KR20090056353A

KR20090056353A - 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버

Info

Publication number: KR20090056353A
Application number: KR1020070123467A
Authority: KR
Inventors: 김도연
Original assignee: 주식회사 동부하이텍
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2009-06-03

Abstract

본 발명은 단순히 물을 섞어 희석하는 종래의 습식 스크러버에 비해 폐가스 처리 효율이 향상된 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버에 관한 것으로, 반도체 공정중에 발생되는 폐가스를 처리하여 배출하는 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버에 있어서, 상기 가스 스크러버는 가열된 스팀(steam)과 폐가스를 혼합하여 희석해 배출하는 것을 특징으로 한다.

반도체 공정, 폐가스, 습식 가스 스크러버, 스팀 혼합, 희석

Description

폐가스 처리용 습식 가스 스크러버{Wet type gas scrubber for waste gas disposal}

본 발명은 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 제조 공정 장비에서 나오는 부식성 폐가스를 효율적으로 처리할 수 있는 습식 가스 스크러버에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 산업에서 사용되는 가스 스크러버(scrubber)란 반도체 제조 공정 중에 발생하는 각종 독성 가스 및 산성가스, 가연성 가스(SiH₄, SiH₆, DCS, As₃, PH₃), 환경유해가스(PFC계 : SF₆, NF₃, F₄, C₂, C₃ 등)을 정제해 배출하는 장비로, 세정 방식에 따라 습식(wet), 건식(dry), 연소식(burn), 흡착식, 플라즈마방식 등으로 분류된다.

이 중 습식 스크러버 방식은 수용성 가스들의 처리에 효율적이며, 대용량 가스 세정에 적합하다는 장점이 있다. 그러나 단순히 물을 이용하여 폐가스를 희석하는데 불과하여 폐가스의 처리 효율이 낮아 보조용 챔버에서만 사용하고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 반도체 제조 설비로부터 배출되는 부식성 폐가스의 처리 효율이 향상된 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 반도체 공정중에 발생되는 폐가스를 처리하여 배출하는 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버에 있어서, 폐가스를 가열된 스팀(steam)과 혼합하여 희석해 배출하는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버를 제공한다.

상기 가스 스크러버는, 반도체 공정중에 발생되는 폐가스가 가스 유입구를 통해 유입되는 믹스 챔버; 상기 믹스 챔버의 일측에 설치되어 상기 폐가스를 희석시킬 스팀(steam)을 분사하는 스팀 인젝터; 상기 스팀 인젝터에 연결 설치되어 가열된 스팀을 발생시키는 스팀 발생기; 팽창 라인에 의해 상기 믹스 챔버의 하단에 연결 설치되어 상기 믹스 챔버에서 스팀과 혼합된 폐가스를 냉각하여 액화시키는 냉각기가 설치된 콘덴서 챔버; 배수관에 의해 상기 콘덴서 챔버의 하단에 연결 설치되어 액화된 폐가스 용액을 모아 탱크 배수관을 통해 배출시키는 드레인 탱크; 및 상기 콘덴서 챔버의 일측에 연결 설치되어 액화되지 않고 남은 폐가스를 희석시켜 배출하는 희석 챔버를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 희석 챔버에는 길이 방향을 따라 시수를 공급하는 시수 노즐이 설치되어 공급된 시수가 상기 드레인 탱크로 유입되는 것을 특징으로 한다.

상기 콘덴서 챔버에는 일측에 상기 냉각기에 냉매를 공급 및 배출하는 냉매공급라인 및 냉매배출라인이 설치되고, 타측에는 상기 희석 챔버와 연통되는 배관이 설치되는 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버는 스팀과 폐가스를 혼합하고 냉각하여 용액화해 배출함으로써 단순히 물을 섞어 희석하는 종래의 습식 스크러버에 비해 폐가스 처리 효율이 향상된다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버에 대해 상세히 설명하기로 한다.

