KR20040090046A - 유해가스 및 분진을 효과적으로 제거할 수 있는 가스스크러버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 및 산업현장에서 발생되는 유해가스와 분진을 처리하기 위한 가스 스크러버에 관한 것으로서 유해가스나 유독가스를 제거할 수 있는 이온교환필터와 분진을 제거할 수 있는 Powder trap으로 구성되어 있다. 반도체 제조 공정이나 산업현장에서 발생하는 유해가스에는 미세한 분진 또는 공정에서 발생되는 분진이 발생되며, 이러한 유해가tm와 분진을 효과적으로 제거함으로서 유해가스의 제거효율을 증가시키며, Powder에 의한 막힘현상이 적어짐으로서 유지보수가 편리하다는 장점이 있다.

본 발명에 의한 유해가스 제거용 가스 스크러버는 이온교환필터 전단에 분진을 제거할 수 있는 Powder trap을 설치하고, 분진이 제거된 유해가스는 이온교환필터에 의해 제거되어진다. 또한 Powder trap의 분진은 세정액을 사용하여 지속적으로 세정하기 때문에 교체주기는 기존에 사용되어 지고 있는 것보다 Powder trap의 교체주기 길어진다는 장점이 있다.

Description

유해가스 및 분진을 효과적으로 제거할 수 있는 가스 스크러버{Gas scrubber removing the harmful gas and powder effectively}

반도체 제조 공정이나 산업현장에서 발생하는 유해가스 및 유독가스는 인체에 극히 해로운 것으로 알려져 있으며 이러한 유해가스 및 유독가스를 제거하기 위하여는 여러 가지 처리법이 있다. 그 중에 일반적으로 사용하는 방법으로는 습식 처리법과 건식 처리법이 있다.

습식 처리법은 배기가스와 세척액이 충전탑에서 서로 향류 방향으로 흐르면서 기-액 접촉을 통하여 유독가스를 중화시키거나 흡수 처리하는 방법이다. 여기서 세척 액은 일반적으로 NaOH 와 같은 염기성 수용액이다. 이러한 습식 처리방법은 배기가스 처리 장치가 반응 생성물로 막히게 되어 효율이 급격히 떨어지는 문제점을 안고 있다.

건식 처리법은 유독가스를 고온으로 열 분해하는 방법과 흡착제를 이용하여 흡착 제거하는 방법으로 구분된다.

고온으로 열 분해하는 방법으로는 히터를 이용한 간접가열 방식과 LPG 등과 같은 가스를 이용한 직접가열방식으로 구분된다. 이러한 방법은 고농도의 가스를 처리하는데 적합하지만, 히터 또는 LPG를 사용하여 고온으로 올리기 때문에 안전성에 문제가 있으며, 외부로부터 열원을 사용하기 때문에 운전비가 많이 든다는 문제가 있다.

흡착제를 이용한 흡착식 스크러버에는 유독성 가스를 제거하기 위하여 흡착제를 스크러버에 충전한다. 흡착제로는 일반적으로 활성탄[일본특허번호 61-35849(1986)]과 NaOH, Ca(OH)₂, Mg(OH)₂와 같은 염기성물질[일본특허번호 61-61619(1986)]을 사용한다. 또한 활성탄과 염기성 물질을 혼합하여 사용하는 경우도 있다[미국특허번호 5322674(1994)].

또한 이온교환체를 이용하여 유해가스를 처리하는 방법[국내특허번호 10-0333930(2002)]이 있으며, 이 특허에는 이온교환체를 이용하여 흡착 및 재생을 시키는 방법 등록되어 있다. 반도체 뿐만 아니라 일반 산업현장에서는 가스와 분진이 동시에 발생되고 있으며, 이러한 분진을 먼저 제거하지 않으면 이온교환체의 제거성능을 저하시키는 요인이 된다.

분진을 제거하는 방식으로 물리적 방법인 필터, demister를 일반적으로 사용하고 있는데, 이러한 방식은 분진을 효과적으로 제거하지만, 빈번하게 필터나 demister를 교체하여야 한다는 단점이 있어 유지관리에 어렵다.

