KR20150033535A - Scrubber for treating processing waste gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 개시(Disclosure)는, 반도체 제조 공정, LCD(Liquid Crystal Display) 또는 OLED(Organic Light Emitting Display)와 같은 평판 표시 장치의 제조 공정 또는 태양전지 제조 공정 또는 LED 제조 공정 등에서 배출되는 공정 폐 가스를 처리하는 공정 폐가스 처리용 스크러버에 관한 것이다.Disclosure of the present invention is directed to a process for manufacturing a flat panel display device such as a semiconductor manufacturing process, a liquid crystal display (LCD) or an OLED (Organic Light Emitting Display), or a process waste gas discharged from a solar cell manufacturing process or an LED manufacturing process The present invention relates to a scrubber for treating waste gas.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).Herein, the background art relating to the present disclosure is provided, and these are not necessarily meant to be known arts.
반도체 제조 공정, LCD 또는 OLED와 같은 평판표시 장치의 제조공정, 태양전지와 LED 제조 공정과 같이 특수가스를 사용하는 공정에서는 인체와 환경에 유해한 폐가스 (이하 "공정 폐가스"라 한다)가 발생하게 된다. (Hereinafter referred to as "process waste gas") which is harmful to the human body and the environment is generated in a process of manufacturing a flat panel display such as a semiconductor manufacturing process, a LCD or an OLED, a process using a special gas such as a solar cell and an LED manufacturing process .
공정 폐가스에 의한 환경 오염을 방지하기 위하여, 공정 폐가스는 외부로 방출되기 전에 먼저 정화 처리되어야 한다.In order to prevent environmental pollution caused by process waste gas, process waste gas must be purified before it is discharged to the outside.
이를 위해, 공정 폐가스는 공정 폐가스 처리용 스크러버에 의하여 정화되어 외부로 배출된다. To this end, the process waste gas is purified by the scrubber for process waste gas treatment and discharged to the outside.
일반적으로, 공정 폐가스 처리용 스크러버는 공정 폐가스 내의 유해 물질들을 분해하거나 화학 반응을 촉진하기 위해 고온의 열원을 제공하는 반응 챔버와, 반응 챔버를 통과한 폐가스에서 고체상 파우더를 필터링하기 위한 수처리 타워로 이루어진다. Generally, the scrubber for process waste gas treatment comprises a reaction chamber for providing a high-temperature heat source for decomposing harmful substances in the process waste gas or promoting a chemical reaction, and a water treatment tower for filtering solid phase powder in waste gas passing through the reaction chamber .
한편, 공정 폐가스는 PFCs, CFCs가 플라즈마 처리되는 과정에서 발생 되는 HF, HCl과 같은 할로겐화 수소화합물을 다량으로 포함하게 된다. On the other hand, the process waste gas contains a large amount of halogenated hydrogen compounds such as HF and HCl generated during the plasma treatment of PFCs and CFCs.
할로겐화 수소화합물과 같은 수용성 가스는 주로 물을 통과시키거나, 물을 분사하는 습식 공정을 통하여 포집 되어 처리되므로, 폐수가 발생 되어 추가로 폐수를 수집하고 처리해야 하는 번거로움이 있다. The water-soluble gas such as a hydrogen halide compound is collected and treated through a wet process of passing water or spraying water, so that waste water is generated, and further the waste water must be collected and treated.
또한, 습식 공정을 사용하는 경우, 할로겐화 수소화합물을 포함하는 수용성 가스의 처리 효율이 낮아 문제가 된다.Further, in the case of using a wet process, the treatment efficiency of the water-soluble gas containing a hydrogen halide compound is low, which is a problem.
(특허문헌 1) KR10-2007-0080004 A (Patent Document 1) KR10-2007-0080004A
본 개시는 아민계 물질을 이용하여 수용성 가스를 처리할 수 있는 공정 폐가스 처리용 스크러버의 제공을 일 목적으로 한다. It is an object of the present disclosure to provide a scrubber for processing waste gas which is capable of treating a water-soluble gas using an amine-based material.
