KR20090079433A - Method of Treating and Purifying Organic Waste Gas Through Condensing-Absorbing Process and Advanced Catalytic Oxidation Process and Apparatus Therefor - Google Patents

Method of Treating and Purifying Organic Waste Gas Through Condensing-Absorbing Process and Advanced Catalytic Oxidation Process and Apparatus Therefor Download PDF

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Abstract

A highly efficient purification apparatus for treating organic waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process is provided to effectively treat the organic waste gas by reducing cost and time for maintaining the purification apparatus, and a method of treating and purifying the organic waste gas highly efficiently through the condensation-adsorption process and advanced catalytic oxidation process by using the apparatus is provided. A highly efficient purification apparatus for treating organic waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process comprises: a blower(10); first and second condensing-frost preventing units(30,31) connected to each other in series or parallel; an advanced oxidation unit(40); and a bypass duct(50). The first condensing-frost preventing unit includes a first condensing coil(301) and a first frost preventing unit(302). The second condensing-frost preventing unit includes a second condensing coil(311) and a second frost preventing unit(312). The advanced oxidation unit includes an ozone feeder(42) and a catalytic oxidation unit(41), or includes a non-thermal plasma electrode and the catalytic oxidation unit.

Description

응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리 및 정화하는 방법 및 그것을 위한 장치{Method of Treating and Purifying Organic Waste Gas Through Condensing-Absorbing Process and Advanced Catalytic Oxidation Process and Apparatus Therefor}Method of Treating and Purifying Organic Waste Gas Through Condensing-Absorbing Process and Advanced Catalytic Oxidation Process and Apparatus Therefor}

본 발명은 유기 폐기 가스를 처리 및 정화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리 및 정화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and apparatus for treating and purifying organic waste gas, and more particularly, to a method and apparatus for treating and purifying organic waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process.

반도체 웨이퍼 생산 및 TFT-LCD 패널을 생산하는 광소자 산업의 제조 공정에는 스트립퍼(stripper)를 이용하여야 하는 스트립핑(stripping) 공정이 있다. 스트립퍼의 주요 성분은 높은 끓는점을 가지며, 예컨대 모노 에탄올 아민(mono ethanol amine:MEA), 디메틸 술폭시드(dimethyl sulfoxide:DMSO), 및 에틸렌 글리콜부틸 에테르(ethylene glycolbutyl ether:BDG)를 포함하는 대부분이 수용성인 유기 화합물이다.There is a stripping process that requires the use of strippers in the manufacturing process of the optical device industry that produces semiconductor wafers and TFT-LCD panels. The main components of the stripper have a high boiling point, and most of them are water soluble, including, for example, mono ethanol amine (MEA), dimethyl sulfoxide (DMSO), and ethylene glycolbutyl ether (BDG). Phosphorus is an organic compound.

테이블 1은 스트립핑 공정에서 생산되는 휘발성 유기 화합물(voltatile organic compounds:이하, VOCs)의 주요 타입 및 VOCs들의 물리적 화학적 특성을 목 록화 한 것이다. 낮은 끓는점을 가지며, 높은 포화 증기압을 갖는 유기 용제는 휘발하기는 쉽지만, 응축하기에는 쉽지 않다. 한편, 높은 끓는점을 가지며, 낮은 포화 증기압을 갖는 VOCs는 휘발은 쉽지 않지만, 응축은 쉽다. 테이블 1에서와 같이, 아세톤 및 이소프로필 알콜(isopropyl alcohol:IPA)은 다른 주요 용제 성분들과 비교할 때, 낮은 끓는점 및 높은 포화 증기압을 갖는 VOCs이고, MEA, DMSO, 및 가습 1-메틸-2-피롤리디논(humidified 1-methyl-2-pyrrolidinone:NMP)는 중간에서 높은 정도의 끓는점 및 낮은 포화 증기압을 갖는 VOCs이다. Table 1 lists the major types of volatile organic compounds (VOCs) produced in the stripping process and the physical and chemical properties of the VOCs. Organic solvents having a low boiling point and high saturated vapor pressure are easy to volatilize but not easy to condense. On the other hand, VOCs having a high boiling point and low saturated vapor pressure are not easily volatilized, but are easily condensed. As shown in Table 1, acetone and isopropyl alcohol (IPA) are VOCs with low boiling point and high saturated vapor pressure when compared to other major solvent components, MEA, DMSO, and humidified 1-methyl-2- Pyrrolidinone (humidified 1-methyl-2-pyrrolidinone (NMP)) is VOCs with moderate to high boiling points and low saturated vapor pressures.

<테이블 1><Table 1>

하이테크 산업의 스트립핑 공정에서 생산되는 VOCs의 주요 타입 및 그것들의 물리 화학적 특성.The main types of VOCs produced in stripping processes in high tech industries and their physicochemical properties.

용제solvent 화학식Chemical formula 밀도 (g/mL)Density (g / mL) 끓는점(℃)Boiling Point (℃) 수용성receptivity 헨리상수 (mol/kg*bar)Henry's Constant (mol / kg * bar) AALG[2] (g/m3)AALG [2] (g / m 3 ) 참고사항[1] Note [1] DMSO DMSO (CH3)2SO(CH 3 ) 2 SO 1.0951.095 189.0189.0 높음height 50000 이상More than 50000 -- -- MEAMEA C2H7NOC 2 H 7 NO 1.0141.014 171.1171.1 높음height 61000006100000 25*25 * F,TF, T BDGBDG C8H18O3 C 8 H 18 O 3 0.9040.904 231.2231.2 높음height -- -- F,TF, T DMDSDMDS (CH3)2S2 (CH 3 ) 2 S 2 1.0571.057 109.9109.9 낮음lowness 0.910.91 -- -- DMSDMS (CH3)2S(CH 3 ) 2 S 0.8500.850 38.038.0 낮음lowness 0.480.48 -- -- 톨루엔 (Toluene)Toluene C7H8 C 7 H 8 0.8650.865 110.7 110.7 낮음lowness 0.150.15 14201420 F,TF, T IPAIPA (CH3)2CHOH(CH 3 ) 2 CHOH 0.7830.783 82.482.4 중간-낮음Medium-low 88∼17088-170 19,60019,600 F,T,CF, T, C AcetoneAcetone (CH3)2CO(CH 3 ) 2 CO 0.7860.786 56.256.2 중간-낮음Medium-low 3030 -- --

각주 [1]. F는 가연성을 나타내고, T는 독성이 있거나 발암을 의심하는 성분을 나타낸다. Footnote [1]. F represents flammability and T represents a toxic or suspected carcinogen.

각주 [2]. AALG는 주위 공기 수준 목표(ambient air level goal)를 나타낸 다. 테이블 1에서 AALG 값의 근원은 칼리브리스, 이.제이(Calabrese,E.J)씨 및 케년,이.앰(Kenyon, E.M.)씨에 의해 1991년, 미국, 메사츄세츠(MA)의 주식회사 루이스 출반사(Lewis Publisher, Inc.)에서 간행된 "독성 가스 및 위험 평가(Air toxics and risk assessment)"이다.Footnote [2]. AALG stands for ambient air level goal. The source of AALG values in Table 1 is Lewis, Massachusetts, MA, 1991, by Calibrese, EJ, and Kenyon, EM, USA. Publisher, Inc., "Air toxics and risk assessment."

상술한 스트립퍼의 성분들 중에서, MEA는 흡착제의 가용 수명에 반비례하게 영향을 미치는 흡착공을 막는 경향을 지닌 폴리머이고, DMSO로 부터 증착되어진 유황(S)은 제오라이트 촉매에 의해 활성화되어 뜨거운 스파크를 생성하기 때문에, DMSO는 그을음(smoldering)을 유발하여 제오라이트 회전 농축기상의 흡수공에 잔류되어질 것이다. 추가로, 하이 테크 산업에서 사용되는 기판은 점점 더 확장되는 사이즈를 갖기 때문에, 스트립핑 공정에서 사용되는 스트립퍼가 배출구를 통해 다량이 휘발되는 경향이 있어, 만일 적절한 작업이 수행되지 않는다면, 아마도 심각한 주변 공기의 오염을 초래한다. Among the components of the stripper described above, MEA is a polymer that tends to block adsorption pores which inversely affects the useful life of the adsorbent, and sulfur (S) deposited from DMSO is activated by zeolite catalysts to produce hot sparks. As such, DMSO will cause smoldering and will remain in the absorption holes on the zeolite rotary concentrator. In addition, because the substrates used in the high-tech industry have an increasingly expanding size, strippers used in the stripping process tend to volatilize through the outlets, so if proper work is not carried out, perhaps a serious ambient It causes air pollution.

현재, 제조 공정 동안 생성되는 VOCs들을 재생 및 처리하기 위하여, 응축기는 대부분의 하이테크 제조자들에 의해 생산 현장에 장착되고 있다. 이러한 응축 재생 시스템은 높은 끓는점을 갖고 대부분이 수용성 유기 화합물의 높은 재생 효율을 달성하기 위하여 정확하게 설계되어야 하고 동작되어야 한다. 현재 사용되는 응축 재생 시스템을 이용하면, 응축을 통해 재생된 VOCs는 재사용을 위해 정화될 수 있다. 반면, 생성되는 폐기 가스들중 높은 끓는점을 가지며 처리하기 어려운 VOCs의 농도(concenstration)는 응축 재생 공정 후에 이미 크게 감소되고 있기 때문에, 후속의 폐기 가스 처리 시설의 부담이 감소된다. 그 결과, 열적으로 스윙하는 온라 인 흡착/탈착 장비는 연장된 수명 및 효과적으로 업그레이드된 전체적인 처리 효율을 가질 수 있다. Currently, condensers are mounted on the production floor by most high-tech manufacturers to regenerate and process VOCs produced during the manufacturing process. Such condensation regeneration systems have a high boiling point and most must be designed and operated correctly to achieve high regeneration efficiency of water soluble organic compounds. Using current condensation regeneration systems, VOCs regenerated through condensation can be purified for reuse. On the other hand, the concentration of VOCs, which has a high boiling point and is difficult to treat, is already greatly reduced after the condensation regeneration process, thus reducing the burden on subsequent waste gas treatment plants. As a result, thermally swinging online adsorption / desorption equipment can have extended life and effectively upgraded overall processing efficiency.

