KR101635979B1 - Scrubber - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 과불화합물(PFC) 또는 고농도의 휘발성유기화합물(VOC)을 고온에서 제거하고 동시에 파우더의 침착을 방지하는 스크러버를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버는, 플라즈마 아크를 발생시켜 토출하는 플라즈마 발생기, 및 상기 플라즈마 발생기의 토출 측에서 토출되는 플라즈마 아크를 향하여 과불화합물과 파우더를 포함하는 공정가스 또는 고농도의 휘발성유기화합물(VOC)을 포함하는 처리기체를 공급하여 화염을 형성하는 반응기를 포함하며, 상기 반응기는 상기 플라즈마 발생기의 토출 측에 확장 연결되고 일측으로 공정가스 또는 처리기체를 유입하는 연소실 벽체, 상기 연소실 벽체의 외측에 배치되어 제1가스 공급구를 통하여 공정가스 또는 처리기체를 상기 연소실 벽체의 내부로 공급하는 공정가스 외측 챔버, 및 상기 공정가스 내측 챔버에 대응하여 상기 연소실 벽체의 내측에 배치되어 제2가스 공급구로 공정가스 또는 처리기체를 상기 플라즈마 아크에 공급하는 반응대를 포함한다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scrubber for removing a perfluorocompound (PFC) or a high concentration of volatile organic compound (VOC) at a high temperature and at the same time preventing the deposition of a powder. A scrubber according to an embodiment of the present invention includes a plasma generator for generating and discharging a plasma arc and a process gas containing a perfluorocompound and a powder toward a plasma arc discharged from the discharge side of the plasma generator or a high concentration of a volatile organic compound Wherein the reactor includes a combustion chamber wall extending to a discharge side of the plasma generator and introducing a process gas or a process gas to one side of the furnace wall, A process gas outer chamber disposed outside the process chamber and supplying a process gas or a process gas into the combustion chamber wall through the first gas supply port and a second gas disposed inside the wall of the combustion chamber corresponding to the process gas inner chamber, A process gas or a process gas is supplied to the plasma arc It includes a reaction zone.
Description
본 발명은 액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display) 제조 공정 및 반도체 제조 공정에서 발생되는 다량의 파우더와 함께 배출되는 과불화합물(PFC; per-fluoro compounds)이나 고농도의 휘발성유기화합물(VOC; volatile organic compound) 등을 제거하는 스크러버에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
액정표시장치(LCD; Liquid Crystal Display)의 제조 공정의 경우, 공정 부산물로 굉장히 많은 양의 파우더가 배출된다. 일반적인 반도체 제조 공정의 경우와 같이, LCD 제조 공정에서도 파우더와 함께 다량의 과불화합물(PFC; per-fluoro compounds)이 배출된다. 따라서 제조 공정에서 발생되는 파우더 및 과불화합물(PFC)의 제거가 요구된다.In the process of manufacturing a liquid crystal display (LCD), a very large amount of powder is discharged as a by-product of the process. As in the case of a general semiconductor manufacturing process, a large amount of perfluoro compounds (PFC) is discharged together with the powder in the LCD manufacturing process. Therefore, it is required to remove the powder and the perfluorocompound (PFC) generated in the manufacturing process.
일반적 제거 방법인 연소법을 LCD 제조 공정에 적용할 경우, 과도한 파우더 배출로 인하여, 스크러버의 내면에 파우더가 침착된다. 파우더의 침착은 실화를 발생시키고, 실화는 스크러버를 장시간 운전할 수 없게 한다. 따라서 수시로 스크러버의 운전을 중단하고, 내부에 침착된 파우더를 제거하여야 한다.When the combustion method, which is a general removal method, is applied to an LCD manufacturing process, the powder is deposited on the inner surface of the scrubber due to excessive powder discharge. Deposition of the powder causes misfire, and misfire makes it impossible to operate the scrubber for a long time. Therefore, the operation of the scrubber should be stopped from time to time and the powder deposited inside should be removed.
본 발명의 목적은 과불화합물(PFC) 또는 고농도의 휘발성유기화합물(VOC)을 고온에서 제거하고 동시에 파우더의 침착을 방지하는 스크러버를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a scrubber for removing a perfluorocompound (PFC) or a high concentration of volatile organic compound (VOC) at a high temperature and at the same time preventing the deposition of a powder.
본 발명의 다른 목적은 파우더 유입시에도 플라즈마 아크 및 화염을 안정적으로 유지하면서 과불화합물을 제거하고, 파우더를 반응기의 연소실 벽체의 내면에 침착되지 않고 후류로 내보내는 스크러버를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a scrubber that removes perfluorocompounds while stably maintaining plasma arc and flame even when powder is introduced and discharges the powder to the wake of the reactor without being deposited on the inner surface of the combustion chamber wall of the reactor.