또한, 본 개시는 촉매 반응을 이용하여 공정 폐가스에 대한 높은 제거 효율을 갖는 고효율의 공정 폐가스 처리용 스크러버의 제공을 일 목적으로 한다.It is another object of the present disclosure to provide a highly efficient scrubber for process waste gas treatment having a high removal efficiency with respect to a process waste gas using a catalytic reaction.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).SUMMARY OF THE INVENTION Herein, a general summary of the present disclosure is provided, which should not be construed as limiting the scope of the present disclosure. of its features).
본 개시의 일 태양에 따르면(According to one aspect of the present disclosure), 공정 폐가스의 처리 유동 경로에 공정 폐가스를 아민계 물질과 접촉시켜 상기 공정 폐가스에 포함되어 있는 할로겐화 수소화합물을 포함하는 수용성 가스를 산염기 반응에 의하여 제거하는 반응부;를 포함하는 공정 폐가스 처리용 스크러버가 제공된다.According to one aspect of the present disclosure, a process gas stream is contacted with an amine-based material in a process flow path of the process waste gas to form a water-soluble gas containing a hydrogen halide compound contained in the process waste gas And a reaction part which is removed by an acid base reaction.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 공정 폐가스의 처리 유동 경로 중, 상기 반응부의 상류에 구비되며, 상기 공정 폐가스를 설정된 열원에 의해 가열하는 열원부; 및 상기 공정 폐가스를 분해 및 냉각시켜 반응 부산물을 포집하는 냉각부;를 포함할 수 있다.A scrubber for processing a waste gas according to one aspect of the present disclosure, comprising: a heat source unit disposed upstream of the reaction unit in a process flow path of the process waste gas, the heat source unit heating the process waste gas by a set heat source; And a cooling unit for decomposing and cooling the process waste gas to collect reaction byproducts.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 열원부는, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치; 유입되는 상기 공정 폐가스를 상기 플라즈마와 접촉시키는 주입 챔버; 및 상기 플라즈마와 상기 공정 폐가스가 접촉되어 반응하여 상기 공정 폐가스가 분해되는 반응 챔버;를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present disclosure, there is provided a scrub for a process waste gas treatment, comprising: a plasma torch for generating plasma; An injection chamber for bringing the process waste gas into contact with the plasma; And a reaction chamber in which the plasma and the process waste gas are in contact with each other to react and decompose the process waste gas.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 냉각부는, 상기 열원부에서 유출되는 상기 공정 폐가스가 유입되는 냉각 하우징; 유입된 상기 공정 폐가스를 1차로 냉각하여 공정 폐가스의 반응 부산물을 포집하는 제1 냉각판; 및 상기 제1 냉각판을 통과한 상기 공정 폐가스를 2차로 냉각하여 상기 공정 폐가스의 반응 부산물을 포집하는 제2 냉각판;을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present disclosure, there is provided a scrubber for processing a waste gas, wherein the cooling unit includes: a cooling housing through which the process waste gas flowing out from the heat source unit flows; A first cooling plate for primarily cooling the introduced process waste gas to collect reaction by-products of the process waste gas; And a second cooling plate that secondarily cools the process waste gas that has passed through the first cooling plate and collects reaction byproducts of the process waste gas.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 제1 냉각판의 일단과 상기 제2 냉각판의 일 단은 서로 직교하도록 구비될 수 있다.In the scrubber for processing exhaust gas according to an aspect of the present disclosure, one end of the first cooling plate and one end of the second cooling plate may be provided so as to be perpendicular to each other.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 제1,2 냉각판은, 각각 복수 개가 설정된 간격을 가지며 적층되어 구비되고, 상기 공정 폐가스는, 상기 제1 냉각판을 모두 지난 후 상기 제2 냉각판을 지나도록 구비될 수 있다.In the scrubber for processing waste gas according to an aspect of the present disclosure, the first and second cooling plates are each provided in a stacked manner with a plurality of predetermined intervals, and the process waste gas passes through all of the first cooling plates And may pass through the second cooling plate.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 냉각부와 상기 반응부 사이에 구비되며, 상기 냉각부에서 유출되는 상기 공정 폐가스를 냉각시켜 반응 부산물을 포집한 후 상기 반응부로 전달하는 트랩부;를 더 포함할 수 있다.In the scrubber for processing exhaust gas according to an aspect of the present disclosure, a scrubber disposed between the cooling unit and the reaction unit, the process waste gas flowing out of the cooling unit is cooled to collect reaction byproducts, And a trap portion.