KR200337078Y1 - 복합식 초순수 제조 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 복합식 초순수 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수돗물이나 지하수 등의 공급된 원수를 활성탄 여과 장치로 전처리하고 다시 역삼투막 방식과 Polisher Resin방식 사용으로 불순물을 제거하며 고순도의 극초순수로 제조하여 고집적의 반도체칩 제조와 브라운관 제작 및 실험실에 사용하고, 소형으로 제작하여서는 좁은 공간에 설치 및 제조 경비의 절감할 수 있는 복합식 초순수 제조장치에 관한 것이다.
본 고안에 따르면, 전면 일부가 개방되고 내용물을 수용하는 공간이 형성된 박스 케이스(100)에 있어서, 유입된 원수를 활성탄 여과 장치(1), 마이크로 필터(2)를 통과시키는 전처리하는 단계; 상기 전처리 단계를 통과한 순수를 역삼투막 장치(3)를 통과시키는 1차 순수 단계; 상기 1차 순수 단계를 통과한 순수를 U.V.L(Ultra Violet Lamp)(4), Polisher Resin(5)를 통과시키는 2차 순수 단계, 상기 2차 순수 단계를 통과한 순수를 한외여과막 장치(ULTRA FILTRATION SYSTEM)(6)를 통과시키는 초순수 단계를 통과하여 초순수를 제조하는 장치를 상기 박스 케이스(100) 내부에 설치하게 된 것을 특징으로 하는 복합식 초순수 제조 장치이 제공된다.
Description
본 고안은 복합식 초순수 제조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 수돗물이나 지하수 등의 공급된 원수를 활성탄 여과 장치로 전처리하고 다시 역삼투막 방식과 Polisher Resin방식 사용으로 불순물을 제거하며 고순도의 극초순수로 제조하여 고집적의 반도체칩 제조와 브라운관 제작 및 실험실에 사용하고, 소형으로 제작하여서는 좁은 공간에 설치 및 제조 경비의 절감할 수 있는 복합식 초순수 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로 순수는 물속에 포함되어 있는 이온성 물질이나 기체류 등을 제거한 상태의 물을 말하는 것으로 산업용수로 주로 사용되고 있다.
이러한 순수의 제조는 다양한 방법이 알려지고 있으나 일반적으로 역삼투막장치, 이온교환수지탑을 이용한 장치 또는 전기탈이온장치 등이 주로 사용되고 있다.
상기 역삼투막 장치에 의한 방법으로는 비정항치가 대개 0.1∼0.8MΩ(·cm·25℃)정도의 정화된 순수가 제조되는데, 상기 정화수를 사용하면 정화수가 통과한 배관, 열교환기 기타 장치에서 부식과 스케일(Scale)등이 발생하게 된다.
따라서, 상기 정화수 사용하기 위해서 종래에는 상기 역삼투막 장치에 별도의 이온교환수지탑 등을 부가한 장치를 사용하여 비저항치가 대개 1∼2MΩ정도 이상의 순수를 제조하여 사용하고 있다.
그러나, 상기의 이용교환수지를 이용한 정화수는 이용교환수지가 물속에 포함된 이온을 제거하는 과정에서 점차 그 성능이 저하되므로, 상기 이온교환 수지를 세척하여 재생하는 과정이 필요하다.
이때, 이온교환수지의 세척은 수산화나트륨, 연산 등의 화공약품을 사용하게 되므로 세척 후에 유독성 폐수가 발생하는 문제와 폐 이온교환수지의 처리 문제를 유발하게 되었다.
한편, 전기탈이온장치를 이용하는 방법은 상기한 이온교환수지가 갖는 재생이 불필요한 이점은 있으나, 이는 양이온 교환막과 음이온 교환막 사이에 이온교환수지, 이온교환섬유 등의 이온교환체를 충진하여 탈염실을 구비하고 이 탈염실의양외측에 농축실을 형성하여 이들 탈염실 및 농축실을 양전극과 음전극 사이에 배치하고 전기를 인가하면서 탈염실에 피처리수를, 농축실에 농축수를 각각 유입하여 탈염실에서 피처리수 중의 불순물 이용을 제거함과 동시에 이 불순물 이온을 전기적으로 농축실로 이동시켜 탈이온된 초순수를 제조하는 방법이다.