또한, 본 발명의 다른 목적은 고농도의 휘발성유기화합물(VOC) 등, 가연성의 유해 물질 혹은 악취 물질을 빠르게 산화시키는 스크러버를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a scrubber for rapidly oxidizing harmful substances or odorous substances such as volatile organic compounds (VOC), which are high in concentration.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버는, 플라즈마 아크를 발생시켜 토출하는 플라즈마 발생기, 및 상기 플라즈마 발생기의 토출 측에서 토출되는 플라즈마 아크를 향하여 과불화합물과 파우더를 포함하는 공정가스 또는 고농도의 휘발성유기화합물(VOC)을 포함하는 처리기체를 공급하여 화염을 형성하는 반응기를 포함하며, 상기 반응기는 상기 플라즈마 발생기의 토출 측에 확장 연결되고 일측으로 공정가스 또는 처리기체를 유입하는 연소실 벽체, 상기 연소실 벽체의 외측에 배치되어 제1가스 공급구를 통하여 공정가스 또는 처리기체를 상기 연소실 벽체의 내부로 공급하는 공정가스 외측 챔버, 및 상기 공정가스 외측 챔버에 대응하여 상기 연소실 벽체의 내측에 배치되어 제2가스 공급구로 공정가스 또는 처리기체를 상기 플라즈마 아크에 공급하는 반응대를 포함한다.A scrubber according to an embodiment of the present invention includes a plasma generator for generating and discharging a plasma arc and a process gas containing a perfluorocompound and a powder toward a plasma arc discharged from the discharge side of the plasma generator or a high concentration of a volatile organic compound Wherein the reactor includes a combustion chamber wall extending to a discharge side of the plasma generator and introducing a process gas or a process gas to one side of the furnace wall, A process gas outer chamber disposed outside the process chamber and supplying a process gas or a process gas into the combustion chamber wall through the first gas supply port and a second gas disposed inside the wall of the combustion chamber corresponding to the process gas outer chamber, A process gas or a process gas is supplied to the plasma arc It includes a reaction zone.
상기 플라즈마 발생기는, 하우징에 삽입되고 전원에 연결되는 전극, 및 상기 하우징에 연결되고 접지되어 상기 전극과의 사이에 방전갭을 형성하고 플라즈마 아크를 토출하도록 좁은 통로로 형성되는 목을 포함할 수 있다.The plasma generator may include an electrode inserted into the housing and connected to a power source and a neck connected to the housing and grounded to form a discharge gap between the electrode and a narrow passage for discharging the plasma arc .
상기 제1가스 공급구는 상기 연소실 벽체에 형성되고, 상기 제1가스 공급구의 유입 방향은 상기 연소실 벽체의 접선 방향에 대하여 제1각도로 설정될 수 있다.The first gas supply port may be formed in the combustion chamber wall, and the inflow direction of the first gas supply port may be set to a first angle with respect to the tangential direction of the combustion chamber wall.
상기 제1가스 공급구는 복수로 구비되어 상기 연소실 벽체의 원주를 따라 등간격으로 배치될 수 있다.The plurality of first gas supply ports may be disposed at regular intervals along the circumference of the combustion chamber wall.
상기 제2가스 공급구는 상기 반응대에 형성되고, 상기 반응대는 상기 플라즈마 발생기의 인접측에서 제1직경으로 설정되고, 상기 플라즈마 발생기의 반대측에서 상기 제1직경보다 큰 제2직경으로 설정되고 상기 연소실 벽체의 내경에 대응할 수 있다.The second gas supply port is formed in the reaction zone, and the reaction zone is set to a first diameter on an adjacent side of the plasma generator, and is set to a second diameter larger than the first diameter on the opposite side of the plasma generator, It is possible to cope with the inner diameter of the wall.
상기 제2가스 공급구는 복수로 구비되어 상기 반응대의 원주를 따라 등간격으로 배치될 수 있다.The plurality of second gas supply ports may be disposed at regular intervals along the circumference of the reaction chamber.
상기 제2가스 공급구는 상기 반응대에서 부분적으로 타발되고 절곡되어 상기 제2가스 공급구의 개구량과 개구 방향으로 설정하는 플랩을 구비할 수 있다.The second gas supply port may include a flap partially bent and bent in the reaction chamber to set the opening amount of the second gas supply port and the opening direction.
