KR101783373B1 - 반도체공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하는 스크러버 - Google Patents

반도체공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하는 스크러버 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기액접촉을 효율적으로 유도하는 복수기능의 기액접촉수단을 이용하여 반도체 공정에서 배출하는 유독성 폐가스를 제거하는 스크러버에 관한 것이다.
복수기능의 기액접촉수단은 세정액과 폐가스의 접촉량이 일정하게 분배되어 흐르게 하는 기액접촉수단 단위체(M1)와, 기액의 유로변경과 세정액을 일정하게 체류되게 하는 기액접촉수단 단위체(M2) 및 거품발생을 유도하여 거품에 의해 폐가스에 함유된 오염입자물질 및 기액 접촉시 발생하는 입자물질, 미스트 등을 여과 및 흡수하는 기액접촉수단 단위체(M3)가 순차적으로 적층되는 것으로 이루어지며, 악취성분을 함유한 LCD 제조공업에서 배출되는 유독성 폐가스의 제거효과를 보다 향상시켜 주변환경 내지 작업환경에서 불쾌한 냄새가 발생하지 않을 정도로 정화하는 효과가 있다.

Description

반도체공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하는 스크러버 {Scrubber for removing waste gas discharged from a semiconductor process}
본 발명은 반도체 공정에서 발생하는 유독성 폐가스를 처리하는 스크러버에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 반도체 공정에서 배출하는 유독성 폐가스를 처리하는 스크러버에 장착하여 기액접촉을 효율적으로 유도하는 복수의 기액접촉 기능을 갖는 기액접촉수단에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조 공정의 웨이퍼 상에 박막을 형성 또는 식각공정 등으로부터 배출하는 폐가스에는 불화수소, 황산화물, 질소산화물, 황화수소, 아황산가스 등과 같은 유독성의 산성가스 및 암모니아 등의 알칼리성 가스등 인체에 유해한 유독가스를 포함하고 있을 뿐 아니라 환경오염을 유발시키기 때문에 반도체 제조공정에서 배출되는 유독성 폐가스는 정화시킨 후에 대기 중에 배출하여야 하며, 유독성 폐가스를 제거하기 위한 방법으로 습식방법인 배기가스(폐가스)에 세정용액을 분무시켜 접촉시키는 기액접촉수단을 이용하는 스크러버 방식이 널리 알려져 있다.
상기 습식 스크러버용 기액접촉수단(필터체)과 관련한 선행기술로 예를 들면, 국내 특허공보 공고번호 특1995-0014023호에 충전물을 구비한 기액접촉수단이 장착된 스크러버를 개시하고 있고, 국내 등록특허공보 등록번호 10-0816822호에 복합오염물질을 동시에 처리하는 멀티스크러버를 개시하고 있다.
일반적으로, 유독성 폐가스에 염기성 용액을 분무하여 기액접촉을 이용하는 스크러버는 산미스트에 의해 백연을 생성하는 문제점이 있으므로 본 발명의 발명자가 발명하여 국내 등록특허공보 등록번호10-1478973호, 등록번호10-1564579호, 등록번호10-1564580호, 등록번호10-1564581호로 등록된 선행기술 및 출원 중에 있는 특허출원번호 제10-2015-0172161호에 개시하고 있는 기액접촉수단 단위체을 조합한 복합기능의 기액접촉수단 조합체를 장착한 스크러버에 의해 폐가스의 제거 성능이 개선되고 산미스트에 의한 백연이 생성하는 문제점도 개선하였다.
그러나 상기한 반도체 제조 공정에서 배출되는 유독성 폐가스 중 악취성분은 대기 중에 극히 미량(ppm 단위)으로 함유되어도 사람에게 불쾌한 냄새를 느끼게 하며, 특히 저기압 인 경우 보다 심하게 불쾌한 냄새를 느끼게 하여 주변환경 내지 작업환경에 매우 나쁜 영향을 초래하기 때문에 스크러버의 유독성 폐가스 제거성능이 무취에 근접할 수 있을 정도로 요구되고 있다.
