KR102340859B1

KR102340859B1 - Plasma and catalyst scrubber

Info

Publication number: KR102340859B1
Application number: KR1020190149915A
Authority: KR
Inventors: 이대훈; 김관태; 송영훈; 강홍재; 송호현
Original assignee: 한국기계연구원
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2021-12-20
Also published as: KR20210061867A

Abstract

본 발명의 목적은 복수 개의 플라즈마 반응기를 사용하여 분해할 대상가스의 처리 유량을 증대하는 플라즈마 촉매 스크러버를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 촉매 스크러버는, 플라즈마 반응으로 생성된 플라즈마 제트와 일측으로 유입되는 대상가스를 토출하는 복수의 플라즈마 반응기들, 상기 복수의 플라즈마 반응기들이 설치되고 상기 플라즈마 제트와 상기 대상가스로 형성되는 토출 기체의 유동 공간을 형성하는 바디, 및 상기 플라즈마 반응기들 반대측에서 상기 바디에 연결되어 상기 토출 기체에 접촉되어 촉매 반응으로 대상가스를 분해하는 촉매 반응기를 포함하며, 상기 복수의 플라즈마 반응기들은 상기 촉매 반응기의 평면을 향하는 방향(z축)에 대하여 경사각(θ)으로 경사지고, 상기 촉매 반응기의 평면 중심에서 일측으로 편심 배치된다.An object of the present invention is to provide a plasma catalyst scrubber that increases the processing flow rate of a target gas to be decomposed using a plurality of plasma reactors. A plasma catalyst scrubber according to an embodiment of the present invention includes a plurality of plasma reactors discharging a plasma jet generated by a plasma reaction and a target gas introduced to one side, the plurality of plasma reactors are installed, and the plasma jet and the target gas a body forming a flow space of a discharge gas formed of gas, and a catalytic reactor connected to the body from opposite sides of the plasma reactors to contact the discharge gas to decompose a target gas through a catalytic reaction, wherein the plurality of plasmas The reactors are inclined at an inclination angle (θ) with respect to the direction (z-axis) facing the plane of the catalytic reactor, and are eccentrically disposed on one side from the center of the plane of the catalytic reactor.

Description

Plasma Catalyst Scrubber {PLASMA AND CATALYST SCRUBBER}

본 발명은 플라즈마 촉매 스크러버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대용량의 과불화탄소(PFCs; perfluorocarbon)를 분해하는 플라즈마 촉매 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma catalyst scrubber, and more particularly, to a plasma catalyst scrubber for decomposing large-capacity perfluorocarbons (PFCs).

알려진 바에 따르면, 플라즈마 스크러버는 많은 전력을 사용하면서 과불화탄소(PFCs; perfluorocarbon)를 분해하도록 구성되어 있다. 이로 하여, 대용량으로 규모를 크게(scale up) 하면서 하나의 플라즈마 발생기로 대응을 할 경우, 플라즈마 반응기에 부가되는 전류값이 과다하게 되어 과열로 인하여 전극이 손상된다. 이로 인하여, 플라즈마 반응기의 내구성이 저하된다.As is known, plasma scrubbers are configured to decompose perfluorocarbons (PFCs) while using a lot of power. Accordingly, when a single plasma generator is used while scaling up a large capacity, the current value added to the plasma reactor becomes excessive and the electrode is damaged due to overheating. For this reason, the durability of a plasma reactor falls.

따라서 플라즈마 촉매 스크러버는 대상가스의 처리 용량 증대를 위하여 플라즈마 반응기를 복수로 구비할 수 있다. 복수 개의 플라즈마 반응기들을 설치하여 대상가스의 유량을 분기 처리하여 개별 플라즈마 반응기의 부하 부담을 나누어 내구성을 증진시킬 필요가 있다.Therefore, the plasma catalyst scrubber may include a plurality of plasma reactors in order to increase the processing capacity of the target gas. It is necessary to install a plurality of plasma reactors to branch the flow rate of the target gas, thereby dividing the load burden of the individual plasma reactors to improve durability.

본 발명의 목적은 복수 개의 플라즈마 반응기를 사용하여 분해할 대상가스의 처리 유량을 증대하는 플라즈마 촉매 스크러버를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 목적은 복수의 플라즈마 반응기의 부담을 경감하여 개별 플라즈마 반응기의 내구성을 증진시키는 플라즈마 촉매 스크러버를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a plasma catalyst scrubber that increases the processing flow rate of a target gas to be decomposed using a plurality of plasma reactors. It is also an object of the present invention to provide a plasma catalyst scrubber that improves the durability of individual plasma reactors by alleviating the burden of a plurality of plasma reactors.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 촉매 스크러버는, 플라즈마 반응으로 생성된 플라즈마 제트와 일측으로 유입되는 대상가스를 토출하는 복수의 플라즈마 반응기들, 상기 복수의 플라즈마 반응기들이 설치되고 상기 플라즈마 제트와 상기 대상가스로 형성되는 토출 기체의 유동 공간을 형성하는 바디, 및 상기 플라즈마 반응기들 반대측에서 상기 바디에 연결되어 상기 토출 기체에 접촉되어 촉매 반응으로 대상가스를 분해하는 촉매 반응기를 포함하며, 상기 복수의 플라즈마 반응기들은 상기 촉매 반응기의 평면을 향하는 방향(z축)에 대하여 경사각(θ)으로 경사지고, 상기 촉매 반응기의 평면 중심에서 일측으로 편심 배치된다.A plasma catalyst scrubber according to an embodiment of the present invention includes a plurality of plasma reactors discharging a plasma jet generated by a plasma reaction and a target gas introduced to one side, the plurality of plasma reactors are installed, and the plasma jet and the target gas a body forming a flow space of a discharge gas formed of gas, and a catalytic reactor connected to the body from opposite sides of the plasma reactors to contact the discharge gas to decompose a target gas through a catalytic reaction, wherein the plurality of plasmas The reactors are inclined at an inclination angle (θ) with respect to the direction (z-axis) facing the plane of the catalytic reactor, and are eccentrically disposed on one side from the center of the plane of the catalytic reactor.

상기 바디는 일측이 좁고 반대측으로 가면서 점진적으로 넓어지는 구조로 형성되며, 상기 플라즈마 반응기들은 상기 바디의 좁은 측에 설치되고, 상기 촉매 반응기는 상기 바디의 넓은 측에 연결될 수 있다.The body is formed in a structure in which one side is narrow and gradually widens toward the opposite side, the plasma reactors are installed on the narrow side of the body, and the catalytic reactor can be connected to the wide side of the body.

상기 바디는 원뿔대로 형성되며, 상기 복수의 플라즈마 반응기들은 상기 원뿔대의 상단에서 상기 촉매 반응기의 평면에 수직으로 향하는 방향(z축)으로 설치되는 제1반응기, 상기 경사각(θ)을 가지고 상기 원뿔대의 측면 일측에 설치되는 제2반응기, 및 상기 제2반응기의 반대측 상기 원뿔대의 측면에 설치되는 제3반응기를 포함할 수 있다.The body is formed in a truncated cone, and the plurality of plasma reactors have a first reactor installed in a direction (z-axis) perpendicular to the plane of the catalytic reactor from the upper end of the truncated cone, and the inclination angle θ of the truncated cone It may include a second reactor installed on one side of the side, and a third reactor installed on the side of the truncated cone opposite to the second reactor.

