KR20040043860A - 습식 가스스크러버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 습식 가스스크러버에 관한 것으로, 본 발명에서는 분사노즐과 벤추리관으로 설치되는 압력생성부에서 배기압을 형성하는 습식 가스스크러버에, 압력생성부의 내벽과 이격되게 설치되며 내부 중앙에 형성되는 수평분할면에는 상기 벤추리관이 수직구조로 관통고정되고 일측과 타측벽에 한조의 세정수유입공이 형성되는 압력조절조와, 상기 분사노즐에서 분사되는 세정수의 일부를 상기 압력조절조에 공급할 수 있도록 상기 벤추리관의 직하부에 설치되는 세정수유입관과, 상기 세정수유입관을 통해 유입된 세정수를 압력조절조의 세정수유입공에 유도할 수 있도록 상기 압력조절조의 일측과 타측 외벽에 형성되는 유도관로를 구비하여, 비중을 달리하는 폐가스의 종류 및 풍량에 따라 적정한 배기압을 생성할 수 있음은 물론 일정 배기압을 지속적으로 유지할 수 있어, 고배기압을 요하는 배기라인에 적용할 수 있는 효과와 함께 가스세정효율또한 향상시킨 효과가 있다.

Description

습식 가스스크러버{WET GASSCRRUBBER}

본 발명은 습식 가스스크러버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수두압을 이용하여 비중을 달리하는 폐가스의 종류 및 풍량에 관계없이 적정한 배기압을 생성함과 동시에 생성된 일정 배기압을 지속적으로 유지할 수 있는 습식 가스스크러버에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 제조공정에서 생성되는 폐가스는 지구온난화 등 심각한 환경오염을 유발할 뿐만 아니라 인체에도 유해한 과불화화합물(PFC) 가스가 다량 함유되어 있어, 이를 제거하기 위한 가스스크러버(GAS SCRUBBER)가 배기라인상에 설치된다.

이와같은 가스스크러버는 가스처리방식에 따라 열에 의해 연소되는 성질을 이용한 연소식과, 세정수에 용해되는 성질을 이용한 습식과, 가스 처리제와 반응하는 성질을 이용한 건식과, 상기 연소식에 건식과 습식을 병행하는 방식으로 구분된다.

도 1은 종래 습식 가스스크러버의 대표적인 일례가 도시되어 있다.

이에 도시된 기존의 습식 가스스크러버(100)는 본체의 내부를 구획판(110)에 의해 구획하여 구획판(110)의 일측공간에 다수의 살수노즐(210)이 설치되는 세정부(200)를 구성하고, 구획판(110)의 타측공간에는 벤추리관(320)과 이 벤추리관(320)의 내경에 세정수를 분사하는 분사노즐(310)을 설치한 압력생성부(300)가 위치되며, 이러한 압력생성부(300)의 하부에는 세정수와 반응하지 않은 배기가스내 유독성분을 흡착하기 위한 필터부(400)가 설치되는 구성을 갖는다,

이때, 가스스크러버(100) 본체의 소정부에는 세정수를 공급하는 공급펌프(도면에 미도시됨.)가 구비되며, 본체의 내부바닥면은 세정수를 저장하는 저장조의 기능을 수행한다.

또한, 상기 세정부(200)에는 폐가스를 흡입하기 위해 배기라인과 연결되는 가스유입구(220)가 세정부(200)와 연통되는 구조로서 설치되고, 상기 필터부(400)에는 세정을 마친 가스를 스크러버본체에서 배출하기 위한 가스배출구(410)가 설치된다.

이와같은 구성을 갖는 종래 습식 가스스크러버(100)는 상기 압력생성부(300)의 분사노즐(310)에서 강한 압력으로 벤추리관(320)의 내경에 세정수를 분사하면,

벤추리 효과(관내를 흐르는 유체의 속도를 상승시킴에 따라 낮은 정압을 얻을 수 있는 것.)에 의해 배기가스의 흐름을 유도하는 배기압을 발생시키므로서, 이러한 배기압생성에 의해 배기라인상의 폐가스를 가스유입구(220)를 통해 본체에 강제유입한 후, 세정부(200)와 필터부(400)를 거치면서 세정하여 배출시키게 된다.