이러한 전기탈이온장치에 의해 얻어지는 순수는 비저항치가 17∼18MΩ정도의 초순수로써 현재 반도체산업, 원자력산업, 생명공학산업을 근간으로 하는 제약산업에 주로 사용되고 있다.
그러나, 상기의 전기탈이온장치에 의해 초순수가 제조되기 위해서는 과다한 설비투자가 요구됨으로써 사용하기에 비경제적이다.
특히, 친환경적으로 바뀌어가는 현대 사회 흐름과 급속도로 발전하고 있는 생명공학, 생화학 공학의 실험, 연구에서 초순수가 대량으로 사용됨에따라 비용을 절감하는 문제가 대두되게 되었다.
본 고안은 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 한 데 있는 것으로, 유입된 원수를 활성탄 여과 장치, 마이크로 필터의 전처리 단계를 거쳐 정제수로 만들고, 정제수를 다시 역삼투막 장치의 반투막(Membrane)에 통과시켜 1차 순수로 정제하며, 1차 순수를 2차 처리장치인 U.V.L(Ultra Violet Lamp), 이온교환장치에 다시 통과시키고 최종적으로 한외여과막 장치를 통과시켜 각종 잔류 고형물질(이온 물질)을 제거시켜 초순수로 정제하여 반도체 공학, 생명 공학 등에 공급함으로써 각종 현장에서 필요한 초순수를 안정적으로 공급할 수 있고, 소형으로 제작이 가능하여 공간 효율을 높일 수 있으며, 유독성 폐수 발생을 제거한 복합식 초순수 제조 장치를 제공하는데 있다.
도 1은 본 고안의 초순수 제조 장치 구성 도시도
도 2는 본 고안의 사시도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
100: 박스 케이스 1: 활성탄 여과 장치 2: 마이크로 필터
3: 역삼투막 장치 4: U.V.L(Ultra Violet Lamp) 5: Polisher Resin
6: 한외여과막 장치(ULTRA FILTRATION SYSTEM)
이하, 본 고안을 첨부 도면의 실시예에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
전면 일부가 개방되고 내용물을 수용하는 공간이 형성된 박스 케이스(100)에 있어서, 유입된 원수를 활성탄 여과 장치(1), 마이크로 필터(2)를 통과시키는 전처리하는 단계; 상기 전처리 단계를 통과한 순수를 역삼투막 장치(3)를 통과시키는 1차 순수 단계; 상기 1차 순수 단계를 통과한 순수를 U.V.L(Ultra Violet Lamp)(4), Polisher Resin(5)를 통과시키는 2차 순수 단계; 상기 2차 순수 단계를 통과한 순수를 한외여과막 장치(ULTRA FILTRATION SYSTEM)(6)를 통과시키는 초순수 단계를 통과하여 초순수를 제조하는 장치를 상기 박스 케이스(100) 내부에 설치하게 된다.
도면중 미설명 부호 11은 온도 센서이고, 12a, 12b, 12c는 펌프이며, 13은 R/O펌프이고, 14는 총용존 고형물 표시계이며, 15a, 15b는 흐름계이고, 16은 전도율 표시계이며, 17a, 17b, 17c는 체크 밸브이고, 18은 니틀 밸브이며, 21는 Power 램프이고, 22는 R/O 램프이며. 23은 Polisher 램프이고, 24은 전압계이며, 25은 저항계이고, 26은 전원 S/W이며, 27은 R/O S/W이고, 28은 MO S/W이며, 29는 Drain S/W이고, 30은 유입구 압력계이며, 31은 R/O 압력계이고, 32는 개폐기이다.