본 발명은 습식 스크러버에서 채용하고 있는 복수의 기액접촉기능을 갖는 기액접촉수단의 구조 개선에 의해 기액접촉 효율을 향상시켜 반도체 제조공정에서 배출되는 유독성 폐가스의 제거성능을 향상시킴으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 반도체 공정에서 배출하는 유독성 폐가스를 제거하는 습식 스크러버에의 제공을 목적으로 하며, 보다 구체적으로는 본 발명의 발명자가 발명하여 등록된 국내 등록특허공보 등록번호10-1564578호, 등록번호10-1564579호, 등록번호10-1564580호, 등록번호10-1564581호의 습식 스크러버에서 채용하고 있는 복수의 기액접촉기능을 갖는 기액접촉수단의 구조를 개선하여 반도체 공정에서 배출하는 유독성 폐가스를 보다 효율적으로 제거함과 동시에 유독성 폐가스에 의한 악취발생을 보다 감소시킨 습식 스크러버를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 해결수단으로써 반도체공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하는 스크러버는 상부에 정화가스가 배출되는 배기관(1a)이 설치되며, 내부에는 세정액 분사노즐(1b)이 설치되고, 중간부에 복수기능의 기액접촉수단(Ms)이 장착되며, 하부에 폐액저장조(1c)가 설치되는 스크러버(1)와, 스크러버(1) 하부에 설치된 폐액저장조(1c)의 일측에 연결되는 폐가스 유입관(2) 및 스크러버(1)의 내부 상측에 설치된 세정액 분사노즐(1b)에 연결되는 세정액 공급관(3)을 포함하는 것으로 이루어진다.
본 발명에 따른 상기 복수기능의 기액접촉수단(Ms)은 위에서부터 세정액과 폐가스의 접촉량이 일정하게 분배되어 흐르게 하는 기액접촉수단 단위체(M1)와, 기액의 유로변경과 세정액을 일정하게 체류되게 하는 기액접촉수단 단위체(M2) 및 거품발생을 유도하여 거품에 의해 폐가스에 함유된 오염입자물질 및 기액 접촉시 발생하는 입자물질, 미스트 등을 여과 및 흡수하는 기액접촉수단 단위체(M3)가 순차적으로 적층되는 것으로 이루어진다.
상기 기액접촉수단 단위체(M1)는 프레임(F) 내부에 관형상의 원형튜브(4)가 수직으로 다수개 평형되게 밀착되어 집속된 구조로 형성되어, 기액이 원형튜브(4)에 의해 일정하게 분배되면서 통과하는 과정에 보다 높은 밀도로 접촉되도록 유도하는 기능을 가진다.
상기 기액접촉수단 단위체(M2)는 측벽(W1, W2, W3) 사이에 상면으로 일정 깊이의 홈(h)이 길이방향으로 형성된 막대형상의 원형봉(5)이 일정 간격을 두고 다수개 수평으로 평행되게 배치되면서 다수의 층으로 설치되며, 층간에는 간격과 원형봉(5)이 교대로 배치되어 프레임(F) 내부에 장착됨과 동시에 프레임(F)의 상, 하측에는 격벽(W4)으로 이루어진 사각형 통공(Ha)이 사방연속으로 형성되고, 인접하는 4개의 사각형 통공(Ha)이 중앙에서 유통되는 분산층(S, S)이 설치된 구조로 형성되어, 낙하하는 세정액이 홈(h)에 유입되어 지체되면서 흐르게 함과 동시에 기액의 유로변경, 충돌 및 재비산을 유도하여 기액흡수의 향상을 유도하는 기능을 가진다.
