KR101607641B1 - Burn-wet type scrubber - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 반도체 제조 공정에서 발생되는 삼불화질소(NF3)와 같은 지구온난화 물질을 효과적으로 제거하는 연소 후 수처리형 스크러버를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버는, C와 H를 포함하는 연료와 산화제를 공급하여 N과 F를 포함하는 대상물질을 연소시켜 HF, H2O와 N2로 전환하는 제1하우징, 및 상기 산화제의 일부와 상기 연료의 일부로 플라즈마를 발생시켜 연료를 개질하여 H2 생성하고, 상기 연소과정에서 발생하는 NOx와 상기 H2를 선택적 비촉매 환원(SNCR)으로 반응시켜 NOx를 제거하는 개질부를 포함하고, 상기 제1하우징은, 대상물질을 공급하는 내부 통로, 및 상기 내부 통로의 일측에서 상기 대상물질을 연소시켜 제1화염을 형성하도록 연료와 산화제를 공급하는 연료 통로와 산화제 통로를 구비한다.An object of the present invention is to provide a post-combustion water treatment scrubber that effectively removes global warming substances such as nitrogen trifluoride (NF3) generated in a semiconductor manufacturing process. The post-combustion water treatment type scrubber according to an embodiment of the present invention is a scrubber for purifying HF, H 2 O and N 2 by burning a target material containing N and F by supplying a fuel containing C and H and an oxidizing agent 1 housing, and a portion of the oxidant and a portion of the fuel to reform the fuel to produce H 2 And a reforming unit for removing NOx by reacting NOx generated in the combustion process with selective non-catalytic reduction (SNCR) by H 2 , wherein the first housing includes an internal passage for supplying a target material, And a fuel passage and an oxidant passage for supplying the fuel and the oxidant to burn the object material on one side of the inner passage to form a first flame.

Description

연소 후 수처리형 스크러버{BURN-WET TYPE SCRUBBER}BURN-WET TYPE SCRUBBER < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 연소 후 수처리형 스크러버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정에서 발생되는 삼불화질소(NF3)와 같은 지구온난화 물질을 제거하는 연소 후 수처리형 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to a post-combustion water treatment scrubber, and more particularly, to a post-combustion water treatment scrubber for removing global warming substances such as nitrogen trifluoride (NF 3 ) generated in a semiconductor manufacturing process.

일반적으로 반도체 제조 공정은 NF3 등과 같은 지구온난화 물질을 발생시킨다. NF3 등과 같은 지구온난화 물질은 연소 후 수처리(burn-wet) 방식으로 제거될 수 있다.Generally, semiconductor manufacturing processes generate global warming substances such as NF 3 . Global warming materials such as NF 3 can be removed by burn-wet method after combustion.

알려진 연소 후 수처리형(burn-wet type) 스크러버는 천연가스를 공급하여 NF3 등과 같은 지구온난화 물질을 연소시켜 제거한다. 이 경우, 연소 과정에서 질소산화물(NOx)이 나오고, 또한 NF3 자체가 가지고 있는 N2에 의하여 NOx이 대량으로 발생된다.Known burn-wet type scrubbers burn natural global warming substances such as NF 3 by burning natural gas. In this case, nitrogen oxides (NOx) are produced in the combustion process, and NOx is generated in a large amount by the N 2 contained in the NF 3 itself.

이러한 NOx를 제거하는데, 통상적으로 환원제와 NOx를 반응시켜서, NOx를 물(H2O)과 질소(N2)로 전환하는 방식이 이용되고 있다. 대량으로 발생되는 NOx의 제거율이 낮아지면 NOx에 의하여 2차 오염이 발생될 수 있다.In order to remove such NOx, a method of converting NOx into water (H 2 O) and nitrogen (N 2 ) by reacting a reducing agent with NOx is generally used. If the removal rate of NOx generated in large quantities is lowered, secondary pollution may be caused by NOx.

본 발명의 목적은 반도체 제조 공정에서 발생되는 삼불화질소(NF3)와 같은 지구온난화 물질을 효과적으로 제거하는 연소 후 수처리형 스크러버를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a post-combustion water treatment scrubber for efficiently removing global warming substances such as nitrogen trifluoride (NF 3 ) generated in a semiconductor manufacturing process.

또한 본 발명의 다른 목적은 삼불화질소(NF3)와 같은 지구온난화 물질을 제거할 때 발생되는 NOx를 효과적으로 제거하여, 2차 오염을 방지하는 연소 후 수처리형 스크러버를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a post-combustion water treatment scrubber which effectively removes NOx generated when removing global warming substances such as nitrogen trifluoride (NF 3 ), thereby preventing secondary contamination.

본 발명의 일 실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버는, C와 H를 포함하는 연료와 산화제를 공급하여 N과 F를 포함하는 대상물질을 연소시켜 HF, H2O와 N2로 전환하는 제1하우징, 및 상기 산화제의 일부와 상기 연료의 일부로 플라즈마를 발생시켜 연료를 개질하여 H2를 생성하고, 상기 NOx와 상기 H2를 선택적 비촉매 환원(SNCR) 반응으로 작용시켜 상기 연소과정에서 발생하는 NOx를 제거하는 개질부를 포함하고, 상기 제1하우징은, 대상물질을 공급하는 내부 통로, 및 상기 내부 통로의 일측에서 상기 대상물질을 연소시켜 제1화염을 형성하도록 연료와 산화제를 공급하는 연료 통로와 산화제 통로를 구비한다.The post-combustion water treatment type scrubber according to an embodiment of the present invention is a scrubber for purifying HF, H 2 O and N 2 by burning a target material containing N and F by supplying a fuel containing C and H and an oxidizing agent A housing and a portion of the oxidant and a portion of the fuel to generate H 2 by modifying the fuel to cause the NO x and H 2 to act as a selective non-catalytic reduction (SNCR) Wherein the first housing comprises an internal passage for supplying a target substance and a reforming portion for removing fuel from the fuel to supply the fuel and the oxidant to form the first flame by burning the target substance on one side of the internal passage, Passages and oxidant passages.