이때, 상기 압력생성부(300)에서 생성되는 배기압은 세정하기 위한 폐가스의 종류에 따라 그 비중이 상이한 관계로 이에 대응하는 압력을 형성하게 된다.

하지만, 기존의 습식 가스스크러버(100)는 폐가스가 갖는 비중에 따라 압력생성부(300)에서 배기압을 형성함에 있어, 특히 고비중을 갖는 폐가스에 대응하는 배기압을 형성하기 위해서는 분사노즐(310)을 통해 분사되는 세정수의 분사압이 그만큼 높아야하며, 벤추리효과에 의해 생성되는 배기압또한 상당히 높게 생성되므로, 분사노즐(310)에서 분사되어 가스 스크러버(100) 본체의 바닥면에 위치한 저장조에 일시적으로 저장되는 세정수가 벤추리관(320)이 위치한 상부측으로 역류하는 현상이 발생됨에 따라 이로인해 기존의 습식 가스스크러버(100)는 고압의 배기압을 필요로 하는 배기라인에는 사용할 수 없는 문제점이 있으며,

또한, 기존의 습식 가스스크러버(100)는 배기라인내의 폐가스를 세정하는 과정에서 심한 압력의 변화가 발생됨에 따라, 별도의 압력제어수단이 구비되지 않고 분사노즐(310)의 분사압을 조절하여 일정한 압력을 유지하기에는 상당한 어려움을 갖는 것이었다.

이에, 본 발명은 전술한 종래 습식 가스스크러버가 갖는 제반적인 문제점을 해결하고자 창안된 것으로,

본 발명의 목적은 수두압을 이용하여 비중을 달리하는 폐가스의 종류 및 풍량에 관계없이 적정한 배기압을 생성함과 동시에 생성된 일정 배기압을 지속적으로 유지할 수 있는 습식 가스스크러버를 제공함에 있다.

도 1은 종래 습식 가스스크러버의 전체구성을 보인 단면도이다.

도 2a는 본 발명에 따른 습식 가스스크러버의 전체구성을 보인 정단면도이다.

도 2b는 본 발명에 따른 습식 가스스크러버의 전체구성을 보인 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 습식 가스스크러버에 있어, 압력생성부를 발췌한 측단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 습식 가스스크러버에 있어, 압력생성부를 발췌한 평면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 습식 가스스크러버에 있어, 압력생성부의 작용상태도이다.

도 6은 본 발명에 따른 습식 가스스크러버의 또 다른 실시예를 보인 단면도이다.

<도면주요부위에 대한 부호의 설명>

1 : 습식 가스스크러버2 : 세정부

3 : 압력생성부4 : 필터부

21 : 살수노즐22 : 가스유입구

31 : 분사노즐32 : 벤추리관

33 : 압력조절조34 : 유도관로

35 : 세정수유입관36 : 가스유입공

37 : 고정편41 : 가스배출구

331 : 수조332 : 수평분할판

333 : 세정수유입공h : 압력조절공

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 수단으로는;

분사노즐과 벤추리관으로 설치되는 압력생성부에서 배기압을 형성하는 습식 가스스크러버에 있어서,

압력생성부의 내벽과 이격되게 설치되며 내부 중앙에 형성되는 수평분할면에는 상기 벤추리관이 수직구조로 관통고정되고, 일측과 타측벽에 한조의 세정수유입공이 형성되는 압력조절조와;

상기 분사노즐에서 분사되는 세정수의 일부를 상기 압력조절조에 공급할 수 있도록 상기 벤추리관의 직하부에 설치되는 세정수유입관과;

상기 세정수유입관을 통해 유입된 세정수를 압력조절조의 세정수유입공에 유도할 수 있도록 상기 압력조절조의 일측과 타측 외벽에 형성되는 유도관로를 포함하는 습식 가스스크러버를 구비하므로서 달성된다.

여기서, 상기 세정수유입관은 그 내경에 상기 벤추리관을 수용한 형태로서 압력조절조의 수평분할판에 수직고정하되, 그 일단은 벤추리관의 내경에 분사된 세정수가 유입될 수 있도록 벤추리관의 끝단을 수용하고, 그 타단은 벤추리관의 외벽에 고정되며, 상기 세정수유입관의 타단 양 측벽에는 수조와 연통되는 세정수유입공을 다수개로서 천공하여, 상기 벤추리관의 외벽과 세정수유입관의 내경사이에 유도관로가 형성되게 할 수도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.