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 반응부는, 내부가 중공이며, 상기 공정 폐가스가 유입되는 반응 유입구 및 상기 공정 폐가스가 외부로 유출되는 반응 유출구를 포함하는 반응 하우징; 판상이며, 상면에서 하면으로 관통되는 다수의 지지홀을 가지며, 상기 반응 하우징 내부에 수직 방향으로 이격되어 형성되는 지지판; 및 상기 지지판의 상면에 구비되는 상기 아민계 물질층;으로서 상기 다수의 지지홀을 통하여 공급되는 상기 공정 폐가스가 통과할 수 있는 다공질로 구비되는 아민계 물질층;을 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a scrubber for processing a waste gas, the reaction unit including: a reaction housing having a hollow interior, a reaction inlet through which the process waste gas flows, and a reaction outlet through which the process waste gas flows out; A support plate having a plurality of support holes penetrating from the upper surface to the lower surface and being vertically spaced inside the reaction housing; And an amine-based material layer provided on the upper surface of the support plate, the amine-based material layer being provided as a porous material through which the process waste gas supplied through the plurality of support holes can pass.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 아민계 물질은, Carbamide(urea), Aminobutyric acid, Diphenyl amine, (N,N-Diamino benzoic acid), Glutamic acid, Lauryl amine(N-dodecylamine), Methylhexan amine, Nicotine Putrescine Stearyl amine(octadecyl amine) 및 Tallow amine 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.The amine-based material may be selected from the group consisting of Carbamide (urea), Aminobutyric acid, Diphenyl amine, N-Diamino benzoic acid, Glutamic acid, Lauryl amine (N- dodecylamine, methylhexanamine, nicotine putrescine stearyl amine, and tallow amine.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 공정 폐가스는 할로겐족 원소를 포함하고, 상기 주입 챔버 또는 상기 반응 챔버의 내부에 상기 공정 폐가스의 반응성을 증가시키는 촉매 가스로서, NH3가 공급될 수 있다.In the scrubber for the process waste gas treatment according to an aspect of the present disclosure, the process waste gas includes a halogen group element, and NH 3 as a catalyst gas for increasing the reactivity of the process waste gas in the injection chamber or the reaction chamber Can be supplied.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 트랩부의 내부에 상기 공정 폐가스의 반응성을 증가시키는 촉매 가스로서, NH3가 공급될 수 있다.In the scrubber for the process waste gas treatment according to an aspect of the present disclosure, NH 3 may be supplied as a catalyst gas for increasing the reactivity of the process waste gas inside the trap portion.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 냉각부와 상기 반응부 사이에 구비되며, 상기 냉각부에서 유출되는 상기 공정 폐가스의 파우더 부산물을 필터링하는 필터부;를 더 포함할 수 있다.The scrubber for processing exhaust gas according to one aspect of the present invention may further include a filter part provided between the cooling part and the reaction part and filtering the powder byproduct of the process waste gas flowing out from the cooling part have.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버에 있어서, 상기 트랩부 및 상기 필터부 중 어느 하나와 상기 냉각부는 둘 이상으로 구비될 수 있다.In the scrubber for processing exhaust gas according to an aspect of the present disclosure, any one of the trap portion and the filter portion and the cooling portion may be provided in two or more.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는, 아민계 물질과 공정 폐가스의 산염기 반응에 의하여 수용성 가스를 처리하므로, 순환하는 냉각수 이외에 별도의 물을 사용할 필요가 없어 폐수의 배출이 없으며, 별도의 수처리 시설이 필요하지 않은 이점을 가진다.The scrubber for the process waste gas treatment according to an aspect of the present invention processes the water-soluble gas by the acid base reaction of the amine-based material and the process waste gas so that there is no need to use water other than the circulating cooling water, It has an advantage that no separate water treatment facility is required.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는, 먼저 공정 폐가스를 냉각시키면서 공정 폐가스의 반응 부산물을 제거한 후에 아민계 물질과 공정 폐가스를 접촉시켜 효율적인 산염기 반응이 진행되도록 함으로써 수용성 가스의 처리 효율을 증가시킬 수 있는 이점을 가진다. The scrubber for the process waste gas treatment according to an aspect of the present invention is a scrubber for treating the exhaust gas of the present invention by first cooling the process waste gas and removing reaction by-products of the process waste gas and then contacting the process gas with the amine- Can be increased.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는, 전기만을 사용하고 물을 사용하지 않아 폐수가 발생하지 않으므로 장비의 부식을 방지하고 관리가 용이하며 운영비를 절감할 수 있는 이점을 가진다.The scrubber for the process waste gas treatment according to an aspect of the present invention has an advantage that it can prevent corrosion of the equipment because it uses only electricity and does not use water and does not generate wastewater, it is easy to manage and the operation cost can be reduced.