상기 제2반응기는 상기 원뿔대의 직경 방향에 대하여 직경에 교차하는 방향의 일측에 제1편심 간격(G1)으로 이격 배치되고, 상기 제3반응기는 상기 원뿔대의 직경 방향에 대하여 직경에 교차하는 방향에서 상기 제1편심 간격의 반대측에 제2편심 간격(G2)으로 이격 배치될 수 있다.The second reactor is spaced apart from the first eccentric interval G1 on one side of the direction crossing the diameter with respect to the radial direction of the truncated cone, and the third reactor is in the direction crossing the diameter with respect to the radial direction of the truncated cone A second eccentric interval G2 may be disposed on the opposite side of the first eccentric interval.

상기 제2반응기는 상기 측면의 경사 방향에 수직하는 제1방향으로 설치되고, 상기 제3반응기는 상기 측면의 경사 방향에 수직하는 제2방향으로 설치되며, 상기 제1방향과 상기 제2방향은 상기 촉매 반응기 상의 상기 유동 공간에서 상기 제1편심 간격(G1)과 상기 제2편심 간격(G2)을 합한 크기(G1+G2)로 이격되고, 상기 바디와 상기 촉매 반응기의 경계에서 서로 직교할 수 있다.The second reactor is installed in a first direction perpendicular to the inclination direction of the side surface, the third reactor is installed in a second direction perpendicular to the inclination direction of the side surface, and the first direction and the second direction are In the flow space on the catalytic reactor, the first eccentric interval (G1) and the second eccentric interval (G2) are spaced apart by a combined size (G1+G2), and may be orthogonal to each other at the boundary between the body and the catalytic reactor have.

상기 제2반응기에서 토출되는 토출 가스와 상기 제3반응기에서 토출되는 토출 가스 각각의 최대범위는 상기 촉매 반응기의 평면을 기준으로 볼 때, 상기 제1반응기에서 토출되는 토출 가스의 최대범위에 포함될 수 있다.The maximum range of each of the discharge gas discharged from the second reactor and the discharge gas discharged from the third reactor may be included in the maximum range of the discharge gas discharged from the first reactor when viewed with respect to the plane of the catalytic reactor. have.

상기 바디는 타원뿔대로 형성되며, 상기 복수의 플라즈마 반응기들은 상기 타원뿔대의 상단에서 상기 촉매 반응기의 평면에 수직으로 향하는 방향(z축)으로 설치되는 제1반응기, 상기 경사각을 가지고 상기 타원뿔대의 장축 일 측면에 설치되는 제2반응기, 및 상기 경사각을 가지고 상기 제2반응기의 반대측 상기 타원뿔대의 장축 다른 측면에 설치되는 제3반응기를 포함할 수 있다.The body is formed in an elliptical truncated cone, and the plurality of plasma reactors have a first reactor installed in a direction (z-axis) perpendicular to the plane of the catalytic reactor from the upper end of the ellipsoidal truncated cone, and have the inclination angle. It may include a second reactor installed on one side of the long axis, and a third reactor that has the inclination angle and is installed on the other side of the long axis of the elliptical truncated cone opposite to the second reactor.

상기 제2반응기는 상기 타원뿔대의 장축 방향에 대하여 교차하는 단축 방향의 일측에 제1편심 간격(G21)으로 이격 배치되고, 상기 제3반응기는 상기 타원뿔대의 장착 방향에 대하여 교차하는 단축 방향에서 상기 제1편심 간격의 반대측에 제2편심 간격(G22)으로 이격 배치될 수 있다.The second reactor is spaced apart from the first eccentric interval G21 on one side of the minor axis intersecting the long axis direction of the elliptical frustum, and the third reactor is in the minor axis direction intersecting the mounting direction of the elliptical frustum. A second eccentric interval G22 may be disposed on the opposite side of the first eccentric interval.

상기 제2반응기에서 토출되는 토출 가스와 상기 제3반응기에서 토출되는 토출 가스 각각의 최대범위는 상기 촉매 반응기의 평면을 기준으로 볼 때, 상기 제1반응기에서 토출되는 토출 가스의 최대범위에 포함되고, 상기 제2반응기와 상기 제3반응기는 상기 제1반응기의 최대범위 밖에 설치될 수 있다.The maximum range of each of the discharge gas discharged from the second reactor and the discharge gas discharged from the third reactor is included in the maximum range of the discharge gas discharged from the first reactor when viewed with respect to the plane of the catalytic reactor and , the second reactor and the third reactor may be installed outside the maximum range of the first reactor.

상기 바디는 원뿔대로 형성되며, 상기 복수의 플라즈마 반응기들은 상기 원뿔대의 상단에서 상기 촉매 반응기의 평면에 수직으로 향하는 방향(z축)으로 설치되는 제1반응기, 상기 경사각을 가지고 상기 원뿔대의 측면 일측에 설치되는 제2반응기, 상기 경사각을 가지고 상기 제2반응기와 원주 방향으로 120도 간격을 가지고 상기 원뿔대의 다른 측면에 설치되는 제3반응기, 및 상기 경사각을 가지고 상기 제3반응기와 원주 방향으로 120도 간격을 가지고 상기 원뿔대의 다른 측면에 설치되는 제4반응기를 포함할 수 있다.The body is formed in a truncated cone, and the plurality of plasma reactors have a first reactor installed in a direction (z-axis) perpendicular to the plane of the catalytic reactor from the upper end of the truncated cone, and have the inclination angle on one side of the truncated cone. a second reactor installed, a third reactor installed on the other side of the truncated cone at an interval of 120 degrees in the circumferential direction from the second reactor with the inclination angle, and 120 degrees in the circumferential direction with the third reactor at the inclination angle It may include a fourth reactor installed on the other side of the truncated cone with a gap.

상기 제2반응기, 상기 제3반응기 및 상기 제4반응기는 상기 촉매 반응기의 평면과 나란하면서 상기 원뿔대의 직경 방향에 대하여 교차각(θ3)을 가지고 설치될 수 있다.The second reactor, the third reactor, and the fourth reactor may be installed parallel to the plane of the catalytic reactor and have an intersection angle θ3 with respect to the diameter direction of the truncated cone.

상기 제2반응기에서 토출되는 토출 가스와 상기 제3반응기에서 토출되는 토출 가스 및 제4반응기에서 토출되는 토출 가스 각각의 최대범위는 상기 촉매 반응기의 평면을 기준으로 볼 때, 상기 제1반응기에서 토출되는 토출 가스의 최대범위에 포함될 수 있다.The maximum range of each of the discharge gas discharged from the second reactor, the discharge gas discharged from the third reactor, and the discharge gas discharged from the fourth reactor is, when viewed from the plane of the catalytic reactor, the discharge from the first reactor It can be included in the maximum range of the discharged gas.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예는 복수의 플라즈마 반응기들이 촉매 반응기의 평면을 향하는 방향(z축)에 대하여 경사각(θ)으로 경사지지고, 촉매 반응기의 평면 중심에서 일측으로 편심 배치되므로 촉매 반응기를 고르게 가열할 수 있다.As such, in one embodiment of the present invention, the plurality of plasma reactors are inclined at an inclination angle (θ) with respect to the direction (z-axis) toward the plane of the catalytic reactor, and are eccentrically arranged from the center of the plane of the catalytic reactor to one side. It can be heated evenly.