상기 개질부는 상기 제1하우징의 내부에 구비될 수 있다.The reforming unit may be provided inside the first housing.

상기 내부 통로는 상기 제1하우징에서 중심에 길이 방향으로 형성되고, 상기 연료통로와 상기 산화제 통로는 상기 내부 통로의 외측에 서로 나란하게 길이 방향으로 형성될 수 있다.The internal passageway is longitudinally formed at the center of the first housing, and the fuel passage and the oxidant passage may be formed longitudinally in parallel to each other outside the internal passage.

상기 내부 통로는 원통으로 형성되고, 상기 연료 통로는 원통 둘레를 따라 이격되어 복수로 배치되며, 상기 산화제 통로는 상기 연료 통로의 일측에서 원통 둘레를 따라 이격되어 복수로 배치될 수 있다.The internal passages are formed in a cylindrical shape, and the fuel passages are arranged in a plurality of positions spaced apart along the circumference of the cylinder, and the oxidant passages may be arranged in a plurality of positions spaced along the circumference of the cylinder at one side of the fuel passages.

상기 연료 통로와 상기 산화제 통로는 원통 둘레를 따라 서로 어긋나게 배치될 수 있다.The fuel passage and the oxidant passage may be arranged to be shifted from each other along the circumference of the cylinder.

상기 연료 통로는 상기 제1하우징의 직경 방향 내측에 배치되고, 상기 산화제 통로는 상기 제1하우징의 직경 방향에서 상기 연료 통로의 외측에 배치될 수 있다.The fuel passage may be disposed radially inward of the first housing, and the oxidant passage may be disposed outside the fuel passage in the radial direction of the first housing.

복수의 연료 통로들은 연료가 공급되는 일측에 구비되는 제1서지 챔버에 연결될 수 있다.The plurality of fuel passages may be connected to a first surge chamber provided on one side to which fuel is supplied.

복수의 산화제 통로들은 산화제가 공급되는 일측에 구비되는 제2서지 챔버에 연결될 수 있다.The plurality of oxidant passages may be connected to a second surge chamber provided on one side to which the oxidant is supplied.

상기 개질부는, 상기 내부 통로에 수용되어 상기 내부 통로의 선단으로 플라즈마에 의하여 개질되어 H2와 CO를 포함하는 제2화염을 분출할 수 있다.The reforming part is accommodated in the internal passage and reformed by the plasma toward the tip of the internal passage to eject a second flame including H 2 and CO.

상기 개질부는, 상기 제1하우징의 선단보다 설정된 길이(ΔL)만큼 더 돌출되어 상기 제1화염 속으로 상기 제2화염을 분출할 수 있다.The reforming unit may protrude a predetermined length? L from the tip of the first housing to eject the second flame into the first flame.

상기 개질부는 회전 유동 아크로 플라즈마를 발생시키도록 구성된다.The reformer is configured to generate a rotating flow arc plasma.

상기 개질부는, 전기적으로 접지되고 상기 제2화염을 분출하는 제2하우징, 및 상기 제2하우징에 내장되고 상기 제2하우징의 내면과의 사이에 방전갭을 형성하여 전압이 인가되며, 상기 방전갭에서 회전 유동 아크로 플라즈마를 발생시키는 전극을 포함할 수 있다.The reformer includes a second housing that is electrically grounded and ejects the second flame and a second housing that is embedded in the second housing and forms a discharge gap between the inner surface of the second housing and a voltage is applied, And an electrode for generating a rotating fluidized arc plasma in the chamber.

상기 제2하우징은, 상기 전극을 수용하는 측에서는 원통 관체로 형성되고, 상기 원통 관체에서 단부까지는 직경이 좁아지는 테이퍼 관체로 형성될 수 있다.The second housing may be formed as a cylindrical tube on the side where the electrode is received, and may be formed as a tapered tube whose diameter is narrower from the cylindrical tube to the end.

상기 개질부는 상기 제1하우징의 외부에 구비되고, 상기 제1하우징의 중심에 길이 방향으로 형성되어 대상물질을 공급하는 내부 통로에 설치되는 개질가스관에 연결되며, 상기 개질가스관은 상기 내부 통로의 선단으로 개질가스를 공급할 수 있다.The reforming unit is provided outside the first housing and is connected to a reforming gas pipe formed in an inner passage formed in the longitudinal direction at the center of the first housing to supply an object material, It is possible to supply the reforming gas.