본 개시의 일 태양에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는, 플라즈마를 이용하여 폐가스를 완전히 해리시키고, 해리된 폐가스를 촉매 가스와 화학적으로 반응시켜 분말 상의 물질로 변환시킴으로써, 폐가스 성분의 배출 농도를 더욱 낮출 수 있는 이점을 가진다.The scrubber for process waste gas treatment according to an aspect of the present invention is a scrubber for treating exhaust gas of the present invention by completely dissolving waste gas using plasma and chemically reacting the dissociated waste gas with a catalyst gas to convert it into a powdery substance, .
도 1은 본 개시의 일 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버의 정면도,
도 2는 본 개시의 일 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버의 평면도,
도 3은 도 1의 A-A에 대한 수평 단면도,
도 4는 도 3의 B-B에 대한 수직 단면도,
도 5는 도 1의 제 1 냉각부의 부분 절개 사시도,
도 6은 도 2의 C-C에 대한 수직 단면도,
도 7은 본 개시의 다른 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버를 보인 도면,
도 8은 본 개시의 또 다른 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버를 보인 도면 및
도 9는 도 8의 공정 폐가스 처리용 스크러버를 다른 방향에서 보인 도면이다.1 is a front view of a scrubber for processing waste gas according to an embodiment of the present disclosure;
2 is a plan view of a scrubber for process waste gas treatment according to an embodiment of the present disclosure;
3 is a horizontal cross-sectional view of AA of FIG. 1,
Figure 4 is a vertical cross-sectional view of BB of Figure 3,
Fig. 5 is a partially cutaway perspective view of the first cooling section of Fig. 1,
Figure 6 is a vertical section through CC of Figure 2,
7 is a view showing a scrubber for processing waste gas according to another embodiment of the present disclosure;
FIG. 8 is a view showing a scrubber for a process waste gas treatment according to still another embodiment of the present disclosure; and FIG.
Fig. 9 is a view showing the scrubber for the process waste gas treatment of Fig. 8 in another direction. Fig.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.
다만, 이하에서 개시되는 기술적 사상의 명료한 이해를 위해 제한된 실시형태를 예로서 설명하였으나, 이에 한정되지는 아니하고 특허청구범위에 개시된 기술적 사상으로부터 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 도출할 수 있는 실시형태도 본 명세서에 개시된 실시형태로 이해되어야 함을 밝혀둔다.However, the present invention is not limited to these embodiments. For example, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the present invention. It should be understood that the embodiments described herein are to be understood as the embodiments disclosed herein.
또한, 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 용어는 본 발명자가 설명의 편의를 위하여 선택한 개념으로, 그 의미를 파악함에 있어서 사전적 의미에 한정되지 않고 본 개시의 기술적 사상에 부합되도록 적절히 해석되어야 할 것이다. The terms used in this specification and claims are to be understood by the inventor as a concept selected for the convenience of explanation and should not be construed in a linguistic sense in understanding the meaning thereof but should be appropriately interpreted in accordance with the technical idea of the present disclosure will be.
또한, 본 명세서에 첨부된 도면에 표현된 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.In addition, the thickness and the size of each layer shown in the drawings attached hereto are exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of any of the listed items.
먼저, 본 개시에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버의 구조에 대하여 설명한다.First, the structure of the scrubber for process waste gas treatment according to the present disclosure will be described.