응축을 통해 VOCs를 제어하는 일반적인 방법에는 포화된 응축 효과를 얻을 수 있도록 VOCs의 이슬점(dew-point) 온도(예를 들어 포화 온도)보다 낮은 온도로 VOCs 폐기 가스를 냉각하기 위한 냉각 장치가 이용되고 있다. 본 발명의 참조 문헌으로서 통합되는 베타북 더블유.엠.(Vatavuk, W.M)씨의 "공기 오염 조절의 측정값(Estimating Costs of Air Pollution Control)"라는 제목의 책(루이스 출판사, 첼시아(Chelsea), MI(Michigan), 1990)에 기재된 바와 같이, 일반적으로 이용되는 VOCs 응축 시스템은 제습기(dehumidifier) 및 VOCs 응축기를 포함한다. 제습기는 주변 공기로부터 여분의 습기를 제거하여, 응축 영역의 온도가 0℃(273K) 이하일 때 발생되어지며, 응축 공정시 단점이기도 한 동결 방지(freezing-out) 효과를 방지한다. Common methods of controlling VOCs through condensation include cooling devices for cooling the VOCs waste gas to temperatures below the dew point temperature (eg saturation temperature) of the VOCs to achieve a saturated condensation effect. have. Book entitled "Estimating Costs of Air Pollution Control" by Betav. W. M. (Vatavuk, WM), incorporated herein by reference (Lewis Press, Chelsea) As described in Michigan, 1990, commonly used VOCs condensation systems include dehumidifiers and VOCs condensers. The dehumidifier removes excess moisture from the surrounding air, which occurs when the temperature of the condensation zone is below 0 ° C. (273K) and prevents the freezing-out effect, which is a disadvantage in the condensation process.

자이스(Zeiss) 및 이벳슨(Ibbetson)에 의해 유도된 연구(R.F.Zeiss씨 및 C.Ibbetson씨가 공저한 1997년판, 오염 공학 29(9), 55-61페이지, "극저온 응축을 VOCs상의 냉경(冷硬)에 배치(Cryogenic condensation puts a chill on VOCs)"편을 참조, 본 참조물은 본 발명에 통합될 것임)에 따르면, 감소하는 일반적인 VOCs에서의 응축 성능은 가장 중요한 두 가지 인자에 의해 결정된다. 첫째로는 응축 시스템의 온도는 충분히 낮아야 하는 것(-40℃ 이하)이고, 둘째로는 폐기 가스의 VOCs의 농도가 상대적으로 높아야 하는 것이다(10,000ppmv 이상). 겐젤브스(Ganzevles)씨에 의해 유도된 연구에 따르면(2001년 11월에 Ganzelves, F.L.A씨에 의해 제안된 VOC 방출 제어를 위한 응축(Condensation for controlling VOC emission) 참조, 본 참조문은 본원 발명에 통합될 것임), VOCs의 처리면에서 응축 성능은 폐기 가스의 선형 속도(linear speed)에 반비례되어지는 경향이 있다. 그러므로, 응축 시스템에서의 폐기 가스의 연장된 체류 시간은 VOCs 제거 효율을 증가시키는데 도움이 된다.Study Induced by Zeiss and Ibbetson (1997, co-authored by RFZeiss and C. Ibbetson, Pollution Engineering 29 (9), pages 55-61, “Cryogenic Condensation on VOCs According to the section Cryogenic condensation puts a chill on VOCs, this reference will be incorporated into the present invention, the condensation performance in decreasing general VOCs is determined by the two most important factors. do. Firstly, the temperature of the condensation system must be sufficiently low (below -40 ° C), and secondly, the concentration of VOCs in the waste gas must be relatively high (above 10,000 ppmv). According to a study induced by Mr. Ganzevles (see Condensation for controlling VOC emission proposed by Ganzelves, FLA in November 2001, this reference is incorporated herein). In terms of the treatment of VOCs, the condensation performance tends to be inversely proportional to the linear speed of the waste gas. Therefore, the extended residence time of the waste gas in the condensation system helps to increase the efficiency of VOCs removal.

일반적인 응축기를 이용하면, 냉각 장치는 상대적으로 낮은 동작 온도에서 제어되도록 사용되어야 하고, 폐기 가스는 응축을 통하여 VOCs를 제거할 수 있도록 충분히 길게 응축기 내에 머물러야, 처리된 폐기 가스에서 최소의 VOCs 농도를 확보할 수 있다. 그런데, 100ppmv 내지 1,000ppmv 정도로 낮은 VOCs 농도를 갖는 상당히 큰 부피의 폐기 가스를 생성하는 하이-테크 산업에서, 높은 응축 효율을 달성하기 위하여 -20℃ 이하로 온도를 낮추는 일반적인 응축 공정의 사용은 상당히 높은 에너지 손실 및 장비 유지 비용을 초래할 것이다. 일반적인 응축 시스템의 설계 한계 및 구동 비용의 감소의 목적으로 인하여, 많은 국내 제작자들은 열악한 VOCs 재생 효율을 갖는 응축 장치의 공통적인 문제에 직면하고 있다. With a typical condenser, the cooling unit must be used to be controlled at relatively low operating temperatures, and the waste gas must remain in the condenser long enough to remove VOCs through condensation, ensuring a minimum concentration of VOCs in the treated waste gas. can do. However, in the high-tech industry, which produces a fairly large volume of waste gas with VOCs concentrations as low as 100ppmv to 1,000ppmv, the use of a common condensation process that lowers the temperature below -20 ° C to achieve high condensation efficiency is quite high. It will result in energy loss and equipment maintenance costs. Due to the design limitations of the general condensation system and the purpose of reducing the running costs, many domestic manufacturers face a common problem with condensation units with poor VOCs regeneration efficiency.

세계의 많은 나라들은 농도를 위한 표준 및 방출되는 폐기 가스의 악취의 표준을 포함하는 매우 엄격한 산업 폐기물 가스 방출 기준이 설립되어 있다. 상술한 스트립핑 공정에 있어서, 스트립퍼에 포함되어 있는 DMSO는 수용성 및 낮은 휘발 특성을 갖는 액체이고, 스트립핑 공정중에 디메틸 설파이드(DMS) 및 디메틸 디설파이드(DMDS)와 같은 악취를 갖는 가스 상태의 오염원을 형성하는 경향이 있다. 그러나, 응축 공정을 통해 완전히 제거될 수 없는 DMS 및 DMDS는 낮은 온도에서도 악취 를 발생하여, 주위 생활 환경에 쉽게 부정적인 영향을 미치는 경향이 있으며, 상기 물질로부터 사람들을 보호하여야 한다.Many countries around the world have established very stringent industrial waste gas emission standards, including standards for concentration and odor standards for waste gas emitted. In the above stripping process, the DMSO contained in the stripper is a liquid having water solubility and low volatilization characteristics, and during the stripping process, DMSO is a gaseous pollutant such as dimethyl sulfide (DMS) and dimethyl disulfide (DMDS). Tends to form. However, DMS and DMDS, which cannot be completely removed through the condensation process, tend to produce odors even at low temperatures, which tend to easily adversely affect the surrounding living environment and should protect people from such substances.

오존은 높은 산화특성을 가지며, 물을 소독하거나 물로부터 유기 화합물 부분을 제거하기 위하여, 유수(流水) 및 폐수 처리에 폭넓게 적용되고 있다. 오존 및 유기 화합물 사이의 반응은 직접 반응 및 간접 반응으로 분리되어 질 수 있다. 일반적으로, 상기 반응은 H2O2, OH-와 같은 산화제의 적절한 퍼센티지의 존재에 의해 가속되어 질 수 있다. 오존으로 부터 라디칼(radical)이 없는 OH-기를 생성하거나 또는 H2O2, OH-와, 자외선(ultraviolet light:UV)과 오존의 반응을 통해 라디칼(radical)이 없는 OH-기를 생성하는 기술들을 일반적으로 발전된 산화 공정(advanced oxidation processes:AOP)이라 일컫는다. 현재 산업적으로 유용되는 오존의 생산 방법은 주로 코로나 방전(corona discharge), 자외선 조사, 황산 전기 분해(sulfuric acid electrolsis), 방사선 노출(radiation exposure)등을 포함한다. 그 중, 코로나 방전용 오존 발생기(ozonator)가 오존을 생산하는 데 가장 자주 이용되고 있다. 이러한 오존 발생기를 이용하는 경우, 가스 공급원으로 공기 또는 산소가 이용될 수 있다. Ozone has high oxidizing properties and is widely applied to flowing water and wastewater treatment in order to disinfect water or to remove organic compound portions from water. The reaction between ozone and organic compounds can be separated into direct reactions and indirect reactions. In general, the reaction can be accelerated by the presence of a suitable percentage of oxidant such as H 2 O 2 , OH . From the ozone radical (radical) without OH-generating group or H 2 O 2, OH -, and UV: a technique for generating an (ultraviolet light UV) and OH free radicals (radical) via the reaction of ozone Generally referred to as advanced oxidation processes (AOP). Currently industrially useful methods of producing ozone mainly include corona discharge, ultraviolet irradiation, sulfuric acid electrolsis, radiation exposure and the like. Among them, ozone generators for corona discharge are most often used to produce ozone. When using such an ozone generator, air or oxygen may be used as the gas source.

비 열적 플라즈마(nonthermal plasma:NTP)는 발전된 산화 공정 중 하나로서, 높은 제거 효율을 보여주기 위하여 1990년 이래, 공기 오염의 제어 및 제거를 위해 지속적으로 적용되고 있다. 비 열적 플라즈마 처리에 있어서, 방전을 유도하기 위 해 두 개의 전극에 고압이 인가된다. 방전 과정 동안, 고 에너지를 갖는 전자들은 용해 분자(solutionmolecules)와 충돌을 일으켜서 생성되어, 자유 라디칼을 생성한다. 자유 라디칼 중 일부는 오존을 더 생산할 수 있다. 모든 전자들, 자유 전자들, 및 높은 산화 특성을 갖는 오존과 접촉되는 오염물들은 즉시 산화되거나, 분해되어, 정화 공기를 얻을 수 있다. Nonthermal plasma (NTP) is one of the advanced oxidation processes, and has been continuously applied for the control and removal of air pollution since 1990 to show high removal efficiency. In non-thermal plasma treatment, high pressure is applied to the two electrodes to induce discharge. During the discharge process, electrons with high energy are produced by collisions with solutionmolecules, producing free radicals. Some of the free radicals can produce more ozone. All electrons, free electrons, and contaminants in contact with ozone having high oxidation characteristics can be immediately oxidized or decomposed to obtain purge air.

