KR101645171B1 - 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템 - Google Patents

반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 난분해성 유해폐가스 처리 시스템에 대한 것으로서, 특히 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비를 함께 구비하고 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라 선택적으로 구동되도록 하는 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비를 함께 구비하고, 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라 선택적으로 구동되도록 함으로써 하나의 장비로 폐가스의 풍량과 농도에 구애받지 않고 폐가스를 처리할 수 있다. 또한, 본 발명은 버너 등과 같이 각 연소 설비에서 공통적으로 사용될 수 있는 구성을 공유하도록 하여 제작 비용 및 가동 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명은 원형이 아닌 사각형으로 설비를 제작하고 축열재 역시 사각형으로 하여 각각의 축열재 사이에 빈 공간이 존재하지 않도록 하여 효율을 증가시킬 수 있으며, 사각형상으로 설비를 제작함으로써 축열재와 단열재 등의 시공을 기존보다 간단하게 수행할 수 있다.

Description

반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템{NON-DEGRADABLE HAZARDOUS GAS PURIFICATION SYSTEM GENERATED IN THE SEMICONDUCTOR AND VOCs EMISSION PROCESS}
본 발명은 난분해성 유해폐가스 처리 시스템에 대한 것으로서, 특히 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비를 함께 구비하고 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라 선택적으로 구동되도록 하는 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템에 관한 것이다.
대기오염은 산업화의 발전과 함께 급속하게 진행되었고, 연구를 통해서 오염 물질의 유해성에 따른 관련 법규 및 규제가 강화되고 있는 추세이다. 따라서 안정적인 산업의 발전을 위해서는 제조공정에서 발생하는 유해폐가스 및 백연을 법규수준 관리할 수 있는 처리시설의 필요성이 점차 증가하고 있다. 산업공정으로부터 가스와 증기를 방출하여 지역농도를 심각한 수준까지 도달하게 할 수도 있다. 기체상 오염물질을 처리하는 방법에는 흡착(adsorption), 흡수(absorption), 응축(condensati-on), 화학반응(chemical reaction), 그리고 소각(incineration) 등 5가지 방법이 이용될 수 있다. 과거에는 굴뚝으로부터 대기로 분산시키는 것도 하나의 대안이라고 생각했으나 지금은 처리방법으로 허용하지 않는다. 흡착은 오염농도가 아주 낮으면서(1ppmv 이하) 처리가스용량이 클 때 주로 사용되며, 흡수는 감지할 수 있는 오염농도에 특히 효율적이고 또한 용매의 용해도가 높을 때 희박한 가스농도에도 적용이 가능하다. 응축(condensation)은 증기압이 높은 물질의 처리에 좋으며, 냉동(refrigeration)은 마지막 단계에 필요한 것으로 비응축성 희석물질의 제거에 유리하다. 이들 처리기술의 적용은 배출원의 특성에 따르는 것보다는 개별적인 배출의 흐름조건에 따라 적용하는 것이 좋다. 따라서 점오염원에 대한 가스상 오염물질의 처리기술은 가스흐름의 특성과 요구되는 처리효율, 그리고 설치위치 등에 따라 선택이 달라지며 다양해진다.
탄화수소 계통의 휘발성 유기화합물(VOCs) 및 유해가스는 화학공정을 기반으로 하는 대부분의 생산 공정에서 발생할 수 있는데, VOCs 성분 등은 인체에 미치는 영향이 클 뿐만 아니라 대기환경에 미치는 영향도 커서 대기 중에 존재할 경우 이차적인 환경오염을 유발할 수 있으므로 이에 대한 처리기술이 매우 중요하다.
VOCs는 증기압이 높아 대기 중에서 쉽게 증발되고 대기 중에서 질소산화물과 공존 시 태양광의 작용을 받아 광화학반응을 통하여 오존 및 PAN (Polyacrylonitrile)등 같은 광화학산화성 물질을 생성시켜 광화학스모그를 유발하는 물질로서 그 발생원은 다양하며, VOCs는 유기용제, 액체연료를 사용하는 자동차에서 소모되는 연료에 의해서도 대기 중으로 배출될 뿐만 아니라 용매, 화학 및 제약공장, 플라스틱의 제조공정 등에서 다양하게 배출되고 있다.