따라서 일 실시예는 분해할 대상가스의 처리 유량을 증대시킬 수 있고, 복수의 플라즈마 반응기들의 부담을 경감하여 개별 플라즈마 반응기들의 내구성을 증진시킬 수 있다.Accordingly, one embodiment can increase the processing flow rate of the target gas to be decomposed, and reduce the burden of the plurality of plasma reactors, thereby improving the durability of the individual plasma reactors.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 촉매 스크러버의 단면도이다.
도 2는 도 1의 평면도이다.
도 3은 도 1의 플라즈마 촉매 스크러버에서 플라즈마 반응기들에서 아크 제트의 분사와 반응공간에서 아크 제트의 유동을 도시한 작동 상태도이다.
도 4는 도 1의 플라즈마 촉매 스크러버에 적용되는 제1, 제2, 제3플라즈마 반응기들에서 토출되는 아크의 토출 범위를 도시하는 측면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 촉매 스크러버의 평면도이다.
도 6은 도 5의 플라즈마 촉매 스크러버에서 플라즈마 반응기들에서 아크 제트의 분사와 반응공간에서 아크 제트의 유동을 도시한 작동 상태도이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 플라즈마 촉매 스크러버의 평면도이다.
도 8은 도 7의 플라즈마 촉매 스크러버에서 플라즈마 반응기들에서 아크 제트의 분사와 반응공간에서 아크 제트의 유동을 도시한 작동 상태도이다.1 is a cross-sectional view of a plasma catalyst scrubber according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view of FIG. 1 .
FIG. 3 is an operation state diagram illustrating injection of an arc jet in plasma reactors and a flow of an arc jet in a reaction space in the plasma catalyst scrubber of FIG. 1 .
FIG. 4 is a side view illustrating a discharge range of an arc discharged from the first, second, and third plasma reactors applied to the plasma catalyst scrubber of FIG. 1 .
5 is a plan view of a plasma catalyst scrubber according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an operation state diagram illustrating injection of an arc jet in plasma reactors and a flow of the arc jet in a reaction space in the plasma catalyst scrubber of FIG. 5 .
7 is a plan view of a plasma catalyst scrubber according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is an operation state diagram illustrating injection of an arc jet in plasma reactors and a flow of the arc jet in a reaction space in the plasma catalyst scrubber of FIG. 7 .

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, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 촉매 스크러버의 단면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예의 플라즈마 촉매 스크러버(1)는 복수의 플라즈마 반응기들(10), 바디(20) 및 촉매 반응기(30)를 포함한다.1 is a cross-sectional view of a plasma catalyst scrubber according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of FIG. 1 . 1 and 2 , the plasma catalyst scrubber 1 of the first embodiment includes a plurality of plasma reactors 10 , a body 20 and a catalyst reactor 30 .

플라즈마 촉매 스크러버(1)는 플라즈마 반응기들(10)에서 플라즈마 반응으로 생성된 플라즈마 제트와 외부에서 공급되는 대상가스를 바디(20)로 공급하고, 플라즈마 제트와 대상가스로 형성되는 토출 기체를 바디(20)에서 촉매 반응기(30)로 공급하여 촉매를 균일하게 가열함으로써 대상가스의 분해 처리 유량을 증대시킬 수 있도록 구성된다. The plasma catalyst scrubber 1 supplies the plasma jet generated by the plasma reaction in the plasma reactors 10 and the target gas supplied from the outside to the body 20, and the discharge gas formed of the plasma jet and the target gas is supplied to the body ( 20) is supplied to the catalyst reactor 30 to uniformly heat the catalyst, thereby increasing the decomposition treatment flow rate of the target gas.

즉 플라즈마 촉매 스크러버(1)는 플라즈마 반응기들(10)과 촉매 반응기(30)로 반응부를 형성한다. 촉매 반응기(30)는 바디(20)를 통하여 복수의 플라즈마 반응기들(10)에 연통된다. 플라즈마 반응기들(10)은 균일한 온도 분포를 촉매 반응기(30)에 작용시킬 수 있도록 배치된다. 이로써, 복수의 플라즈마 반응기들(10)의 대상가스 처리 부담이 경감되어 개별 플라즈마 반응기들(10)의 내구성이 증진될 수 있다.That is, the plasma catalyst scrubber 1 forms a reaction unit with the plasma reactors 10 and the catalytic reactor 30 . The catalytic reactor 30 communicates with the plurality of plasma reactors 10 through the body 20 . The plasma reactors 10 are arranged to apply a uniform temperature distribution to the catalytic reactor 30 . Accordingly, the burden of processing the target gas of the plurality of plasma reactors 10 may be reduced, and durability of the individual plasma reactors 10 may be improved.

복수의 플라즈마 반응기들(10)은 플라즈마 반응으로 생성된 플라즈마 제트와 일측으로 유입되는 대상가스를 혼합하여 바디(20)로 토출하도록 구성된다. 복수의 플라즈마 반응기들(10)은 바디(20)에 설치된다. 바디(20)는 플라즈마 제트와 대상가스로 형성되는 토출 기체의 유동 공간(S)을 형성한다.The plurality of plasma reactors 10 are configured to mix a plasma jet generated by a plasma reaction and a target gas introduced to one side to discharge to the body 20 . A plurality of plasma reactors 10 are installed in the body 20 . The body 20 forms a flow space S of the discharge gas formed of the plasma jet and the target gas.

촉매 반응기(30)는 플라즈마 반응기들(10)의 반대측에서 바디(20)에 연결되어, 플라즈마 반응기들(10)에서 생성된 플라즈마 제트와 공급되는 대상가스로 바디(20)에서 형성되는 바디(20)에서 토출되는 토출 기체에 접촉되어 촉매 반응으로 대상가스 및 이에 포함된 과불화합물(PFCs)을 분해한다.The catalytic reactor 30 is connected to the body 20 on the opposite side of the plasma reactors 10 , and the body 20 is formed in the body 20 with a plasma jet generated in the plasma reactors 10 and a target gas supplied thereto. ) and decomposes the target gas and the perfluorinated compounds (PFCs) contained therein through a catalytic reaction by contacting the discharged gas.

이들에 대하여 구체적으로 설명하면, 복수의 플라즈마 반응기들(10) 중 일부 반응기들은 촉매 반응기(30)의 평면(xy 평면)을 향하는 방향(z축 방향)에 대하여 경사각(θ)으로 경사지게 설치되고, 촉매 반응기(30)의 평면(xy 평면) 중심에서 일측으로 편심 하여 배치된다.Specifically, some of the plurality of plasma reactors 10 are installed to be inclined at an inclination angle θ with respect to the direction (z-axis direction) toward the plane (xy plane) of the catalytic reactor 30, It is arranged eccentric to one side from the center of the plane (xy plane) of the catalytic reactor 30 .