도 2a는 본 발명에 따른 습식 가스스크러버의 전체구성을 보인 정단면도이고, 도 2b는 본 발명에 따른 습식 가스스크러버의 전체구성을 보인 측단면도이며,

도 3은 본 발명에 따른 습식 가스스크러버에 있어, 압력생성부를 발췌한 측단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 습식 가스스크러버에 있어, 압력생성부를 발췌한 평면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 습식 가스스크러버에 있어, 압력생성부의 작용상태도이다.

이에 도시된 바와같이 본 발명의 습식 가스스크러버(1)는 압력생성부(3)에 압력조절조(33)를 형성하여, 세정수의 수두압에 의해 일정한 압력을 생성함과 동시에 이러한 압력을 유지할 수 있도록 한 것을 특징적인 구성으로 한다.

여기서, 본 발명에 따른 습식 가스스크러버(1)는 기존과 같이 본체의 내부를 구획판에 의해 구획하여 구획판의 일측에 마련되는 공간에 다수의 살수노즐(21)이 설치되는 세정부(2)를 구성하고, 이러한 세정부(2)에는 배기라인과의 연결을 위한 가스유입구(22)를 설치하되, 본 발명에서는 도 2b에서와 같이 구획판의 타측에 마련되는 공간을 재차 구획판에 의해 양분하여 압력생성부(3)와 가스배출구(41)를 갖는 필터부(4)를 각,각 별도의 공간에 설치한다.

이때, 압력생성부(3)는 도 3에서와 같이 분사노즐(31)에서 강한 압력으로 분사되는 세정수가 벤추리관(32)의 내경에 유입되도록 압력생성부(3)의 최상단에 설치되는 분사노즐(31)의 직하부에 벤추리관(32)이 설치되며, 이러한 벤추리관(32)은압력생성부(3)의 내벽과 소정간격으로 이격되게 설치되는 압력조절조(33)에 수직관통구조로서 고정된다.

이와같이 벤추리관(32)이 고정되는 압력조절조(33) 본체는 상,하면이 개방되는 다형태체를 취하되, 이러한 압력조절조(33)의 내부 중앙에는 수평분할판(332)을 형성하여 이 수평분할판(332)을 기점으로 본체의 상부공간이 세정수를 저장하는 수조(331)역할을 수행토록하고, 본체의 하부는 압력생성부(33)의 내벽에 형성되는 다수의 고정편(37)에 의해 고정된다.

이때, 수평분할판(332)에는 다수의 압력조절공(h)이 천공되며 그 중앙부에 상기 벤추리관(32)이 고정되는데, 이러한 수평분할판(332)의 상부 일측벽과 타측벽에는 한조의 세정수유입공(333)이 상,하 이격된 형태로서 천공되며, 이와같이 세정수유입공(333)이 형성되는 본체의 일측벽과 타측벽에는 세정수유입공(333)을 통해 세정수를 유입할 수 있도록 유도관로(34)가 형성된다.

한편, 벤추리관(32)의 직하부에는 도 3 내지 도 4에서와 같이 한조의 세정수유입관(35)을 설치하되, 이와같은 세정수유입관(35)은 벤추리관(32)의 내경에 분사된 세정수의 일정량이 유입될 수 있도록 일단이 벤추리관(32)의 내경과 마주보는 형태로 위치되며, 타단은 상기 유도관로(34)와 연통되게 연결된다.

또한, 압력생성부(3)의 하부에는 압력생성부(3)와 분할형성되는 필터부(4)에 가스를 공급하기 위한 가스유입공(36)과, 분사노즐(31)에서 분사된 세정수를 배출하기 위한 배수라인(도면에 미도시됨.)이 연결된다.