기존에는 이러한 오염물질을 제거하기 위해서 다양한 설비를 도입하였다. 하지만, 기존의 오염물질 제거 설비는 폐가스에 따라 별도의 설비를 구축하여 구축 비용 및 운영 비용이 증가되는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2003-0004723호(2003.01.15. 공개)
본 발명의 목적은 하나의 장치로 폐가스를 처리할 수 있는 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 폐가스가 유입되는 인입부와, 상기 인입부와 연결되며, 상기 폐가스를 직접열산화법에 의해 분해하는 직접 연소 설비, 상기 인입부와 연결되며, 상기 폐가스를 촉매산화법에 의해 분해하는 촉매 연소 설비, 상기 인입부와 연결되며, 상기 폐가스를 축열된 열에 의해 분해하는 축열 연소 설비, 상기 인입부와 연결되며, 상기 폐가스를 축열된 열로 예열한후 촉매를 통해 분해하는 축열식 촉매 연소 설비, 상기 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비와 연결된 연소실, 및 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라 밸브를 제어하여, 상기 폐가스를 상기 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비 중 적어도 어느 하나에 유입시키는 제어 설비를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템을 제공한다.
상기 제어 설비는, 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라 운전 모드를 설정하는 운전 모드 설정 모듈과, 상기 운전 모드 설정 모듈이 운전 모드 설정에 따라 상기 직접 연소 설비를 제어하는 직접 연소 설비 제어 모듈, 상기 운전 모드 설정 모듈이 운전 모드 설정에 따라 상기 촉매 연소 설비를 제어하는 촉매 연소 설비 제어 모듈, 상기 운전 모드 설정 모듈이 운전 모드 설정에 따라 상기 축열 연소 설비를 제어하는 축열 연소 설비 제어 모듈, 및 상기 운전 모드 설정 모듈이 운전 모드 설정에 따라 상기 축열식 촉매 연소 설비를 제어하는 축열식 촉매 연소 설비 제어 모듈을 포함하고, 상기 운전 모드는 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량이 300CMM 이상의 대풍량이며 10,000ppm 이상의 고농도일 경우 직접 연소 설비에 상기 인입부에 유입되는 폐가스를 유입시키는 RTO 모드와, 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량이 300CMM 이상의 대풍량이며 10,000ppm 미만의 저농도일 경우 촉매 연소 설비에 상기 인입부에 유입되는 폐가스를 유입시키는 RCO 모드, 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량이 300CMM 미만의 소풍량이며 10,000ppm 미만의 저농도일 경우 축열 연소 설비에 상기 인입부에 유입되는 폐가스를 유입시키는 CTO 모드, 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량이 300CMM 미만의 소풍량이며 10,000ppm 이상의 고농도일 경우 축열식 촉매 연소 설비에 상기 인입부에 유입되는 폐가스를 유입시키는 TO 모드를 포함한다.