본 발명에서는 반도체 제조공정이나 일반 산업현장에서 발생하는 가스와 분진을 동시에 제거함으로서 가스의 제거효율을 극대화시킬 뿐만아니라 분진을 먼저 제거함으로서 분진으로 인해 발생하는 보수 기간을 증대시키고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 시스템으로 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은 유해가스의 제거효율이 우수하며, 재생이 가능한 이온교환필터를 사용함으로서 유해가스를 효과적으로 제거할 수 있으며, 또한 이온교환필터에 유해가스와 분진이 유입되기전에 미리 분진을 제거함으로서 이온교환필터의 가스제거성능을 극대화시키고, 분진에 의한 막힘현상을 억제하여 가스 스크러버의 유지보수를 용이하게 하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 가스 스크러버의 정면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 가스 스크러버의 측면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 Powder trap의 구성을 나타낸 도면이다.

도 4는 본 발명에 따른 이온교환필터를 재생하기 위하여 사용하는 재생액을 회수 하기 위한 재생용액 회수 장치를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 인입관 (2) : Powder trap

(3) : 이온교환필터 (4) : 볼 밸브

(5) : 세정액 탱크 (6) : 재생용액 탱크

(7) : Demister (8) : Packing material

(9) : 세정액 분사노즐 (10) : 칸막이

(11) : 펌프 (12) : 재생용액 회수 장치

(13) : 구멍

본 발명은 반도체 제조 공정 및 산업현장에서 발생되는 가스와 분진을 효과적으로 제거할 수 있는 가스 스크러버에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 가스 스크러버 시스템의 구성과 그 작용에 대한 실시 예를 첨부 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1과 2는 가스 스크러버의 개념을 나타낸 정면도와 측면도이다. 가스와 분진의 제거 방법은 먼저 가스 스크러버의 하부의 인입관(1)을 통해 유해가스와 분진이 유입이 되고, 유입된 분진은 Powder trap(2)에 의해서 제거되며, 분진이 제거된 유해가스는 이온교환필터(3)를 통과하면서 유해가스가 제거되어 정화된 공기만이 외부로 배출이 되도록 되어 있다. 가스 스크러버 내부로 유입되는 유해가스와 분진은 볼 밸브(4)에 의해 내부로 유입되도록 하였으며, 배관 내부가 유입되는 분진에 의해 막혔을 경우에는 배관 내부에 설치되어 있는 압력 센서에 의해 볼 밸브(4)가 닫히면서 유입된 유해가스는 by pass 되도록 하였다. 가스 스크러버의 내부는세정액 탱크(5), 재생 용액 탱크(6), Powder trap(2), 이온교환필터(3), Demister(7)로 구성되어 있다. 이온교환필터(3)의 성능을 극대화시키기 위하여 설치된 Powder trap(2)은 packing material(8)이 충전되어 있으며, 세정액 분사노즐(9)에 의해 지속적으로 세정용액을 분사시키도록 되어 있다. 이러한 Powder trap(2)에 의해 분진이 분사된 세정액에 의해서 제거되며, 분진을 제거한 세정액은 다시 세정액 탱크(5)로 모이게 하였다. 세정액 탱크(5)의 구조는 내부에 칸막이(10)가 설치되어 분진을 제거하고 모여진 세정액은 한곳으로 모이도록 하였고, 분진은 침전되고, 침전되고 남은 상층액은 칸막이(10)에 의해 over flow 되도록 하였으며, over flow된 세정액은 다시 펌프에 의해 Powder trap(2)에 분사되어 분진을 제거하는데 사용된다. 또한 Powder trap(2)은 장입하거나 빼내는 것이 용이하도록 서랍식으로 교체가 용이하게 제작되어 있으며, 세정액에 의해 완전히 제거되지 않은 분진의 누적으로 인해 Powder trap(2)이 막혔을 경우 가스 스크러버 외부에 있는 door를 열어 Powder trap(2)을 빼내기 쉽도록 되어 있다.

