므로 내부 하우징(131)으로 배출되는 고온의 생성물에 의하여 공기 통로(15)를 경유하는 공기가 가열될 수 있다. 외부 하우징(132)의 내부에서 가열된 공기는 플라즈마 반응부(20)로 공급되어 수소의 연소 효율을 높일 수 있다.Since the inner housing 131 directly receives the reactant gas piping 12 and the air passageway 15 is formed in contact with the inner housing 131 so that the air passageway 15 Can be heated. The heated air in the outer housing 132 is supplied to the plasma reactor 20 to increase the combustion efficiency of hydrogen.

플라즈마 반응부(20)는 제2 하우징(21)과 전극(22)을 포함한다. 제2 하우징(21)은 일측에 반응물 공급구(211)를 형성하고 반대측에 생성물을 전달하는 생성물 전달구(212)를 구비하여, 내부 하우징(131)에 연결된다. 전극(22)은 반응물 공급구(211) 측에서 굵게 형성되고, 생성물 전달구(212) 측으로 가면서 가늘게 형성된다.The plasma reaction unit 20 includes a second housing 21 and an electrode 22. The second housing 21 is connected to the inner housing 131 by having a product delivery port 211 formed at one side thereof and a product delivery port 212 for transferring products at the opposite side. The electrode 22 is formed thick on the side of the reactant supply port 211 and thinner toward the product delivery port 212 side.

따라서 플라즈마 반응부(20)는 반응물 공급구(211)로 가열된 반응물을 공급받고, 제2 하우징(21)을 접지하여 전극(22)에 고전압을 인가하면, 반응물을 방전기체로 하여 전극(22)과 제2 하우징(21) 사이에서 아크를 발생시키고 플라즈마를 생성한다. 가열된 반응물은 제2 하우징(21)과 전극(22) 사이에서 플라즈마 반응 효율을 향상시킨다.The plasma reaction part 20 receives the reactant heated by the reactant supply port 211 and grounds the second housing 21 to apply a high voltage to the electrode 22. The plasma reacting part 20 reacts with the electrode 22, And the second housing 21 to generate a plasma. The heated reactant improves the plasma reaction efficiency between the second housing 21 and the electrode 22.

이때, 전극(22)과 제2 하우징(21) 사이에서 플라즈마가 형성되면서 반응물에 포함된 암모니아는 질소와 수소로 분해되고, 플라즈마 반응의 정도에 따라 추후 공급되는 공기에 의해 수소가 연소될 수 있다. 전극(22)에 인가되는 전력이 클수록 플라즈마 반응이 크게 일어나서 암모니아의 분해량이 많아질 수 있다.At this time, as the plasma is formed between the electrode 22 and the second housing 21, ammonia contained in the reactant is decomposed into nitrogen and hydrogen, and hydrogen may be burned by the air supplied later depending on the degree of the plasma reaction . The greater the power applied to the electrode 22, the greater the plasma reaction occurs and the greater the amount of decomposition of ammonia.

제2 하우징(21)은 전극(22)의 전방에서 열교환부(10)를 향하여 점진적으로 좁아지는 구조로 형성되고, 끝에 생성물 전달구(212)를 형성한다. 따라서 전극(22)의 전방과 생성물 전달구(212) 사이에 넓은 공간에 형성되는 플라즈마에 의하여 암모니아가 질소와 수소로 분해하고, 또한 수소가 연소된다.The second housing 21 is formed to be gradually narrowed from the front of the electrode 22 toward the heat exchange unit 10, and a product delivery port 212 is formed at the end. Therefore, ammonia is decomposed into nitrogen and hydrogen by the plasma formed in the space between the front of the electrode 22 and the product delivery port 212, and hydrogen is burned.

전극(22)에 인가되는 전력을 줄이기 위하여, 플라즈마 반응부(20)는 열적 환경에 따라, 공기, 또는 공기와 연료를 더 공급할 수 있다. 추가로 공급되는 공기 및 연료는 플라즈마 반응에 이어, 생성물, 즉 분해된 수소의 연소를 촉진할 수 있다.In order to reduce the power applied to the electrode 22, the plasma reactor 20 may further supply air or air and fuel according to a thermal environment. The additional air and fuel may promote the combustion of the product, i.e., the decomposed hydrogen, following the plasma reaction.