또 기액접촉수단 단위체(M3)는 프레임(F) 내에 2겹으로 엮어진 일정두께의 망상시트(6)가 일정간격으로 배치된 ‘Π’형상의 수직하는 격벽(7)들 사이로 지그재그식으로 통과하면서 배치된 필터체(f)가 배치되고, 필터체(f)의 상,하 측에는 격벽(W4)으로 이루어진 사각형 통공(Ha)이 사방연속으로 형성되고, 인접하는 4개의 사각형 통공(Ha)이 중앙에서 유통되는 분산층(S, S)이 설치된 구조로 형성되어, 기액접촉수단 단위체(M3)로 유입되는 세정액과 폐가스를 균일하게 분산시키면서 거품발생을 유도하여 거품에 의해 폐가스에 함유된 오염입자물질 및 기액 접촉 시 발생하는 입자물질, 미스트 등을 여과 및 흡수하는 기능을 가진다.
상기한 본 발명의 기액접촉수단을 채용한 습식 스크러버에 의해 상기 선행기술에 비하여 기액접촉기능이 개선되어 LCD 제조공업에서 배출되는 유독성 폐가스의 제거를 보다 향상시키는 효과를 달성하며, 특히 LCD 제조공업에서 배출되는 악취성분을 함유한 유독성 폐가스의 제거효과를 보다 향상시켜 주변환경 내지 작업환경에서 불쾌한 냄새가 발생하지 않을 정도로 정화하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 스크러버를 개략적으로 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 스크러버를 개략적으로 나타내는 배면도.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 기액접촉수단 단위체를 개략적으로 나타내는 도면.
도 6은 본 발명에 따른 기액접촉수단 단위체 M3를 개략적으로 나타내는 평면도.
이하에서는 본 발명을 첨부한 도면에 의해 구체적으로 설명하기로 하겠으나, 본 발명은 하기의 설명에 의하여 제한되는 것은 아니다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 스크러버를 개략적으로 나타내는 정면도 및 배면도로써, 도 1 및 도 2를 참조하여, 상기한 본 발명에 따른 따른 복수기능의 기액접촉수단(Ms)을 이용하여 폐가스(G)를 처리하는 과정을 설명하면,
폐가스(G)를 폐가스 유입펌프(P1)에 의해 폐가스 유입관(2)을 통하여 폐액저장조(1c)의 폐액 내부로 유입시키고, 이와 함께 세정액 저장조(3a)로부터 세정액이 세정액 공급펌프(P2)에 의해 세정액 공급관(3)을 통하여 스크러버(1) 내부에 설치된 세정액 분사노즐(1b)에 공급되면서 세정액이 스크러버(1) 내부에 분사되면서 하강한다.
상기 폐액저장조(1c)의 폐액 내부로 유입된 폐가스는 폐액저장조(1c)의 폐액에 의해 예비 처리되어, 스크러버(1) 내부로 유입되고 폐가스(G)는 기액접촉수단(Ms)를 통과하여 상승하면서 하강하는 세정액과 기액접촉이 이루어져 폐가스는 정화되어 스크러버(1) 상단에 설치된 배기관(1a)을 통하여 외부로 배출된다.
상기 폐가스가 기액접촉수단(Ms)을 통과하여 상승하면서 하강하는 세정액과 기액접촉이 이루어지는 과정을 보다 구체적으로 설명하면,
상기 분사되어 하강하는 세정액은 1차적으로 기액접촉수단 단위체(M1)의 관형상의 원형튜브(4)에 의해 일정하게 배분 및 집속되어 통과하면서 상승하는 폐가스와 밀도높게 기액접촉이 이루어지면서 하강한다.
스크러버 내로 유입된 폐가스(G)는 1차적으로 기액접촉수단 단위체(M3)의 하부에 형성된 분산층(S)에 의해 분산되면서 세정액에 흡수되는 과정에서 필터체(f)에 의해 거품발생이 발생되고, 거품에 의해 폐가스에 함유된 오염입자물질 및 기액 접촉시 발생하는 입자물질, 미스트 등의 여과 및 흡수 작용이 수행되고, 상부에 형성된 분산층(S)에 의해 분산되면서 상상하게 된다.
