KR101777283B1 - 폐가스 선별분리 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 선행공정의 폐가스의 부식성 및 독성 여부와 연동하여 선행 공정으로부터 유입구로 유입되는 폐가스의 부식성 및 독성 여부에 따라 폐가스의 유동방향을 제1 유동관 또는 제2 유동관으로 전환하여, 제1 유동관을 통과한 폐가스 및 제2 유동관을 통과하는 폐가스를 선별분리하여 하나의 챔버 내에서 열분해하여서, 폐가스 처리 효율을 향상시킬 수 있으며, 폐가스의 부식성 및 독성 여부와 상관없이 모두 하나의 챔버 내에서 효율적으로 열분해할 수 있고, 부식성 및 독성이 강한 폐가스의 열분해시, 폐가스와 발열모듈의 직접적인 접촉을 차단하여 발열모듈의 내구성을 보다 향상시킬 수 있는, 폐가스 선별분리 처리장치를 개시한다.

Description

폐가스 선별분리 처리장치{Device for Processing by Separating Waste Gas}
본 발명은 폐가스 선별분리 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 LCD 및 반도체 제조공정 또는 화학공정에서 사용된 유해한 폐가스를 선행 공정과 연동하여 부식성 및 독성 여부에 따라 폐가스를 선별분리하여 개별적으로 열분해처리할 수 있는, 폐가스 선별분리 처리장치에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이, LCD 및 반도체 제조공정 또는 화학공정에서 배출되는 부식성 및 독성이 있는 폐가스, 예컨대 과불화화합물(PFC:Perfluorocompound) 가스는 무해화 처리된 후 대기 중으로 배출되어야 한다.
무해화 처리를 위해서 폐가스를 열분해하는 건식 및 습식 가스 세정이 이루어지는데, 전술한 무해화 처리 관련 선행기술이 한국등록특허 제10-0937697호(폐가스 처리장치)에 개시되어 있다.
선행기술의 폐가스 처리장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 폐가스가 처리되는 챔버(10)와, 폐가스가 유입되는 폐가스 유입부(12)와, 챔버(10) 내부를 통과하는 폐가스를 열분해하는 열처리부(20), 챔버(10)를 통과하면서 열분해된 폐가스를 냉각시키는 냉각부로 구성되어서, 폐가스를 챔버(10) 내부로 직접 노출시켜 열처리부(20)의 고온 발열에 의해 폐가스를 열분해하여 무해화 처리한다.
하지만, 선행기술의 폐가스 처리장치는, 폐가스의 부식성 및 독성 정도를 구분하지 않고서, 하나의 챔버 내부에서 동일한 방법으로 열분해하여서, 부식성 및 독성이 강한 폐가스의 열분해시 열분해 효율이 상대적으로 저하되고, 폐가스와 열처리부(20)의 직접적인 접촉으로 인해 내구성이 현저히 감소되는 문제점이 있다.
한국등록특허 제10-0937697호 (폐가스 처리장치, 2010.01.12)
본 발명의 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로서, 선행공정으로부터 유입되는 폐가스의 부식성 및 독성에 따라 폐가스를 선별분리하여, 부식성 및 독성이 강한 폐가스의 열분해시, 폐가스와 열분해부의 직접적인 접촉 없이도 폐가스를 열분해하여서, 내구성 및 열분해 효율을 향상시킬 수 있는, 폐가스 선별분리 처리장치를 제공하는 데 있다.
전술한 목적을 달성하고자, 본 발명은, 선행 공정으로부터 폐가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구로 유입되는 상기 폐가스의 부식성 및 독성 여부에 따라 유동방향을 전환하는 방향전환밸브와, 상기 방향전환밸브에 의해 상기 폐가스가 유동하는 제1 유동관 및 제2 유동관과, 상기 선행 공정으로부터 방향전환신호를 수신하여 상기 방향전환밸브를 상기 폐가스의 부식성 및 독성 여부와 연동하여 구동하는 방향전환밸브 구동모듈로 구성되고, 상기 제1 유동관으로는 부식성 및 독성이 상대적으로 약한 폐가스가 통과하고, 상기 제2 유동관으로는 부식성 및 독성이 상대적으로 강한 폐가스가 통과하는, 폐가스 분리부; 상기 제1 유동관을 통과한 폐가스 및 상기 제2 유동관을 통과하는 폐가스를 열분해하는 다수의 발열모듈과, 상기 제1 유동관 및 제2 유동관을 수용하는 챔버로 구성되는 열분해부; 및 상기 열분해부와 연통되며 상기 열분해부의 하단부에 상단 및 하단이 개방된 테이퍼 형상으로 형성되는 하부 프레임과, 상기 하부 프레임 내측에 형성되어 상기 열분해부를 통과한 폐가스를 습식 세정 처리하는 다수의 분사 노즐로 구성되는 습식세정 처리부;를 포함하는, 폐가스 선별분리 처리장치를 제공한다.