복수의 플라즈마 반응기들(10)은 고전압전극(11)과 접지전극으로 작용하는 하우징(12)을 포함한다. 고전압전극(11)과 하우징(12) 사이에서 플라즈마 반응으로 플라즈마 아크가 발생된다. 일례로써, 고전압전극(11)은 원기둥, 확장되는 원추대 및 축소되는 원추 구조의 이어짐으로 형성되고, 하우징(12)은 고전압전극(11)을 수용하는 원통 구조로 형성된다. The plurality of plasma reactors 10 includes a high voltage electrode 11 and a housing 12 serving as a ground electrode. A plasma arc is generated by a plasma reaction between the high voltage electrode 11 and the housing 12 . As an example, the high voltage electrode 11 is formed of a continuation of a cylindrical structure, an expanding truncated cone, and a reduced cone structure, and the housing 12 is formed in a cylindrical structure accommodating the high voltage electrode 11 .

또한, 하우징(12)은 고전압전극(11)을 수용하는 내부면을 고전압전극(11)에서 멀어지면서 점진적으로 좁아지는 구조를 형성하여, 토출구(13)에서 최소 내경을 형성한다.In addition, the housing 12 forms a structure in which the inner surface accommodating the high voltage electrode 11 is gradually narrowed away from the high voltage electrode 11 to form a minimum inner diameter at the discharge port 13 .

하우징(12)은 일측에 방전가스 공급부(14)를 구비하여 하우징(12) 내부의 고전압전극(11) 주위로 방전가스를 공급한다. 방전가스 공급부(14)는 고전압전극(11)의 원기둥 구조 측으로 방전가스를 공급한다.The housing 12 is provided with a discharge gas supply unit 14 on one side to supply the discharge gas around the high voltage electrode 11 inside the housing 12 . The discharge gas supply unit 14 supplies the discharge gas to the cylindrical structure side of the high voltage electrode 11 .

하우징(12)은 전기적으로 접지된 상태에서 고전압전극(11)에 고전압(HV)이 인가되면, 서로의 사이에 설정되는 방전갭(G)에서 플라즈마 방전에 의한 플라즈마 아크를 일으켜 토출구(13)로 플라즈마 제트를 토출하게 된다.When a high voltage (HV) is applied to the high voltage electrode 11 in a state in which the housing 12 is electrically grounded, a plasma arc is generated by plasma discharge in the discharge gap G set between each other to generate a plasma arc to the discharge port 13 . Plasma jets are ejected.

하우징(12)에서 최소 내경의 토출구(13)는 바디(20) 내의 유동 공간(S)으로 토출 가스를 토출할 때, 토출 가스에 직진성을 부여하므로 xy 평면에서 필요로 하는 넓이 범위 내에 토출할 수 있게 한다.When the discharge port 13 of the minimum inner diameter in the housing 12 discharges the discharge gas to the flow space S in the body 20, it gives straightness to the discharge gas, so it can be discharged within the required area in the xy plane. let there be

방전갭(G)은 확장되는 원추대와 축소되는 원추 구조가 연결되는 부분과 하우징(12)의 대향측 사이에 형성된다. 고전압(HV)은 하우징(12)과 고전압전극(11) 사이에서 필요한 플라즈마 방전으로 플라즈마 아크를 발생시킬 수 있도록 설정된다.The discharge gap G is formed between the portion where the expanding cone and the contracting cone structure are connected and the opposite side of the housing 12 . The high voltage HV is set so as to generate a plasma arc with a required plasma discharge between the housing 12 and the high voltage electrode 11 .

하우징(12)은 일측에 대상가스 공급부(15)를 더 구비하여, 플라즈마 아크를 향하여 과불화합물(PFCs)을 포함하는 대상가스를 공급하도록 구성된다. 예를 들면, 대상가스 공급부(15)는 반도체 제조공정 및 디스플레이 제조공정에서 배출되는 과불화합물(PFCs)을 포함하는 공정가스를 공급한다.The housing 12 is further provided with a target gas supply unit 15 on one side, and is configured to supply a target gas including perfluorinated compounds (PFCs) toward the plasma arc. For example, the target gas supply unit 15 supplies a process gas containing perfluorinated compounds (PFCs) discharged from a semiconductor manufacturing process and a display manufacturing process.

일례로써, 바디(20)는 z축 방향에서 고전압전극(11)이 위치하는 상측이 좁고 반대인 하측으로 가면서 점진적으로 넓어지는 구조로 형성된다. 즉 바디(20)는 내부에 유동 공간(S)을 형성하는 원뿔대 또는 원뿔대에 원통을 연결하여 형성될 수 있다. 상대적으로 볼 때, 복수의 플라즈마 반응기들(10)은 바디(20)의 좁은 측에 설치되고, 촉매 반응기(30)는 바디(20)의 넓은 측에 연결된다.As an example, the body 20 is formed in a structure in which the upper side where the high voltage electrode 11 is located is narrow in the z-axis direction and gradually widens toward the opposite side. That is, the body 20 may be formed by connecting a cylinder to a truncated cone or a truncated cone forming the flow space S therein. Relatively, the plurality of plasma reactors 10 are installed on the narrow side of the body 20 , and the catalytic reactor 30 is connected to the wide side of the body 20 .

일례로써, 원뿔대의 바디(20)에 설치되는 복수의 플라즈마 반응기들(10)은 제1반응기(101), 제2반응기(102) 및 제3반응기(103)를 포함한다. 제1반응기(101)는 원뿔대의 바디(20) 상단에서 촉매 반응기(30)의 평면(xy 평면)에 수직으로 향하는 방향(z축)으로 설치되어, 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S)으로 토출하게 된다. As an example, the plurality of plasma reactors 10 installed in the truncated body 20 includes a first reactor 101 , a second reactor 102 , and a third reactor 103 . The first reactor 101 is installed in the direction (z-axis) perpendicular to the plane (xy plane) of the catalytic reactor 30 from the top of the body 20 of the truncated cone, so that the plasma jet and the target gas flow space (S) will be discharged as

이때, 제1반응기(101)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스는 분사각(θ1, 예를 들면, 40도)을 가지므로, 바디(20)의 내벽 및 촉매 반응기(30)의 내벽에 미치지 않도록 분사된다(도 3 및 도 4 참조).At this time, the plasma jet and the target gas discharged from the first reactor 101 have an injection angle θ1, for example, 40 degrees, so as not to reach the inner wall of the body 20 and the inner wall of the catalytic reactor 30 . is sprayed (see FIGS. 3 and 4).

도 3은 도 1의 플라즈마 촉매 스크러버에서 플라즈마 반응기들에서 아크 제트의 분사와 반응공간에서 아크 제트의 유동을 도시한 작동 상태도이고, 도 4는 도 1의 플라즈마 촉매 스크러버(1)에 적용되는 제1, 제2, 제3반응기들(101, 102, 103)에서 토출되는 플라즈마 제트와 대상가스의 토출 범위를 도시하는 측면도이다.FIG. 3 is an operational state diagram illustrating the flow of an arc jet in a reaction space and injection of an arc jet in plasma reactors in the plasma catalyst scrubber of FIG. 1, and FIG. 4 is a first applied to the plasma catalyst scrubber 1 of FIG. , second, and third reactors 101 , 102 , 103 are side views illustrating discharge ranges of the plasma jet and target gas discharged from the reactors.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 제2반응기(102)는 경사각(θ)을 가지고 원뿔대의 측면 일측 바디(20)에 설치되어 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S)으로 토출하게 된다. 제3반응기(103)는 제2반응기(102)의 반대측 원뿔대의 측면 바디(20)에 설치되어 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S)으로 토출하게 된다.2 to 4 , the second reactor 102 has an inclination angle θ and is installed on one side body 20 of a truncated cone to discharge a plasma jet and a target gas to the flow space S. The third reactor 103 is installed on the side body 20 of the truncated cone on the opposite side of the second reactor 102 to discharge the plasma jet and the target gas to the flow space (S).