상기 제1하우징의 외부에 구비되는 제3하우징을 더 포함하고, 상기 개질부는상기 제3하우징의 외부에 구비되고, 상기 제3하우징을 관통하여 상기 제1하우징의 일측에 개질가스를 공급하는 개질가스관에 연결되며, 상기 개질가스관은 상기 제1하우징의 일측에 개질가스를 공급할 수 있다.The reforming apparatus according to claim 1, further comprising a third housing provided outside the first housing, wherein the reforming unit is provided outside the third housing, and the reforming unit supplies the reformed gas to one side of the first housing through the third housing And the reformed gas pipe may supply the reformed gas to one side of the first housing.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 제1하우징에서 대상물질(예, NF3)을 연료와 산화제로 연소시켜 대상물질을 제거하며, 이때 개질부에서 플라즈마를 발생시켜 개질가스에 포함된 수소(H2)를 NOx에 선택적 비촉매 환원(SNCR) 반응으로 작용시켜, NOx를 효과적으로 제거할 수 있다.As described above, in an embodiment of the present invention, a target material (e.g., NF 3 ) is burned in a first housing by using a fuel and an oxidizing agent to remove a target material. At this time, a plasma is generated in the reforming section, H 2 ) to NO x as a selective non-catalytic reduction (SNCR) reaction, thereby effectively removing NO x.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버의 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1에 적용되는 개질부를 확대한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버의 단면도이다.
1 is a cross-sectional view of a post-combustion water treatment scrubber according to a first embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the modified portion of FIG. 1.
4 is a cross-sectional view of a post-combustion water treatment scrubber according to a second embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a post-combustion water treatment scrubber according to a fifth embodiment of the present invention.

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 제1실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 제1실시예의 연소 후 수처리형 스크러버(1)는 지구온난화 물질, 즉 처리 대상물질을 연소시켜 NOx를 발생시키는 제1하우징(10), 및 제1하우징(10)의 내부에 구비되어 플라즈마를 발생시켜 NOx를 제거하는 개질부(20)를 포함한다.1 is a cross-sectional view of a post-combustion water treatment scrubber according to a first embodiment of the present invention. 1, the post-combustion water treatment type scrubber 1 of the first embodiment includes a first housing 10 for burning a global warming substance, that is, a substance to be treated to generate NOx, And a reforming unit 20 for generating NOx by generating plasma.

즉 제1실시예의 연소 후 수처리형 스크러버(1)는 내부에 개질부(20)를 구비하여, 공급되는 대상물질을 제1하우징(10)에서 연소시켜 발생되는 제1화염(F1)의 내부로 제2화염(F2)에 포함되는 H2를 공급하여, 제1화염(F1) 이후에서 NOx와 H2를 선택적 비촉매 환원(SNCR, selective non catalytic reduction) 반응시켜, NOx를 제거한다.In other words, the post-combustion water treatment scrubber 1 of the first embodiment has the reforming unit 20 therein, and the reforming unit 20 is provided inside the first flame F1 generated by burning the target material to be supplied in the first housing 10 H 2 contained in the second flame F 2 is supplied to perform selective non catalytic reduction (SNCR) of NO x and H 2 after the first flame F 1 to remove NO x.

이를 위하여, 제1하우징(10)으로 공급되는 연료(예를 들면, 천연가스)의 일부를 개질부(20)로 공급하여 부분 산화 조건으로 산화제(예를 들면, 공기)를 개질부(20)에 추가 공급하면, 연료는 수소(H2)를 주 성분으로 하고 일산화탄소(CO)를 포함하는 고온의 개질가스로 변환된다.A part of the fuel (for example, natural gas) supplied to the first housing 10 is supplied to the reforming unit 20 so that the oxidizing agent (for example, air) The fuel is converted into a high-temperature reformed gas containing hydrogen (H 2 ) as a main component and containing carbon monoxide (CO).

이 고온의 개질가스는 제1하우징(10)의 내부에서 제1하우징(10)의 끝으로 공급되어, 제1하우징(10)의 끝에서 일어나는 제1화염(F1)의 연소 점화원으로 작용하며, 또한 제1하우징(10)의 끝에서 일어나는 대상물질의 연소에 따라 생성되는 NOx를 제거하는 환원제로 작용한다.This high temperature reforming gas is supplied from the interior of the first housing 10 to the end of the first housing 10 to serve as a combustion ignition source for the first flame F1 which occurs at the end of the first housing 10, And also acts as a reducing agent for removing NOx generated by combustion of the target material occurring at the end of the first housing 10.

연소 후 수처리형 스크러버(1)에서, 탄소(C)와 수소(H)를 포함하는 천연가스가 연료로 사용될 수 있다. 천연가스는 메탄(CH4)을 주성분으로 하고, 에탄(C2H6) 및 프로판(C3H8) 등을 포함하는 포화탄화수소의 혼합물이다. 제거 대상인 대상물질은 삼불화질소(NF3)일 수 있다.In the post-combustion water treatment type scrubber 1, natural gas containing carbon (C) and hydrogen (H) can be used as the fuel. Natural gas is a mixture of saturated hydrocarbons containing methane (CH 4 ) as its main component and containing ethane (C 2 H 6 ) and propane (C 3 H 8 ). Removal target substance may be a nitrogen trifluoride (NF 3).