바람직하게는, 상기 제1 유동관은 상기 챔버 상단 내측벽에 인접하여 상기 폐가스를 상기 챔버 내부로 배출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 유동관은 상기 발열모듈을 에워싸는 나산형 형상으로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 발열모듈은 전기 히터 또는 플라즈마 아크 토치이며, 상기 전기 히터는 상기 챔버 내부의 열분포를 균일하게 하도록 균일한 간격을 이격되어 원형으로 배열되고, 상기 플라즈마 아크 토치는 상기 챔버 상단 또는 내측벽에 균일한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 전기 히터는 상기 챔버 내부에서 상기 제1 유동관을 통과한 폐가스의 유동방향과 평행한 방향으로 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 선행공정과 연동하여서 선행공정에 사용된 폐가스의 부식성 및 독성에 따라 폐가스를 선별분리하여 열분해처리할 수 있어서, 열분해시의 부산물 생성을 최소화할 수 있고 폐가스의 열분해처리 효율을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 분리된 유동관 구성에 의해서, 폐가스의 부식성 및 독성 여부와 상관없이 모두 하나의 챔버 내에서 효율적으로 열분해할 수 있어서, 추가적인 열분해 처리 비용을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
더 나아가, 부식성 및 독성이 강한 폐가스의 열분해시, 폐가스와 발열모듈의 직접적인 접촉을 차단함으로써 발열모듈의 내구성을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 선행 기술에 의한 폐가스 처리 장치를 예시한 것이다.
도 2a 및 2b는 각각 본 발명에 의한 폐가스 선별분리 처리장치의 개략적인 평면도 및 측면도를 도시한 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 전술한 특징을 갖는 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하고자 한다.
도 2a 및 2b는 각각 본 발명에 의한 폐가스 선별분리 처리장치의 개략적인 평면도 및 측면도를 도시한 것이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명에 의한 폐가스 선별분리 처리장치는 선행공정과 연동하여 폐가스의 종류에 따라 선별분리하여 각 해당 유동관(113,114)으로 유동시켜 챔버(122) 내부에서 열분해시키는 것으로서, 구체적으로, 선행공정과 연동하여 선행공정으로부터 배출되는 폐가스의 부식성 및 독성 여부에 따라 폐가스를 제1 유동관(113) 또는 제2 유동관(114)으로 선별분리하는 폐가스 분리부(110)와, 제1 유동관(113)을 통과한 폐가스 및 제2 유동관(114)을 통과하는 폐가스를 열분해하는 열분해부(120)와, 열분해부(120)를 통과한 폐가스를 습식세정하는 습식세정 처리부(130)로 구성된다.
폐가스 분리부(110)의 구성은, LCD 제조, 반도체 제조 또는 화학제조 선행 공정에 사용되고 배출되는 폐가스가 유입되는 유입구(111)와, 유입구(111)로 유입되는 폐가스의 부식성 및 독성 여부에 따라 유동방향을 전환하는 방향전환밸브(112)와, 방향전환밸브(112)에 의해 폐가스가 유동하는 제1 유동관(113) 및 제2 유동관(114)과, 선행 공정으로부터 방향전환신호를 수신하여 방향전환밸브(112)를, 선행공정으로부터의 폐가스의 부식성 및 독성 여부와 연동하여, 구동하는 방향전환밸브 구동모듈(115)로 이루어진다.
한편, 폐가스 분리부(110)의 동작은 후술하는 바와 같으며, 우선, 선행공정으로부터 배출된 폐가스는 유입구(111)로 유입된다. 이후, 폐가스가 열분해부(120)의 챔버(122) 내부로 투입되기 전에, 방향전환밸브 구동모듈(115)은 선행공정으로부터 제공되는 방향전환신호, 예컨대, 폐가스의 부식성 및 독성 여부와 연동한 폐가스 선별분리신호를 수신한다. 이후, 수신한 방향전환신호에 따라, 방향전환밸브 구동모듈(115)은 방향전환밸브(112)를 구동하여 제1 유동관(113) 또는 제2 유동관(114)을 배타적으로 선택하여 개폐한다.