그러므로, 응축 재생 시스템의 효율을 효과적으로 증대시키고, 일반적인 응축기에서 밝혀진 바와 같이 초저온도에 이를 수 있도록 파워 소모를 감소시키면서, 발전된 촉매 산화 방식을 통해 폐기 가스로 부터 VOCs 찌거기를 효과적으로 제거할 수 있도록, 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리하는 방법 및 장치를 개발하는 것이 발명자들에 의해 시도되고 있다. Therefore, the condensation regeneration system effectively increases the efficiency of the condensation regeneration system and reduces the power consumption to reach very low temperatures, as found in conventional condensers, while effectively eliminating VOCs residues from the waste gas through advanced catalytic oxidation. It has been attempted by the inventors to develop a method and apparatus for treating organic waste gases through adsorption processes and advanced catalytic oxidation processes.

본 발명의 주요 목적은 정화 장치를 유지하기 위한 비용 및 시간을 감소시켜 효과적으로 유기 폐기 가스를 처리할 수 있는 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리하기 위한 고성능 정화 장치를 제공하는 것이다. It is a main object of the present invention to provide a high performance purification apparatus for treating organic waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process that can effectively treat organic waste gas by reducing the cost and time for maintaining the purification device. It is.

본 발명의 다른 목적은 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 고성능으로 처리 및 정화하는 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a process for the high performance treatment and purification of organic waste gases through condensation-adsorption processes and advanced catalytic oxidation processes.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 응축-흡착 공정을 통해서 유기 폐기 가스를 처리하기 위한 고성능 정화 장치를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a high performance purification apparatus for treating organic waste gas through a condensation-adsorption process.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 정화 장치는 응축 코일(condensing coil) 및 성에 제거 유닛(demisting unit)을 포함하고, 필터 유닛의 후속단에 배치되는 적어도 하나의 응축-성에 방지 유닛, 및 발전된 산화 처리 유닛을 포함한다.The purifying apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises at least one condensation-resistant unit, comprising a condensing coil and a defrosting unit, disposed at a subsequent stage of the filter unit, and An advanced oxidation treatment unit.

상기 응축-성에 방지 유닛의 응축 코일에는 5℃ 내지 10℃의 얼음물, 소금물 또는 냉각제가 순환되고 있다. 이러한 온도 조건하에서, 수증기는 스트립퍼의 성에를 코팅하여, 핵 응축 생성 현상을 얻고, 상기 물(수분) 및 VOCs는 상기 응축 코일의 벽 표면상에 액상 필름을 형성한다. 다량의 스트립퍼는 높은 끓는점을 가지면서 쉽게 물에 녹는 특성을 갖기 때문에, 스트립퍼로부터 폐기 가스가 액상 필름을 통 해 전달되면, 상기 폐기 가스는 액상 필름에 의해 흡수되고, 성에 제거에 의해 효과적으로 제거된다. 이러한 설계는 저 온도 응축, 핵 응축 생성, 및 액상 필름 흡착 등을 포함하는 복합적인 효과를 얻게 한다. 저온에서 VOCs를 응축하기 위한 포화 응축의 단일 개념만이 적용되는 일반적인 응축기와 달리, 본 발명의 정화 장치는 응축면에서 효과적으로 업그레이드된 효율 및 VOCs의 복구 특성을 갖고, 하이테크 산업에서 생산되는 높은 끓는점을 갖는 다양한 VOCs를 포함하는 큰 부피의 폐기 가스들의 처리에 적용하기 매우 적합하다. Ice water, brine or coolant of 5 ° C to 10 ° C is circulated in the condensation coil of the condensation-resistant unit. Under these temperature conditions, water vapor coats the stripper's frost, resulting in the formation of nuclear condensation, and the water (moisture) and VOCs form a liquid film on the wall surface of the condensation coil. Since a large amount of stripper has a high boiling point and is easily soluble in water, when waste gas is transferred from the stripper through the liquid film, the waste gas is absorbed by the liquid film and effectively removed by defrosting. This design yields complex effects including low temperature condensation, nuclear condensation production, and liquid film adsorption. Unlike conventional condensers, where only a single concept of saturated condensation is applied for condensing VOCs at low temperatures, the purifier of the present invention has an efficient upgrade in condensation and recovery characteristics of VOCs, and the high boiling point produced in high-tech industries. It is well suited for applications in the treatment of large volumes of waste gases containing various VOCs.

본 발명의 고성능 정화 장치에는 예컨대, 적어도 두 개가 직렬로 배열된 응축-성에 제거 유닛이 포함될 수 있고, 상기 두 개의 응축-성에 제거 유닛의 응축 코일내에 5℃ 내지 10℃의 얼음물이 순환된다. 두 개의 응축 코일 중 앞에 위치한 응축 코일은 저온에서 주로 이용되지만, 응축-흡착 공정 및 핵 응축 생성 또한 보조한다. 한편, 후방에 위치하는 응축 코일은 주로 핵 응축 생성의 달성 및 폐기 가스의 VOCs를 흡착하기 위한 응축된 액상 필름을 형성하는데 주로 이용된다. 성에 제거 유닛은 폐기 가스로부터 수분 및 VOCs 습기 방울을 제거한다. 제거된 수분 및 VOCs 습기 방울들은 저장 탱크에 취합되어, 재생된다. 그러므로, 본 발명에 있어서, 응축-성에 제거 유닛의 수는 특별히 제한되지 않지만, 처리될 유기 폐기 가스의 종류, 가스 흐름의 온도, 및 폐기 가스의 크기 등과 같은 여러 다른 인자에 따라 결정될 수 있다. 더욱이 응축-성에 방지 유닛은 직렬 또는 병렬로 배치된다. The high performance purification apparatus of the present invention may include, for example, at least two condensation-frost removal units arranged in series, wherein ice water of 5 ° C to 10 ° C is circulated in the condensation coils of the two condensation-frost removal units. The condensation coil located in front of the two condensation coils is mainly used at low temperatures, but also assists in the condensation-adsorption process and the generation of nuclear condensation. On the other hand, the condensation coil located at the rear is mainly used to achieve the generation of nuclear condensation and to form a condensed liquid film for adsorbing VOCs of waste gas. The defrost unit removes moisture and VOCs moisture bubbles from the waste gas. Removed moisture and VOCs moisture drops are collected in a storage tank and regenerated. Therefore, in the present invention, the number of condensation-defrosting units is not particularly limited, but may be determined depending on various other factors such as the type of organic waste gas to be treated, the temperature of the gas flow, the size of the waste gas, and the like. Furthermore, the condensation-resistant units are arranged in series or in parallel.

본 발명의 정화 장치에는 필터 유닛 및 상기 성에 제거 유닛 사이에 열 재생을 위한 열 교환기가 배치될 수 있다. 응축 효율을 증가시키면서 에너지 절약을 위 하여, 본 발명의 정화 장치의 후미로부터 배출된 차가운 가스의 흐름은 덕트(duct)에 의해 공급 가스를 안정화(cooling down)하기 위한 열 재생 열 교환기로 유도될 수 있다. In the purifying apparatus of the present invention, a heat exchanger for heat regeneration may be arranged between the filter unit and the defrost unit. In order to save energy while increasing the condensation efficiency, the flow of cold gas discharged from the rear of the purifying device of the present invention can be directed to a heat regeneration heat exchanger for cooling down the feed gas by a duct. have.

본 발명의 정화 장치에 있어서, 상기 응축 코일에 걸쳐 형성되는 유동장(flow field)은 일반적으로 밝혀진 난류(turbulent flow) 대신 층류(laminar flow)이고, 약 1.5m/s 또는 그 이하, 바람직하게는 약 1.0m/s의 표면 풍속을 갖는다. In the purifying apparatus of the present invention, the flow field formed over the condensation coil is a laminar flow instead of generally known turbulent flow, and is about 1.5 m / s or less, preferably about It has a surface wind speed of 1.0 m / s.

본 발명의 정화 장치에 있어서, 오존 공급기와 촉매 또는 비 열적 플라즈마 전극과 촉매 산화 유닛을 포함할 수 있는 발전된 산화 유닛에는 어떤 구체적인 제한은 없다. 바람직하게는 상기 발전된 산화 유닛은 비 열적 플라즈마전극 및 촉매 산화 유닛을 포함할 수 있다. In the purifying apparatus of the present invention, there are no specific limitations on the advanced oxidation unit which may include an ozone supply and a catalyst or a non-thermal plasma electrode and a catalytic oxidation unit. Preferably, the advanced oxidation unit may comprise a non-thermal plasma electrode and a catalytic oxidation unit.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 고성능으로 처리 및 정화하는 방법은 다음과 같다.In addition, a method of treating and purifying organic waste gas with high performance through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process according to another embodiment of the present invention is as follows.

먼저 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리하며, 응축 코일 및 성에 방지 유닛을 포함하는 적어도 하나의 응축-성에 방지 유닛, 및 발전된 산화 처리 유닛을 포함하는 고성능 정화 장치를 제공하는 단계; 상기 응축-성에 방지 유닛의 응축 코일 내에 5℃ 내지 10℃의 얼음물, 소금물 또는 냉각제를 소정 시간 주기 동안 순환시켜, 응축 코일의 벽 표면상에 핵 응축 생성 및 응축된 물로 된 액상 필름을 형성하는 단계; 필터 유닛을 통해 상기 유기 폐기 가스를 정화 장치로 유도하여, 상기 유기 폐기 가스를 예비 필터링하고, 상기 가스 의 흐름을 균일하게 분산하는 단계; 상기 응축-성에 방지 유닛의 응축 코일을 통해서 상기 유기 배출 가스를 유도하여, 상기 유기 폐기 가스가 응축된 후 액상 필름에 의해 흡착되도록 하는 단계; 및 상기 발전된 산화 처리 유닛을 이용하여 상기 응축-성에 방지 유닛의 후속단에 위치된 유기 폐기 가스를 처리하는 단계를 포함한다. First, the organic waste gas is treated through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process, and at least one condensation-anti-frost unit including a condensation coil and an anti-defrost unit, and a high-performance purification device including an advanced oxidation treatment unit are provided. Making; Circulating ice water, brine or coolant at 5 ° C. to 10 ° C. for a predetermined period of time in the condensation coil of the condensation-resistant unit to form a liquid film of nuclear condensation and condensed water on the wall surface of the condensation coil. ; Directing the organic waste gas to a purification device through a filter unit, prefiltering the organic waste gas, and uniformly dispersing the flow of the gas; Directing the organic off-gas through the condensation coil of the condensation-protection unit such that the organic waste gas is condensed and adsorbed by a liquid film; And treating the organic waste gas located at a subsequent stage of the condensation-resistant unit using the advanced oxidation treatment unit.