천연가스를 연료로 하여 산화제(예를 들면, 공기)를 제1하우징(10)에 공급하여, 반도체 제조 공정에서 발생되는 NF3를 제1하우징(10)의 일측(예를 들면, 전방)에서 연소시키면, 연료, 산화제 및 NF3는 연소과정에서 HF, H2O와 N2로 전환되면서 NOx를 발생시킨다. 또한 NF3는 자체가 가지고 있는 N2에 의하여 NOx를 대량으로 발생시킨다.An oxidant (for example, air) is supplied to the first housing 10 using natural gas as a fuel so that NF 3 generated in the semiconductor manufacturing process is supplied from one side (for example, front side) of the first housing 10 When burned, the fuel, oxidant and NF 3 convert to HF, H 2 O and N 2 in the combustion process and generate NO x. In addition, NF 3 generates a large amount of NOx by its own N 2 .

NOx를 제거하기 위하여, 제1하우징(10)은 중심에 길이 방향으로 형성되어 대상물질을 공급하는 내부 통로(11), 및 내부 통로(11)의 외측에 서로 나란하게 길이 방향으로 형성되는 연료 통로(12)와 산화제 통로(13)를 구비한다.In order to remove NOx, the first housing 10 is provided with an inner passage 11 formed in the longitudinal direction at the center to supply the target material, and a fuel passage (not shown) formed longitudinally in parallel with each other outside the inner passage 11. [ (12) and an oxidant passage (13).

내부 통로(11), 연료 통로(12) 및 산화제 통로(13)는 제1하우징(10)의 전방에서 개방되어, 대상물질과 연료 및 산화제를 제1하우징(10)의 전방으로 각각 공급한다. 따라서 제1하우징(10)의 전방에서 대상물질이 연소되어, 제1하우징(10)의 전방에 제1화염(F1)이 형성된다.The internal passage 11, the fuel passage 12 and the oxidant passage 13 are opened in front of the first housing 10 to supply the object substance and the fuel and the oxidant to the front of the first housing 10, respectively. Accordingly, the object material is burned in front of the first housing 10, so that the first flame F1 is formed in front of the first housing 10.

도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1하우징(10)에서 내부 통로(11)는 원통으로 형성되고, 연료 통로(12)는 제1하우징(10)의 원통 둘레를 따라 이격되어 복수로 배치되며, 산화제 통로(13)는 연료 통로(12)의 일측에서 제1하우징(10)의 원통 둘레를 따라 이격되어 복수로 배치된다.2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG. 1 and 2, in the first housing 10, the inner passage 11 is formed in a cylindrical shape, and the fuel passages 12 are arranged in plural in the circumference of the cylinder of the first housing 10 And the oxidant passage 13 are arranged in plural in the circumference of the cylinder of the first housing 10 at one side of the fuel passage 12. [

예를 들면, 연료 통로(12)와 산화제 통로(13)는 원통 둘레를 따라 등간격으로 배치되어 제1하우징(10)의 끝에서 제1하우징(10)의 둘레를 따라 연료를 균등하게 공급하고, 또한 산화제를 균등하게 공급할 수 있다.For example, the fuel passage 12 and the oxidant passage 13 are equally spaced along the circumference of the cylinder to uniformly supply the fuel along the circumference of the first housing 10 at the end of the first housing 10 , And the oxidizing agent can be supplied evenly.

연료 통로(12)와 산화제 통로(13)는 제1하우징(10)의 원통 둘레를 따라 직경 방향으로 서로 어긋나게 배치된다. 이때, 연료 통로(12)는 제1하우징(10)의 직경 방향 내측에 배치되고, 산화제 통로(13)는 제1하우징(10)의 직경 방향에서 연료 통로(12)의 외측에 배치된다. 따라서 제1하우징(10)의 둘레 전체 범위에서, 연료와 산화제는 균일하게 혼합될 수 있다.The fuel passage (12) and the oxidant passage (13) are arranged to be shifted from each other in the radial direction along the circumference of the cylinder of the first housing (10). At this time, the fuel passage 12 is disposed radially inward of the first housing 10, and the oxidant passage 13 is disposed outside the fuel passage 12 in the radial direction of the first housing 10. Thus, in the entire perimeter of the first housing 10, the fuel and oxidizer can be uniformly mixed.

복수의 연료 통로들(12)은 연료가 공급되는 제1하우징(10)의 일측에 구비되는 제1서지 챔버(121)에 연결된다. 제1서지 챔버(121)는 제1하우징(10)에서 내부 통로(11)의 외측에 형성되어 공급되는 연료를 일시적으로 저류시켜, 복수의 연료 통로들(12)로 공급되는 연료량을 균일하게 한다.The plurality of fuel passages 12 are connected to the first surge chamber 121 provided at one side of the first housing 10 to which the fuel is supplied. The first surge chamber 121 is formed outside the internal passage 11 in the first housing 10 to temporarily store the supplied fuel to uniformize the amount of fuel supplied to the plurality of fuel passages 12 .

복수의 산화제 통로들(13)은 산화제가 공급되는 제1하우징(10)의 일측에 구비되는 제2서지 챔버(131)에 연결된다. 제2서지 챔버(131)는 제1하우징(10)에서 연료 통로들(12)의 외측에 형성되어 공급되는 산화제를 일시적으로 저류시켜, 복수의 산화제 통로들(13)로 공급되는 산화제량을 균일하게 한다.The plurality of oxidant passages 13 are connected to a second surge chamber 131 provided at one side of the first housing 10 to which the oxidant is supplied. The second surge chamber 131 temporarily stores the oxidant supplied to the outside of the fuel passages 12 in the first housing 10 to temporarily store the amount of oxidant supplied to the plurality of oxidant passages 13 .