예컨대, 제1 유동관(113)으로는 부식성 및 독성이 상대적으로 약한 폐가스가 통과하고, 제2 유동관(114)으로는 부식성 및 독성이 상대적으로 강한 폐가스가 통과한다. 이에 따라, 폐가스의 부식성 및 독성 여부와 상관없이 하나의 챔버(122) 내에서 모든 폐가스를 효율적으로 열분해할 수 있고, 제2 유동관(114)을 통과하는 부식성 및 독성이 강한 폐가스와 발열모듈(전기히터(121) 또는 플라즈마 아크 토치) 및 챔버(122)와의 직접적인 물리적 접촉을 차단하여 부식을 방지할 수 있어서 발열모듈의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제2 유동관(114)을 통과하는 폐가스를 분리하여 열분해하므로 챔버(122) 내부에 잔존하는 다른 폐가스와의 화학적 또는 물리적 반응을 최소화할 수도 있다.
여기서, 방향전환밸브(112)는 액츄에이터(미도시)에 의해 구동하여 유입구로 유입되는 폐가스의 유동방향을 전환하는 3-웨이(way) 벨브일 수 있다. 예컨대, 선행공정으로부터의 부식성 및 독성이 상대적으로 약한 폐가스에 대한 방향전환신호를 방향전환밸브 구동모듈(115)이 수신하면, 방향전환밸브 구동모듈(115)의 스템핑 모터(미도시)가 밸브체(미도시)를 상응하는 소정 각도로 회전시켜서 유입구(111)로부터 제1 유동관(113)으로 유동로를 전환하고, 부식성 및 독성이 상대적으로 강한 폐가스에 대한 방향전환신호를 방향전환밸브 구동모듈(115)이 수신하면, 방향전환밸브 구동모듈(115)의 스템핑 모터가 밸브체를 상응하는 소정 각도로 회전시켜서 유입구(111)로부터 제2 유동관(113)으로 유동로를 전환한다.
한편, 도 2a에 도시된 바와 같이, 제1 유동관(113)을 통과하는 부식성 및 독성이 상대적으로 약한 페가스가 발열모듈에 의해 충분히 열분해되도록, 제1 유동관(113)은 챔버(122) 상단 내측벽에 인접하여 폐가스를 챔버(122) 내부로 배출할 수 있다.
즉, 제1 유동관(113)을 통과한 폐가스가 챔버(122) 내측벽에 인접하여 배출되어서 챔버(122) 외부 배출될 때까지 긴 유동로를 형성하게 되므로 발열모듈에 의해 충분히 열분해될 수 있다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제2 유동관(114)을 통과하는 부식성 및 독성이 상대적으로 강한 폐가스가 발열모듈에 의해 충분히 열분해되도록 최대한 긴 유동로를 형성할 수 있도록, 제2 유동관(114)은 후술하는 발열모듈을 에워싸는 나산형 형상의 유동관으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 유동관(114)을 통과하는 폐가스의 열분해 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
열분해부(120)의 구성 및 동작은 후술하는 바와 같다. 즉, 열분해부(120)는 제1 유동관(113)을 통과한 폐가스 및 제2 유동관(114)을 통과하는 폐가스를 열분해하는 다수의 발열모듈과, 제1 유동관(113) 및 제2 유동관(114)을 수용하는 챔버(122)로 이루어지는데, 발열모듈은 전기 히터(121) 또는 플라즈마 아크 토치(미도시)이다.
여기서, 전기 히터(121)는 챔버(122) 내부의 열분포를 균일하게 하도록 균일한 간격으로 이격되어 원형으로 배열되고(도 2a 참조), 플라즈마 아크 토치는 적어도 하나 이상이 챔버(122) 상단 또는 내측벽에 균일한 간격으로 이격되어 형성될 수 있다.
한편, 6개의 전기 히터(121)가 원형으로 배열되어 있는 것으로 도시하였으나, 챔버(122)의 크기 및 선행공정에 따라 최대한의 열분해 효율을 제공할 수 있는 개수 및 배열이라면 특별히 제한적이지 않다.
또한, 선행공정 또는 열분해하고자 하는 폐가스의 부식성 및 독성의 정도에 따라, 전기 히터(121) 또는 플라즈마 아크 토치 단독으로 발열모듈을 구성할 수 있고, 병행하여 발열모듈을 구성할 수도 있다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 전기 히터(121)는 챔버(122) 내부에서 제1 유동관(113)을 통과한 폐가스의 유동방향과 평행한 방향으로 형성될 수 있는데, 즉, 전기 히터(121)가 챔버(122) 내부에서 수직한 방향으로 다수 형성되어서 챔버(122) 내부의 균일한 열분포를 제공할 수 있으므로 폐가스의 열분해 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
습식세정 처리부(130)의 구성 및 동작은 후술하는 바와 같다. 즉, 습식세정 처리부(130)는, 열분해부(120)의 하단과 연통되며 열분해부(120)의 하단부에 상단 및 하단이 개방된 테이퍼 형상으로 형성되는 하부 프레임(131)과, 하부 프레임(131) 내측에 형성되어 열분해부(120)를 통과한 폐가스를 습식세정처리하는 다수의 분사 노즐(132)로 이루어진다.