이를 위하여, 플라즈마 반응부(20)는 공기를 공급하는 공기 공급구(213)와 연료를 공급하는 연료 공급구(214)를 더 포함한다. 예를 들면, 공기 공급구(213)는 제2 하우징(21)의 생성물 전달구(212)의 외곽에 형성되어, 연결관(17)을 통하여 생성물 전달구(212)에 공기 통로(15)를 연결한다. 따라서 공기 통로(15)에서 가열된 공기가 연결관(17) 및 공기 공급구(213)를 통하여 생성물 전달구(212)로 공급된다. 연료 공급구(214)는 제2 하우징(21)의 생성물 전달구(212)의 전방에 형성되어 연료를 공급한다.To this end, the plasma reactor 20 further includes an air supply port 213 for supplying air and a fuel supply port 214 for supplying fuel. For example, the air supply port 213 is formed on the outer side of the product delivery port 212 of the second housing 21, and the air passage 15 is formed in the product delivery port 212 through the connection pipe 17 Connect. Thus, the air heated in the air passage 15 is supplied to the product delivery port 212 through the connection pipe 17 and the air supply port 213. The fuel supply port 214 is formed in front of the product delivery port 212 of the second housing 21 to supply fuel.

플라즈마 반응부(20)는 반응물의 플라즈마 반응 후, 열적 조건에 따라 공기 공급구(213)로 공기만을 공급하여 생성물인 수소를 연소시킬 수도 있고, 공기 공급구(213)와 연료 공급구(214)로 공기와 연료를 함께 공급하여 수소를 연소시킬 수도 있다.After the plasma reaction of the reactant, the plasma reaction unit 20 may supply only air to the air supply port 213 according to the thermal condition to burn hydrogen as a product. The air supply port 213 and the fuel supply port 214, Air and fuel may be supplied together to burn hydrogen.

또한, 일 실시예의 암모니아 스크러버는 열교환부(10)와 플라즈마 반응부(20) 사이에 촉매부(30)를 더 구비할 수 있다. 예를 들면, 촉매부(30)는 내부 하우징(131)과 플라즈마 반응부(20) 사이에 구비될 수 있다.In addition, the ammonia scrubber of the embodiment may further include a catalyst unit 30 between the heat exchange unit 10 and the plasma reaction unit 20. For example, the catalyst unit 30 may be provided between the inner housing 131 and the plasma reaction unit 20.

따라서 플라즈마 반응부(20)에서 분해된 질소와 수소 및 열은 촉매부(30)로 전달된다. 예를 들면, 촉매부(30)는 하니콤 구조로 형성될 수 있다. 촉매부(30)는 제2 하우징(21)의 생성물 전달구(212)로 배출되는 수소를 추가로 연소시킬 수 있다.Accordingly, the nitrogen, hydrogen, and heat decomposed in the plasma reaction unit 20 are transferred to the catalytic unit 30. For example, the catalyst portion 30 may be formed in a honeycomb structure. The catalytic portion 30 may further burn hydrogen discharged to the product delivery port 212 of the second housing 21. [

촉매부(30)는 플라즈마 반응부(20)에서 비교적 저전력 소모로 암모니아를 분해하여 수소를 연소시킨 후, 추가적으로 수소를 연소시킴으로써, 플라즈마 반응부(20)에서의 전력 소모를 크게 줄일 수 있다.The catalytic unit 30 can reduce power consumption in the plasma reaction unit 20 by burning hydrogen after decomposing ammonia at a relatively low power consumption in the plasma reactor 20, and further burning hydrogen.