그리고 기액접촉수단 단위체(M1)를 통과하면서 하강하는 세정액은 기액접촉수단 단위체(M2)의 막대형상의 원형봉(5)에 형성된 홈(h)을 따라 흐르면서 유속이 다소 지체됨과 동시에 원형봉(5) 들에 의해 세정액 및 폐가스는 유속에 따라 유로가 변경되면서 재비산과 조대화가 반복되어 기체의 흡수가 촉진되면서 기액접촉이 수행된다.
3 도 내지 6도는 본 발명에 따른 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 (M3)를 개략적으로 나타내는 도면으로써 3 도 내지 6도를 참조하여 본 발명에 따른 기액접촉수단 단위체(M1)내지 (M3)에 대하여 구체적으로 설명하면,
본 발명에 따른 기액접촉수단 단위체(M1)는 프레임(F) 내부에 관형상의 원형튜브(4)가 수직으로 다수개 평형으로 밀착되게 장착된 구조로 이루어져 있으며, 세정액과 폐가스는 원형튜브(4)에 의해 일정하게 분배되면서 집속되어 원형튜브(4) 내부를 통과하는 과정에 세정액과 폐가스가 보다 높은 밀도로 접촉이 되도록 유도하는 기능을 가진다.
본 발명에 따른 기액접촉수단 단위체(M2)는 측벽(W1, W2, W3) 사이에 상면으로 일정 깊이의 홈(h)이 길이방향으로 형성된 막대형상의 원형봉(5)이 일정 간격을 두고 다수개 수평으로 평행되게 배치되면서 다수의 층으로 설치되고, 층간에는 간격과 원형봉(5)이 교대로 배치되어 프레임(F) 내부에 장착됨과 동시에 프레임(F)의 상, 하측에는 격벽(W4)으로 이루어진 사각형 통공(Ha)이 사방연속으로 형성되고, 인접하는 4개의 사각형 통공(Ha)이 중앙에서 유통되는 분산층(S, S)이 설치된 구조로 형성되어, 낙하하는 세정액이 홈(h)에 유입되어 지체되면서 흐르게 함과 동시에 기액의 유로변경, 충돌 및 재비산을 유도하여 기액흡수의 향상을 유도하는 기능을 가진다.
또 본 발명에 따른 기액접촉수단 단위체(M3)는 프레임(F) 내에 2겹으로 엮어진 일정두께의 망상시트(6)가 일정간격으로 배치된 ‘Π’형상의 수직하는 격벽(7)들 사이로 지그재그식으로 통과하면서 배치된 필터체(f)가 배치되고, 필터체(f)의 상,하 측에는 격벽(W4)으로 이루어진 사각형 통공(Ha)이 사방연속으로 형성되고, 인접하는 4개의 사각형 통공(Ha)이 중앙에서 유통되는 분산층(S, S)이 설치된 구조로 이루어져 있으며, 기액접촉수단 단위체(M3)로 유입되는 세정액과 폐가스가 분산층(S, S)에 의해 균일하게 분산되면서, 필터체(f)에 의해 거품이 발생되고, 거품에 의해 폐가스에 함유된 오염입자물질 및 기액 접촉 시 발생하는 입자물질, 미스트 등을 여과 및 흡수하는 기능을 가진다.
상기한 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 (M3)는 일체로 조립되기 위하여 동일한 규격으로 제작되는 것이 바람직하며, 각각의 기액접촉수단 단위체의 재질은 합성수지 재질이 바람직하다.