이에, 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 습식 가스스크러버(1)는 별도의외부공급라인을 통해 공급되는 세정수를 압력생성부(3)의 분사노즐(31)에서 강한 압력으로 벤추리관(32) 내경에 분사하여 벤추리효과에 의해 배기압을 생성하면,

배기라인상의 폐가스가 가스유입구(22)를 통해 세정부(2)에 유입되어 다수의 살수노즐(21)에서 분사되는 세정수에 의해 세정되고, 이후 압력생성부(3)를 경유하여 필터부(4)로 이동된 후, 재차 필터부(4)에 충진된 충진재에 의해 유독성분이 제거된 상태로 가스배출구(41)를 통해 배출된다.

이때, 분사노즐(31)에서 벤추리관(32)의 내경에 분사된 세정수의 일부는 세정수유입관(35)에 유입된 후, 유도관로(24)와 세정수유입공(333)을 통해 수조(331)에 유입되는데,

이와같이 수조(331)에 유입된 세정수는 배기압이 발생되는 위치, 즉 분사노즐(31)이 세정수를 벤추리관(32)의 내경에 분사하는 위치가 수조(331)의 상부에 위치됨에 따라 수평분할판(332)에 형성된 압력조절공(h)을 통해 압력생성부(3)의 하부로 낙하하지 않고 수조(331)에 충진되어 수조의 높이에 대응하는 수두압을 형성하게 된다.

여기서, 본 발명의 습식 가스스크러버는 설치되는 반도체 설비에서 요구하는 배기압에 따라 수조의 높이를 조정하여, 이러한 수조(331)에 충진되는 세정수가 수조에 대응하는 수두압을 형성케하므로서 반도체 설비가 요구하는 일정배기압을 유지하는 것인데,

일례로서, 고비중의 폐가스가 배출되는 반도체 설비에 적용할때에는 고비중의 폐가스를 배기시키기 위해 배기라인상에 -100mmAq의 고배기압이 걸어야하므로,수조의 높이는 -100mmAq에 대응하여 100mm의 높이를 갖도록 구성된다.(세정수의 높이는 수두압으로써, mmAq단위와 동일함.)

이후, 배기압 발생위치의 분사노즐(31)에서 강한 분사압으로 세정수를 벤추리관(32)에 분사하여 배기압을 -100mmAq로 운전할 경우, 수조(331)에 충진되는 세정수의 수위는 만수위(100mm)에서 수평상태를 이루며, 세정수유입관(35)을 통해 계속적으로 수조(331)에 유입되는 세정수는 수조(331)에서 범람하여 하부로 낙하된다.

이때, 배기압이 -100mmAq보다 높게 형성될 경우에는 수조(331)의 상부(세정수가 벤추리관에 분사되는 위치)와 하부(압력생성부의 하부)에 압력차가 발생됨에 따라 수평분할판(332)에 형성된 압력조절공(h)을 통해 기포형태의 물방울이 형성되어 더이상 압력이 상승되지 않는 것이다.

이와같이 본 발명에서는 수조에 충진되는 세정수의 수두압을 이용하여 일정한 배기압을 조절할 수 있어, -100mmAq보다 더 큰 압력을 걸어놓고 배기라인을 통해 유입되는 폐가스의 종류와 양에 따라 기포형태의 물방울이 증감하며 배기압을 일정하게 조절한다.

예를 들어서, 수소가스가 많이 배출되는 반도체 설비에서 배기압을 -100mmAq로 유지할 경우에는 수소가 갖는 비중이 대기의 약 1/9정도이므로 -900mmAq의 압력이 요구되는데,

이때 항상 -900mmAq로 운전하면 반도체 공정장비에 무리를 주는 것은 물론 수소가스가 사용될때와 비사용될때 너무 많은 압력차이가 발생되므로 생산성이 저하된다.

이와같은 상황에서 본 발명의 가스스크러버를 적용하면, 생성되는 압력은 -900mmAq이지만 실제 -100mmAq를 유지하게 되므로, 유입되는 폐가스가 수소가스일 경우는 기포가 발생되지 않고 수조의 수위가 만수위를 유지하고, 폐가스의 풍량이 "0"일때에는 압력조절공을 통과하는 가스가 최대에 달하며 압력을 유지하게 된다.

또 다르게, 본 발명의 습식 가스스크러버(1)가 설치되는 반도체 설비에 가장 적합한 배기압이 -50mmAq정도일 경우에는 수조의 높이를 50mm로서 제작하면, -50mmAq의 일정 배기압을 유지할 수 있고, 그 이상의 압력은 상술한 바와같이 상충하게 된다.