도 1은 본 개시의 일 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버의 정면도, 도 2는 본 개시의 일 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버의 평면도, 도 3은 도 1의 A-A에 대한 수평 단면도, 도 4는 도 2의 B-B에 대한 수직 단면도, 도 5는 도 제 1 냉각부의 부분 절개 사시도, 도 6은 도 2의 C-C에 대한 수직 단면도이다.Fig. 1 is a front view of a scrubber for processing waste gas according to an embodiment of the present disclosure, Fig. 2 is a plan view of a scrubber for processing waste gas treatment according to an embodiment of the present disclosure, Fig. 3 is a horizontal cross- Fig. 4 is a vertical sectional view of Fig. 2B, Fig. 5 is a partial cutaway perspective view of the first cooling portion, and Fig. 6 is a vertical sectional view of CC of Fig.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는, 플라즈마 처리부(100), 냉각부(200), 트랩부(300) 및 반응부(400)를 포함하여 형성된다. 1 to 6, a scrubber for processing a waste gas according to the present embodiment includes a
공정 폐가스 처리용 스크러버는 염소(Cl), 불소(F)와 같은 할로겐족 원소를 포함하는 공정 폐가스를 처리한다. The scrubber for processing waste gas treats a process waste gas containing a halogen group element such as chlorine (Cl) and fluorine (F).
플라즈마 처리부(100)는, 공정 폐가스를 분해 및 해리시킨다.The
플라즈마 처리부(100)에서 분해된 공정 폐가스 및 공정 중 발생한 부산물은 냉각부(200)에서 냉각시켜 분말로 포집한다. The process waste gas decomposed in the
트랩부(300)는, 추가로 반응 부산물(분말 부산물)을 포집한다.The
반응부(400)는, 아민계 물질과 공정 폐가스의 산염기 반응을 통하여 수용성 가스를 제거하게 된다. The
이에 의해, 공정 폐가스 처리용 스크러버는 물을 사용하지 않고 공정 폐가스에 포함되어 있는 할로겐화 수소화합물과 같은 수용성 가스를 포집하여 제거하게 된다. As a result, the scrubber for process waste gas treatment collects and removes a water-soluble gas such as a hydrogen halide compound contained in the process waste gas without using water.
할로겐화 수소화합물은 HX(X=F, Cl)와 같은 수용성 가스를 예로 들 수 있다.The hydrogen halide compound may be a water-soluble gas such as HX (X = F, Cl).
플라즈마 처리부(100)는 플라즈마 토치(110)와 주입 챔버(130) 및 반응 챔버(150)를 포함하여 형성되며, 연결관(170)을 더 포함하여 형성될 수 있다.
The
플라즈마 처리부(100)는 플라즈마 토치(110)에서 발생되는 플라즈마 화염과 공정 폐가스를 주입 챔버(130)에서 접촉시키고 반응 챔버(150)에서 반응시켜 공정 폐가스를 분해 및 해리하고, 활성화 에너지를 공급한다. The
플라즈마 토치(110)는 플라즈마 처리부(100)의 상단에 위치하며, 플라즈마를 생성한다. The
플라즈마 토치(110)는 공정 폐가스의 처리를 위한 스크러버에 사용되는 통상적인 플라즈마 토치로 형성될 수 있으며, 다양한 구조로 형성될 수 있다. The
플라즈마 토치(110)에서 형성되는 플라즈마는 중심부 온도가 대략 10,000℃까지 상승한다. The plasma formed at the
플라즈마 토치(110)는 염소(Cl2)를 포함하는 공정 폐가스를 고온에서 분해 및 해리시키며, 활성화 에너지를 제공한다. The
플라즈마 토치(110)는, 가스 토치, 전기 히터 및 이의 등가물 중에서 선택된 어느 하나로 대체될 수 있다.The
주입 챔버(130)는 상부와 하부가 개방된 대략 원통 형상이며, 플라즈마 토치(110)의 하단에 연결된다. The
주입 챔버(130)는 원주 방향을 따라 이격 되면서 내부로 관통되는 복수 개의 공정 폐가스 주입관(131)을 포함한다. The
주입 챔버(130)는 공정 폐가스 주입관(131)을 통하여 공정 폐가스가 내부로 주입된다. The process chamber waste gas is injected into the
또한, 주입 챔버(130)는 상부의 플라즈마 토치(110)로부터 플라즈마 화염이 유입된다. Further, the
따라서, 주입 챔버(130)는 플라즈마 화염과 공정 폐가스가 일차로 접촉되는 공간으로 제공된다. Thus, the
주입 챔버(130)는 플라즈마 화염과 접촉되는 공정 폐가스가 하부로 유입되도록 한다.The
공정 폐가스 주입관(131)은 공정 장비(미도시)에 연결되는 공정 폐가스 배관(미도시)에 연결되며, 공정 폐가스가 주입 챔버(130)의 내부 공간으로 유입되도록 안내한다.The process waste
한편, 본 실시형태에 있어서, 주입 챔버(130)에는 촉매 가스가 주입되도록 다수의 촉매 가스 주입관(132)이 더 연결될 수도 있다. Meanwhile, in the present embodiment, a plurality of catalyst gas injection pipes 132 may be further connected to the
촉매 가스는 암모니아(NH3)를 포함할 수 있다.Catalytic gas may include ammonia (NH 3).