유해가스를 제거하기 위한 이온교환필터(3)는 흡착 및 재생이 가능한 이온교환필터(3)로서 재생액은 재생 용액 탱크(6)로부터 공급받아 이온교환필터(3)를 정기적으로 재생하여 사용한다. 이온교환필터(3)의 재생을 위하여 사용하는 재생액은 세정액과 구별이 되어야 하므로 탱크를 두 개로 구분하여 설치되어 있으며, 재생액은 이온교환필터(3) 하단에 설치된 재생용액 회수 장치(12)에 의해 재생액은 회수되어 재생 탱크로 모이게 된다.

도 3은 Powder trap(2)의 구성을 나타낸 도면이다. 도 3에서 보는바와 같이Powder trap(2)의 내부에 packing material(8)이 충전되어 있으며, Packing material(8)에 의해 분진이 여과되면 세정액의 분사에 의해 여과된 분진이 세정되도록 되어 있다. 또한 Powder trap(2)에 의해 세정액을 분사할 때 물을 사용하여 분사하기 때문에 분진을 제거하는 효과 뿐만 아니라 물에 용해가 잘 되는 가스들이 일부 제거되는 효과를 얻을 수 있다,

도 4는 이온교환필터(3)를 재생하기 위하여 사용하는 재생액을 회수하기 위한 재생용액 회수 장치(12)을 나타낸 도면이다. 재생용액 회수 장치(12)의 구성은 PVC 판에 구멍(13)이 있으며, 구멍(13)은 상부로 돌출되도록 하였다. 재생액을 회수하는 원리는 PVC 판에 돌출되어 있는 구멍(13)의 높이 만큼 재생액을 고이게 할 수 있으며, 고인 재생액은 PVC 판의 어느 한쪽으로 drain 시킬 수 있도록 하였다. 이러한 PVC 판을 이중으로 설치하여 재생액을 효과적으로 회수하도록 하였다. 재생용액 회수 장치(12)에 있는 구멍(13)에 의해서는 공기가 흐르도록 하였기 때문에 재생액과는 접촉이 되지 않고 재생액이 하부로 흐르는 것을 방지하여 세정액과 재생액이 혼합되지 않도록 하였다. 이러한 재생액과 세정액이 혼합되지 않도록 하는 것은 액을 구분하여 용도에 맞게 효과적으로 사용하고자 함이다.

본 발명은 반도체 제조공정 및 산업현장에서 발생되고 있는 분진과 가스를 효과적으로 제거할 수 있으며, 또한 유해가스를 처리하기 전에 분진을 Powder trap에 의해 먼저 처리함으로서 이온교환필터에 의한 유해가스 처리효율을 극대화할 수 있으며, Powder trap을 설치하여 분진만 별도 처리하기 때문에 유지 보수 기간이 길어지기 때문에 경제성이 우수하며 관리가 용이하다.

Claims (5)

1. 유해가스 제거용 가스 스크러버에 있어서,

   유해가스 및 분진을 동시에 처리 가능하도록 하기 위해 이온교환필터와 Powder trap으로 구성하고 있는 가스 스크러버
2. 제 1 항에 있어서,

   이온교환필터의 유해가스 제거성능을 극대화시키기 위하여 이온교환필터로 유입되는 오염된 유해가스 중에서 분진을 처리하기 위해 Powder trap이 설치된 가스 스크러버
3. 가스 스크러버를 구성하는 Powder trap에 있어서,

   분진을 효율적으로 제거할 수 있도록 packing material을 충전하였으며, Packing material에 의해 여과된 분진을 세척하기 위한 세정액을 분사시킬수 있는구조를 가진 Powder trap
4. 가스 스크러버를 구성하는 구조에 있어서,

   Powder trap의 세정 및 이온교환필터를 재생하면서 발생하는 세정액 및 재생용액을 효과적으로 용도에 맞게 사용하기 위하여 구분하여 설치된 두 개의 용액 탱크로 구성된 가스 스크러버의 구조
5. 제 4항에 있어서,

   세정액과 재생 용액을 분리 회수하기 위하여 가스 스크러버에 설치된 재생용액 회수 장치