제2반응기(102)는 바디(20)에서 원뿔대의 직경 방향에 대하여 직경에 교차하는 방향의 일측에 제1편심 간격(G1)으로 이격 배치된다. 제3반응기(103)는 바디(20)에서 원뿔대의 직경 방향에 대하여 직경에 교차하는 방향에서 제1편심 간격(G1)의 반대측에 제2편심 간격(G2)으로 이격 배치된다.The second reactor 102 is spaced apart from the first eccentric interval G1 on one side of the body 20 in a direction crossing the diameter with respect to the diameter direction of the truncated cone. The third reactor 103 is disposed to be spaced apart from the second eccentric gap G2 on the opposite side of the first eccentric gap G1 in the direction crossing the diameter with respect to the diameter direction of the truncated cone in the body 20 .

제1, 제2편심 간격(G1, G2)은 중심에서 직경에 교차하는 반지름의 1/2지점까지 최대로 설정될 수 있다. 제1, 제2편심 간격(G1, G2)이 반지름 1/2을 초과하는 경우, 바디(20)의 유동 공간(S)으로부터 토출되는 토출 가스가 바디(20)의 내벽 및 촉매 반응기(30)의 내벽에 이를 수 있다.The first and second eccentric spacings G1 and G2 may be set at a maximum from the center to a point 1/2 of a radius crossing the diameter. When the first and second eccentric intervals (G1, G2) exceed a radius of 1/2, the discharge gas discharged from the flow space (S) of the body (20) is the inner wall of the body (20) and the catalytic reactor (30) can reach the inner wall of

제2반응기(102)는 바디(20)에서 원뿔대 측면의 경사 방향에 수직하는 제1방향으로 설치된다. 제3반응기(103)는 바디(20)에서 원뿔대 측면의 경사 방향에 수직하는 제2방향으로 설치된다. 제1방향과 상기 제2방향은 촉매 반응기(30) 상의 유동 공간(S)에서 제1편심 간격(G1)과 제2편심 간격(G2)을 합한 크기(G1+G2)로 이격되고, 바디(20)와 촉매 반응기(30)의 경계에서 서로 직교한다.The second reactor 102 is installed in the first direction perpendicular to the inclination direction of the side surface of the truncated cone in the body 20 . The third reactor 103 is installed in the second direction perpendicular to the inclination direction of the side surface of the truncated cone in the body 20 . The first direction and the second direction are spaced apart by the sum of the first eccentric interval (G1) and the second eccentric interval (G2) in the flow space (S) on the catalytic reactor 30 (G1 + G2), and the body ( 20) and the catalytic reactor 30 are orthogonal to each other at the boundary.

제2반응기(102)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스의 최대범위(MA2) 및 제3반응기(103)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스를 최대범위(MA3)는 촉매 반응기(30)의 평면(xy 평면)을 기준으로 볼 때, 제1반응기(101)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스의 최대범위(MA1)에 포함된다.The maximum range MA2 of the plasma jet and the target gas discharged from the second reactor 102 and the maximum range MA3 of the plasma jet and the target gas discharged from the third reactor 103 are the plane of the catalytic reactor 30 ( xy plane), it is included in the maximum range MA1 of the plasma jet and the target gas discharged from the first reactor 101 .

이때, 제2반응기(102)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스는 분사각(θ 1, 예를 들면, 40도)을 가지므로, 일측(도 4의 좌측)에서는 바디(20)의 내벽과 나란하게 분사되고, 반대측(도 4의 우측)에서는 바디(20)의 내벽 및 촉매 반응기(30)의 내벽에 미치지 않도록 분사된다.At this time, since the plasma jet and the target gas discharged from the second reactor 102 have an injection angle (θ 1, for example, 40 degrees), on one side (the left side of FIG. 4 ), it is parallel to the inner wall of the body 20 . and is sprayed so as not to reach the inner wall of the body 20 and the inner wall of the catalytic reactor 30 from the opposite side (the right side of FIG. 4 ).

제3반응기(103)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스는 분사각(θ1, 예를 들면, 40도)을 가지므로, 일측(도 4의 우측)에서는 바디(20)의 내벽과 나란하게 분사되고, 반대측(도 4의 좌측)에서는 바디(20)의 내벽 및 촉매 반응기(30)의 내벽에 미치지 않도록 분사된다.Since the plasma jet and the target gas discharged from the third reactor 103 have an injection angle θ1, for example, 40 degrees, on one side (the right side of FIG. 4 ) is injected parallel to the inner wall of the body 20 and , on the opposite side (the left side of FIG. 4 ) is sprayed so as not to reach the inner wall of the body 20 and the inner wall of the catalytic reactor 30 .

즉 제2, 제3반응기(102, 103)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스의 최대범위(MA2, MA3)는 바디(20)의 내벽 및 촉매 반응기(30)의 내벽에 미치지 않으면서 제1, 제2편심 간격(G1, G2)에 의하여 바디(20) 내에서 서로 회전하면서 제1반응기(101)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스와 균일하게 혼합될 수 있다. 따라서 플라즈마 제트에 의한 바디(20)의 내벽 및 촉매 반응기(30) 내벽의 부식이 방지될 수 있다.That is, the maximum ranges MA2 and MA3 of the plasma jet and the target gas discharged from the second and third reactors 102 and 103 do not reach the inner wall of the body 20 and the inner wall of the catalytic reactor 30, but the first, The plasma jet discharged from the first reactor 101 and the target gas may be uniformly mixed with each other while rotating within the body 20 by the second eccentric intervals G1 and G2. Accordingly, corrosion of the inner wall of the body 20 and the inner wall of the catalytic reactor 30 by the plasma jet can be prevented.

또한, 제1, 제2, 제3반응기(101, 102, 103)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스가 유동 공간(S) 내에서 균일하게 혼합되면서 xy평면에 대하여 균일한 온도 분포를 가지는 토출 가스를 형성한다. In addition, the plasma jet and the target gas discharged from the first, second, and third reactors 101, 102, 103 are uniformly mixed in the flow space S, and the discharge gas having a uniform temperature distribution with respect to the xy plane. to form

바디(20)에서 토출되는 균일한 온도 분포의 토출 기체는 촉매 반응기(30)를 균일한 온도 분포로 가열시키고 분해할 대상가스의 처리 유량을 증대시킬 수 있다. 따라서 복수의 플라즈마 반응기들(10)의 부담이 경감되어 개별 반응기들, 즉 제1, 제2, 제3반응기(101, 102, 103)의 내구성이 증진될 수 있다.The discharge gas having a uniform temperature distribution discharged from the body 20 can heat the catalytic reactor 30 to a uniform temperature distribution and increase the processing flow rate of the target gas to be decomposed. Accordingly, the load on the plurality of plasma reactors 10 is reduced, so that the durability of the individual reactors, that is, the first, second, and third reactors 101 , 102 , 103 can be improved.