이와같이 된 본 고안은 활성탄 여과 장치(1), 마이크로 필터(2), 역삼투막(R/O, reverse osmotic membrane) 장치(3), U.V.L(Ultra Violet Lamp)(4),Polisher Resin(5), 한외여과막 장치(ULTRA FILTRATION SYSTEM)(6)를 차례로 연결되어 소형인 박스 케이스(100) 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는데, 유입된 원수가 활성탄 여과 장치(1), 마이크로 필터(2)를 통과하는 전처리 단계에서 비교적 큰 입자, 유기 물질, 산화 물질 등이 제거되고, 상기 전처리 단계를 통과한 순수가 역삼투막 장치(3)인 1차 순수 단계를 통과하여 이온, 입자, 유기 물질이 제거되며, 1차 순수 단계를 통과한 순수가 U.V.L(Ultra Violet Lamp)(4), Polisher Resin(5)인 2차 순수 단계를 통과하여 유기 물질 산화제거, 잔류하는 미량 이온, 유기물이 제거되고, 그리고, 최종적으로 2차 순수 단계를 통과한 순수가 한외여과막장치(ULTRA FILTRATION SYSTEM)(6)인 초순수 단계를 통과하여 비정항치가 18.24MΩ 이상인 극초순수가 정제되어 반도체 산업, 원자력 산업, 생명 공학, 제약 산업 등에 다양하게 사용되고 있다.
그리고, 상기에서 극초순수를 제조하는 장치는 종래의 장비와 달리 크기와 부피가 작아 작은 박스 형태의 케이스 내부에 설치가 가능하여 좁은 작업 공간에서 설치가 가능하여 작업 공간 효율를 극대화시킬 수 있다.
상기와 구성된 고안에 원수를 유입시켜 각 장치를 통과하여 정수되는 과정을 설명하면 이하와 같다.
유입된 원수를 전처리하는 활성탄 여과 장치(1)는 표면이 주로 탄소의 GRAPHITE 구조로 소수성이기 때문에 친수성이 강하지 않는 유기 물질을 VAN DER WAAL'S힘에 의하여 물리적으로 흡수함으로 표면이 소수성이고 다수의 세공과 큰 내부 표면적을 갖고 있어 비교적 입자가 큰 부유 물질과 녹찌꺼기을 흡착 제거하게되고, 마이크로 필터(2)는 CASTING SHELL 상부에 설치된 INLET NOZZLE로 인입된 물이 DEFLECTOR에 의해 원주 방향으로 분산되어 ELEMENT로 균일하게 OUTLET MOZZLE로 배출되어 물속의 불순물을 제거하는 장치로 1-50㎛크기의 입자를 제거하게 된다.
그리고, 상기의 전처리 단계를 통과한 순수는 역삼투막 장치(3)를 통과하여 1차 순수가 제조되는데, 지지층(두께 50㎛)과 분리 기능을 가지는 활성층(두께 0.2㎛)으로 구성된 역삼투막이 역삼투, 즉 고농도 용액에 삼투압 이상의 압력을 가하여 저농도 용액쪽으로 물을 이동시키는 역삼투 현상을 이용하여 용매와 용질을 분리하여 1차 순수를 제조하게 된다.
또한, 역삼투막 장치(3)를 통과하여 제조된 1차 순수는 U.V.L(Ultra Violet Lamp)(4), Polisher Resin(5)를 통과하여 2차 순수가 제조되는데, U.V.L(Ultra Violet Lamp)(4)는 Lamp에서 발생되는 184.9nm의 파장을 이용하여 물과 공기 중의 산소(O2)와 반응으로 오존(O3)을 생성하여 수중에 존재하는 유기물(TOC,Total Organic Carbon)을 제거하게 되고, Polisher Resin(5)은 스텔린 또는 아크릴산과 같이 비닐과 다비닐 벤젠을 합하여 제조된 수지에 이온교환기(나트륨이온)을 결합시킨 것으로 합성수지 모체에 설폰기를 갖는 수치로서 분자구조에 또다시 분자구조를 삽입한 원리로 미세한 구조를 띄고 각종 이온의 분리·추출·제거, 유기물을 제거하게 된다.
그리고, 상기의 수지는 색깔은 백색·황색·오렌지색·갈색·흑색 등이고, 크기는 입자의 지름이 0.4∼0.6mm이며 비중은 겉보기로 0.6∼0.9, 물을 흡수하면1.2∼1.4이다. 또한 고분자인 다가(多價)의 산 또는 염기로 간주할 수 있는데, 이들이 치환하는 기(基)의 성질에 따라 강한 산·강한 염기 등의 성질을 보인다.