일반적으로 촉매는 화학반응 유도하도록 활성 에너지를 증가시키는 기능을 하는데, 본 실시형태에 있어서, 촉매 가스는 할로겐화 수소화합물은 HX(X=F, Cl)와 같은 수용성 가스를 포함하는 공정 폐가스의 화학적인 활성 에너지를 증가시키게 된다. 따라서 주입 챔버(130) 내에서 플라즈마 화염에 의한 공정 폐가스의 분해 및 해리의 정도를 증가시킬 수 있게 된다.Generally, the catalyst functions to increase the activation energy so as to induce a chemical reaction. In this embodiment, the catalytic gas is a chemical gas of a process waste gas containing a water-soluble gas such as HX (X = F, Cl) Thereby increasing the activation energy. Accordingly, it is possible to increase the degree of decomposition and dissociation of the process waste gas by the plasma flame in the
반응 챔버(150)는 상부와 하부가 개방된 대략 원통 형태이며, 주입 챔버(130)의 하단에 연결된다. The
반응 챔버(150)는 공정 폐가스가 플라즈마 화염과 접촉하면서 유입되어 분해되는 공간을 제공한다. The
공정 폐가스는 플라즈마 화염의 열 에너지에 의하여 분해 및 해리된다. The process waste gas is decomposed and dissociated by the thermal energy of the plasma flame.
반응 챔버(150)는 처리되는 공정 폐가스에 활성화 에너지를 공급하여, 냉각부(200)에서 반응 부산물의 생성 효율을 증가시키게 된다.The
한편, 본 실시형태에 있어서, 반응 챔버(150)에는 앞서 설명한 주입 챔버(130)와 같이, 촉매 가스가 주입되도록 다수의 촉매 가스 주입관(151)이 더 연결될 수도 있다. Meanwhile, in the present embodiment, a plurality of catalyst gas injection pipes 151 may be further connected to the
촉매 가스는 암모니아(NH3)를 포함할 수 있다.Catalytic gas may include ammonia (NH 3).