다시 도 1 및 도 4를 참조하면, 촉매 반응기(30)는 유동 공간(S) 측에 가이드 촉매(31)를 더 구비한다. 가이드 촉매(31)는 촉매 반응기(30)의 전방에 구비되어, 바디(20)의 유동 공간(S)으로부터 토출되는 토출 가스의 고열을 직접 받음으로써 촉매 반응기(30)를 고열로부터 보호하고, 촉매 반응기의 온도 분포를 더욱 균일하게 할 수 있다.Referring back to FIGS. 1 and 4 , the catalytic reactor 30 further includes a guide catalyst 31 on the flow space S side. The guide catalyst 31 is provided in front of the catalytic reactor 30 to directly receive the high heat of the discharge gas discharged from the flow space S of the body 20 to protect the catalytic reactor 30 from high heat, and the catalyst The temperature distribution of the reactor can be made more uniform.

이하 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 제1실시예 및 기 설명된 실시예들과 비교하여 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 구성들에 대 설명을 기재한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described. Compared with the first embodiment and the previously described embodiments, descriptions of the same components are omitted and descriptions of different components are given.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 촉매 스크러버의 평면도이고, 도 6은 도 5의 플라즈마 촉매 스크러버에서 플라즈마 반응기들에서 아크 제트의 분사와 반응공간에서 아크 제트의 유동을 도시한 작동 상태도이다.5 is a plan view of a plasma catalytic scrubber according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is an operation state diagram illustrating the injection of the arc jet in the plasma reactors and the flow of the arc jet in the reaction space in the plasma catalytic scrubber of FIG. 5 to be.

도 5 및 도 6을 참조하면, 제2실시예의 플라즈마 촉매 스크러버(2)에서, 바디(220)는 내부에 유동 공간(S2)을 형성하는 타원뿔대로 형성된다. 타원뿔대에 설치되는 복수의 플라즈마 반응기들(210)은 제1반응기(211), 제2반응기(212) 및 제3반응기(213)를 포함한다.5 and 6, in the plasma catalyst scrubber 2 of the second embodiment, the body 220 is formed as an elliptical truncated cone forming a flow space S2 therein. The plurality of plasma reactors 210 installed in the truncated elliptical cone include a first reactor 211 , a second reactor 212 , and a third reactor 213 .

제1반응기(211)는 타원뿔대의 바디(220) 상단에서 촉매 반응기(미도시)의 평면에 수직으로 향하는 방향(z축)으로 설치되어 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S2)으로 토출하게 된다. 이때 촉매 반응기는 바디(220)의 타원뿔대에 대응하는 타원으로 형성될 수도 있다.The first reactor 211 is installed in the direction (z-axis) perpendicular to the plane of the catalytic reactor (not shown) from the top of the body 220 of the elliptical truncated cone to discharge the plasma jet and the target gas to the flow space S2. do. At this time, the catalyst reactor may be formed in an ellipse corresponding to the truncated elliptical cone of the body 220 .

제2반응기(212)는 경사각을 가지고 타원뿔대의 장축 일 측면 바디(220)에 설치되어 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S2)으로 토출하게 된다. 제3반응기(213)는 경사각을 가지고 제2반응기(212)의 반대측 타원뿔대의 장축 다른 측면 바디(220)에 설치되어 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S2)으로 토출하게 된다.The second reactor 212 has an inclination angle and is installed on one side body 220 of the long axis of the truncated elliptical cone to discharge the plasma jet and the target gas to the flow space S2. The third reactor 213 has an inclination angle and is installed on the other side body 220 of the long axis of the elliptical truncated cone on the opposite side of the second reactor 212 to discharge the plasma jet and the target gas to the flow space S2.

제2반응기(212)는 바디(220)에서 타원뿔대의 장축 방향에 대하여 교차하는 단축 방향의 일측에 제1편심 간격(G21)으로 이격 배치된다. 제3반응기(213)는 바디(220)에서 타원뿔대의 장착 방향에 대하여 교차하는 단축 방향에서 제1편심 간격(G21)의 반대측에 제2편심 간격(G22)으로 이격 배치된다.The second reactor 212 is spaced apart from the body 220 by a first eccentric interval G21 on one side of the short axis intersecting the long axis direction of the truncated elliptical cone. The third reactor 213 is disposed to be spaced apart from the second eccentric gap G22 on the opposite side of the first eccentric gap G21 in the minor axis direction intersecting the mounting direction of the elliptical truncated cone in the body 220 .

제2반응기(212)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스의 최대범위(MA22) 및 제3반응기(213)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스를 최대범위(MA22)는 촉매 반응기의 평면(xy 평면)을 기준으로 볼 때, 제1반응기(211)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스의 최대범위(MA21)에 포함된다. 이를 위하여, 제2, 제3반응기(212, 213)는 제1반응기(211)의 최대범위(MA21) 밖에 설치되어 플라즈마 제트 및 대상가스를 토출한다.The maximum range MA22 of the plasma jet and the target gas discharged from the second reactor 212 and the maximum range MA22 of the plasma jet and the target gas discharged from the third reactor 213 are the plane of the catalytic reactor (xy plane) is included in the maximum range MA21 of the plasma jet and target gas discharged from the first reactor 211 as a reference. To this end, the second and third reactors 212 and 213 are installed outside the maximum range MA21 of the first reactor 211 to discharge a plasma jet and a target gas.

제2, 제3반응기(212, 213)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스의 최대범위(MA22, MA23)는 바디(220)의 내벽 및 촉매 반응기의 내벽에 미치지 않으면서 제1, 제2편심 간격(G21, G22)에 의하여 바디(220) 내에서 서로 회전하면서 제1반응기(211)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스와 균일하게 혼합될 수 있다. 따라서 플라즈마 제트에 의한 바디(220)의 내벽 및 촉매 반응기 내벽의 부식이 방지될 수 있다.The maximum ranges MA22 and MA23 of the plasma jet and the target gas discharged from the second and third reactors 212 and 213 do not reach the inner wall of the body 220 and the inner wall of the catalytic reactor, and the first and second eccentric intervals The plasma jet discharged from the first reactor 211 and the target gas may be uniformly mixed with each other while rotating with each other in the body 220 by G21 and G22. Accordingly, corrosion of the inner wall of the body 220 and the inner wall of the catalytic reactor by the plasma jet can be prevented.

또한, 제1, 제2, 제3반응기(211, 212, 213)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스가 유동 공간(S2) 내에서 균일하게 혼합되면서 xy평면에 대하여 균일한 온도 분포를 가지는 토출 가스를 형성한다. In addition, the plasma jet and the target gas discharged from the first, second, and third reactors 211 , 212 and 213 are uniformly mixed in the flow space S2 , and the discharge gas having a uniform temperature distribution with respect to the xy plane to form

바디(220)에서 토출되는 균일한 온도 분포의 토출 가스는 촉매 반응기를 균일한 온도 분포로 가열시키고 분해할 대상가스의 처리 유량을 증대시킬 수 있다. 따라서 복수의 플라즈마 반응기들(210)의 부담이 경감되어 개별 반응기들, 즉 제1, 제2, 제3반응기(211, 212, 213)의 내구성이 증진될 수 있다.The discharge gas having a uniform temperature distribution discharged from the body 220 may heat the catalytic reactor to a uniform temperature distribution and increase the processing flow rate of the target gas to be decomposed. Accordingly, the load on the plurality of plasma reactors 210 is reduced, so that the durability of the individual reactors, that is, the first, second, and third reactors 211 , 212 , and 213 can be improved.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 플라즈마 촉매 스크러버의 평면도이고, 도 8은 도 7의 플라즈마 촉매 스크러버에서 플라즈마 반응기들에서 아크 제트의 분사와 반응공간에서 아크 제트의 유동을 도시한 작동 상태도이다.7 is a plan view of a plasma catalytic scrubber according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is an operation state diagram showing the injection of the arc jet in the plasma reactors and the flow of the arc jet in the reaction space in the plasma catalytic scrubber of FIG. 7 to be.