또한, 본 발명은 상기 유입부와 직접 연소 설비 사이를 단속하는 제 1 인렛 밸브, 유입부와 촉매 연소 설비 사이를 단속하는 제 2 인렛 밸브, 유입부와 축열 연소 설비 사이를 단속하는 제 3 인렛 밸브, 유입부와 축열식 촉매 연소 설비 사이를 단속하는 제 4 인렛 밸브, 배출부와 직접 연소 설비 사이를 단속하는 제 1 아웃렛 밸브, 배출부와 촉매 연소 설비 사이를 단속하는 제 2 아웃렛 밸브, 배출부와 축열 연소 설비 사이를 단속하는 제 3 아웃렛 밸브, 배출부와 축열식 촉매 연소 설비 사이를 단속하는 제 4 아웃렛 밸브를 포함하고, 상기 직접 연소 설비 제어 모듈은 TO 모드일 때 상기 제 1 인렛 밸브를 오픈하여 폐가스를 직접 연소 설비 내에 유입시키고 버너를 통해 섭씨 700도 내지 섭씨 800도로 가열하여 처리한 후, 제 1 아웃렛 밸브를 오픈하여 배출부로 배출시키며, 상기 촉매 연소 설비 제어 모듈은 CTO 모드 일 때 상기 제 2 인렛 밸브를 오픈하여 폐가스를 촉매 연소 설비 내에 유입시키고 버너를 통해 섭씨 250도 내지 섭씨 400도로 가열하여 처리한 후, 제 2 아웃렛 밸브를 오픈하여 배출부로 배출시키고, 상기 축열 연소 설비 제어 모듈은 RTO 모드일 때 상기 제 3 인렛 밸브를 오픈하여 폐가스를 축열 연소 설비 내에 유입시키고, 처리된 폐가스는 제 3 아웃렛 밸브를 오픈하여 배출부로 배출시키며, 상기 축열식 촉매 연소 설비 제어 모듈은 RCO 모드일 경우, 상기 제 4 인렛 밸브를 오픈하여 폐가스를 축열식 촉매 연소 설비에 유입되어 처리되도록 한 후, 처리된 폐가스는 제 4 아웃렛 밸브를 오픈하여 배출부로 배출시킨다.
상기 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비는 평면도를 기준으로 사각형상이며, 내부에는 사각형상인 다수개의 축열재가 구비되고, 상기 다수개의 축열재 외부에는 단열재가 구비된다.
본 발명은 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비를 함께 구비하고, 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라 선택적으로 구동되도록 함으로써 하나의 장비로 폐가스의 풍량과 농도에 구애받지 않고 폐가스를 처리할 수 있다.
또한, 본 발명은 버너 등과 같이 각 연소 설비에서 공통적으로 사용될 수 있는 구성을 공유하도록 하여 제작 비용 및 가동 비용을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 유사한 상태의 폐가스를 복수의 연소 설비에 병렬로 유입시켜 폐가스의 풍속이 낮아짐에 따라 폐가스를 보다 확실하게 처리할 수 있으며, 하나의 연소 설비보다 폐가스 처리 용량을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 원형이 아닌 사각형으로 설비를 제작하고 축열재 역시 사각형으로 하여 각각의 축열재 사이에 빈 공간이 존재하지 않도록 하여 효율을 증가시킬 수 있으며, 사각형상으로 설비를 제작함으로써 축열재와 단열재 등의 시공을 기존보다 간단하게 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 사시도.
도 2는 본 발명에 다른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 블록도.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 평단면도.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 제어 설비 블록도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상의 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명에 따른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 다른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 블록도이다.
본 발명에 따른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 폐가스가 유입되는 인입부(100)와, 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300), 축열식 촉매 연소 설비(500), 폐가스가 배출되는 배출부(600), 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300) 및 축열식 촉매 연소 설비(500)에 공통적으로 연결된 연소실(700), 및 이들을 제어하는 제어 설비(800)를 포함한다. 또한, 인입부(100)는 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300) 및 축열식 촉매 연소 설비(500)에 각각 연결되며, 배출부(600) 역시 이들에 각각 연결된다. 인입부(100)에서 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300) 및 축열식 촉매 연소 설비(500) 사이에는 인렛 밸브(IV)가 구비된다. 또한, 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300) 및 축열식 촉매 연소 설비(500) 사이에는 아웃렛 밸브(OV)가 각각 구비된다. 여기서, 인렛 밸브(IV)는 제 1 내지 제 4 인렛 밸브(IV1 ~ IV4)를 포함하고, 아웃렛 밸브 역시 제 1 내지 제 4 아웃렛 밸브(OV1 ~ OV4)를 포함한다. 인입부(100)에는 팬(110)이 구비되며, 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300), 축열식 촉매 연소 설비(500) 및 연소실(700)은 케이스(C)에 의해 보호된다.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 측단면도이다.