본 발명의 고성능 정화 방법에 있어서, 예를 들어 적어도 두 개가 직렬로 배열된 응축-성에 제거 유닛이 포함되어 있고, 상기 두 개의 응축-성에 제거 유닛의 응축 코일에는 5℃ 내지 10℃의 얼음물, 소금물 또는 냉각제가 순환되고 있다. 이에 따라, 핵 응축 생성 및 응축된 물로 된 액상 필름이 상기 코일의 벽 표면에 형성된다. 응축 공정에서 발생되는 핵 응축 생성 및 응축 후, 액상과 기상의 균형 상태에서의 액상 필름 흡착 메가니즘을 이용함으로써, 폐기 가스내의 VOCs가 훨씬 효과적으로 흡착 및 제거될 수 있다. 두 개의 응축 코일 중 전방에 위치한 응축 코일은 저온에서 주로 이용되지만, 응축-흡착 공정 및 핵 응축 생성 또한 보조한다. 한편, 후방에 위치하는 응축 코일은 주로 핵 응축 생성의 달성 및 폐기 가스의 VOCs를 흡착하기 위한 응축된 액상 필름을 형성하는데 주로 이용된다. 상기 성에 제거 유닛은 폐기 가스로 부터 수분 및 VOCs 습기 방울을 제거한다. 제거된 수분 및 VOCs 습기 방울들은 저장 탱크에 취합되어, 재생된다. 그러므로, 본 발명에 있어서, 응축-성에 제거 유닛의 수는 특별히 제한되지 않지만, 처리될 유기 폐기 가스의 종류, 가스 흐름의 온도, 및 폐기 가스의 크기등과 같은 여러 다른 인자에 따라 결정될 수 있다. 더욱이 응축-성에 방지 유닛은 직렬 또는 병렬로 배치된다. In the high-performance purification method of the present invention, for example, at least two condensation-frost removal units are arranged in series, and the condensation coils of the two condensation-frost removal units include ice water and salt water of 5 ° C to 10 ° C. Or coolant is circulated. As a result, a nuclear condensation product and a liquid film of condensed water are formed on the wall surface of the coil. After generating and condensing the nuclear condensation generated in the condensation process, by utilizing the liquid film adsorption mechanism in the balance between liquid and gas phase, VOCs in the waste gas can be adsorbed and removed more effectively. The forward condensation coil of the two condensation coils is mainly used at low temperatures, but also assists in the condensation-adsorption process and the generation of nuclear condensation. On the other hand, the condensation coil located at the rear is mainly used to achieve the generation of nuclear condensation and to form a condensed liquid film for adsorbing VOCs of waste gas. The defrost unit removes moisture and VOCs moisture bubbles from the waste gas. Removed moisture and VOCs moisture drops are collected in a storage tank and regenerated. Therefore, in the present invention, the number of condensation-frost removal units is not particularly limited, but may be determined depending on various other factors such as the type of organic waste gas to be treated, the temperature of the gas flow, the size of the waste gas, and the like. Furthermore, the condensation-resistant units are arranged in series or in parallel.

본 발명의 정화 방법에 있어서, 상기 필터 유닛 및 상기 성에 제거 유닛 사이에 장착되는 열 재생을 위한 열 교환기가 배치될 수 있다. 응축 효율을 증가시키면서 에너지 절약을 위하여, 본 발명의 정화 장치의 후미로 부터 배출된 차가운 가스의 흐름은 덕트에 의해 공급 가스를 안정화하기 위한 열 재생 열 교환기로 유도될 수 있다. In the purifying method of the present invention, a heat exchanger for heat recovery mounted between the filter unit and the defrosting unit may be arranged. In order to save energy while increasing the condensation efficiency, the flow of cold gas discharged from the rear of the purifying apparatus of the present invention can be directed to a heat regeneration heat exchanger for stabilizing the feed gas by the duct.

본 발명의 정화 방법에 있어서, 상기 응축 코일에 걸쳐 형성되는 유동장은 일반적으로 밝혀진 난류 대신 층류이고, 약 1.5m/s 또는 그 이하, 바람직하게는 약 1.0m/s의 표면 풍속을 갖는다. In the purifying method of the present invention, the flow field formed over the condensation coil is generally laminar instead of turbulent flow, and has a surface wind velocity of about 1.5 m / s or less, preferably about 1.0 m / s.

본 발명의 정화 방법에 있어서, 오존 공급기와 촉매 또는 비 열적 플라즈마 전극과 촉매 산화 유닛을 포함할 수 있는 발전된 산화 유닛에는 어떤 구체적인 제한은 없다. 바람직하게는 상기 발전된 산화 유닛은 비 열적 플라즈마전극 및 촉매 산화 유닛을 포함할 수 있다. In the purifying method of the present invention, there are no specific limitations on the advanced oxidation unit which may include an ozone supply and a catalyst or a non-thermal plasma electrode and a catalytic oxidation unit. Preferably, the advanced oxidation unit may comprise a non-thermal plasma electrode and a catalytic oxidation unit.

본 발명의 정화 방법에 있어서, 상기 응축-성에 방지 유닛에서 유기 폐기 가스가 처리되어지면, 폐기 가스의 대부분의 유기 성분들은 응축 및 흡착되고, 정화 장치의 배출구로부터 배출되는 처리된 가스들은 매우 높은 습도를 갖는다. 이에 이러한 가스들은 발전된 산화 처리 유닛의 후단에서 오존 산화시키는 것이 유리하다. 오존 산화 및 촉매를 이용하면, 응축 및 흡착을 통해 완전히 흡착되지 않는 DMS 및 DMDS와 같은 잔류 악취 가스를 제거할 수 있다.In the purifying method of the present invention, when organic waste gas is treated in the condensation-resistant unit, most organic components of the waste gas are condensed and adsorbed, and the treated gases discharged from the outlet of the purifying device have a very high humidity. Has It is thus advantageous for these gases to ozone oxidize at the rear end of the developed oxidation treatment unit. With ozone oxidation and catalyst, condensation and adsorption can remove residual malodorous gases such as DMS and DMDS that are not fully adsorbed.

본 발명의 정화 방법에 있어서, 발전된 산화 처리 유닛은 비 열적 플라즈마 전극 및 촉매 산화유닛을 포함할 수 있다. 방전을 위해 상기 비 열적 플라즈 전극 에 고압이 인가되면, 가스 분자들이 흥분(excite)되어 해리되고, 또는 준안정한(metastable) 분자, 자유 라디칼, 또는 이온과 같은 많은 활성화 파티클을 형성하는데 자유로워진다. 이러한 파티클은 가스 흐름내에 초기 안정한 가스 분자의 본드 파괴를 초래하는 에너지 레벨로부터의 장애를 극복할 수 있다. 더욱이, 비 열적 플라즈마 전극에서 고압 방전 또한 오존을 생성한다. 이러한 오존 산화 및 촉매는 폐기 가스내에서 VOCs 및 악취 가스를 분해시킬 수 있다. In the purifying method of the present invention, the developed oxidation processing unit may include a non-thermal plasma electrode and a catalytic oxidation unit. When high pressure is applied to the non-thermal plasma electrode for discharging, gas molecules are excited to dissociate or free to form many activating particles such as metastable molecules, free radicals, or ions. Such particles can overcome obstacles from energy levels that result in bond breakdown of the initially stable gas molecules in the gas flow. Moreover, high pressure discharge at nonthermal plasma electrodes also produces ozone. Such ozone oxidation and catalyst can decompose VOCs and odor gases in waste gas.

본 발명의 정화 장치는 필터 유닛의 후단에 배치되며, 응축 코일 및 성에 제거 유닛을 포함하는 적어도 하나의 응축-성에 제거 유닛을 포함한다. The purifying device of the present invention is arranged at the rear end of the filter unit and includes at least one condensation-defrosting unit comprising a condensation coil and a defrosting unit.

본 발명의 고성능 정화 장치에는 예컨대, 적어도 두 개가 직렬로 배열된 응축-성에 제거 유닛이 포함될 수 있고, 상기 두 개의 응축-성에 제거 유닛의 응축 코일내에 5℃ 내지 10℃의 얼음물이 순환된다. 두 개의 응축 코일 중 전방에 위치한 응축 코일은 저온에서 주로 이용되지만, 응축-흡착 공정 및 핵 응축 생성 또한 보조한다. 한편, 후방에 위치하는 응축 코일은 주로 핵 응축 생성의 달성 및 폐기 가스의 VOCs를 흡착하기 위한 응축된 액상 필름을 형성하는데 주로 이용된다. 성에 제거 유닛은 폐기 가스로 부터 수분 및 VOCs 습기 방울을 제거한다. 제거된 수분 및 VOCs 습기 방울들은 저장 탱크에 취합되어, 재생된다. 그러므로, 본 발명에 있어서, 응축-성에 제거 유닛의 수는 특별히 제한되지 않지만, 처리될 유기 폐기 가스의 종류, 가스 흐름의 온도, 및 폐기 가스의 크기등과 같은 여러 다른 인자에 따라 결정될 수 있다. 더욱이 응축-성에 방지 유닛은 직렬 또는 병렬로 배치된다. The high performance purification apparatus of the present invention may include, for example, at least two condensation-frost removal units arranged in series, wherein ice water of 5 ° C to 10 ° C is circulated in the condensation coils of the two condensation-frost removal units. The forward condensation coil of the two condensation coils is mainly used at low temperatures, but also assists in the condensation-adsorption process and the generation of nuclear condensation. On the other hand, the condensation coil located at the rear is mainly used to achieve the generation of nuclear condensation and to form a condensed liquid film for adsorbing VOCs of waste gas. The defrost unit removes moisture and VOCs moisture bubbles from the waste gas. Removed moisture and VOCs moisture drops are collected in a storage tank and regenerated. Therefore, in the present invention, the number of condensation-frost removal units is not particularly limited, but may be determined depending on various other factors such as the type of organic waste gas to be treated, the temperature of the gas flow, the size of the waste gas, and the like. Furthermore, the condensation-resistant units are arranged in series or in parallel.