이에 의해, 반응 챔버(150) 내에서 플라즈마 화염에 의한 공정 폐가스의 분해 및 해리의 정도를 증가시킬 수 있게 된다.This makes it possible to increase the degree of decomposition and dissociation of the process waste gas by the plasma flame in the
연결관(170)은 상부와 하부가 개방된 대략 원통 형태이며, 반응 챔버(150)의 하단에 연결된다. The
연결관(170)은 필요에 따라 복수 개로 분리되어 형성될 수 있다. The
연결관(170)은 반응 챔버(150)를 냉각부(200)와 연결시키며, 반응 챔버(150)에서 처리된 공정 폐가스가 냉각부(200)로 유입되는 통로로 제공된다.The
연결관(170)은 반응 챔버(150)가 냉각부(200)와 바로 연결되는 경우에 생략될 수 있다.The
연결관(170)은 외주면을 따라 냉각수 통로(미도시)가 형성될 수 있으며, 냉각수에 의하여 처리된 공정 폐가스를 냉각시키면서 냉각부(200)로 유입되도록 한다. A cooling water passage (not shown) may be formed along the outer circumferential surface of the
이러한 경우, 연결관(170)은 공정 폐가스의 온도를 급격히 냉각시켜 반응 부산물의 포집 효율을 향상시키는 기능을 한다.In this case, the
냉각부(200)는 냉각 하우징(210)과 제1 냉각판(230) 및 제2 냉각판(250)을 포함하여 형성된다. The
냉각부(200)는 플라즈마 처리부(100)에서 분해 및 해리되어 냉각 하우징(210)의 내부로 유입되는 공정 폐가스를 1차로 제1 냉각판(230)에서 냉각시켜 반을 부산물을 포집하고, 2차로 제2 냉각판(250)에서 냉각시켜 반응 부산물을 분말 형태로 포집한다. The
냉각 하우징(210)은 하우징 본체(211)와 폐가스 유입구(213)와 폐가스 유출구(215)와 제1 격벽(217) 및 제2 격벽(219)을 포함하여 형성된다.The cooling
하우징 본체(211)는 내부가 중공인 대략 박스 형상으로 형성되며, 사각 박스 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들면, 하우징 본체(211)는 일 측벽(211a)과 타 측벽(211b)과 전 측벽(211c)과 후 측벽(211d)과 본체 상판(211e) 및 본체 하판(211f)을 포함하여 형성될 수 있다. The housing main body 211 is formed in a substantially box shape having a hollow interior, and may be formed in a rectangular box shape. For example, the housing main body 211 is formed to include one
하우징 본체(211)는 제1 냉각판(230)과 제2 냉각판(250)을 내부에 수용하며 공정 폐가스가 흐르는 공간을 제공한다. The housing body 211 accommodates the
폐가스 유입구(213)는 하우징 본체(211)의 본체 상판(211e)의 일측에 형성되며, 반응 챔버(150) 또는 연결관(170)이 연결된다. The
폐가스 유입구(213)는 반응 챔버(150)에서 처리된 공정 폐가스가 냉각 하우징(210)의 내부로 유입되는 경로를 제공한다.The
폐가스 유출구(215)는 하우징 본체(211)의 본체 상판(211e)의 타측에 형성되며, 트랩부(300)가 연결된다. The
폐가스 유출구(215)는 반응 부산물이 제거된 공정 폐가스가 트랩부(300)로 유출되는 경로를 제공한다. The
제1 격벽(217)은 판상이며, 하우징 본체(211)의 일 측벽(211a)보다 작은 폭(w)을 가지도록 형성된다. The
제1 격벽(217)은 폐가스 유입구(213)를 중심으로 반대 측에서 하우징 본체(211)의 일 측벽(211a)과 대향하는 위치에 형성된다. 즉, 제1 격벽(217)과 하우징 본체(211)의 일 측벽(211a) 사이에 폐가스 유입구(213)가 위치한다. The
또한, 제1 격벽(217)은 일 측단이 하우징 본체(211)의 전 측벽(211c)에 접촉되고, 타 측단이 하우징 본체(211)의 후 측벽(211d)으로부터 이격되도록 형성된다.The
따라서, 제1 격벽(217)은 하우징 본체(211)의 일 측의 공간을 두 개로 분리한다. 또한, 제1 격벽(217)은 하우징 본체(211)의 후 측벽(211d)과의 사이에 공정 폐가스가 흐르는 제1 격벽홀(217a)을 형성한다. Accordingly, the