하부 프레임(131)은 테이퍼 형상으로 형성되어서, 폐가스의 열분해에 의해 형성된 미세 파우더의 낙하를 원활히 유도할 수 있어서, 하부 프레임(131) 내측벽의 미세 파우더의 적층을 최소화할 수 있다.
분사 노즐(132)은 물을 하부 프레임(131) 내부로 분사하여 미세 파우더의 낙하를 촉진하고, 열분해부(120)를 통과한 잔여 폐가스를 물로 중화처리한다.
따라서, 전술한 바와 같은 구성의 폐가스 선별분리 처리장치에 의해서, 선행공정과 연동하여서 선행공정에 사용된 폐가스의 부식성 및 독성에 따라 폐가스를 선별분리하여 열분해처리할 수 있어서 폐가스 처리 효율을 향상시킬 수 있으며, 폐가스의 부식성 및 독성 여부와 상관없이 모두 하나의 챔버 내에서 효율적으로 열분해할 수 있어서 추가적인 열분해 처리 비용을 최소화할 수 있고, 부식성 및 독성이 강한 폐가스의 열분해시 폐가스와 발열모듈의 직접적인 접촉을 차단함으로써 발열모듈의 내구성을 보다 향상시킬 수 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
110 : 폐가스 분리부 111 : 유입구
112 : 방향전환밸브 113 : 제1 유동관
114 : 제2 유동관 115 : 방향전환밸브 구동모듈
120 : 열분해부 121 : 전기히터
122 : 챔버 130 : 습식세정 처리부
131 : 하부 프레임 132 : 분사 노즐

Claims (5)

  1. 선행 공정으로부터 폐가스가 유입되는 유입구와, 상기 유입구로 유입되는 상기 폐가스의 부식성 및 독성 여부에 따라 유동방향을 전환하는 방향전환밸브와, 상기 방향전환밸브에 의해 상기 폐가스가 유동하는 제1 유동관 및 제2 유동관과, 상기 선행 공정으로부터 방향전환신호를 수신하여 상기 방향전환밸브를 상기 폐가스의 부식성 및 독성 여부와 연동하여 구동하는 방향전환밸브 구동모듈로 구성되고, 상기 제1 유동관으로는 부식성 및 독성이 상대적으로 약한 폐가스가 통과하고, 상기 제2 유동관으로는 부식성 및 독성이 상대적으로 강한 폐가스가 통과하는, 폐가스 분리부;
    상기 제1 유동관을 통과한 폐가스 및 상기 제2 유동관을 통과하는 폐가스를 열분해하는 다수의 발열모듈과, 상기 제1 유동관 및 제2 유동관을 수용하는 챔버로 구성되는 열분해부; 및
    상기 열분해부와 연통되며 상기 열분해부의 하단부에 상단 및 하단이 개방된 테이퍼 형상으로 형성되는 하부 프레임과, 상기 하부 프레임 내측에 형성되어 상기 열분해부를 통과한 폐가스를 습식 세정 처리하는 다수의 분사 노즐로 구성되는 습식세정 처리부;를 포함하는, 폐가스 선별분리 처리장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유동관은 상기 챔버 상단 내측벽에 인접하여 상기 폐가스를 상기 챔버 내부로 배출하는 것을 특징으로 하는, 폐가스 선별분리 처리장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 유동관은 상기 발열모듈을 에워싸는 나산형 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 폐가스 선별분리 처리장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 발열모듈은 전기 히터 또는 플라즈마 아크 토치이며,
    상기 전기 히터는 상기 챔버 내부의 열분포를 균일하게 하도록 균일한 간격을 이격되어 원형으로 배열되고,
    상기 플라즈마 아크 토치는 상기 챔버 상단 또는 내측벽에 균일한 간격으로 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는, 폐가스 선별분리 처리장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 전기 히터는 상기 챔버 내부에서 상기 제1 유동관을 통과한 폐가스의 유동방향과 평행한 방향으로 형성되는 것을 특징으로 하는, 폐가스 선별분리 처리장치.
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