도 7 및 도 8을 참조하면, 제3실시예의 플라즈마 촉매 스크러버(3)에서, 바디(320)는 내부에 유동 공간(S3)을 형성하는 원뿔대로 형성된다. 원뿔대에 설치되는 복수의 플라즈마 반응기들(310)은 제1반응기(311), 제2반응기(312), 제3반응기(313) 및 제4반응기(314)를 포함한다.7 and 8, in the plasma catalyst scrubber 3 of the third embodiment, the body 320 is formed as a truncated cone forming a flow space S3 therein. The plurality of plasma reactors 310 installed in the truncated cone include a first reactor 311 , a second reactor 312 , a third reactor 313 , and a fourth reactor 314 .

제1반응기(311)는 원뿔대의 바디(320) 상단에서 촉매 반응기(미도시)의 평면에 수직으로 향하는 방향(z축)으로 설치되어, 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S3)으로 토출하게 된다.The first reactor 311 is installed in the direction (z-axis) perpendicular to the plane of the catalytic reactor (not shown) from the top of the truncated body 320 to discharge the plasma jet and the target gas to the flow space S3. do.

제2반응기(312)는 z축 방향에 대하여 경사각을 가지고 원뿔대의 측면 일측 바디(320)에 설치되어, 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S3)으로 토출하게 된다. The second reactor 312 has an inclination angle with respect to the z-axis direction and is installed on one side body 320 of the truncated cone to discharge the plasma jet and the target gas to the flow space S3 .

제3반응기(313)는 z축 방향에 대하여 경사각을 가지고 제2반응기(312)와 원주 방향으로 120도 간격을 가지고 원뿔대의 다른 측면 바디(320)에 설치되어, 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S3)으로 토출하게 된다. The third reactor 313 has an inclination angle with respect to the z-axis direction and has an interval of 120 degrees in the circumferential direction from the second reactor 312 and is installed on the other side body 320 of the truncated cone, so as to flow the plasma jet and the target gas into the flow space. It is discharged to (S3).

제4반응기(314)는 축 방향에 대하여 경사각을 가지고 제3반응기(313)와 원주 방향으로 120도 간격을 가지고 원뿔대의 다른 측면 바디(320)에 설치되어, 플라즈마 제트와 대상가스를 유동 공간(S3)으로 토출하게 된다.The fourth reactor 314 with respect to the axial direction It has an inclination angle and is installed on the other side body 320 of the truncated cone with an interval of 120 degrees in the circumferential direction from the third reactor 313, and discharges the plasma jet and the target gas to the flow space S3.

제2반응기(312), 제3반응기(313) 및 제4반응기(314)는 촉매 반응기의 xy 평면과 나란하면서 원뿔대의 직경 방향에 대하여 교차각(θ3)을 가지고, 즉 120도로 설치된다.The second reactor 312 , the third reactor 313 , and the fourth reactor 314 are installed parallel to the xy plane of the catalytic reactor and have an intersection angle θ3 with respect to the diameter direction of the truncated cone, that is, 120 degrees.

제2반응기(312)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스의 최대범위(MA32), 제3반응기(313)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스를 최대범위(MA33), 및 제4반응기(314)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스를 최대범위(MA34)는 촉매 반응기(미도시)의 평면(xy 평면)을 기준으로 볼 때, 제1반응기(311)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스의 최대범위(MA21)에 포함된다.The maximum range MA32 of the plasma jet and the target gas discharged from the second reactor 312, the maximum range MA33 of the plasma jet and the target gas discharged from the third reactor 313, and the fourth reactor 314 The maximum range (MA34) of the plasma jet and the target gas discharged from the first reactor 311 is the maximum range ( MA21).

제2, 제3, 제4반응기(312, 313, 314)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스의 최대범위(MA32, MA33, MA34)는 바디(320)의 내벽 및 촉매 반응기의 내벽에 미치지 않으면서 교차각(θ3)에 의하여 바디(320) 내에서 서로 회전하면서 제1반응기(3111)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스와 균일하게 혼합될 수 있다. 따라서 플라즈마 제트에 의한 바디(320) 내부의 부식이 방지될 수 있다.The maximum ranges (MA32, MA33, MA34) of the plasma jet and the target gas discharged from the second, third, and fourth reactors (312, 313, 314) do not reach the inner wall of the body 320 and the inner wall of the catalytic reactor. The plasma jet discharged from the first reactor 3111 and the target gas may be uniformly mixed with each other while rotating within the body 320 by the intersection angle θ3. Accordingly, corrosion of the inside of the body 320 by the plasma jet can be prevented.

또한, 제1, 제2, 제3, 제4반응기(311, 312, 313, 314)에서 토출되는 플라즈마 제트 및 대상가스가 유동 공간(S3) 내에서 균일하게 혼합되면서 xy평면에 대하여 균일한 온도 분포를 가지는 토출 가스를 형성한다. In addition, the plasma jet and the target gas discharged from the first, second, third, and fourth reactors 311 , 312 , 313 , and 314 are uniformly mixed in the flow space S3 at a uniform temperature with respect to the xy plane. A discharge gas having a distribution is formed.

바디(320)에서 토출되는 균일한 온도 분포의 토출 가스는 촉매 반응기를 균일한 온도 분포로 가열시키고 분해할 대상가스의 처리 유량을 증대시킬 수 있다. 따라서 복수의 플라즈마 반응기들(310)의 부담이 경감되어 개별 반응기들, 즉 제1, 제2, 제3, 제4반응기(311, 312, 313, 314)의 내구성이 증진될 수 있다.The discharge gas having a uniform temperature distribution discharged from the body 320 may heat the catalytic reactor to a uniform temperature distribution and increase the processing flow rate of the target gas to be decomposed. Accordingly, the load on the plurality of plasma reactors 310 is reduced, so that the durability of the individual reactors, that is, the first, second, third, and fourth reactors 311 , 312 , 313 , and 314 can be improved.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims, the description of the invention, and the accompanying drawings, and this is also It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