도 3은 도 1에 적용되는 개질부를 확대한 단면도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 개질부(20)는 제1하우징(10)의 내부 통로(11)에 수용되어 내부 통로(11)의 선단으로, 플라즈마에 의하여 개질되어 H2와 CO를 포함하는 제2화염(F2)을 분출하도록 구성된다.FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the modified portion of FIG. 1. 1 and 3, the reforming unit 20 is accommodated in the inner passage 11 of the first housing 10 and is modified by plasma to the tip of the inner passage 11 to contain H 2 and CO The second flame F2 is discharged.

이때, 개질부(20)는 제1하우징(10)의 선단보다 설정된 길이(ΔL)만큼 더 돌출되어, 제1화염(F1) 속으로 제2화염(F2)을 분출한다. 개질가스로 이루어지는 제2화염(F2)은 제1하우징(10)의 끝으로 공급되어, 제1하우징(10)의 끝에서 일어나는 제1화염(F1)의 연소 점화원으로 작용한다. 또한 개질가스는 제1하우징(10)의 끝에서 일어나는 대상물질의 연소에 생성되는 NOx를 제거하는 환원제로 작용한다. 따라서 NF3와 같은 지구온난화 물질이 효과적으로 제거되고, 또한 NOx가 효과적으로 제거될 수 있다.At this time, the reforming unit 20 further protrudes by a predetermined length? L from the front end of the first housing 10 and ejects the second flame F2 into the first flame F1. The second flame F2 composed of the reformed gas is supplied to the end of the first housing 10 and serves as a combustion ignition source of the first flame F1 which occurs at the end of the first housing 10. [ Also, the reforming gas acts as a reducing agent for removing NOx generated in the combustion of the target material occurring at the end of the first housing 10. [ Therefore, global warming substances such as NF 3 can be effectively removed, and NO x can be effectively removed.

개질부(20)는 회전 유동 아크로 플라즈마를 발생시키도록 구성될 수 있다. 일례를 들면, 개질부(20)는 내부 통로(11)에 삽입되는 제2하우징(21)과, 제2하우징(21)에 내장되고 제2하우징(21)의 내면과의 사이에 방전갭(G)을 형성하는 전극(22)을 포함한다. The reforming section 20 may be configured to generate a rotating flow arc plasma. For example, the reforming section 20 has a second housing 21 inserted into the internal passage 11, and a discharge gap (not shown) built in the second housing 21 and between the inner surface of the second housing 21 G).

제2하우징(21)이 전기적으로 접지되고, 전극(22)에 전압(HV)이 인가되면, 방전갭(G)에서 산화제를 방전기체로 하여 회전 유동 아크가 발생된다. 이 회전 유동 아크에 연료를 공급함으로써 연료가 개질되어 제2화염(F2)의 상태로 분출된다.When the second housing 21 is electrically grounded and the voltage HV is applied to the electrode 22, a rotating fluid arc is generated by using the oxidant as a discharger at the discharge gap G. By supplying fuel to the rotating flow arc, the fuel is reformed and injected into the state of the second flame F2.

또한, 제2하우징(21)은 전극(22)을 수용하는 측에서는 원통 관체(211)로 형성되고, 원통 관체(211)에서 단부까지는 직경이 좁아지는 테이퍼 관체(212)로 형성된다.The second housing 21 is formed of a cylindrical tube body 211 on the side where the electrode 22 is received and a taper tube body 212 whose diameter is narrowed from the cylindrical tube body 211 to the end thereof.

제2하우징(21)의 다른 일측은 절연부재(23)를 개재하여 밀폐되며, 절연부재(23)에 전극(22)이 설치된다. 따라서 절연부재(23)는 제2하우징(21)과 전극(22)을 전기적으로 절연시키므로 방전갭(G)에서 아크의 발생을 가능하게 한다.The other side of the second housing 21 is closed through the insulating member 23 and the electrode 22 is provided on the insulating member 23. Therefore, the insulating member 23 electrically insulates the second housing 21 from the electrode 22, thereby enabling generation of an arc in the discharge gap G.

제2하우징(21)은 절연부재(23)와 방전갭(G) 사이에서 산화제를 공급하는 산화제 공급구(243)을 구비하고, 산화제 공급구(243)에 연결되는 제3서지 챔버(242)를 산화제 공급구(243)의 외곽에 구비한다.The second housing 21 has an oxidant supply port 243 for supplying an oxidant between the insulating member 23 and the discharge gap G and has a third surge chamber 242 connected to the oxidant supply port 243, Is provided at the outer periphery of the oxidant supply port (243).

산화제 공급구(243)는 제2하우징(21)에서 전극(22)을 향하여 접선 방향으로 형성되어(미도시) 제2하우징(21) 내부로 공급되는 산화제의 회전 유동을 유도한다. 제3서지 챔버(242)는 공급되는 산화제를 일시적으로 저류시켜, 복수의 산화제 공급구(243)로 회전 공급되는 산화제량을 균일하게 한다.The oxidant supply port 243 is formed in the tangential direction from the second housing 21 toward the electrode 22 to induce the rotational flow of the oxidant supplied into the second housing 21 (not shown). The third surge chamber 242 temporarily stores the supplied oxidizing agent so that the amount of the oxidizing agent supplied to the plurality of oxidizing agent supply openings 243 is uniform.