직접 연소 설비(Thermal Oxidation, TO; 200)는 인입부(100)에서 유입되는 폐가스를 직접열산화법에 의해 분해하는 설비이다. 여기서, 직접열산화법은 기본적으로 구조가 간단한 산화법으로서, 유기용제 가스를 섭씨 700도 내지 섭씨 800도 정도의 고온에서 연소 작용을 통해 탄산가스와 수증기로 분해시킨다. 이러한 직접 연소 설비(200)는 촉매독을 함유한 물질도 처리가 가능하며 탈취 장치 출구의 폐열을 이용하여 증기, 온수, 열풍 등의 광범위한 폐열회수 시스템을 구축할 수 있다.
촉매 연소 설비(Catalytic Thermal Oxidation, CTO; 300)는 인입부(100)에서 유입되는 폐가스를 촉매 산화법에 의해 분해한다. 촉매 산화법은 직접연소에 의한 방법과 유사한 처리 대상 VOCs Gas를 직접연소 온도(섭씨 750도) 보다 낮은 온도인 섭씨 250도 내지 섭씨 400도로 가열하여 백금, 코발트, 동, 니켈등의 촉매층(20)을 통과시킴으로서 촉매산화 작용에 의해 탄산가스와 수증기로 분해하여 무해, 무취화하는 방법이다. 직접 연소 설비(200)에 비하여 연소온도가 낮아 직접 연소 설비(200)와 유사한 효율을 유지하면서 운영비를 상당히 절감할 수 있다. 또한, 저온에서 산화하므로 질소산화물등의 2차 오염물질 생성이 적다.
축열 연소 설비(Regenerative Thermal Oxidizer, RTO; 400)는 인입부(100)에서 유입되는 폐가스를 축열된 열로 연소처리한다. 이는 VOCs Gas가 연소될 때 발생되는 열량을 직접 열교환용 Ceramic 축열재(10)를 이용하여 축열시키고, 이 축열된 열로 VOCs Gas를 승온시켜 VOCs Gas를 적정하게 연소시킴으로써 수행할 수 있다. 이러한 축열 연소 설비(300)은 유기용제나 유기성 악취를 제거시킴과 동시에 발생되는 상당량의 연소열을 외부로 배출시키지 않고 열교환용 축열재를 사용하여 열을 회수 공급함으로써 대기오염을 방지함은 물론 외부로 방출되는 폐열을 아주 효율적으로 이용할 수 있다.
축열식 촉매 연소 설비(Regenerative Catalytic Oxidizer, RCO; 500)는 축열연소 설비처럼 VOCs Gas가 연소될 때 발생되는 열량을 Ceramic 축열재(10) 등과 같은 열교환 장치를 이용하여 축열시키고 이 축열된 열로 유입 VOC Gas를 예열하여 촉매를 촉매층(20)을 통과하면서 저온에서 산화시킨다. 또한, 이에 따라, 열연소 온도인 섭씨 800도에 비해 섭씨 200도 내지 섭씨 400도로 낮아 경제적이다.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 평단면도이다.
본 발명은 평면도인 도 4에 도시된 바와 같이, 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300) 및 축열식 촉매 연소 설비(500)이 격자 형태로 구비된다. 또한, 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300) 및 축열식 촉매 연소 설비(500)은 평면도를 기준으로 기존의 원형이 아닌 사각형상으로 제작된다. 이에 따라, 각각의 연소 설비 내에 들어가는 축열재(10)를 사각형상으로 할 수 있으며, 이는 로스 영역이 거의 없음을 의미한다. 즉, 기존의 원형 연소 설비는 해당 설비 내에 축열재가 원형으로 구비된다. 이에 따라서, 원형 사이의 공간은 단열재 등으로 채워지게 되어 전체적으로 축열재의 면적이 넓지 않다. 하지만, 본 발명은 원형이 아닌 사각형으로 설비를 제작하고 축열재(10) 역시 사각형으로 하여 각각의 축열재(10) 사이에 빈 공간이 존재하지 않는다. 더욱이, 본 발명은 사각형상으로 설비를 제작함으로써, 축열재(10)와 단열재(30) 등의 시공을 기존보다 간단하게 수행할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템의 제어 설비 블록도이다.