상기 응축-성에 제거 유닛의 응축 코일에는 5℃ 내지 10℃의 얼음물, 소금물 또는 냉각제가 순환되고 있다. 이러한 온도 조건하에서, 수증기는 스트립퍼의 성에를 코팅하여, 핵 응축 생성 현상을 얻고, 상기 물 및 VOCs는 상기 응축 코일의 벽 표면상에 액상 필름을 형성한다. 다량의 스트립퍼가 높은 끓는점을 가지면서 쉽게 물에 용해되는 특성을 갖기 때문에, 스트립퍼로 부터 폐기 가스가 액상 필름을 통해 전달되면, 상기 폐기 가스는 액상 필름에 의해 흡수되고, 성에 제거에 의해 효과적으로 제거된다. 이러한 설계는 저 온도 응축, 핵 응축 생성, 및 액상 필름 흡착등을 포함하는 복합적인 효과를 얻게 한다. 저온에서 VOCs를 응축하기 위한 포화 응축의 단일 개념만이 적용되는 일반적인 응축기와 달리, 본 발명의 정화 장치는 응축면에서 효과적으로 업그레이드된 효율 및 VOCs의 복구 특성을 갖고, 하이테크 산업에서 생산되는 높은 끓는점을 갖는 다양한 VOCs를 포함하는 큰 부피의 폐기 가스들의 처리에 적용하기 매우 적합하다. Ice water, brine or coolant of 5 ° C to 10 ° C is circulated in the condensation coil of the condensation-defrosting unit. Under these temperature conditions, water vapor coats the stripper's frost, resulting in the formation of nuclear condensation, and the water and VOCs form a liquid film on the wall surface of the condensation coil. Since a large amount of stripper has a high boiling point and is easily dissolved in water, when waste gas is transferred from the stripper through the liquid film, the waste gas is absorbed by the liquid film and effectively removed by defrosting. . This design yields complex effects including low temperature condensation, nuclear condensation production, and liquid film adsorption. Unlike conventional condensers, where only a single concept of saturated condensation is applied for condensing VOCs at low temperatures, the purifier of the present invention has an efficient upgrade in condensation and recovery characteristics of VOCs, and the high boiling point produced in high-tech industries. It is well suited for applications in the treatment of large volumes of waste gases containing various VOCs.

본 발명의 고성능 정화 장치에는 예컨대, 적어도 두 개가 직렬로 배열된 응축-성에 제거 유닛이 포함될 수 있고, 상기 두 개의 응축-성에 제거 유닛의 응축 코일내에 5℃ 내지 10℃의 얼음물이 순환된다. 두 개의 응축 코일 중 전방에 위치한 응축 코일은 저온에서 주로 이용되지만, 응축-흡착 공정 및 핵 응축 생성 또한 보조한다. 한편, 후방에 위치하는 응축 코일은 주로 핵 응축 생성의 달성 및 폐기 가스의 VOCs를 흡착하기 위한 응축된 액상 필름을 형성하는데 주로 이용된다. 성에 제거 유닛은 폐기 가스로 부터 수분 및 VOCs 습기 방울을 제거한다. 제거된 수분 및 VOCs 습기 방울들은 저장 탱크에 취합되어, 재생된다. 그러므로, 본 발명에 있어서, 응축-성에 제거 유닛의 수는 특별히 제한되지 않지만, 처리될 유기 폐기 가 스의 종류, 가스 흐름의 온도, 및 폐기 가스의 크기등과 같은 여러 다른 인자에 따라 결정될 수 있다. 더욱이 응축-성에 방지 유닛은 직렬 또는 병렬로 배치된다. The high performance purification apparatus of the present invention may include, for example, at least two condensation-frost removal units arranged in series, wherein ice water of 5 ° C to 10 ° C is circulated in the condensation coils of the two condensation-frost removal units. The forward condensation coil of the two condensation coils is mainly used at low temperatures, but also assists in the condensation-adsorption process and the generation of nuclear condensation. On the other hand, the condensation coil located at the rear is mainly used to achieve the generation of nuclear condensation and to form a condensed liquid film for adsorbing VOCs of waste gas. The defrost unit removes moisture and VOCs moisture bubbles from the waste gas. Removed moisture and VOCs moisture drops are collected in a storage tank and regenerated. Therefore, in the present invention, the number of condensation-defrosting units is not particularly limited, but may be determined depending on various other factors such as the type of organic waste gas to be treated, the temperature of the gas flow, and the size of the waste gas. . Furthermore, the condensation-resistant units are arranged in series or in parallel.

본 발명의 정화 장치에는 응축 유닛이 입구에 열 재생을 위한 열 교환기가 배치될 수 있다. 응축 효율을 증가시키면서 에너지 절약을 위하여, 본 발명의 정화 장치의 후미로부터 배출된 차가운 가스의 흐름은 덕트(duct)에 의해 공급 가스를 안정화하기 위한 열 재생 열 교환기로 유도될 수 있다. In the purifying apparatus of the present invention, a heat exchanger for heat regeneration may be arranged at the inlet of the condensation unit. In order to save energy while increasing the condensation efficiency, the flow of cold gas discharged from the rear of the purifying apparatus of the present invention can be directed to a heat regeneration heat exchanger for stabilizing the feed gas by a duct.

본 발명의 정화 장치에 있어서, 상기 응축 코일에 걸쳐 형성되는 유동장은 일반적으로 밝혀진 난류 대신 층류이고, 약 1.5m/s 또는 그 이하, 바람직하게는 약 1.0m/s의 표면 풍속을 갖는다. In the purifying apparatus of the present invention, the flow field formed over the condensation coil is generally laminar instead of turbulent flow, and has a surface wind velocity of about 1.5 m / s or less, preferably about 1.0 m / s.

본 발명에 의하면, 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 이용하므로써, 높은 끓는점을 갖는 VOCs들을 쉽게 제거할 수 있다. 이러한 방식을 사용함에 의해, VOCs 응축 및 재생 효과를 높일 수 있고, 낮은 에너지 소모, 환경 보호 및 에너지 절약 요구에 대한 구동 비용을 감소시킬 수 있다. According to the present invention, by using the condensation-adsorption process and the advanced catalytic oxidation process, it is possible to easily remove the high boiling point VOCs. By using this approach, it is possible to increase the VOCs condensation and regeneration effect, and to reduce the running costs for low energy consumption, environmental protection and energy saving requirements.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리하기 위한 고성능 정화 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도면을 참조하면, 정화 장치는 송풍기(blower:10), 직렬 및/또는 병렬로 연결되어질 수 있는 제 1 및 제 2 응축-성에 방지 유닛(30,31), 발전된 산화 처리 유닛(40), 및 바이패스 덕트(50)를 포함한다. 제 1 응축-성에 방지 유 닛(30)은 제 1 응축 코일(301) 및 제 1 성에 방지 유닛(302)을 포함한다. 제 2 응축-성에 방지 유닛(31)은 제 2 응축 코일(311) 및 제 2 성에 방지 유닛(312)을 포함한다. 발전된 산화 처리 유닛(40)은 오존 공급기(42)와 촉매 산화 유닛(41) 또는 비 열적 플라즈마 전극(도시되지 않음)과 촉매 산화 유닛(41)을 포함할 수 있다. 1 is a schematic view showing a high performance purification apparatus for treating organic waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process according to a preferred embodiment of the present invention. Referring to the drawings, the purification apparatus comprises a blower 10, first and second condensation-resistant units 30 and 31, advanced oxidation processing unit 40, and which may be connected in series and / or in parallel; A bypass duct 50. The first condensation-resistant unit 30 includes a first condensation coil 301 and a first frost resistant unit 302. The second condensation-freezing unit 31 includes a second condensation coil 311 and a second frost-proofing unit 312. The developed oxidation treatment unit 40 may include an ozone supply 42 and a catalytic oxidation unit 41 or a non-thermal plasma electrode (not shown) and a catalytic oxidation unit 41.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 장치를 이용하여 응축-흡착 공정 및 발전된 산화 공정을 통해 폐기 가스를 정화하기 위한 방법에 있어서, 약 5℃ 내지 10℃정도의 얼음물은 제 1 및 제2 응축-성에 방지 유닛(30,31) 각각의 제 1 및 제 2 응축 코일(301,311) 내부를 소정 시간 주기 동안 순환하여, 제 1 및 제 2 응축 코일(301,311)의 벽 표면에 응축된 물로 된 액상 필름을 형성한다. 다음, 유기 폐기 가스를 예비 필터링하고, 가스의 흐름을 균일하게 분산시키기 위하여, 송풍기(10)가 구동되어, 상기 응축-성에 방지 유닛(30,31)의 전방에 위치되는 필터 유닛(20)을 통해 유기 폐기 가스를 전달한다. 그 후, 유기 폐기 가스는 제 1 응축-성에 방지 유닛(30)을 통해 유도되어, 온도가 떨어지게 된다. 열을 재생하기 위한 열 교환기(60)는 폐기 가스의 온도를 급강하시키고, 응축 효율을 증대시키기 위하여 필터 유닛(20)의 후방에 장착될 수 있다. 이러한 온도 조건하에서, 제 1 응축 코일(301)의 벽 표면에 형성되는 응축된 물로 이루어진 액상 필름이 존재하기 때문에, 응축 공정중 발생되는 핵 응축 생성(nuclear condensation creation) 현상 및 흡착후 발생되는 액상-기상의 균형(balance) 상태에서 형성되는 액상 필름의 흡착 메카니즘은 모두 폐기 가스에서 VOCs들을 효과적으로 흡착 및 제거한다. 제 1 응축 코일(301)에서 처리되어진 폐기 가스 흐름은 제 1 성에 제거 유닛(302)을 통해 유도 되어, 폐기 가스내의 물(수분) 및 VOCs 습기 방울들이 제거된다. 그 후, 추가로 폐기 가스 흐름은 제 2 응축 코일(311) 및 제 2 성에 방지 유닛(312)을 통해 연속적으로 유도되어, 응축-흡착 및 성에 방지 과정을 반복한다. 여기서, 응축 코일(301,311)에 걸쳐 형성되는 유동장(flow field)은 약 1.5m/s 또는 그 이하, 예를 들어 1.0m/s 내지 1.5m/s의 표면 풍속을 갖는 층류(laminar flow)이다. 제 2 응축-성에 방지 유닛(31)으로부터 배출되는 폐기 가스 흐름은 단지 소량의 불수용성 및 낮은 끓는점을 갖는 VOCs를 포함하고, 높은 습도를 가지며, 발전된 산화 처리 유닛(40)으로 추가적으로 유도될 수 있다. 이때, 오존은 오존 공급기(42)로부터 촉매 산화 유닛(41)과 함께 구동하는 산화 처리 유닛(40)에 공급되어, 폐기 가스 흐름에 잔류하는 불수용성을 가지며 낮은 끓는점을 갖는 VOCs들 산화시킨다. 산화 처리된 폐기 가스 흐름은 공식적으로 설립된 배출 기준에 일치하고, 방전 소자로부터 대기중으로 방전된다. 응축-흡착 공정 후에 얻어진 유기 용제는 저장 탱크(303,313)에 취합되어, 재생 공정이 처리되거나, 재사용을 위해 공장내 정화 장치를 이용하여 정화된다. As shown in FIG. 1, in a method for purifying waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced oxidation process using the apparatus of the present invention, ice water having a temperature of about 5 ° C. to 10 ° C. is first and second. A liquid phase made of water condensed on the wall surface of the first and second condensation coils 301 and 311 by circulating the inside of the first and second condensation coils 301 and 311 of each of the condensation-protection units 30 and 31 for a predetermined time period. Form a film. Next, in order to pre-filter the organic waste gas and to uniformly distribute the flow of the gas, the blower 10 is driven to filter the filter unit 20 located in front of the condensation-resistant prevention units 30 and 31. Pass the organic waste gas through. Thereafter, the organic waste gas is guided through the first condensation-preventing unit 30, so that the temperature drops. The heat exchanger 60 for regenerating heat may be mounted at the rear of the filter unit 20 to sharply drop the temperature of the waste gas and increase the condensation efficiency. Under these temperature conditions, since there is a liquid film made of condensed water formed on the wall surface of the first condensation coil 301, the phenomenon of nuclear condensation creation occurring during the condensation process and the liquid phase generated after adsorption- The adsorption mechanism of the liquid film formed in the balance of the gas phase effectively adsorbs and removes the VOCs in the waste gas. The waste gas stream treated in the first condensation coil 301 is directed through the first defrost unit 302 to remove water (moisture) and VOCs moisture droplets in the waste gas. Thereafter, the waste gas stream is further guided continuously through the second condensation coil 311 and the second anti-frost unit 312, thereby repeating the condensation-adsorption and anti-frost process. Here, the flow field formed over the condensation coils 301, 311 is a laminar flow having a surface wind speed of about 1.5 m / s or less, for example 1.0 m / s to 1.5 m / s. The waste gas stream exiting the second condensation-preventing unit 31 contains only a small amount of water insoluble and low boiling point VOCs, has a high humidity, and can be further directed to the advanced oxidation treatment unit 40. . At this time, ozone is supplied from the ozone supply 42 to the oxidation processing unit 40 which is driven together with the catalytic oxidation unit 41 to oxidize VOCs having low water solubility and low boiling point remaining in the waste gas stream. The oxidized waste gas stream conforms to the officially established emission standard and is discharged from the discharge element into the atmosphere. The organic solvent obtained after the condensation-adsorption process is collected in storage tanks 303 and 313, and the regeneration process is processed or purified using an in-house purification device for reuse.