또한 제2하우징(21)은 전극(22)의 끝 부분에 대응하는 원통 관체(211)에 연료 공급구(241)를 구비한다. 연료 공급구(241)는 제1하우징(10)의 연료 공급구(241)로 공급되는 연료의 일부를 공급한다.The second housing 21 is provided with a fuel supply port 241 in the cylindrical tube body 211 corresponding to the end portion of the electrode 22. The fuel supply port 241 supplies a part of the fuel supplied to the fuel supply port 241 of the first housing 10.

연료 공급구(241)로 공급되는 연료는 산화제 통로(13)로 공급되는 연료의 일부를 제2하우징(21)의 내부로 공급되어, 산화제의 회전 유동 아크에 의하여 플라즈마를 발생시키면서 수소와 일산화탄소를 포함하는 개질가스로 변화된다.The fuel supplied to the fuel supply port 241 is supplied to the inside of the second housing 21 through a portion of the fuel supplied to the oxidant passage 13 so that hydrogen and carbon monoxide The reforming gas is changed into the reforming gas containing.

개질부(20)의 원통 관체(211)에서 생성되는 개질가스에 의한 제2화염(F2)은 제2하우징(21)의 테이퍼 관체(212)를 통하여, 제1화염(F1)의 내부로 강하게 분출될 수 있다.The second flame F2 generated by the reforming gas generated in the cylindrical tube body 211 of the reforming unit 20 is strongly injected into the first flame F1 through the taper tube body 212 of the second housing 21 Can be ejected.

따라서 제1화염(F1)은 제2화염(F2)의 내부에서 더욱 강한 점화원으로 작용할 수 있고, 동시에 개질가스에 포함된 수소(H2)로 제1하우징(10)에서 연소로 인하여 발생되는 NOx에 대하여 환원제로 작용할 수 있다. 이때 개질가스는 NOx에 선택적 비촉매 환원(SNCR) 반응으로 작용하여 NOx을 효과적으로 제거할 수 있다.Therefore, the first flame F1 can act as a stronger ignition source in the second flame F2, and at the same time, the NOx contained in the reformed gas due to the combustion in the first housing 10 due to hydrogen (H 2 ) As a reducing agent. At this time, the reformed gas acts as a selective non-catalytic reduction (SNCR) reaction to NOx, thereby effectively removing NOx.

이와 같이 제1실시예의 연소 후 수처리형 스크러버(1)는 내부통로로 대상물질을 공급하면서 제1하우징(10)의 단부에서 연료와 산화제에 의한 제1화염(F1)으로 대상물질을 연소시킨다.As described above, the post-combustion water treatment scrubber 1 of the first embodiment burns the target material with the first flame F1 by the fuel and the oxidant at the end of the first housing 10 while supplying the target material to the inner passage.

개질부(20)는 연료와 산화제를 회전 유동 아크에 의한 플라즈마로 개질하여 개질가스를 포함하는 제2화염(F2)을 제1화염(F1)에 분출함으로써, 제1화염(F1)에 포함된 NOx에 수소를 환원제로 작용시켜 NOx를 제거하여 2차 오염을 방지할 수 있다.The reforming unit 20 reforms the fuel and the oxidant into plasma by the rotating flow arc to jet the second flame F2 containing the reformed gas to the first flame F1, It is possible to prevent secondary pollution by removing NOx by operating hydrogen as a reducing agent in NOx.

이하 본 발명의 다양한 실시예에 대하여 설명한다. 이하에서는 제1실시예 및 기 설명된 실시예와 비교하여 동일한 구성에 대하여 설명을 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 비교 설명한다.Various embodiments of the present invention will be described below. Hereinafter, a description of the same configuration as that of the first embodiment and the previously described embodiments will be omitted, and a description will be given of different configurations.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 제2실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버(2)에서, 개질부(220)는 제1하우징(10)의 외부에 구비된다.4 is a cross-sectional view of a post-combustion water treatment scrubber according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, in the post-combustion water treatment scrubber 2 according to the second embodiment, the reforming unit 220 is provided outside the first housing 10.

따라서 개질부(220)는 제1하우징(10)의 중심에 길이 방향으로 형성되어 대상물질을 공급하는 내부 통로(12)에 설치되는 개질가스관(221)에 연결된다. 개질가스관(221)은 내부 통로(12)의 선단으로 개질가스를 공급할 수 있다. 즉 개질부(220)는 개질가스관(221)을 통하여 연소 후 수처리형 스크러버(2)의 내부로 수소를 포함하는 기체를 공급할 수 있다.Therefore, the reforming unit 220 is connected to the reforming gas pipe 221 formed in the longitudinal direction at the center of the first housing 10 and installed in the internal passage 12 for supplying the target material. The reformed gas pipe 221 can supply the reformed gas to the front end of the internal passageway 12. That is, the reforming unit 220 can supply the gas containing hydrogen to the inside of the water treatment scrubber 2 after combustion through the reformed gas pipe 221.

개질부(220)가 제1하우징(10)의 외부에 설치되어 개질가스관(221)으로 연결되므로 내부 통로(12)를 좁게 형성할 수 있고, 제1하우징(10)의 구조를 보다 단순하게 할 수 있다.Since the reforming unit 220 is installed outside the first housing 10 and is connected to the reforming gas pipe 221, the internal passage 12 can be narrowed and the structure of the first housing 10 can be simplified .