1, 2, 3: 플라즈마 촉매 스크러버 10, 210, 310: 플라즈마 반응기
11: 고전압전극 12: 하우징
13: 토출구 14: 방전가스 공급부
15: 대상가스 공급부 20, 220, 320: 바디
30: 촉매 반응기 31: 가이드 촉매
101, 211, 311: 제1반응기 102, 212, 312: 제2반응기
103, 213, 313: 제3반응기 314: 제4반응기
G: 방전갭 G1, G21: 제1편심 간격
G2, G22: 제2편심 간격 MA1, MA21, M31: 최대범위
MA2, MA22, M32: 최대범위 MA3, MA23, M33: 최대범위
M34: 최대범위 S, S2, S3: 유동 공간
θ: 경사각 θ1: 분사각
θ3: 교차각1, 2, 3: plasma catalyst scrubber 10, 210, 310: plasma reactor
11: high voltage electrode 12: housing
13: discharge port 14: discharge gas supply part
15: target gas supply unit 20, 220, 320: body
30: catalytic reactor 31: guide catalyst
101, 211, 311: first reactor 102, 212, 312: second reactor
103, 213, 313: third reactor 314: fourth reactor
G: Discharge gap G1, G21: First eccentric gap
G2, G22: Second eccentric spacing MA1, MA21, M31: Maximum range
MA2, MA22, M32: Maximum range MA3, MA23, M33: Maximum range
M34: maximum range S, S2, S3: flow space
θ: inclination angle θ1: spraying angle
θ3: intersection angle

Claims

a plurality of plasma reactors for discharging a plasma jet generated by the plasma reaction and a target gas introduced to one side;
a body in which the plurality of plasma reactors are installed and forming a flow space of a discharge gas formed of the plasma jet and the target gas; and
A catalytic reactor connected to the body from opposite sides of the plasma reactors and in contact with the discharge gas to decompose a target gas through a catalytic reaction
includes,
the body is
formed into a cone,
The plurality of plasma reactors are
A first reactor installed in the direction (z-axis) perpendicular to the plane of the catalytic reactor at the upper end of the truncated cone, and
It includes a second reactor that is inclined at an inclination angle (θ) with respect to the direction (z-axis) toward the plane of the catalytic reactor,
The second reactor
It is arranged eccentric to one side from the center of the plane of the catalytic reactor,
The discharge direction and the z-axis cross section of the second reactor
Parallel to the discharge direction of the first reactor, a plasma catalyst scrubber.

According to claim 1,
the body is
It is formed in a structure that is narrow on one side and gradually widens as it goes to the other side,
The plasma reactors are
installed on the narrow side of the body,
The catalytic reactor is
which is connected to the wide side of the body
Plasma Catalyst Scrubber.

According to claim 1,
The second reactor is
It is installed on one side of the side of the truncated cone with the inclination angle θ,
The plurality of plasma reactors are
A third reactor installed on the side of the truncated cone opposite to the second reactor
Plasma catalyst scrubber further comprising a.

4. The method of claim 3,
The second reactor is
Spaced apart from the first eccentric interval (G1) on one side of the direction crossing the diameter with respect to the radial direction of the truncated cone,
The third reactor is
Spaced apart from the second eccentric gap (G2) on the opposite side of the first eccentric gap in a direction crossing the diameter with respect to the radial direction of the truncated cone
Plasma Catalyst Scrubber.

5. The method of claim 4,
The second reactor is
It is installed in a first direction perpendicular to the inclination direction of the side,
The third reactor is
It is installed in a second direction perpendicular to the inclination direction of the side,
The first direction and the second direction are
In the flow space on the catalytic reactor, the first eccentric interval (G1) and the second eccentric interval (G2) are spaced apart by a combined size (G1 + G2),
orthogonal to each other at the boundary between the body and the catalytic reactor
Plasma Catalyst Scrubber.

5. The method of claim 4,
The maximum range of each of the discharge gas discharged from the second reactor and the discharge gas discharged from the third reactor is
When viewed from the plane of the catalytic reactor,
Included in the maximum range of the discharge gas discharged from the first reactor
Plasma Catalyst Scrubber.

a plurality of plasma reactors for discharging a plasma jet generated by the plasma reaction and a target gas introduced to one side;
a body in which the plurality of plasma reactors are installed and forming a flow space of a discharge gas formed of the plasma jet and the target gas; and
A catalytic reactor connected to the body from opposite sides of the plasma reactors and in contact with the discharge gas to decompose a target gas through a catalytic reaction
includes,
the body is
It is formed in an elliptical truncated cone,
The plurality of plasma reactors are
A first reactor installed in a direction (z-axis) perpendicular to the plane of the catalytic reactor from the upper end of the elliptical truncated cone;
a second reactor installed on one side of the long axis of the truncated elliptical cone having an inclination angle with respect to the direction (z-axis) toward the plane of the catalytic reactor; and
A third reactor that has the inclination angle and is installed on the other side of the long axis of the elliptical truncated cone on the opposite side of the second reactor
including,
The second reactor is
It is eccentric to one side from the center of the plane (xy) of the catalytic reactor,
The discharge direction and the z-axis cross section of the second reactor
A plasma catalyst scrubber parallel to the discharge direction of the first reactor.

8. The method of claim 7,
The second reactor is
The elliptical truncated cone is spaced apart from one side in the minor axis direction intersecting the major axis direction by a first eccentric interval (G21),
The third reactor is
The second eccentric interval (G22) is spaced apart from the opposite side of the first eccentric interval in the short axis direction intersecting the mounting direction of the elliptical truncated cone
Plasma Catalyst Scrubber.

8. The method of claim 7,
The maximum range of each of the discharge gas discharged from the second reactor and the discharge gas discharged from the third reactor is
When viewed from the plane of the catalytic reactor,
Included in the maximum range of the discharged gas discharged from the first reactor,
The second reactor and the third reactor are
installed outside the maximum range of the first reactor
Plasma Catalyst Scrubber.

a plurality of plasma reactors for discharging a plasma jet generated by the plasma reaction and a target gas introduced to one side;
a body in which the plurality of plasma reactors are installed and forming a flow space of a discharge gas formed of the plasma jet and the target gas; and
A catalytic reactor connected to the body from opposite sides of the plasma reactors and in contact with the discharge gas to decompose a target gas through a catalytic reaction
includes,
the body is
It is formed in a truncated cone,
The plurality of plasma reactors are
a first reactor installed in a direction (z-axis) perpendicular to the plane of the catalytic reactor at the upper end of the truncated cone;
a second reactor installed on one side of the side of the truncated cone with an inclination angle with respect to the direction (z-axis) toward the plane of the catalytic reactor;
A third reactor installed on the other side of the truncated cone with an interval of 120 degrees in the circumferential direction from the second reactor with the inclination angle, and
A fourth reactor installed on the other side of the truncated cone with an interval of 120 degrees in the circumferential direction from the third reactor with the inclination angle
including,
The second reactor is
It is eccentric to one side from the center of the plane (xy) of the catalytic reactor,
The discharge direction and the z-axis cross section of the second reactor
A plasma catalyst scrubber parallel to the discharge direction of the first reactor.

11. The method of claim 10,
The second reactor, the third reactor and the fourth reactor are
It is installed with an intersection angle (θ3) with respect to the diameter direction of the truncated cone while parallel to the plane of the catalytic reactor.
Plasma Catalyst Scrubber.

12. The method of claim 11,
The maximum range of each of the discharge gas discharged from the second reactor, the discharge gas discharged from the third reactor, and the discharge gas discharged from the fourth reactor is
When viewed from the plane of the catalytic reactor,
Included in the maximum range of the discharge gas discharged from the first reactor
Plasma Catalyst Scrubber.