상기 플랩은, 상기 반응대의 원주 접선 방향에 대하여 제21각도로 절곡 설정될 수 있다.The flap may be bent at a twenty-first angle relative to the circumferential tangential direction of the reaction zone.
상기 제2가스 공급구의 유입 방향은 상기 반응대의 상기 제2직경으로 설정되는 평면에 제22각도로 설정될 수 있다.And the inflow direction of the second gas supply port may be set at a twenty-second angle in a plane that is set to the second diameter of the reaction zone.
상기 연소실 벽체는 상기 반응대의 반대측에서 좁아지는 최종 토출구를 형성할 수 있다.The combustion chamber wall may form a final discharge port that narrows on the opposite side of the reaction zone.
본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버는, 플라즈마 아크를 발생시켜 토출하는 플라즈마 발생기, 및 상기 플라즈마 발생기의 목에 연결되어 상기 플라즈마 발생기에서 토출되는 플라즈마 아크를 향하여 과불화합물과 파우더를 포함하는 공정가스 또는 고농도의 휘발성유기화합물(VOC)을 포함하는 처리기체를 공급하여 화염을 형성하는 반응기를 포함한다.A scrubber according to an embodiment of the present invention includes a plasma generator for generating and discharging a plasma arc and a process gas connected to a neck of the plasma generator and including a perfluorocompound and a powder toward a plasma arc discharged from the plasma generator, And a reactor for supplying a treatment gas containing a high concentration of volatile organic compounds (VOC) to form a flame.
상기 반응기는 화염이 형성되는 내부에 구비되어 공정가스 또는 처리기체에 촉매산화 가능 물질을 산화 촉진시키는 촉매를 더 포함할 수 있다.The reactor may further include a catalyst provided inside the flame to oxidize the catalytically oxidizable material to the process gas or the process gas.
이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 플라즈마 발생기에 반응기를 연결하여 플라즈마 발생기에서 반응기로 토출되는 플라즈마 아크에 공정가스 또는 처리기체를 공급하여 화염을 형성하므로 플라즈마 아크 발생부와 공정가스 또는 처리기체의 처리를 분리하므로 공정가스에 포함된 과불화합물(PFC) 또는 처리기체에 포함된 고농도의 휘발성유기화합물을 고온에서 제거하고 동시에 파우더의 침착을 방지할 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, a process gas or a processing gas is supplied to a plasma arc discharged from a plasma generator to a reactor by connecting a reactor to a plasma generator, thereby forming a flame. It is possible to remove the high concentration of the volatile organic compound contained in the perfluorocompound (PFC) contained in the process gas or the process gas at a high temperature and at the same time prevent the deposition of the powder.
이와 같이 본 발명의 일 실시예는, 플라즈마 아크 발생부와 공정가스(또는 처리기체) 처리를 분리하므로 공정가스에 파우더가 포함되어 유입되거나 처리기체에 고농도의 휘발성유기화합물에 포함되어 유입되는 경우에도 반응기에서 플라즈마 아크 및 화염을 안정적으로 유지하면서 과불화합물 또는 고농도의 휘발성유기화합물을 제거하고, 파우더를 반응기의 연소실 벽체의 내면에 침착시키지 않고 후류로 내보낼 수 있다.As described above, according to one embodiment of the present invention, since the plasma arc generating unit is separated from the process gas (or process gas) process, when the process gas contains powder and is introduced or contained in the process gas into the high concentration volatile organic compound It is possible to remove the overburden compound or the high concentration of volatile organic compounds while stably maintaining the plasma arc and the flame in the reactor and to discharge the powder to the wake without depositing the inner surface of the combustion chamber wall of the reactor.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 스크러버의 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다.
도 3은 도 1에 적용되는 반응대의 사시도이다.
도 4는 플라즈마 아크가 발생된 상태를 도시한 상태도이다.
도 5는 화염이 형성된 상태를 도시한 상태도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크러버의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a scrubber according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
3 is a perspective view of the reaction zone applied to Fig.
4 is a state diagram showing a state in which a plasma arc is generated.
5 is a state diagram showing a state in which a flame is formed.
6 is a cross-sectional view of a scrubber according to another 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 일 실시예에 따른 스크러버의 단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따라 자른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예의 스크러버는 액정표시장치 및 반도체 제조 공정에서 발생되는 다량의 파우더와 함께 공정가스로 배출되는 과불화합물을 제거하거나 고농도의 휘발성유기화합물(VOC)이 포함된 처리기체에서 휘발성유기화합물을 산화 제거하는 플라즈마 발생기(1)와 반응기(2)를 포함한다.FIG. 1 is a cross-sectional view of a scrubber according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along a line II-II in FIG. Referring to FIGS. 1 and 2, a scrubber according to an exemplary embodiment of the present invention includes a large amount of powder generated in a liquid crystal display device and a semiconductor manufacturing process to remove a perfluorocompound discharged into a process gas, or to remove a high concentration of volatile organic compounds (VOC) And a plasma generator (1) and a reactor (2) for oxidizing and removing volatile organic compounds from the processing gas.