첨부된 도 1은 본 발명에 따른 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버에 따른 폐가스 처리 순서를 도시한 모식도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버는 물이 아닌 스팀을 폐가스에 혼합시킴으로써 폐가스가 미립자의 물과 반응하도록 하여 처리 효율을 향상시키는 구조이다.

본 발명의 습식 가스 스크러버는 크게 폐가스가 유입되어 스팀(steam)과 혼합되는 믹스 챔버(20)와, 스팀과 혼합되어 1차 반응한 폐가스가 냉각되어 액화되는 콘덴서 챔버(40)와, 콘덴서 챔버(40)에서 냉각된 액상의 폐가스가 모여 시수와 혼 합된 상태로 희석되어 배출되는 드레인 탱크(80)와, 콘덴서 챔버(40)에서 액화되지 않고 남은 폐가스가 희석되어 배출되는 희석 챔버(90)로 구성된다.

믹스 챔버(20)의 하부에 콘덴서 챔버(40)가 위치하고, 콘덴서 챔버(40)의 측방향에 희석 챔버(90)가 수직으로 설치되며, 콘덴서 챔버(40) 및 희석 챔버(90)의 하측에 드레인 탱크(80)가 위치한다.

믹스 챔버(20)의 상측에는 가스 유입구(10)가 설치되어 반도체 제조 공정 중에 발생되는 폐가스가 유입된다. 유입된 폐가스는 믹스 챔버(20)의 일측에 설치된 스팀 인젝터(22)를 통해 분사되는 스팀(steam)과 혼합된다.

스팀은 스팀 발생기(70)에서 만들어지며, 고온 상태로 스팀 인젝터(22)를 통해 분사된다. 스팀 발생기(70)에서 만들어진 스팀은 질소 분사노즐(74)로 유입되는 질소 가스로 인해 스팀 공급관(72)로부터 흡입되어 스팀 인젝터(22)를 통해 분사된다.

질소 가스는 스팀과 함께 배출되어 분사 압력을 높이는데 사용되며, 스팀과 폐가스의 반응에는 관여하지 않는다.

믹스 챔버(20)에 유입된 부식성 폐가스(NF₃, Cl₂ 등)는 고온의 스팀과 반응하여 흄(hume) 형태의 HF 또는 HCl로 1차 반응이 이루어진다. 반응식은 다음과 같다.

NF₃ + H₂O → NO + HF

Cl₂ + H₂O → HCl

1차 반응한 고온의 폐가스는 팽창 라인(30)을 통해 콘덴서 챔버(40)로 유입된다.

콘덴서 챔버(40)로 유입된 고온의 폐가스는 유입된 순간 냉각기(42)에 의해 순간적으로 저온으로 변하여 HF 또는 HCL의 용액으로 상변이 된다. 콘덴서 챔버(40)의 일측에는 냉각기(42)에 냉매 역할을 하는 냉각수를 공급 및 배출시키는 냉매공급라인(44) 및 냉매배출라인(46)이 설치된다.

냉매공급라인(44) 및 냉매배출라인(46)은 PCW(Power Cooling Water) 라인이라고도 하며, 냉각수를 적정 온도로 유지하여 지속적으로 공급 및 배출하는 역할을 한다. 콘덴서 챔버(40)의 타측에는 배관(50)이 설치되어 희석 챔버(90)와 연결된다.

액상의 폐가스 용액은 배수관(82)을 통해 드레인 탱크(80)로 유입된다. 유입된 액상의 폐가스 용액은 시수 파이프(92)를 거쳐 희석 챔버(90)의 길이 방향을 따라 설치된 시수 노즐(94)을 통해 공급되는 시수와 혼합되어 희석된 상태로 탱크 배수관(84)을 통해 배수된다.