제어 설비(800)는 폐가스에 따라서 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300) 및 축열식 촉매 연소 설비(500)을 제어하여 정화하기 위한 것이다. 이를 위해서 제어 설비(800)는 도 5에 도시된 바와 같이, 운전 모드 설정 모듈(810)과, 운전 모드 설정에 따라 직접 연소 설비(200)를 제어하는 직접 연소 설비 제어 모듈(820), 촉매 연소 설비(400)을 제어하는 촉매 연소 설비 제어 모듈(830), 축열 연소 설비(300)을 제어하는 축열 연소 설비 제어 모듈(840), 축열식 촉매 연소 설비(500)을 제어하는 축열식 촉매 연소 설비 제어 모듈(850)을 포함한다.
운전 모드 설정 모듈(810)은 인입부(100)로 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라서 밸브를 제어하여 폐가스를 직접 연소 설비(200)와, 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300) 및 축열식 촉매 연소 설비(500) 중 적어도 어느 하나에 유입되도록 한다. 여기서, 운전 모드는 5가지 모드가 있으며, TO 모드와 RTO 모드, CTO 모드 및 RCO 모드가 있다. RTO 모드는 폐가스가 300CMM 이상의 대풍량이며 10,000ppm 이상의 고농도일 경우, 직접 연소 설비(200)에 폐가스가 유입되어 처리되도록 하며, RCO 모드는 폐가스가 300CMM 이상의 대풍량이며 10,000ppm 미만의 저농도일 경우 촉매 연소 설비(400)에 폐가스가 유입되어 처리되도록 한다. CTO 모드는 폐가스가 300CMM 미만의 소풍량이며 10,000ppm 미만의 저농도일 경우, 축열 연소 설비(300)에 폐가스가 유입되어 처리되도록 하며, TO 모드는 폐가스가 300CMM 미만의 소풍량이며 10,000ppm 이상의 고농도일 경우, 축열식 촉매 연소 설비(500)에 폐가스가 유입되어 처리되도록 한다.
직접 연소 설비 제어 모듈(820)은 TO 모드 일 때 직접 연소 설비(200)가 가동되도록 제어한다. 이를 위해서, 직접 연소 설비 제어 모듈(820)은 제 1 인렛 밸브(IV1)가 오픈되도록 하여 인입부(100)로 유입되는 폐가스가 직접 연소 설비(200)까지 도달하도록 하고, 버너를 통해 연소실(700) 내의 폐가스를 섭씨 700도 내지 섭씨 800도 정도로 가열한다. 또한, 처리된 폐가스는 제 1 아웃렛 밸브(OV1)의 오픈에 의해 배출부(600)로 배출된다.
촉매 연소 설비 제어 모듈(830)은 CTO 모드일 때 축열 연소 설비(300)이 가동되도록 제어한다. 운전 모드 설정 모듈(810)이 CTO 모드로 운전 모드를 설정하면 촉매 연소 설비 제어 모듈(830)은 제 2 인렛 밸브(IV2)를 오픈하여 인입부(100)로 유입되는 폐가스가 축열 연소 설비 제어 모듈(840)까지 도달되도록 하며, 연소실(700) 내의 폐가스를 섭씨 250도 내지 섭씨 400도로 가열한다. 또한, 제 2 아웃렛 밸브(OV2)를 오픈하여 처리된 폐가스가 배출부(600)로 배출되도록 한다.