이하에서는 편의상 과불화합물을 포함하는 공정가스를 처리하는 것에 대하여 주로 설명하고, 처리기체에 포함된 또는 휘발성유기화합물을 처리하는 것에 대하여 최소로 설명한다.Hereinafter, for the sake of convenience, the treatment of a process gas containing a perfluorocompound is mainly described, and the treatment of the volatile organic compounds contained in the process gas is explained at a minimum.
플라즈마 발생기(1) 및 반응기(2)는 고온에서 과불화합물 또는 휘발성유기화합물을 제거하면서 공정가스 또는 처리기체에 포함된 파우더의 침착을 방지하고, 플라즈마 아크 및 화염을 안정적으로 유지하도록 형성된다.The
플라즈마 발생기(1)는 방전기체를 공급하여 플라즈마 아크를 발생시키도록 구성된다. 플라즈마 발생기(1)는 하우징(11)과, 하우징(11)에 삽입되는 전극(12) 및 접지되는 목(13)을 포함한다.The
예를 들면, 전극(12)은 목(13)의 내벽과 그 외표면 사이에서 방전갭(G)을 형성하고 전원(HV)에 연결된다. 목(13)은 전기적으로 접지된다. 하우징(11)은 목(13)에 연결되고 일측에 방전기체 공급구(111)를 구비하여, 방전기체를 방전갭(G)으로 공급한다.For example, the
목(13)이 하우징(11)에 연결됨에 따라 전극(12)은 하우징(11)과 목(13) 내에 배치된다. 목(13)은 다른 일측으로 반응기(2)에 연결되며, 방전갭(G)에서 생성된 플라즈마 아크를 반응기(2)로 토출하도록 하우징(11)의 내경보다 좁은 통로를 형성한다.As the
즉 목(13)은 하우징(11)과 전극(12)을 포함하는 플라즈마 발생기(1)를 반응기(2)에 연결한다. 목(13)은 하우징(11)의 내경보다 좁은 통로를 형성하고 전기적으로 접지되므로 플라즈마 발생기(1)에서 반응기(2)로 플라즈마 아크를 효과적으로 토출할 수 있게 한다.That is, the
또한, 목(13)은 하우징(11)에 비하여 좁고 긴 통로를 형성하므로 반응기(2)에 공급되는 공정가스 또는 처리기체가 반응기(2)에서 플라즈마 발생기(1)로 역류하는 것을 방지하고, 플라즈마 아크가 목(13)의 내부 공간을 채우면서 안정적인 고온의 반응 조건으로 반응기(2) 내에 토출될 수 있게 한다. 따라서 공정가스에 포함된 파우더 또는 처리기체에 포함됨 휘발성유기화합물이 플라즈마 발생기(1)로 유입되어 전극(12)과 목(13) 사이에 설정되는 방전갭(G)에 직접 접촉되는 것을 방지할 수 있다. 즉 방전가스에 파우더 및 휘발성유기화합물이 다량 포함된 경우에도 플라즈마 아크는 안정된 상태를 유지할 수 있다.Since the
한편, 전극(12)에는 제11, 12냉각수 통로(121, 122)가 구비된다. 저온의 냉각수는 제11냉각수통로(121)로 공급되어 전극(12)의 열을 흡수하여 전극(12)을 냉각하고, 고온으로 된다. 고온의 냉각수는 제12냉각수 통로(122)로 배출된다.On the other hand, the
목(13)에는 제21, 제22냉각수 통로(131, 132)가 구비된다. 저온의 냉각수는 제21냉각수 통로(131)로 공급되어 목(13)의 열을 흡수하여 목(13)을 냉각하고, 고온으로 된다. 고온의 냉각수는 제22냉각수 통로(132)로 배출된다.The
반응기(2)는 플라즈마 발생기(1)의 토출 측에서 토출되는 플라즈마 아크를 향하여 과불화합물과 파우더를 포함하는 공정가스 또는 가연성의 고농도 휘발성유기화합물을 포함하는 처리기체를 공급하여 화염을 형성할 수 있도록 구성된다. 공정가스 또는 처리기체는 토출되는 플라즈마 아크의 진행 방향 측방에서 플라즈마 아크를 향하여 회전 유동하면서 공급된다.The
반응기(2)는 플라즈마 발생기(1)의 목(13)에 연결되므로 플라즈마 아크의 발생을 방해하지 않으면서 공정가스에 포함된 과불화합물 또는 처리기체에 포함된 휘발성유기화합물을 반응기(2)에서 제거할 수 있다.Since the
일례를 들면, 반응기(2)는 연소실 벽체(21), 공정가스 외측 챔버(22) 및 반응대(23)를 포함한다. 연소실 벽체(21)는 플라즈마 발생기(1)의 토출 측, 즉 목(13)에 확장 연결되고, 일측으로 공정가스 또는 처리기체를 유입한다.For example, the
공정가스 외측 챔버(22)는 연소실 벽체(21)의 외측에 배치되어, 연소실 벽체(21)에 구비된 제1가스 공급구(211)를 통하여 공정가스 또는 처리기체를 연소실 벽체(21)의 내부로 공급한다. The process gas outside
공정가스 외측 챔버(22)에는 공정가스 또는 처리기체를 공급하는 공정가스 공급구(221)가 연결된다. 즉 공정가스 공급구(221)로 공급되는 공정가스 또는 처리기체는 공정가스 외측 챔버(22)에 채워지고 제1가스 공급구(211)를 통하여 연소실 벽체(21)와 반응대(23) 사이 공간(S)에 채워진 후, 제2가스 공급구(231)를 통하여 반응대(23)의 내부로 공급된다.The process gas outside