본 발명에 따른 응축-흡착 공정을 통한 유기 폐기 가스를 처리하기 위한 고성능 정화 장치는 적어도 하나의 응축 코일을 포함하는 적어도 하나의 응축 유닛; 및 상기 응축 유닛의 뒤에(혹은 하부에) 배치되는 적어도 하나의 성에 방지 유닛을 포함한다. 응축 유닛 및 성에 방지 유닛은 직렬, 병렬 또는 직렬 및 병렬로 배치될 수 있다. 응축 코일은 그 내부를 순환하는 얼음물, 소금물 또는 냉각제를 포함하고, 얼음물, 소금물 또는 냉각제는 바람직하게 5℃ 내지 10℃의 온도로 제공된다. 열 재생을 위한 열 교환기는 응축 유닛의 입구부에 장착될 수 있다. 응축 코일에 걸쳐 형성되는 유동장은 약 1.5m/s 또는 그 이하의 표면 풍속을 갖는 층류이다. A high performance purification apparatus for treating organic waste gas through a condensation-adsorption process according to the invention comprises at least one condensation unit comprising at least one condensation coil; And at least one anti-defrost unit disposed behind (or below) the condensation unit. The condensation unit and the anti-frost unit can be arranged in series, in parallel or in series and in parallel. The condensation coil comprises ice water, brine or coolant circulating therein, and the ice water, brine or coolant is preferably provided at a temperature of 5 ° C to 10 ° C. A heat exchanger for heat regeneration can be mounted at the inlet of the condensation unit. The flow field formed over the condensation coil is a laminar flow with a surface wind velocity of about 1.5 m / s or less.

또한, 본 발명은 응축-흡수 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 고성능으로 처리 및 정화하기 위한 방법을 제공한다. 이러한 방법은 다음의 단계들을 포함한다. The present invention also provides a method for high performance treatment and purification of organic waste gases through condensation-absorption processes and advanced catalytic oxidation processes. This method includes the following steps.

(1) 먼저, 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리 및 정화하기 위한 고성능 장치를 제공한다. 상기 정화 장치는 송풍기, 필터 유닛, 적어도 하나의 응축-성에 방지 유닛 및 발전된 산화 처리 유닛을 포함한다. 응축-성에 제거 유닛은 응축 코일 및 성에 방지 유닛을 포함하고, 발전된 산화처리 유닛은 오존 공급기와 촉매 산화 유닛 또는 비 열적 플라즈마 전극과 촉매 산화 유닛을 포함한다. 응축-성에 방지 유닛들은 정화 장치에서 직렬 또는 병렬로 배열된다. (1) First, a high performance apparatus for treating and purifying organic waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process is provided. The purification apparatus includes a blower, a filter unit, at least one condensation-resistant unit and an advanced oxidation treatment unit. The condensation-defrosting unit includes a condensation coil and an defrosting unit, and the advanced oxidation unit includes an ozone supply and a catalytic oxidation unit or a non-thermal plasma electrode and a catalytic oxidation unit. Condensation-resistant units are arranged in series or in parallel in the purification apparatus.

(2) 5℃ 내지 10℃의 얼음물, 소금물 또는 냉각제를 소정 시간 주기동안 응축-성에 제거 유닛의 응축 코일내를 순환하도록 한다. 이에 따라, 응축 코일의 벽 표면에 핵 응축 생성 및 응축된 물로된 액상 필름이 형성된다. (2) Ice water, brine or coolant at 5 ° C to 10 ° C is allowed to circulate in the condensation coil of the condensation-defrost unit for a predetermined period of time. As a result, nuclear condensation is generated and a liquid film of condensed water is formed on the wall surface of the condensation coil.

(3) 응축-성에 방지 유닛의 응축 코일을 통해서 유기 배출 가스를 유도한다. 이에 따라, 핵 응축 생성이 형성되고, 사이즈면에서 영역내에 성에가 증대 및 응축되어, 유기 폐기 가스는 액상 필름에 의해 흡착된다. 다음, 성에 방지 유닛을 이용하여, 폐기 가스로부터 수분 및 VOCs 습기 방울을 제거한다. (3) Induce organic exhaust gas through the condensation coil of the condensation-protection unit. As a result, nuclear condensation is formed, frost is increased and condensed in the area in terms of size, and the organic waste gas is adsorbed by the liquid film. Next, using a defrost unit, remove moisture and VOCs moisture drops from the waste gas.

(4) 발전된 산화 처리 유닛을 이용하여 응축-성에 방지 유닛의 후방에 위치 하고 있는 유기 폐기 가스를 처리한다. (4) The developed oxidation treatment unit is used to treat organic waste gas located behind the condensation-resistant unit.

여기서, 열 재생을 위한 열 교환기는 필터 유닛과 응축-성에 방지 유닛의 사이에 장착될 수 있다. 또한, 폐기 가스는 약 1.5m/s 또는 그 이하, 예컨대 1.0m/s의 유속으로 정화 장치내에 공급된다. Here, a heat exchanger for heat regeneration can be mounted between the filter unit and the condensation-resistant unit. In addition, the waste gas is supplied into the purification apparatus at a flow rate of about 1.5 m / s or less, such as 1.0 m / s.

본 발명에 있어서, 가스 크로마토그래프-매스 스펙트로메터(chromatograph-mass spectrometer,GC/MS)는 스트립핑 공정에 의해 유발된 오염물의 양적 및 질적 분석 뿐만 아니라, 응축 흡수제 효율 분석을 수행하는데 이용된다. 또한, 본 발명의 방법 및 장치의 성능은 ppb-레벨 VOCs 농도를 디텍팅하기 위한 규격을 정립하기 위해, 환경 보호청에 의해 확립된 대만 공개 번호 No.14374인 "공기내 VOCs를 테스트하는 절차-스텐레스 스틸 샘플링 배럴/가스 크로마토그래프-매스 스펙트로메터법(Procedures for Testing VOCs in Air-Stainless Steel Sampling Barrel/Gas Chromatograph-Mass Spectrometer Method:NIEA A715.11B)에 따라 테스트 및 분석된다. 상기 테스트 방법은 MEA를 검출하는데 실패하였다. 이에 따라, 상기 테스트 방법은 상기 전체적으로 수용성이면서 높은 끓는점을 갖는 MEA, DMSO 및 BDG와 같은 가스들이 기상 상태에서 액상 상태로 변환하는 것(탈이온수로 분해되는 것)에 대하여, MEA, DMSO 및 BDG를 분석하기 위한 집진(impinger) 방법을 이용한다. 그 후, 가스 크로마토그래프 및 플레임(flame) 이온 디텍터(GC-FID) 및 이온 크로마토그래프(IC)는 그 결과를 분석하는 데 이용된다. In the present invention, a gas chromatograph-mass spectrometer (GC / MS) is used to perform quantitative and qualitative analysis of contaminants caused by the stripping process, as well as condensate absorbent efficiency analysis. In addition, the performance of the method and apparatus of the present invention is a procedure for testing in-air VOCs in Taiwan publication No. 14374, established by the Environmental Protection Agency, to establish a standard for detecting ppb-level VOCs concentrations. The steel sampling barrel / Gas Chromatograph-Mass Spectrometer Method (NIEA A715.11B) is tested and analyzed according to the Procedures for Testing VOCs in Air-Stainless Steel Sampling Barrel / Gas Chromatograph-Mass Spectrometer Method (NIEA A715.11B). As a result, the test method is based on MEA for converting gases such as MEA, DMSO, and BDG, which are entirely water soluble and have high boiling points, from gas phase to liquid phase (decomposed into deionized water). Using an impinger method for analyzing DMSO and BDG, followed by gas chromatograph and flame ion detector (GC-FID) and Chromatography (IC) is used to analyze the results.