도 5는 본 발명의 제5실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 제3실시예에 따른 연소 후 수처리형 스크러버(3)는 제1하우징(10)의 외부에 구비되는 제3하우징(30)을 더 포함한다. 또한 개질부(320)는 제3하우징(30)의 외부에 구비된다.5 is a cross-sectional view of a post-combustion water treatment scrubber according to a fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the post-combustion water treatment scrubber 3 according to the third embodiment further includes a third housing 30 provided outside the first housing 10. The reforming unit 320 is provided outside the third housing 30.

따라서 개질부(320)는 제3하우징(30)을 관통하여 제1하우징(10)의 전방에 개질가스를 공급하는 개질가스관(321)에 연결된다. 개질가스관(321)은 제1하우징의 전방에 개질가스를 공급할 수 있다. 즉 개질부(320)는 개질가스관(321)을 통하여 연소 후 수처리형 스크러버(3)의 내부로 수소를 포함하는 기체를 공급할 수 있다.Therefore, the reforming unit 320 is connected to the reformed gas pipe 321 that passes through the third housing 30 and supplies the reformed gas to the front of the first housing 10. The reformed gas pipe 321 can supply the reformed gas to the front of the first housing. That is, the reforming unit 320 can supply the gas containing hydrogen to the inside of the water treatment scrubber 3 after combustion through the reformed gas pipe 321.

개질부(320)가 제3하우징(30)의 외부에 설치되어 제3하우징(30)을 관통하는 개질가스관(321)으로 연결되므로 제1하우징(10) 및 내부 통로(12)를 더욱 좁게 형성할 수 있고, 제1하우징(10) 및 내부 통로(12)의 구조를 보다 단순하게 할 수 있다.The reforming unit 320 is connected to the reforming gas pipe 321 which is installed outside the third housing 30 and penetrates the third housing 30 so that the first housing 10 and the internal passage 12 are formed narrower And the structure of the first housing 10 and the internal passageway 12 can be made simpler.

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.

1, 2, 3: 연소 후 수처리형 스크러버 10: 제1하우징
11: 내부 통로 12: 연료 통로
13: 산화제 통로 20, 220, 320: 개질부
21: 제2하우징 22: 전극
23: 절연부재 30: 제3하우징
121: 제1서지 챔버 131: 제2서지 챔버
211: 원통 관체 212: 테이퍼 관체
221, 321: 개질가스관 241: 산화제 공급구
242: 제3서지 챔버 F1, F2: 제1, 제2화염
G: 방전갭 ΔL: 설정된 길이
1, 2, 3: a water treatment type scrubber after combustion 10: a first housing
11: inner passage 12: fuel passage
13: oxidant passage 20, 220, 320:
21: second housing 22: electrode
23: Insulation member 30: Third housing
121: first surge chamber 131: second surge chamber
211: Cylindrical tube 212: Tapered tube
221, 321: reformed gas pipe 241: oxidant supply port
242: third surge chamber F1, F2: first and second flames
G: discharge gap ΔL: set length

Claims (15)