따라서, 본 발명의 습식 가스스크러버는 반도체 설비가 요구(폐가스의 종류 및 풍량변화)하는 적정배기압에 대응하게 수조의 높이를 변경하므로서 -10mmAq ~ -100mmAq까지 또는 그 이상의 압력에서도 일정배기압을 형성함과 아울러 이를 지속적으로 유지할 수 있는 것이다.

한편, 도 6은 본 발명에 따른 습식 가스스크러버의 또 다른 실시예를 보인 단면도인데, 이는 일실시예의 세정수유입관(35')과 유도관로(34') 및 세정수유입공(333')을 압력조절조(33')의 내경에 설치한 것으로서,

이러한, 또 다른실시예의 세정수유입관(35')은 벤추리관(32')을 내경에 수용한 형태로서 압력조절조(33')의 수평분할판(332')에 수직고정되며, 그 일단은 벤추리관(32')의 끝단을 수용케하여 벤추리관(32')의 내경에 분사된 세정수가 유입될 수 있도록 하고, 그 타단은 벤추리관(32')의 외벽에 고정하되, 이와같은 세정수유입관(35')의 타단 양 측벽에는 수조(331')와 연통되는 세정수유입공(333')을 다수개(바람직하게는 3렬로서 90도의 각도를 두고 형성됨.)로서 형성하여, 벤추리관(32')의 외벽과 세정수유입관(35')의 내경사이에 유도관로(34')를 형성한 것이다.

이에따라, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 벤추리관(32')에 분사된 세정수가 압력조절조(33')의 내경에 수직고정된 세정수유입관(35')의 일단에 유입된 후, 유도관로(34')를 거쳐 세정수유입관(35')의 타단 양측벽에 형성된 세정수유입공(333')을 통해 수조(331')에 유입되도록하므로서, 수조(331')가 갖는 높이만큼 수두압을 형성할 수 있어, 전술한 일실시예와 동일한 작용을 행하게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 습식 가스스크러버는 반도체 설비에서 요구하는 고,저배기압에 대응되게 수조의 높이를 변경하여 수두압을 형성하며, 이러한 수조에 충진되는 세정수가 압력을 상충하는 작용을 행함에 따라 비중을 달리하는 폐가스의 종류 및 풍량에 관계없이 적정한 배기압을 생성할 수 있음은 물론 일정 배기압을 지속적으로 유지할 수 있어, 고 배기압을 요하는 배기라인에 적용할 수 있는 효과와 함께 가스세정효율또한 향상시킨 효과가 있다.

Claims (3)

1. 분사노즐과 벤추리관으로 설치되는 압력생성부에서 배기압을 형성하는 가스 스크러버에 있어서,

   압력생성부의 내벽과 이격설치되며 내부 중앙에 형성되는 수평분할판에는 상기 벤추리관이 수직구조로 관통고정되고, 일측과 타측벽에 한조의 세정수유입공이 형성되는 압력조절조와;

   상기 분사노즐에서 분사되는 세정수의 일부를 상기 압력조절조에 공급할 수 있도록 상기 벤추리관의 직하부에 설치되는 세정수유입관과;

   상기 세정수유입관을 통해 유입된 세정수를 압력조절조의 세정수유입공에 유도할 수 있도록 상기 압력조절조의 일측과 타측 외벽에 형성되는 유도관로를 포함하는 습식 가스스크러버.
2. 제 1항에 있어서, 상기 세정수유입관은 그 내경에 상기 벤추리관을 수용한 형태로서 압력조절조의 수평분할판에 수직고정하되, 그 일단은 벤추리관의 내경에 분사된 세정수가 유입될 수 있도록 벤추리관의 끝단을 수용하고, 그 타단은 벤추리관의 외벽에 고정되며, 상기 세정수유입관의 타단 양 측벽에는 수조와 연통되는 세정수유입공을 다수개로서 천공하여, 상기 벤추리관의 외벽과 세정수유입관의 내경사이에 유도관로가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 습식 가스스크러버.
3. 제 1항 내지 2항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력조절조의 수평분할판에는 다수의 압력조절공이 천공됨을 특징으로 하는 습식 가스스크러버.