또한, 본 발명의 다른 실험으로 본 발명의 VOCs 제거 효율 및 VOCs의 끓는점 및 헨리 상수에 대한 상관관계의 분석이다. In addition, another experiment of the present invention is an analysis of the correlation between the VOCs removal efficiency and the boiling point and Henry constant of the VOCs.

본 실험은 서로 다른 생산성을 갖는 스트립핑 공정에서 4번의 샘플링 및 분석을 통해 진행된다. 4번의 샘플링 및 분석의 결과들은 계산 및 평균화되어 실험의 결과를 얻는다. 분석 결과에서 지시된 바와 같이, 스트립핑 공정중에 발생되는 폐기 가스내 VOCs중에는 92.3%의 MEA, 4.86%의 DMSO, 1.2%의 DMS, 0.88%의 IPA, 0.5%의 DMDS, 0.13%의 NMP, 및 극소량의 톨로엔, N,N-디메틸포마마이드(N,N-dimethylformamide:DMF) 및 아세톤이 있다.This experiment is carried out through four sampling and analysis in stripping process with different productivity. The results of four samplings and analyzes are calculated and averaged to obtain the results of the experiment. As indicated in the analysis, among the VOCs in the waste gas generated during the stripping process, 92.3% MEA, 4.86% DMSO, 1.2% DMS, 0.88% IPA, 0.5% DMDS, 0.13% NMP, and Trace amounts of toloene, N, N-dimethylformamide (DMF) and acetone.

도 2는 화학적 성분의 끓는점과 본 발명의 정화 장치의 유기 폐기 가스의 제거 효율 사이의 상관관계를 보여주는 그래프이다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치 및 방법을 이용하여 VOCs 폐기 가스를 처리한 후, 본 발명의 정화 장치의 배출구에서 VOCs 농도치를 GC/MS에 의해 분석한 결과, MEA, DMSO 및 NMP를 포함하는 높은 끓는점의 VOCs들은 80% 이상 우수한 효율로 제거되었지만, VOCs의 다른 타입들의 제거 효율은 VOCs들의 끓는점 증가에 따라 증가되는 경향을 갖는 것으로 밝혀졌다.2 is a graph showing the correlation between the boiling point of chemical components and the removal efficiency of organic waste gas of the purifying apparatus of the present invention. After treating the VOCs waste gas using the apparatus and method according to the preferred embodiment of the present invention, the VOCs concentration value was analyzed by GC / MS at the outlet of the purifying apparatus of the present invention, which contained MEA, DMSO and NMP. High boiling VOCs have been removed with good efficiency of over 80%, but the removal efficiencies of other types of VOCs have been found to tend to increase with increasing boiling point of VOCs.

도 3은 화학적 성분의 헨리 상수와 본 발명의 정화 장치의 유기 폐기 가스의 제거 효율 사이의 상관관계를 보여주는 그래프이다. 액상 필름의 흡착 메카니즘을 통한 VOCs를 제거할 수 있는 본 발명의 신규한 응축-성에 방지 유닛을 이용하면, 폐기 가스내의 VOCs는 일반적인 저온 응축 메카니즘을 통해 제거될 수 있을 뿐만 아니라, 핵 응축 생성 및 흡착 메카니즘을 통한 응축된 물로 된 액상 필름으로도 제거될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 VOCs 제거 효율과 VOCs의 헨리 상수 사이에 밀접한 관계가 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 대부분의 VOCs의 제거 효율은 VOCs 의 헨리 상수에 정비례한다. 이는 본 발명에 의해 설계된 응축-흡착 공정에 있어서, 습기(air humidity, moisture)의 응축을 통해 형성된 액상 필름 및 높은 끓는점의 VOCs들은 본 발명에서 중요한 VOCs 흡착 및 제거 메카니즘을 제공함을 지시한다. 3 is a graph showing the correlation between the Henry constant of the chemical component and the removal efficiency of the organic waste gas of the purifying apparatus of the present invention. With the novel condensation-resistant unit of the invention capable of removing VOCs through the adsorption mechanism of liquid films, the VOCs in the waste gas can be removed through the usual low temperature condensation mechanism, as well as the generation and adsorption of nuclear condensation. It can also be removed with a liquid film of condensed water through the mechanism. Therefore, there is a close relationship between the efficiency of VOCs removal of the present invention and the Henry's constant of VOCs. As shown in FIG. 3, the removal efficiency of most VOCs is directly proportional to the Henry's constant of the VOCs. This indicates that in the condensation-adsorption process designed by the present invention, the liquid film and high boiling point VOCs formed through the condensation of air (humidity) provide an important VOCs adsorption and removal mechanism in the present invention.

DMS는 극도의 악취를 배출하고, 모든 VOCs들 중에서 가장 낮은 끓는 점을 갖고, 25℃의 물에서 0.48 몰/(kg×bar)이하의 헨리 상수를 갖는 것으로 알려졌다. 그러나, 도 2 및 3으로부터 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 응축을 위한 흡수제는 유사한 끓는점 및 헨리 상수를 갖는 다른 VOCs의 제거 효율보다 여전히 높은 DMS(및 DMDS) 제거 효율을 제공한다. 이는 DMS(및 DMDS)가 DMSO에서 매우 쉽게 용해되기 때문이다. 즉, 도 2 및 도 3에 흰색 마크로 지시된 바와 같이, DMS(및 DMDS)에 대해 약 50%의 제거 효율을 가능하게 하는 액상의 DMSO는 DMS(및DMDS)를 흡착하는 경향이 있다. VOCs 폐기 가스가 본 발명의 정화 장치의 후미에 위치하는 발전된 산화 처리 유닛(40)에서 추가로 처리되어지면, 도 2 및 도 3의 검정 마크로 지시된 바와 같이 DMS(및 DMDS)에 대한 제거 효율이 심지어 80% 이상으로 높게 도달할 수 있다.DMS emits extreme odors, has the lowest boiling point of all VOCs, and is known to have a Henry's constant of less than 0.48 mol / (kg × bar) in water at 25 ° C. However, as can be seen from FIGS. 2 and 3, the absorbent for condensation of the present invention still provides a higher DMS (and DMDS) removal efficiency than the removal efficiency of other VOCs with similar boiling point and Henry's constant. This is because DMS (and DMDS) dissolve very easily in DMSO. That is, as indicated by the white marks in FIGS. 2 and 3, liquid DMSO, which allows about 50% removal efficiency for DMS (and DMDS), tends to adsorb DMS (and DMDS). If the VOCs waste gas is further processed in an advanced oxidation treatment unit 40 located at the rear of the purification apparatus of the present invention, the removal efficiency for DMS (and DMDS) is even as indicated by the black marks in FIGS. 2 and 3. It can reach as high as 80% or more.

또한, 추가의 실험으로 본 발명의 VOCs 제거 효율과 본 발명의 정화 장치로부터 공급되는 VOCs 폐기 가스의 유속 사이의 상관관계의 분석을 행하였다.Further experiments were conducted to analyze the correlation between the VOCs removal efficiency of the present invention and the flow rate of VOCs waste gas supplied from the purification apparatus of the present invention.

본 실험에 있어서, 스트립핑 공정에서 서로 다르게 생산성을 변경시키는 조건 하에서, 공급되는 VOCs 폐기 가스들이 서로 다른 유속으로 제공되는 가운데, 본 발명의 응축 흡수제의 VOCs 처리 효율을 조사하기 위해 9번의 테스트가 수행되었 다. 여기서, VOCs 처리 효율은 총 하이드로카본(total hydrocarbon)을 근거로 하여 산출된다. 상기 실험 결과는 VOCs 폐기 가스가 3.0m/s의 유속을 가질 경우, 본 발명의 응축 흡수제는 약 58%의 평균 VOCs 제거 효율을 제공하고, VOCs 폐기 가스가 1.5m/s의 유속을 가질 경우, 약 83%의 평균 VOCs 제거 효율을 제공하며, VOCs 폐기 가스가 1.0m/s의 유속을 가질 경우, 85% 이상의 평균 VOCs 제거 효율을 제공한다고 지시한다.In the present experiment, nine tests were performed to investigate the efficiency of treating VOCs of the condensate absorbent of the present invention while the supplied VOCs waste gases were provided at different flow rates under conditions of varying productivity in the stripping process. It was. Here, VOCs treatment efficiency is calculated based on total hydrocarbons. The experimental results show that when the VOCs waste gas has a flow rate of 3.0 m / s, the condensing absorbent of the present invention provides an average VOCs removal efficiency of about 58%, and when the VOCs waste gas has a flow rate of 1.5 m / s, It provides an average VOCs removal efficiency of about 83% and indicates that if the VOCs waste gas has a flow rate of 1.0 m / s, it provides an average VOCs removal efficiency of at least 85%.

그러므로, 본 발명의 장치에 있어서, 응축된 물로 된 액상 필름 또는 VOCs에 의해 높은 끓는점을 가지며 친수성을 갖는 VOCs를 효과적으로 유리하게 흡착시키기 위해, 레이놀드 수(Reynolds number:ReDh) 즉, 유압 직경(hydraulic diameter)에 대한 설계치를 514(1.5m/s) 이하로 하여야 한다. 한편, 이 방식에 있어서, 배출구의 VOCs 농도는 핵 응축 생성 효과 및 액상 필름 흡착 효과로 인해 배출구에서의 VOCs의 포화 농도보다 훨씬 작아질 수 있다. 그러므로, 상대적으로 낮은 VOCs 폐기 가스의 유속을 선택하는 것은 본 발명의 VOCs 제거 효율을 향상시키는데 유리하다. Therefore, in the apparatus of the present invention, to effectively and advantageously adsorb VOCs having a high boiling point and hydrophilicity by a liquid film of condensed water or VOCs, Reynolds number (Re Dh ), that is, a hydraulic diameter ( The design value for the hydraulic diameter should be 514 (1.5m / s) or less. On the other hand, in this manner, the VOCs concentration at the outlet can be much smaller than the saturation concentration of VOCs at the outlet due to the nuclear condensation generating effect and the liquid film adsorption effect. Therefore, selecting a relatively low VOCs waste gas flow rate is advantageous for improving the VOCs removal efficiency of the present invention.