열교환부(10)에서, 내부 하우징(131)은 촉매부(30)의 반대측에 최종 배출구(18)를 구비한다. 최종 배출구(18)는 암모니아에서 분해된 질소와, 암모니아에서 분해된 수소의 연소 후 생성되는 물을 배출한다.In the heat exchange portion 10, the inner housing 131 has a final outlet 18 on the opposite side of the catalytic portion 30. The final outlet 18 discharges nitrogen, which is decomposed in ammonia, and water, which is produced after combustion of hydrogen decomposed in ammonia.

한편, 열교환부(10), 촉매부(30), 플라즈마 반응부(20)는 최외곽을 형성하는 단열층(40)을 더 포함한다. 단열층(40)은 열교환부(10), 촉매부(30), 플라즈마 반응부(20)의 외곽을 단열하여, 각 부분에서의 반응성을 향상시킨다.The heat exchange unit 10, the catalyst unit 30, and the plasma reaction unit 20 further include a heat insulating layer 40 forming an outermost layer. The heat insulating layer 40 insulates the outer portions of the heat exchange portion 10, the catalytic portion 30, and the plasma reaction portion 20 to improve the reactivity at each portion.

도 2는 도 1에서 반응물, 공기, 연료 및 생성물의 흐름을 나타내는 작동 상태의 단면도이다. 도 2를 참조하여 암모니아 스크러버의 작동을 설명하면, 반응물 유입구(11)로 반응물이 유입된다(f1).Figure 2 is a cross-sectional view of the operating state of the reactant, air, fuel, and product flow in Figure 1; Referring to FIG. 2, the operation of the ammonia scrubber will be described. The reactant flows into the reactant inlet 11 (f1).

반응물은 열교환부(10)의 반응물 경유관(12)을 경유하면서 내부 하우징(131)에서 배출되는 생성물과 열교환되어 고온으로 변화된다(f2). 고온의 반응물은 반응물 공급 라인(14)을 경유하여 플라즈마 반응부(20)의 반응물 공급구(211)로 공급된다(f3).The reactant is heat exchanged with the product discharged from the inner housing 131 via the reactant diesel pipe 12 of the heat exchange unit 10 and is changed to a high temperature (f2). The high-temperature reactant is supplied to the reactant supply port 211 of the plasma reactor 20 via the reactant supply line 14 (f3).

고온의 반응물은 반응물 공급구(211)를 통하여 제2 하우징(21)과 전극(22) 사이로 공급되고, 플라즈마 반응에 의하여 반응물에 포함된 암모니아는 질소와 수소로 분해되고, 일부 수소는 연소된다(f4).The high temperature reactant is supplied to the second housing 21 and the electrode 22 through the reactant supply port 211. The ammonia contained in the reactant is decomposed into nitrogen and hydrogen by the plasma reaction and some hydrogen is burned f4).

생성물인 질소, 수소 및 열은 생성물 전달구(212)로 배출되며, 이때, 공기 공급구(213)로 공급되는 공기에 의하여 생성물 전달구(212) 내에서 수소가 연소되고(f5), 이에 더하여 연료 공급구(214)로 공급되는 연료에 의하여 생성물 전달구(212)의 전방에서 수소가 더 연소된다(f6).The product nitrogen, hydrogen, and heat are discharged to the product delivery port 212. At this time, hydrogen is burned in the product delivery port 212 by the air supplied to the air supply port 213 (f5) Hydrogen is further burned in front of the product delivery port 212 by the fuel supplied to the fuel supply port 214 (f6).

3가지 연소(f4, f5, f6) 중 적어도 하나의 연소 공정을 경유하고 남은 수소는 촉매부(30)에서 연소된다(f7). 이와 같이 본 실시예의 암모니아 스크러버는 반응물에 포함된 암모니아를 제거하서 폐수를 발생시키지 않고, 처리 비용을 낮출 수 있다.The remaining hydrogen via the combustion process of at least one of the three combustion f4, f5, and f6 is combusted in the catalyst section 30 (f7). As described above, the ammonia scrubber of the present embodiment can remove the ammonia contained in the reactant to generate waste water, thereby lowering the treatment cost.