제1가스 공급구(211)의 유입 방향은 연소실 벽체(21)의 접선 방향에 대하여 제1각도(θ1)로 설정된다. 제1가스 공급구(211)는 복수로 구비되어 연소실 벽체(21)의 원주를 따라 등간격으로 배치된다.The inflow direction of the first
따라서 공정가스 공급구(221)를 통하여 공정가스 외측 챔버(22)로 공급되는 공정가스는 제1가스 공급구(211)를 통하여 연소실 벽체(21)의 내주면을 따라 회전 유동하면서 공간(S)으로 공급될 수 있다.The process gas supplied to the process gas
반응대(23)는 공정가스 외측 챔버(22)에 대응하여 연소실 벽체(21)의 내측에 배치되어, 반응대(23)에 구비되는 제2가스 공급구(231)를 통하여 공정가스를 반응대(23)의 내부로 공급한다. 이때, 공정가스 또는 처리기체는 제2가스 공급구(231)를 통하여 회전 유동하면서 공간(S)에서 반응대(23)의 내부로 공급된다. 공급된 공정가스 또는 처리기체는 플라즈마 발생기(1)에서 토출되는 플라즈마 아크와 함께 화염을 형성한다.The
도 3은 도 1에 적용되는 반응대의 사시도이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 반응대(23)는 플라즈마 발생기(1)의 인접측에서 제1직경(D1)으로 설정되고, 플라즈마 발생기(1)의 반대측에서 제2직경(D2)으로 설정되는 원추대 통으로 형성될 수 있다.3 is a perspective view of the reaction zone applied to Fig. 1 to 3, the
즉 제2직경(D2)은 제1직경(D1)보다 크고, 연소실 벽체(21)의 내경에 대응한다. 반응대(23)는 제1직경(D1) 측에서 플라즈마 발생기(1)에 목(13)의 통로(P)보다 확장된 부분에 고정 연결되고, 제2직경(D2) 측에서 연소실 벽체(21)의 내면에 삽입된다.The second diameter D2 is larger than the first diameter D1 and corresponds to the inner diameter of the
제2가스 공급구(231)는 반응대(23)에서 부분적으로 타발되고 반응대(23)의 내측으로 절곡되어, 제2가스 공급구(231)의 개구량과 개구 방향으로 설정하는 플랩(232)을 구비한다. The second
플랩(232)은 일측으로 제2가스 공급구(231)를 형성하고 다른 일측으로 반응대(23)에 연결되어 있다. 이러한 플랩(232)은 반응대(23)의 원주 접선 방향에 대하여 제21각도(θ21)로 설정된다(도 3 참조). The
따라서 제2가스 공급구(231)를 통하여 반응대(23)의 내부로 공급되는 공정가스 또는 처리기체는 플랩(232)에 의하여 제21각도(θ21)로 유도되면서 제2가스 공급구(231)를 통하여 반응대(23)의 내주면을 따라 회전 유동하면서 공급될 수 있다.The process gas or process gas supplied to the inside of the
공정가스 또는 처리기체가 제2가스 공급구(231) 전방인 공간(S)에서 비교적 저온 상태로 분배되도록 정체되는 과정에서, 파우더가 반응기(2) 아래 쪽으로 모아질 수 있다. 대유량의 공정가스 또는 처리기체는 지속적으로 유입되면서 플랩(232)을 냉각시킬 수 있다.The powder can be collected under the
또한 제2가스 공급구(231)의 유입 방향은 반응대(23)의 제2직경(D2)으로 설정되는 평면에 제22각도(θ22)로 설정된다(도 1 참조). 따라서 제2가스 공급구(231)를 통하여 반응대(23)의 내부로 공급되는 공정가스 또는 처리기체는 제2가스 공급구(231)를 통하여 반응대(23)의 중심을 향하여 제22각도(θ22)로 공급될 수 있다. 즉 공정가스 또는 처리기체는 플라즈마 아크를 향하면서 목(13)과 멀어지는 방향으로 공급될 수 있다.The inflow direction of the second
제2가스 공급구(231)는 복수로 구비되어 반응대(23)의 원주를 따라 등간격으로 배치될 수 있다. 따라서 공간(S)에서 제2가스 공급구(231)로 공급되는 공정가스 또는 처리기체는 반응대(23)의 원주 방향 전체에 걸쳐서 균등하게 공급될 수 있다. The plurality of second
제1가스 공급구(211)가 제1각도(θ1)로 설정되고, 제2가스 공급구(211, 231)가 제21, 제22각도(θ21, θ22)로 설정되므로 대용량의 공정가스 또는 처리기체가 반응대(23)의 내부에서 회전 유동을 일으키면서 유입되어 처리된다. 따라서 반응대(23) 및 연소실 벽체(21)의 내부에서 공정가스 또는 처리기체의 온도 및 농도가 균일하게 될 수 있다.Since the first
또한 공정가스 또는 처리기체가 반응대(23) 내부로 회전 유동함에 따라 목(13)으로 토출되는 플라즈마 아크가 회전 유동한다. 따라서 반응대(23) 및 연소실 벽체(21) 내부에서 반경 방향의 온도 구배가 작아지고, 반응대(23) 및 연소실 벽체(21)의 내면에 공정가스에 포함된 파우더의 부착이 감소될 수 있다.Also, as the process gas or the processing gas rotates into the