축열 연소 설비 제어 모듈(840)은 RTO 모드일 때 촉매 연소 설비(400)이 가동되도록 제어한다. 이는, 축열 연소 설비 제어 모듈(840)이 제 3 인렛 밸브(IV3)를 오픈하여 인입부(100)로 유입되는 폐가스가 촉매 연소 설비(400)까지 도달되도록 하여 수행할 수 있다. 물론, 처리된 폐가스는 제 3 아웃렛 밸브(OV3)의 오픈에 의해 배출부(600)로 배출된다.
축열식 촉매 연소 설비 제어 모듈(850)은 운전 모드 설정 모듈(810)이 RCO 모드로 운전 모드를 설정할 경우, 제 4 인렛 밸브(IV4)를 오픈하여 인입부(100)로 유입되는 폐가스가 축열식 촉매 연소 설비(500)까지 유입되어 처리되도록 한다. 또한, 처리된 폐가스는 제 4 아웃렛 밸브(OV4)를 오픈하여 배출부(600)로 배출되도록 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 직접 연소 설비(200)와 촉매 연소 설비(400), 축열 연소 설비(300) 및 축열식 촉매 연소 설비(500)을 함께 구비하고, 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라 선택적으로 구동되도록 함으로써 폐가스의 풍량과 농도에 구애받지 않고 폐가스를 처리할 수 있다. 또한, 본 발명은 버너(700) 등과 같이 각 연소 설비에서 공통적으로 사용될 수 있는 구성을 공유하도록 하여 제작 비용 및 가동 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명은 원형이 아닌 사각형으로 설비를 제작하고 축열재 역시 사각형으로 하여 각각의 축열재 사이에 빈 공간이 존재하지 않도록 하여 효율을 증가시킬 수 있으며, 사각형상으로 설비를 제작함으로써 축열재와 단열재 등의 시공을 기존보다 간단하게 수행할 수 있다.
이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 축열재 20: 촉매
30: 단열재 100: 인입부
110: 팬 200: 직접 연소 설비
300: 축열 연소 설비 400: 촉매 연소 설비
500: 축열식 촉매 연소 설비 600: 배출부
700: 연소실 800: 제어 설비
810: 운전 모드 설정 모듈 820: 직접 연소 설비 제어 모듈
830: 촉매 연소 설비 제어 모듈 840: 축열 연소 설비 제어 모듈
850: 축열식 촉매 연소 설비 제어 모듈
C: 케이스 IV: 인렛 밸브
IV1: 제 1 인렛 밸브 IV2: 제 2 인렛 밸브
IV3: 제 3 인렛 밸브 IV4: 제 4 인렛 밸브
OV: 아웃렛 밸브 OV1: 제 1 아웃렛 밸브
OV2: 제 2 아웃렛 밸브 OV3: 제 3 아웃렛 밸브
OV4: 제 4 아웃렛 밸브

Claims (4)

  1. 폐가스가 유입되는 인입부와,
    상기 인입부와 연결되며, 상기 폐가스를 직접열산화법에 의해 분해하는 직접 연소 설비,
    상기 인입부와 연결되며, 상기 폐가스를 촉매산화법에 의해 분해하는 촉매 연소 설비,
    상기 인입부와 연결되며, 상기 폐가스를 축열된 열에 의해 분해하는 축열 연소 설비,
    상기 인입부와 연결되며, 상기 폐가스를 축열된 열로 예열한후 촉매를 통해 분해하는 축열식 촉매 연소 설비,
    상기 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비와 연결된 연소실, 및
    상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라 밸브를 제어하여, 상기 폐가스를 상기 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비 중 적어도 어느 하나에 유입시키는 제어 설비를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제어 설비는,
    상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량과 농도에 따라 운전 모드를 설정하는 운전 모드 설정 모듈과,