4가지 연소(f4, f5, f6, f7) 중 적어도 하나의 연소 공정을 경유한 생성물인 질소와 물 열은 열교환부(10)의 내부 하우징(11)을 경유하여 최종 배출구(18)로 배출된다.Nitrogen and water heat, which are products through the combustion process of at least one of the four combustion f4, f5, f6 and f7, are discharged to the final discharge port 18 via the inner housing 11 of the heat exchange unit 10 .

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.

10: 열교환부 11: 반응물 유입구
12: 반응물 경유관 13, 21: 제1 하우징
14: 반응물 공급 라인 15: 공기 통로
16: 공기 유입구 17: 연결관
18: 최종 배출구 20: 플라즈마 반응부
30: 촉매부
22: 전극 131: 내부 하우징
132: 외부 하우징 211: 반응물 공급구
212: 생성물 전달구 213: 공기 공급구
214: 연료 공급구10: heat exchanger 11: reactant inlet
12: Reactor gas piping 13, 21: First housing
14: Reactant supply line 15: Air passage
16: air inlet 17: connector
18: final outlet 20: plasma reactor
30:
22: electrode 131: inner housing
132: outer housing 211: reactant supply port
212: product delivery port 213: air supply port
214: fuel supply port

Claims (10)

생성물의 열을 반응물로 전달하는 열교환부; 및
플라즈마 반응을 통하여, 상기 열교환부로 공급되는 상기 반응물에 포함된 암모니아를 분해하고 상기 생성물의 일부를 연소시키는 플라즈마 반응부
를 포함하며,
상기 열교환부는,
공급되는 반응물을 통과시키면서 열교환하는 반응물 경유관들, 및
상기 반응물 경유관들을 수용하고 상기 플라즈마 반응부에 연결되어 상기 반응물 경유관들 사이를 경유한 상기 생성물을 배출하는 제1 하우징을 포함하며,
상기 제1 하우징은,
상기 반응물 경유관들을 수용하는 내부 하우징, 및
상기 내부 하우징의 외벽에 이격되어 공기를 공급하는 공기 통로를 형성하여 상기 내부 하우징을 수용하는 외부 하우징
을 포함하는 암모니아 스크러버.
A heat exchanger for transferring the heat of the product to the reactant; And
A plasma reaction unit for decomposing ammonia contained in the reactant supplied to the heat exchanging unit through a plasma reaction and burning a part of the product,
/ RTI >
The heat-
Reactant gas pipelines for heat exchange while passing the supplied reactants, and
And a first housing for receiving the reactant gas piping and connected to the plasma reacting unit to discharge the product passing through the reactant gas piping,
The first housing includes:
An inner housing for accommodating the reaction-through tubes, and
An outer housing which houses the inner housing and forms an air passage which is spaced apart from the outer wall of the inner housing to supply air,
≪ / RTI >
제1항에 있어서,
상기 열교환부는,
상기 반응물 경유관으로 공급하는 상기 반응물을 유입하는 반응물 유입구, 및
상기 반응물 경유관들을 경유한 고온의 반응물을 상기 플라즈마 반응부에 공급하는 반응물 공급 라인
을 더 포함하는 암모니아 스크러버.
The method according to claim 1,
The heat-
A reactant inlet through which the reactant supplied to the reaction tube is introduced, and
And a reactant supply line for supplying a high-temperature reactant via the reactant-
Further comprising an ammonia scrubber.
삭제delete 제2항에 있어서,
상기 열교환부는,
상기 외부 하우징에 설치되어 상기 공기 통로에 연결되어 공기를 공급하는 공기 공급구를 더 포함하는 암모니아 스크러버.
3. The method of claim 2,
The heat-
And an air supply port installed in the outer housing and connected to the air passage to supply air.
제2항에 있어서,
상기 내부 하우징과 상기 플라즈마 반응부 사이에 구비되는 촉매부를 더 포함하는 암모니아 스크러버.
3. The method of claim 2,
Further comprising a catalytic portion disposed between the inner housing and the plasma reacting portion.
제5항에 있어서,
상기 플라즈마 반응부는,
일측에 상기 반응물 공급구를 형성하고 반대측에 상기 생성물을 전달하는 생성물 전달구를 구비하여, 상기 내부 하우징에 연결되는 제2 하우징, 및
상기 제2 하우징의 일측에 내장되어 상기 반응물을 방전기체로 하여 플라즈마를 생성하는 전극
을 포함하는 암모니아 스크러버.
6. The method of claim 5,
The plasma reaction unit includes:
A second housing connected to the inner housing and having a product delivery port for forming the reactant supply port on one side and delivering the product on the opposite side,
And an electrode for generating plasma by using the reactant as a discharger in one side of the second housing,
≪ / RTI >
제6항에 있어서,
상기 제2 하우징은,
상기 전극의 전방에서 상기 열교환부를 향하여 점진적으로 좁아지는 구조로 형성되고, 끝에 상기 생성물 전달구를 형성하고,
상기 플라즈마 반응부는,
상기 제2 하우징의 상기 생성물 전달구의 외곽에 형성되어 상기 생성물 전달구에 상기 공기 통로를 연결하는 공기 공급구, 및
상기 제2 하우징의 상기 생성물 전달구의 전방에 형성되어 연료를 공급하는 연료 공급구
를 더 포함하는 암모니아 스크러버.
The method according to claim 6,
The second housing includes:
Wherein the electrode is formed in a structure gradually narrowed from the front of the electrode toward the heat exchanger, and the product delivery port is formed at the end,
The plasma reaction unit includes:
An air supply port formed at an outer side of the product delivery port of the second housing to connect the air passage to the product delivery port,
A fuel supply port formed in front of the product delivery port of the second housing to supply fuel,
Further comprising an ammonia scrubber.
생성물의 열을 반응물로 전달하는 열교환부; 및
플라즈마 반응에 이어서 연료와 공기를 더 공급하여, 상기 열교환부로 공급되는 상기 반응물에 포함된 암모니아를 분해하고, 생성물의 일부를 연소시키는 플라즈마 반응부
를 포함하는 암모니아 스크러버.
A heat exchanger for transferring the heat of the product to the reactant; And
A plasma reaction unit that further supplies fuel and air to the plasma reaction unit to decompose ammonia contained in the reactant supplied to the heat exchanging unit and burn a part of the product,
≪ / RTI >
제8항에 있어서,
상기 열교환부와 상기 플라즈마 반응부 사이에 구비되는 촉매부를 더 포함하는 포함하는 암모니아 스크러버.
9. The method of claim 8,
Further comprising a catalyst part provided between the heat exchanging part and the plasma reaction part.
제9항에 있어서,
상기 열교환부, 상기 촉매부, 및 상기 플라즈마 반응부는,
최외곽을 형성하는 단열층을 더 포함하는 암모니아 스크러버.10. The method of claim 9,
The heat exchanging unit, the catalytic unit,
Further comprising a heat insulating layer forming an outermost periphery.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH084713B2 (en) * 1991-07-12 1996-01-24 マシネン−ウント アンラーゲンバウ グリマ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method and apparatus for detoxifying waste gas from a waste incinerator
JP2005161181A (en) * 2003-12-02 2005-06-23 Canon Inc Gas decomposition treatment system
JP2005238111A (en) * 2004-02-26 2005-09-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd Deodorization method and apparatus for odor gas
JP2009127585A (en) * 2007-11-27 2009-06-11 Mitsubishi Electric Corp Exhaust emission control device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH084713B2 (en) * 1991-07-12 1996-01-24 マシネン−ウント アンラーゲンバウ グリマ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method and apparatus for detoxifying waste gas from a waste incinerator
JP2005161181A (en) * 2003-12-02 2005-06-23 Canon Inc Gas decomposition treatment system
JP2005238111A (en) * 2004-02-26 2005-09-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd Deodorization method and apparatus for odor gas
JP2009127585A (en) * 2007-11-27 2009-06-11 Mitsubishi Electric Corp Exhaust emission control device

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