반응대(23)는 목(13)을 통하여 토출되는 플라즈마 아크를 확장시키고, 가능한 넓은 공간을 형성하면서 고온의 반응 분위기를 형성한다. 이로 인하여, 반응대(23)의 내면 및 반응대(23)에 인접하는 연소실 벽체(21)의 벽면에 가까운 공간에서도 공정가스 또는 처리기체가 높은 온도를 유지한다. 그리고 공정가스에 포함된 파우더는 반응대(23) 및 연소실 벽체(21)에서의 급속한 온도 구배로 인하여 벽면에 침착되지 않는다.The
연소실 벽체(21)는 목(13)의 인접 측에서 반응대(23)를 수용하고 플라즈마 아크 토출 방향으로 연장되어, 반응대(23) 내측에서 형성되는 화염을 확장하여 공정가스 또는 처리기체를 고온 상태에서 더 처리할 수 있도록 형성된다.The
연소실 벽체(21)는 반응대(23)의 반대측에서 좁아지는 최종 토출구(212)를 형성한다. 따라서 연소실 벽체(21) 내부에서 공정가스에 포함된 과물화합물이 충분히 연소 처리될 수 있다.The
도 4는 플라즈마 아크가 발생된 상태를 도시한 상태도이다, 도 4를 참조하면, 일 실시예의 스크러버에서, 플라즈마 발생기(1)의 방전기체 공급구(111)로 방전기체를 공급하면서 전극(12)에 전압(HV)을 인가하고 목(13)을 접지하면, 방전갭(G)에서 플라즈마 아크(PA)가 발생되어 목(13)으로 토출된다.4, in the scrubber of the embodiment, the discharge gas is supplied to the discharge
도 5는 화염이 형성된 상태를 도시한 상태도이다. 도 5를 참조하면, 공정가스 공급구(221)로 과불화합물과 파우더를 포함하는 공정가스 또는 고농도의 휘발성유기화합물을 포함하는 처리기체를 공급하면, 공정가스 또는 처리기체는 연소실 벽체(21)의 제1가스 공급구(211)를 통하여 회전 유동하면서 공간(S)으로 공급된다.5 is a state diagram showing a state in which a flame is formed. 5, when a process gas containing a perfluorocompound and a powder or a process gas containing a high concentration of a volatile organic compound is supplied to the process
회전 유동하면서 공간(S)으로 공급되는 공정가스 또는 처리기체는 반응대(23)의 제2가스 공급구(231)를 통하여 회전 유동하면서 반응대(23)의 내부로 공급된다. 공정가스 또는 처리기체는 목(13)으로 토출되는 플라즈마 아크(PA)에 공급되는 회전 유동을 일으키면서 화염(F)을 형성한다.The process gas or process gas supplied to the space S while being rotated flows through the second
따라서 공정가스에 포함된 과불화합물 또는 처리기체에 포함된 고농도의 휘발성유기화합물이 고온 상태에서 반응대(23) 및 연소실 벽체(21) 내에서 연소 제거되고, 처리된 공정가스 또는 처리기체는 연소실 벽체(21)의 최종 토출구(212)로 배출된다. Accordingly, the high concentration of the volatile organic compound contained in the perfluorocompound or the treated gas contained in the process gas is burned off in the
그리고 공정가스에 포함된 파우더는 연소실 벽체(21)의 내부 공간으로 떨어진다. 이때 파우더는 플라즈마 발생기(1) 및 목(13)에 침착되지 않는다. 처리기체에 포함된 고농도의 휘발성유기화합물 등, 가연성의 유해 물질 또는 악취 물질은 반응대(23) 및 연소실 벽체(21) 내에서 빠르게 산화 제거된다.The powder contained in the process gas falls into the inner space of the
이하 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다. 편의상 이하에서는 상기 실시예와 동일 구성에 대하여 설명을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, another embodiment of the present invention will be described. For the sake of convenience, description of the same configuration as that of the above embodiment will be omitted and different configurations will be described below.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 스크러버의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 반응기(62)는 화염이 형성되는 내부에 촉매(621)를 구비한다. 촉매(621)는 연소실 벽체(21)의 내부에 설치되어 화염에 의하여 가열될 수 있다.6 is a cross-sectional view of a scrubber according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the