또 상기 각각의 기액접촉수단 단위체의 가로, 세로 및 높이에 따른 규격은 스크러버(1)에서 폐가스가 처리되는 용량에 따라 정하여지므로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련가이면 폐가스 처리용량에 따라 어려움 없이 제작할 수가 있다고 하겠다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 복수기능의 기액접촉수단을 이용한 폐가스 처리 스크러버는 반도체 제조공정에서 배출되는 유독성 폐가스(G)를 정밀하게 정화함으로써 유독성 폐가스(G)가 나타내는 악취발생을 제거하여 주변환경 내지 작업환경에서 불쾌한 냄새가 발생하지 않을 정도로 정화하는 효과가 있다.
1 : 스크러버 1a : 배기관
1b : 분사노즐 1c : 폐액저장조
2 : 폐가스 유입관 3 : 세정액 공급관
3a : 세정액 저장조 P1 : 유입펌프
4 : 원형튜브 5 : 홈(h)이 형성된 막대형상의 원형봉
6 : 2중 망상시트 7 : ‘Π’형상의 수직하는 격벽
Ms : 복수기능의 기액접촉수단 M1 내지 M3 : 기액접촉수단 단위체

Claims (3)

  1. 상부에 정화가스가 배출되는 배기관(1a)이 설치되며, 내부 상측으로 세정액 분사노즐(1b)이 설치되고, 분사노즐(1b)의 하측으로 복수기능의 기액접촉수단(Ms)이 장착되며, 하부에 폐액저장조(1c)가 설치되는 스크러버(1)와, 상기 스크러버(1) 하부에 설치된 폐액저장조(1c)의 일측에 연결되는 폐가스 유입관(2) 및 스크러버(1)의 내부 상측에 설치된 세정액 분사노즐(1b)에 연결되는 세정액 공급관(3)을 포함하는 폐가스 처리 스크러버에 있어서,
    상기 복수기능의 기액접촉수단(Ms)은 위로부터 프레임(F) 내부에 관형상의 원형튜브(4)가 수직으로 다수개 평형되게 밀착된 집속 기액접촉수단 단위체(M1)와,
    측벽(W1, W2, W3) 사이에 상측으로 일정 깊이의 홈(h)이 길이방향으로 형성된 막대형상의 원형봉(5)이 일정 간격을 두고 다수개 수평으로 평행되게 배치되면서 다수의 층으로 설치되고, 층간에는 간격과 원형봉(5)이 교대로 배치되어 프레임(F) 내부에 장착됨과 동시에 프레임(F)의 상, 하측에는 격벽(W4)으로 이루어진 사각형 통공(Ha)이 사방연속으로 형성되고, 인접하는 4개의 사각형 통공(Ha)이 중앙에서 유통되는 분산층(S, S)이 설치된 기액접촉수단 단위체(M2) 및
    프레임(F) 내에 2겹으로 엮어진 일정두께의 망상시트(6)가 일정간격으로 배치된 ‘Π’형상의 수직하는 격벽(7)들 사이로 지그재그식으로 통과하면서 배치된 필터체(f)가 배치되고, 필터체(f)의 상,하 측에는 격벽(W4)으로 이루어진 사각형 통공(Ha)이 사방연속으로 형성되고, 인접하는 4개의 사각형 통공(Ha)이 중앙에서 유통되는 분산층(S, S)이 설치된 기액접촉수단 단위체(M3)가 순차적으로 적층된 것을 특징으로 하는 폐가스 처리 스크러버.
  2. 청구항1에 있어서, 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 기액접촉수단 단위체(M3)는 서로 분리 가능도록조립되는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리 스크러버.
  3. 청구항2에 있어서, 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 기액접촉수단 단위체(M3)는 각각의 재질이 합성수지인 것을 특징으로 하는 폐가스 처리 스크러버.
KR1020160096025A 2016-07-28 2016-07-28 반도체공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하는 스크러버 KR101783373B1 (ko)

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KR1020160096025A KR101783373B1 (ko) 2016-07-28 2016-07-28 반도체공정에서 배출되는 유독성 폐가스를 처리하는 스크러버

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