    상기 운전 모드 설정 모듈이 운전 모드 설정에 따라 상기 직접 연소 설비를 제어하는 직접 연소 설비 제어 모듈,
    상기 운전 모드 설정 모듈이 운전 모드 설정에 따라 상기 촉매 연소 설비를 제어하는 촉매 연소 설비 제어 모듈,
    상기 운전 모드 설정 모듈이 운전 모드 설정에 따라 상기 축열 연소 설비를 제어하는 축열 연소 설비 제어 모듈, 및
    상기 운전 모드 설정 모듈이 운전 모드 설정에 따라 상기 축열식 촉매 연소 설비를 제어하는 축열식 촉매 연소 설비 제어 모듈을 포함하고,
    상기 운전 모드는 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량이 300CMM 이상의 대풍량이며 10,000ppm 이상의 고농도일 경우 직접 연소 설비에 상기 인입부에 유입되는 폐가스를 유입시키는 RTO 모드와, 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량이 300CMM 이상의 대풍량이며 10,000ppm 미만의 저농도일 경우 촉매 연소 설비에 상기 인입부에 유입되는 폐가스를 유입시키는 RCO 모드, 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량이 300CMM 미만의 소풍량이며 10,000ppm 미만의 저농도일 경우 축열 연소 설비에 상기 인입부에 유입되는 폐가스를 유입시키는 CTO 모드, 및 상기 인입부에 유입되는 폐가스의 풍량이 300CMM 미만의 소풍량이며 10,000ppm 이상의 고농도일 경우 축열식 촉매 연소 설비에 상기 인입부에 유입되는 폐가스를 유입시키는 TO 모드를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 폐가스를 가열할 수 있는 연소실과, 유입부와 직접 연소 설비 사이를 단속하는 제 1 인렛 밸브, 유입부와 촉매 연소 설비 사이를 단속하는 제 2 인렛 밸브, 유입부와 축열 연소 설비 사이를 단속하는 제 3 인렛 밸브, 유입부와 축열식 촉매 연소 설비 사이를 단속하는 제 4 인렛 밸브, 배출부와 직접 연소 설비 사이를 단속하는 제 1 아웃렛 밸브, 배출부와 촉매 연소 설비 사이를 단속하는 제 2 아웃렛 밸브, 배출부와 축열 연소 설비 사이를 단속하는 제 3 아웃렛 밸브, 배출부와 축열식 촉매 연소 설비 사이를 단속하는 제 4 아웃렛 밸브를 포함하고,
    상기 직접 연소 설비 제어 모듈은 TO 모드 일 때 상기 제 1 인렛 밸브를 오픈하여 폐가스를 직접 연소 설비 내에 유입시키고 버너를 통해 연소실을 섭씨 700도 내지 섭씨 800도로 가열하여 처리한 후, 제 1 아웃렛 밸브를 오픈하여 배출부로 배출시키며,
    상기 촉매 연소 설비 제어 모듈은 CTO 모드 일 때 상기 제 2 인렛 밸브를 오픈하여 폐가스를 촉매 연소 설비 내에 유입시키고 버너를 통해 연소실을 섭씨 250도 내지 섭씨 400도로 가열하여 처리한 후, 제 2 아웃렛 밸브를 오픈하여 배출부로 배출시키고,
    상기 축열 연소 설비 제어 모듈은 RTO 모드일 때 상기 제 3 인렛 밸브를 오픈하여 폐가스를 축열 연소 설비 내에 유입시키고, 처리된 폐가스는 제 3 아웃렛 밸브를 오픈하여 배출부로 배출시키며,
    상기 축열식 촉매 연소 설비 제어 모듈은 RCO 모드일 경우, 상기 제 4 인렛 밸브를 오픈하여 폐가스를 축열식 촉매 연소 설비에 유입되어 처리되도록 한 후, 처리된 폐가스는 제 4 아웃렛 밸브를 오픈하여 배출부로 배출시키는 것을 특징으로 하는 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 직접 연소 설비와 촉매 연소 설비, 축열 연소 설비 및 축열식 촉매 연소 설비는 평면도를 기준으로 사각형상이며, 내부에는 사각형상인 다수개의 축열재가 구비되고, 상기 다수개의 축열재 외부에는 단열재가 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 및 VOCs 배출공정에서 발생되는 난분해성 유해폐가스 처리 시스템.
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