촉매(621)는 공정가스 또는 처리기체에 촉매산화 가능한 물질이 포함된 경우에, 공정가스 또는 처리기체의 산화를 촉진시킬 수 있다. 따라서 공정가스에 포함된 과불화합물 또는 처리기체에 포함된 고농도의 휘발성유기화합물이 고온 상태에서 반응대(23) 및 연소실 벽체(21) 내에서 연소 제거되고, 이어서 연소실 벽체(21) 내의 촉매(621)에서 산화 촉매 처리된다.The
즉 도 6의 실시예는 촉매(621)의 시동 및 촉매 반응을 위한 최소한의 온도 조건을 제공하여, 촉매 반응으로 공정가스 또는 처리기체를 산화 및 제거할 수 있다. 따라서 플라즈마 발생기(1)에서 플라즈마를 발생시키는 데 소비되는 소비 전력이 줄어들 수 있다.That is, the embodiment of FIG. 6 provides minimal temperature conditions for the start-up and catalysis of the
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: 플라즈마 발생기 2: 반응기
11: 하우징 12: 전극
13: 목 21: 연소실 벽체
22: 공정가스 외측 챔버 23: 반응대
111: 방전기체 공급구 121, 122: 제11, 12냉각수 통로
131, 132: 제21, 제22냉각수 통로 211: 제1가스 공급구
212: 최종 토출구 221: 공정가스 공급구
231: 제2가스 공급구 232: 플랩
D1, D2: 제1, 제2직경 G: 방전갭
HV: 전원 P: 통로
S: 공간 θ1, θ21, θ22: 제1, 제21, 제22각도1: Plasma generator 2: Reactor
11: housing 12: electrode
13: neck 21: combustion chamber wall
22: process gas outside chamber 23: reaction zone
111: discharge
131, 132: 21st, 22nd cooling water passage 211: first gas supply port
212: final discharge port 221: process gas supply port
231: second gas supply port 232: flap
D1, D2: first and second diameters G: discharge gap
HV: Power supply P: Passage
S: space? 1,? 21,? 22: first, twenty first, twenty second angles
Claims (12)
상기 플라즈마 발생기의 토출 측에서 토출되는 플라즈마 아크를 향하여 과불화합물과 파우더를 포함하는 공정가스 또는 고농도의 휘발성유기화합물(VOC)을 포함하는 처리기체를 공급하여 화염을 형성하는 반응기를 포함하며,
상기 반응기는,
상기 플라즈마 발생기의 토출 측에 확장 연결되고 일측으로 공정가스 또는 처리기체를 유입하는 연소실 벽체,
상기 연소실 벽체의 외측에 배치되어 제1가스 공급구를 통하여 공정가스 또는 처리기체를 상기 연소실 벽체의 내부로 공급하는 공정가스 외측 챔버, 및
상기 공정가스 외측 챔버에 대응하여 상기 연소실 벽체의 내측에 배치되어 제2가스 공급구로 공정가스 또는 처리기체를 상기 플라즈마 아크에 공급하는 반응대를 포함하는 스크러버.A plasma generator for generating and discharging a plasma arc; And
And a reactor for supplying a process gas containing a perfluorocompound and powder or a process gas containing a high concentration of volatile organic compounds (VOC) toward a plasma arc discharged from the discharge side of the plasma generator to form a flame,
The reactor comprises:
A combustion chamber wall which is connected to the discharge side of the plasma generator and flows the process gas or the process gas into one side,
A process gas outer chamber disposed outside the combustion chamber wall for supplying a process gas or a process gas into the combustion chamber wall through a first gas supply port,
And a reaction zone disposed inside the combustion chamber wall in correspondence with the process gas outside chamber and supplying a process gas or a process gas to the plasma arc in the second gas supply port.