C와 H를 포함하는 연료와 산화제를 공급하여 N과 F를 포함하는 대상물질을 연소시켜 HF, H2O와 N2로 전환하는 제1하우징; 및
상기 산화제의 일부와 상기 연료의 일부로 플라즈마를 발생시켜 연료를 개질하여 H2 생성하고, 상기 연소과정에서 발생하는 NOx와 상기 H2를 선택적 비촉매 환원(SNCR) 반응으로 작용시켜 NOx를 제거하는 개질부
를 포함하고,
상기 제1하우징은,
대상물질을 공급하는 내부 통로, 및
상기 내부 통로의 일측에서 상기 대상물질을 연소시켜 제1화염을 형성하도록 연료와 산화제를 공급하는 연료 통로와 산화제 통로를 구비하는 연소 후 수처리형 스크러버.
A first housing for supplying a fuel containing C and H and an oxidant to convert an object material containing N and F into HF, H 2 O and N 2 ; And
A portion of the oxidant and a portion of the fuel generate a plasma to reform the fuel to produce H 2 And a reforming unit for removing NOx by acting as selective non-catalytic reduction (SNCR) reaction between NOx generated in the combustion process and H 2
Lt; / RTI >
The first housing includes:
An internal passage for supplying the object substance, and
And a fuel passage and an oxidant passage for supplying the fuel and the oxidant to burn the object material at one side of the internal passage to form the first flame, and an oxidant passage.
제1항에 있어서,
상기 개질부는
상기 제1하우징의 내부에 구비되는 연소 후 수처리형 스크러버.
The method according to claim 1,
The modifying unit
Wherein the first and second housings are provided inside the first housing.
제2항에 있어서,
상기 내부 통로는,
상기 제1하우징에서 중심에 길이 방향으로 형성되고,
상기 연료통로와 상기 산화제 통로는
상기 내부 통로의 외측에 서로 나란하게 길이 방향으로 형성되는 연소 후 수처리형 스크러버.
3. The method of claim 2,
The internal passage
The first housing being formed in the longitudinal direction at the center thereof,
Wherein the fuel passage and the oxidant passage
Wherein the inner passage is formed in the longitudinal direction in parallel with the outer side of the inner passage.
제3항에 있어서,
상기 내부 통로는 원통으로 형성되고,
상기 연료 통로는 원통 둘레를 따라 이격되어 복수로 배치되며,
상기 산화제 통로는 상기 연료 통로의 일측에서 원통 둘레를 따라 이격되어 복수로 배치되는 연소 후 수처리형 스크러버.
The method of claim 3,
The internal passage is formed as a cylinder,
Wherein the fuel passages are spaced apart from each other around the circumference of the cylinder,
Wherein the oxidant passage is disposed in a plurality of locations along the circumference of the cylinder at one side of the fuel passage.
제4항에 있어서,
상기 연료 통로와 상기 산화제 통로는 원통 둘레를 따라 직경 방향으로 서로 어긋나게 배치되는 연소 후 수처리형 스크러버.
5. The method of claim 4,
Wherein the fuel passage and the oxidant passage are arranged to be shifted from each other in the radial direction along the circumference of the cylinder.
제5항에 있어서,
상기 연료 통로는 상기 제1하우징의 직경 방향 내측에 배치되고,
상기 산화제 통로는 상기 제1하우징의 직경 방향에서 상기 연료 통로의 외측에 배치되는 연소 후 수처리형 스크러버.
6. The method of claim 5,
Wherein the fuel passage is disposed radially inward of the first housing,
Wherein the oxidant passage is disposed outside the fuel passage in the radial direction of the first housing.
제6항에 있어서,
복수의 연료 통로들은
연료가 공급되는 일측에 구비되는 제1서지 챔버에 연결되는 연소 후 수처리형 스크러버.
The method according to claim 6,
The plurality of fuel passages
And connected to a first surge chamber provided at one side to which fuel is supplied.
제6항에 있어서,
복수의 산화제 통로들은
산화제가 공급되는 일측에 구비되는 제2서지 챔버에 연결되는 연소 후 수처리형 스크러버.
The method according to claim 6,
The plurality of oxidant passages
And connected to a second surge chamber provided on one side to which an oxidant is supplied.
제3항에 있어서,
상기 개질부는,
상기 내부 통로에 수용되어 상기 내부 통로의 선단으로 플라즈마에 의하여 개질되어 H2와 CO를 포함하는 제2화염을 분출하는 연소 후 수처리형 스크러버.
The method of claim 3,
Wherein the modifying unit comprises:
And a second flame containing H 2 and CO, which is accommodated in the internal passage and reformed by plasma to the tip of the internal passage.
제9항에 있어서,
상기 개질부는,
상기 제1하우징의 선단보다 설정된 길이(ΔL)만큼 더 돌출되어 상기 제1화염 속으로 상기 제2화염을 분출하는 연소 후 수처리형 스크러버.
10. The method of claim 9,
Wherein the modifying unit comprises:
Wherein the second flame is projected further by a predetermined length? L than the front end of the first housing to eject the second flame into the first flame.
제9항에 있어서,
상기 개질부는
회전 유동 아크로 플라즈마를 발생시키도록 구성되는 연소 후 수처리형 스크러버.
10. The method of claim 9,
The modifying unit
A post-combustion water treatment scrubber configured to generate a rotating flow arc plasma.
제11항에 있어서,
상기 개질부는,
전기적으로 접지되고 상기 제2화염을 분출하는 제2하우징, 및
상기 제2하우징에 내장되고 상기 제2하우징의 내면과의 사이에 방전갭을 형성하여 전압이 인가되며, 상기 방전갭에서 회전 유동 아크로 플라즈마를 발생시키는 전극을 포함하는 연소 후 수처리형 스크러버.
12. The method of claim 11,
Wherein the modifying unit comprises:
A second housing that is electrically grounded and ejects the second flame,
And an electrode embedded in the second housing and forming a discharge gap with the inner surface of the second housing to apply a voltage and generate a rotating flow arc plasma in the discharge gap.
제12항에 있어서
상기 제2하우징은,
상기 전극을 수용하는 측에서는 원통 관체로 형성되고,
상기 원통 관체에서 단부까지는 직경이 좁아지는 테이퍼 관체로 형성되는 연소 후 수처리형 스크러버.
The method of claim 12, wherein
The second housing includes:
The electrode is formed as a cylindrical tube on the side where the electrode is accommodated,
And a tapered tubular body having a smaller diameter from the cylindrical tube to the end thereof.
제1항에 있어서,
상기 개질부는
상기 제1하우징의 외부에 구비되고,
상기 제1하우징의 중심에 길이 방향으로 형성되어 대상물질을 공급하는 내부 통로에 설치되는 개질가스관에 연결되며,
상기 개질가스관은
상기 내부 통로의 선단으로 개질가스를 공급하는 연소 후 수처리형 스크러버.
The method according to claim 1,
The modifying unit
A second housing provided outside the first housing,
A first housing connected to a reformed gas pipe formed in a longitudinal direction at a center of the first housing and installed in an internal passage for supplying an object material,
The reformed gas pipe
Wherein the reforming gas is supplied to the front end of the internal passage.
제1항에 있어서,
상기 제1하우징의 외부에 구비되는 제3하우징을 더 포함하고,
상기 개질부는
상기 제3하우징의 외부에 구비되고,
상기 제3하우징을 관통하여 상기 제1하우징의 일측에 개질가스를 공급하는 개질가스관에 연결되며,
상기 개질가스관은
상기 제1하우징의 일측에 개질가스를 공급하는 연소 후 수처리형 스크러버.
The method according to claim 1,
And a third housing provided outside the first housing,
The modifying unit
A second housing provided outside the third housing,
A second housing connected to the reforming gas pipe through the third housing to supply the reforming gas to one side of the first housing,
The reformed gas pipe
Wherein the reforming gas is supplied to one side of the first housing.
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