한편, 콘덴서 챔버(40)에서 액상으로 상변이 되지 못하고 남은 폐가스는 배관(50)을 통해 콘덴서 챔버(40)와 수평으로 연결된 희석 챔버(90)로 유입된다. 희석 챔버(90)에서 시수와 반응하여 희석되는 2차 반응을 거쳐 희석된 잔여 폐가스는 희석 챔버(90)의 상단부에 형성된 배기구(60)를 통해 희석된 상태로 빠져나간다. 시수와 반응하여 희석되는 2차 반응은 1차 반응과 동일하게 이루어진다.

믹스 챔버(20)와 콘덴서 챔버(40) 및 드레인 탱크(80)가 수직으로 설치되므 로 자중에 의해 액상의 폐가스 용액이 드레인 탱크(80)까지 이동할 수 있으며, 희석 챔버(90)를 거쳐 희석된 폐가스는 가스상이므로 희석 챔버(90)의 상단부에 형성된 배기구(60)로 용이하게 이동할 수 있다.

즉, 폐가스는 믹스 챔버(20) 및 콘덴서 챔버(40)를 거쳐 가스상에서 액상으로 상변이하여 드레인 탱크(80)에서 시수와 혼합되어 액상으로 희석되어 배출되고, 콘덴서 챔버(40)를 거쳐 희석 챔버(90)로 유입된 잔여 폐가스는 희석 챔버(90)에서 시수와 혼합되는 2차 반응을 거쳐 희석되어 가스상으로 배출된다.

이러한 과정에 의해 반도체 제조 공정 중에 발생되는 부식성 폐가스를 효율적으로 처리하여 배출할 수 있다.

한편 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변형 실시할 수 있는 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버를 도시한 단면도.

도 2는 본 발명의 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버에 따른 폐가스 처리 순서를 도시한 모식도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 가스 유입구 20 : 믹스 챔버

22 : 스팀 인젝터 30 : 팽창 라인

40 : 콘덴서 챔버 42 : 냉각기

50 : 배관 60 : 배기구

70 : 스팀 발생기 80 : 드레인 탱크

82 : 배수관 84 : 탱크 배수관

90 : 희석 챔버 94 : 시수 노즐

Claims

반도체 공정중에 발생되는 폐가스를 처리하여 배출하는 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버에 있어서,

폐가스를 가열된 스팀(steam)과 혼합하여 희석해 배출하는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버.
제1항에 있어서,

상기 가스 스크러버는,

반도체 공정중에 발생되는 폐가스가 가스 유입구(10)를 통해 유입되는 믹스 챔버(20);

상기 믹스 챔버(20)의 일측에 설치되어 상기 폐가스를 희석시킬 스팀을 분사하는 스팀 인젝터(22);

상기 스팀 인젝터(22)에 연결 설치되어 가열된 스팀을 발생시키는 스팀 발생기(70);

팽창 라인(30)에 의해 상기 믹스 챔버(20)의 하단에 연결 설치되어 상기 믹스 챔버(20)에서 스팀과 혼합된 폐가스를 냉각하여 액화시키는 냉각기(42)가 설치된 콘덴서 챔버(40);

배수관(82)에 의해 상기 콘덴서 챔버(40)의 하단에 연결 설치되어 액화된 폐가스 용액을 모아 탱크 배수관(84)을 통해 배출시키는 드레인 탱크(80); 및

상기 콘덴서 챔버(40)의 일측에 연결 설치되어 액화되지 않고 남은 폐가스를 희석시켜 배출하는 희석 챔버(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버.
제2항에 있어서,

상기 희석 챔버(90)에는 길이 방향을 따라 시수를 공급하는 시수 노즐(94)이 설치되어 공급된 시수가 상기 드레인 탱크(80)로 유입되는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버.
제2항에 있어서,

상기 콘덴서 챔버(40)에는 일측에 상기 냉각기(42)에 냉매를 공급 및 배출하는 냉매공급라인(44) 및 냉매배출라인(46)이 설치되고, 타측에는 상기 희석 챔버(90)와 연통되는 배관(50)이 설치되는 것을 특징으로 하는 폐가스 처리용 습식 가스 스크러버.