실제로, 반도체 웨이퍼 생산 산업에서 스트립핑 공정시 발생되는 VOCs의 60%는 MEA, DMSO, BDG 및 NMP와 같은 높은 끓는점을 갖는 VOCs이다. 본 발명의 장치 및 방법을 이용한 처리에 의해, 이러한 높은 끓는점을 갖는 VOCs들의 80% 이상을 제거할 수 있다. 상술한 실험 및 테스트와 분석의 결과로 부터, 발전된 촉매 공정을 이용해서 저온 표면 응집, 핵 응축 생성 효과, 및 액상 필름 흡착 메카니즘의 조합을 통해 VOCs의 처리 및 정화하는 본 발명의 장치 및 방법은 높은 끓는점을 갖 는 VOCs를 처리하기 매우 적당하다. 또한, 본 발명은 우수한 VOCs 응축 및 재생 효과, 낮은 에너지 소모, 및 환경 보호 및 에너지 절약 요구에 대해 효과적으로 감소된 구동 비용을 갖는다는 장점을 갖는다. 그러므로, 본 발명은 하이테크 산업에서 사용하는데 있어 특히 가치있고 실용적이다.In fact, 60% of the VOCs generated during the stripping process in the semiconductor wafer production industry are high boiling VOCs such as MEA, DMSO, BDG and NMP. By treatment with the apparatus and method of the present invention, more than 80% of these high boiling point VOCs can be removed. From the results of the above experiments and tests and analyzes, the apparatus and method of the present invention for treating and purifying VOCs using a combination of low temperature surface agglomeration, nuclear condensation generating effects, and liquid film adsorption mechanisms using advanced catalytic processes are highly It is very suitable for the treatment of boiling VOCs. In addition, the present invention has the advantage of having excellent VOCs condensation and regeneration effects, low energy consumption, and effectively reduced running costs for environmental protection and energy saving requirements. Therefore, the present invention is particularly valuable and practical for use in the high tech industry.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리하기 위한 고성능 정화 장치를 개략적으로 보여주는 도면,1 schematically shows a high performance purification apparatus for treating organic waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process according to a preferred embodiment of the present invention;

도 2는 화학적 성분의 끓는점과 본 발명의 정화 장치의 유기 폐기 가스의 제거 효율 사이의 상관관계를 보여주는 그래프, 및2 is a graph showing the correlation between the boiling point of chemical components and the removal efficiency of organic waste gas of the purifying apparatus of the present invention, and

도 3은 화학적 성분의 헨리 상수와 본 발명의 정화 장치의 유기 폐기 가스의 제거 효율 사이의 상관관계를 보여주는 그래프이다. 3 is a graph showing the correlation between the Henry constant of the chemical component and the removal efficiency of the organic waste gas of the purifying apparatus of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10 : 송풍기 30,31 : 제 1 및 제 2 응축-성에 방지 유닛10 blower 30,31 first and second condensation-frost prevention unit

40 : 발전된 산화 처리 유닛 50 : 바이패스 덕트40: advanced oxidation treatment unit 50: bypass duct

Claims (20)

응축 코일 및 성에 제거 유닛을 포함하며, 필터 유닛의 후속으로 배치되는 적어도 하나의 응축 및 성에 제거 유닛; 및At least one condensation and defrosting unit, comprising a condensation coil and a defrosting unit, disposed subsequently to the filter unit; And 발전된 산화 처리 유닛을 포함하는 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리하기 위한 고성능 정화장치. A high performance purification apparatus for treating organic waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process comprising an advanced oxidation treatment unit. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 하나 이상의 응축-흡착 유닛을 포함하는 경우, 상기 응축-성에 제거 유닛은 장치내에서 직렬, 병렬 또는 직렬 및 병렬로 배열되는 정화 장치. Wherein the condensation-desorption units are arranged in series, in parallel or in series and in parallel in the apparatus. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 응축 코일은 그 내부를 순환하는 5℃ 내지 10℃의 얼음물을 포함하는 정화 장치.The condensation coil is a purification device including ice water of 5 ° C to 10 ° C circulating therein. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 필터 유닛 및 상기 성에 제거 유닛 사이에 장착되는 열 재생을 위한 열 교환기를 더 포함하는 정화 장치. And a heat exchanger for heat recovery mounted between said filter unit and said defrost unit. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 응축 코일에 걸쳐 형성되는 유동장(flow field)은 약 1.5m/s 또는 그 이하의 표면 풍속을 갖는 층류인 정화 장치. The flow field formed over the condensation coil is a laminar flow having a surface wind velocity of about 1.5 m / s or less. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 발전된 산화 처리 유닛은 오존 공급기 및 촉매 산화 유닛을 포함하는 정화 장치.The advanced oxidation treatment unit comprises an ozone feeder and a catalytic oxidation unit. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 발전된 산화 처리 유닛은 비 열적 플라즈마 전극 및 촉매 산화 유닛을 포함하는 정화 장치. The advanced oxidation treatment unit includes a non-thermal plasma electrode and a catalytic oxidation unit. 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리하며, 응축 코일 및 성에 방지 유닛을 포함하는 적어도 하나의 응축-성에 방지 유닛 및 발전된 산화 처리 유닛을 포함하는 고성능 정화 장치를 제공하는 단계; Processing an organic waste gas through a condensation-adsorption process and an advanced catalytic oxidation process, and providing a high performance purification apparatus comprising at least one condensation-anti-frost unit and an advanced oxidation treatment unit comprising a condensation coil and an anti-frost unit. ; 상기 응축-성에 방지 유닛의 응축 코일내에 얼음물, 소금물 또는 5℃ 내지 10℃의 냉각제를 소정 시간 주기 동안 순환시켜, 상기 응축 코일의 벽 표면상에 핵 응축 생성 및 응축된 물로 된 액상 필름을 형성하는 단계; Circulating ice water, brine, or a coolant of 5 ° C. to 10 ° C. for a predetermined period of time in the condensation coil of the condensation-resistant unit to form a liquid film of nuclear condensation and condensed water on the wall surface of the condensation coil. step; 상기 응축-성에 방지 유닛의 응축 코일을 통해서 유기 배출 가스를 유도하여, 핵 응축 생성이 형성되고, 사이즈면에서 성에가 증대 및 응축되어, 상기 유기 폐기 가스가 상기 액상 필름에 의해 흡착되도록 한 다음, 상기 성에 방지 유닛을 이용하여, 상기 페기 가스로부터 물(수분) 및 VOCs 방울을 제거하는 단계; 및 The organic exhaust gas is led through the condensation coil of the condensation-preventing unit, so that nuclear condensation formation is formed, frost is increased and condensed in size, so that the organic waste gas is adsorbed by the liquid film, Removing water (moisture) and VOCs droplets from the waste gas using the anti-frost unit; And 상기 발전된 산화 처리 유닛을 이용하여 상기 응축-성에 방지 유닛의 후속단에 위치된 유기 페기 가스를 처리하는 단계를 포함하는 응축-흡착 공정 및 발전된 촉매 산화 공정을 통한 유기 폐기 가스를 고성능으로 처리 및 정화하는 방법.Treating and purifying the organic waste gas through the condensation-adsorption process and the advanced catalytic oxidation process comprising the step of treating the organic waste gas located after the condensation-resistant unit using the advanced oxidation treatment unit. How to. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 응축-성에 방지 유닛이 하나 이상을 포함하는 경우, 상기 응축-성에 방지 유닛은 직렬, 병렬, 또는 직렬 및 병렬로 배열되는 정화방법. And wherein the condensation-protection unit comprises at least one, the condensation-protection unit is arranged in series, in parallel, or in series and in parallel. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 응축 코일은 그 내부를 순환하는 5℃ 내지 10℃의 얼음물을 포함하는 정화방법. The condensation coil is a purification method comprising ice water of 5 ° C to 10 ° C circulating therein. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 필터 유닛 및 상기 응축-성에 방지 유닛 사이에 장착되는 열 재생용 열 교환기를 더 포함하는 정화방법. And a heat exchanger for heat regeneration mounted between the filter unit and the condensation-resistant unit. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 정화 장치내에 상기 폐기 가스를 약 1.5m/s 또는 그 이하의 유속으로 공급하는 정화방법. And purifying the waste gas at a flow rate of about 1.5 m / s or less. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 정화 장치내에 상기 폐기 가스를 약 1.0m/s의 유속으로 공급하는 정화방법. And purifying the waste gas at a flow rate of about 1.0 m / s. 제 8 항에 있어서, The method of claim 8, 상기 발전된 산화 처리 유닛은 오존 공급기 및 촉매 산화 유닛을 포함하는 정화방법. The advanced oxidation treatment unit comprises an ozone feeder and a catalytic oxidation unit. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 발전된 산화 처리 유닛은 비 열적 플라즈마 전극 및 촉매 산화 유닛을 포함하는 정화방법. The advanced oxidation treatment unit comprises a non-thermal plasma electrode and a catalytic oxidation unit. 적어도 하나의 응축 코일을 포함하는 적어도 하나의 응축 유닛; 및At least one condensation unit comprising at least one condensation coil; And 상기 응축 유닛의 후방에 배치되는 적어도 하나의 성에 방지 유닛을 포함하는 응축-흡착 공정을 통해 유기 폐기 가스를 처리하는 고성능 정화장치.And a high performance purification apparatus for treating organic waste gas through a condensation-adsorption process comprising at least one anti-defrost unit disposed behind the condensation unit. 제 16 항에 있어서, The method of claim 16, 상기 응축 유닛 및 상기 성에 방지 유닛은 직렬, 병렬, 또는 직렬 및 병렬로 배열되는 정화장치.And the condensation unit and the anti-frost unit are arranged in series, in parallel, or in series and in parallel. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 응축 코일은 그 내부를 순환하는 얼음물, 소금물, 또는 냉각제를 포함하고, The condensation coil includes ice water, brine, or coolant circulating therein, 상기 얼음물, 소금물 또는 냉각제는 5℃ 내지 10℃의 온도로 공급되는 정화 장치. The ice water, brine or coolant is supplied at a temperature of 5 ° C to 10 ° C. 제 16 항에 있어서, The method of claim 16, 상기 응축 유닛의 입구에 장착되는 열 재생용 열 교환기를 더 포함하는 정화 장치.And a heat exchanger for heat regeneration mounted to an inlet of the condensation unit. 제 16 항에 있어서, The method of claim 16, 상기 응축 코일에 걸쳐 형성되는 유동장은 약 1.5m/s 또는 그 이하의 표면 풍속을 갖는 층류인 정화 장치.The flow field formed over the condensation coil is a laminar flow having a surface wind velocity of about 1.5 m / s or less.
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