〈양이온교환수지〉
(1) 강한산형:이온교환을 하는 기로서 술폰산기 -SO3H를 가지는 것. 넓은 pH영역에 걸쳐서 양이온교환이 가능하다. 경수(硬水)의 연화, 순수의 제조 등에 강한 염기인 것과 병용하며, 가장 널리 사용된다.
(2) 약한산형:카르복시기 -COOH를 가지는 것. 능력이 크고, 재생이 가능하다.
〈음이온교환수지〉
(1) 강한염기형:4급 암모늄염기로서 R4NOH형인 것. 강한 염기성을 지니며, 넓은 pH 영역에 걸쳐서 음이온교환이 가능하다.
(2) 약한염기형:1급·2급·3급의 아미노기를 가지며, 염기성은 약하나 능력이 크고 안정하다. 이온교환수지는 각각 다음과 같은 중화반응·중성염분해·복분해(複分解) 등을 보인다(단, R는 수지의 모체).
① R-H+NaOH ↔ R-Na+H2O
② R-H+NaCl ↔ R-Na+HCl
③ R-Na+KCl ↔ R-K+NaCl
④ R-OH+HCl ↔ R-Cl+H2O
⑤ R-OH+NaCl ↔ R-Cl+NaOH
⑥ R-Cl+NaBr ↔ R-Br+NaCl
한편, 한외여과막 장치(6)는 단지 물리적인 과정으로만 정화와 소독 2가지 단계를 동시에 수행하는데 길고 가는 섬유형태로 되어 있는 다공성 막을 통하여 이루어 지고, 막은 0.01㎛보다 큰 모든 입자(꽃가루, 조류, 박테리아, 기생충, 바이러스, 세균과 큰 유기적인 분자)를 걸러 주는 여과기 역할을 한다.
이와같이 본 고안은 유입된 원수를 원수를 활성탄 여과 장치(1), 마이크로 필터(2)를 통과시키는 전처리하는 단계, 역삼투막 장치(3)를 통과시키는 1차 순수단계, U.V.L(4), Polisher Resin(5)를 통과시키는 2차 순수 단계, 한외여과막장치(6)를 통과하는 단계를 거쳐 초순수를 제조하는 장치를 박스 케이스(100) 내부에 간단하게 설치함으로써 극초순수의 제조를 소형으로 제작하여 제작 경비를 줄이고 좁은 공간의 활용이 극대화되며 극초순수 제조가 간단하고 안정적으로 공급할 수 있어 실험 또는 제조에 효율적으로 사용할 수 있는 등의 효과가 있다.
Claims (1)
- 전면 일부가 개방되고 내용물을 수용하는 공간이 형성된 박스 케이스(100)에 있어서, 유입된 원수를 활성탄 여과 장치(1), 마이크로 필터(2)를 통과시키는 전처리하는 단계; 상기 전처리 단계를 통과한 순수를 역삼투막 장치(3)를 통과시키는 1차 순수 단계; 상기 1차 순수 단계를 통과한 순수를 U.V.L(Ultra Violet Lamp)(4), Polisher Resin(5)를 통과시키는 2차 순수 단계; 상기 2차 순수 단계를 통과한 순수를 한외여과막 장치(ULTRA FILTRATION SYSTEM)(6)를 통과시키는 초순수 단계를 통과하여 초순수를 제조하는 장치를 상기 박스 케이스(100) 내부에 설치하게 된 것을 특징으로 하는 복합식 초순수 제조 장치
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20-2003-0030550U KR200337078Y1 (ko) | 2003-09-24 | 2003-09-24 | 복합식 초순수 제조 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR20-2003-0030550U KR200337078Y1 (ko) | 2003-09-24 | 2003-09-24 | 복합식 초순수 제조 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR200337078Y1 true KR200337078Y1 (ko) | 2003-12-31 |
Family
ID=49421676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR20-2003-0030550U KR200337078Y1 (ko) | 2003-09-24 | 2003-09-24 | 복합식 초순수 제조 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR200337078Y1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102108787B1 (ko) * | 2019-09-03 | 2020-05-11 | 최경식 | 초순수 제조 장치 제작 방법 |
-
2003
- 2003-09-24 KR KR20-2003-0030550U patent/KR200337078Y1/ko not_active IP Right Cessation
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