상기 플라즈마 발생기는,
하우징에 삽입되고 전원에 연결되는 전극, 및
상기 하우징에 연결되고 접지되어 상기 전극과의 사이에 방전갭을 형성하고 플라즈마 아크를 토출하도록 좁은 통로로 형성되는 목을 포함하는 스크러버.The method according to claim 1,
The plasma generator includes:
An electrode inserted into the housing and connected to a power source, and
And a neck connected to the housing and grounded to form a discharge gap between the electrode and the electrode and formed with a narrow passage to discharge a plasma arc.
상기 제1가스 공급구는 상기 연소실 벽체에 형성되고,
상기 제1가스 공급구의 유입 방향은,
상기 연소실 벽체의 접선 방향에 대하여 제1각도로 설정되는 스크러버.The method according to claim 1,
Wherein the first gas supply port is formed in the combustion chamber wall,
Wherein the first gas supply port
And is set at a first angle with respect to a tangential direction of the combustion chamber wall.
상기 제1가스 공급구는,
복수로 구비되어 상기 연소실 벽체의 원주를 따라 등간격으로 배치되는 스크러버.The method of claim 3,
Wherein the first gas supply port comprises:
And disposed at equal intervals along the circumference of the combustion chamber wall.
상기 제2가스 공급구는 상기 반응대에 형성되고,
상기 반응대는,
상기 플라즈마 발생기의 인접측에서 제1직경으로 설정되고,
상기 플라즈마 발생기의 반대측에서 상기 제1직경보다 큰 제2직경으로 설정되고 상기 연소실 벽체의 내경에 대응하는 스크러버.The method according to claim 1,
The second gas supply port is formed in the reaction zone,
In the reaction zone,
A first diameter at an adjacent side of the plasma generator,
And a second diameter larger than the first diameter on the opposite side of the plasma generator and corresponding to an inner diameter of the combustion chamber wall.
상기 제2가스 공급구는,
복수로 구비되어 상기 반응대의 원주를 따라 등간격으로 배치되는 스크러버.6. The method of claim 5,
Wherein the second gas supply port comprises:
And disposed at equal intervals along the circumference of the reaction vessel.
상기 제2가스 공급구는,
상기 반응대에서 부분적으로 타발되고 절곡되어 상기 제2가스 공급구의 개구량과 개구 방향으로 설정하는 플랩을 구비하는 스크러버.The method according to claim 6,
Wherein the second gas supply port comprises:
And a flap partially bent and bent in the reaction zone to set an opening amount of the second gas supply port and an opening direction.
상기 플랩은,
상기 반응대의 원주 접선 방향에 대하여 제21각도로 절곡 설정되는 스크러버.8. The method of claim 7,
The flap
Wherein the reaction zone is bent at a twenty-first angle relative to the circumferential tangential direction of the reaction zone.
상기 제2가스 공급구의 유입 방향은
상기 반응대의 상기 제2직경으로 설정되는 평면에 제22각도로 설정되는 스크러버.8. The method of claim 7,
The inflow direction of the second gas supply port
The second diameter of the reaction zone being set at a twenty-second angle.
상기 연소실 벽체는
상기 반응대의 반대측에서 좁아지는 최종 토출구를 형성하는 스크러버.The method according to claim 1,
The combustion chamber wall
Thereby forming a final outlet that narrows on the opposite side of the reaction zone.
상기 반응기는
화염이 형성되는 내부에 구비되어 공정가스 또는 처리기체에 촉매산화 가능 물질을 산화 촉진시키는 촉매를 더 포함하는 스크러버.The method according to claim 1,
The reactor
And a catalyst disposed inside the flame to oxidize the catalytically oxidizable substance to the process gas or the treatment gas.
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