제1 격벽홀(217a)은 폐가스 유입구(213)로부터 유입된 공정 폐가스가 제1 냉각판(230)으로 흐르는 통로로 제공된다. The first
제2 격벽(219)은 판상이며, 하우징 본체(211)의 일 측벽(211a)과 동일한 폭을 가지도록 형성된다. The
제2 격벽(219)은 하우징 본체(211)의 타 측벽(211b)과 제1 격벽(217) 사이에 위치하며, 폐가스 유출구(215)를 중심으로 반대 측에서 하우징 본체(211)의 타 측벽(211b)과 대향하는 위치에 형성된다. 즉, 제2 격벽(219)과 하우징 본체(211)의 타 측벽(211b) 사이에 폐가스 유출구(215)가 위치한다. The
제2 격벽(219)은 일 측단이 하우징 본체(211)의 전 측벽(211c)에 접촉되고, 타 측단이 하우징 본체(211)의 후 측벽(211d)으로부터 접촉되도록 형성된다.The
또한, 제2 격벽(219)은 전 측벽(211c)에 접촉되는 전 측단의 하부 모서리에 형성되는 제2 격벽홀(219a)을 포함하여 형성된다.The
제2 격벽홀(219a)은 제1 냉각판(230)을 통과한 공정 폐가스가 제2 냉각판(250)으로 흐르는 통로로 제공된다.The second
여기서, 제1 격벽(217)과 제2 격벽(219)의 배치는, 제1 격벽홀(217a)과 제2 격벽홀(219a)이 서로 어긋나게 배치되는 한 다양하게 변형될 수 있다.The
또한 제2 격벽홀(219a)이, 제1 격벽홀(217a)과 같은 원리로 제2 격벽(219)과 전 측벽(211c) 사이의 간격에 의해 형성되는 것이 배제되지 않는다. It is not excluded that the second
제1 냉각판(230)은 플라즈마 처리부(100)에서 분해되어 흐르는 공정 폐가스를 냉각시켜 반응 부산물을 분말 형태로 포집한다.The
제1 냉각판(230)은 내부가 중공인 육면체 판상이며, 일 측면에서 타측면으로 관통되는 복수 개의 가스 관통관(231)을 구비하여 형성된다. The
제1 냉각판(230)은 상판과 하판 및 측판이 결합되어 형성될 수 있다. The
또한, 제1 냉각판(230)은 상부에 제1 냉각수 유입구(233)와 제1 냉각수 유출구(235)를 포함하여 형성된다. The
제1 냉각판(230)은, 제1 격벽(217)과 제2 격벽(219) 사이의 폭과 높이에 대응되는 면적을 가지며, 제1 격벽(217) 및 제2 격벽(219)과 직교하도록 위치된다.The
또한, 제1 냉각판(230)은, 하우징 본체(211)의 전 측벽(211c)과 후 측벽(211d) 사이에 복수 개가 평행하게 이격되어 배치되며, 모두 전 측벽(211c)과 평행하게 배치된다. A plurality of
가스 관통관(231)은 중심축이 전 측벽(211c)과 후 측벽(211d)을 향하도록 구비되며, 중심축이 수평이 되도록 구비될 수 있다.The
가스 관통관(231)은 인접하는 다른 제1 냉각판(230)의 가스 관통관(231)과 서로 관통되지 않도록 형성된다. 즉 인접하는 두 개의 제1 냉각판(230)에 형성되는 가스 관통관(231)은 전 측벽(211c)과 후 측벽(211d)을 향하는 방향으로 어긋나게 배치된다. 이에 의하면 공정 폐가스의 이동 경로가 늘어나게 되므로 냉각효율을 향상시킬 수 있게 된다.The
부언하면, 공정 폐가스는 제1 냉각판(230) 사이를 지그재그로 흐르면서 가스 관통관(231)을 통과하게 되므로, 제1 냉각판(230)과 접촉 면적이 증가하게 된다.In other words, since the process waste gas passes through the
한편, 제1 냉각판(230)은 내부를 흐르는 냉각수에 의하여 냉각되면서 가스 관통관(231)을 통과하며 흐르는 공정 폐가스를 냉각시켜 포집되도록 한다.On the other hand, the
냉각수는 제1 냉각수 유입구(233)로 유입되어 제1 냉각판(230)의 내부를 흐른 후에 제1 냉각수 유출구(235)로 유출된다. The cooling water flows into the first
제1 냉각수 유입구(233)와 제1 냉각수 유출구(235)는 각각 제1 냉각판(230)의 상판, 하판 또는 측판의 어느 하나의 위치에 형성될 수 있다. The first
제2 냉각판(250)은, 제1 냉각판(230)을 지나서 유입되는 공정 폐가스가 냉각관(255)을 흐르는 냉각수에 의하여 냉각되는 메쉬망(251)을 지나면서 냉각되어 반응 부산물로 포집되도록 한다. The
제2 냉각판(250)은 제2 격벽(219)과 냉각 하우징(210)의 타 측벽(211b) 사이에서 수평을 이루도록 위치하며, 복수 개가 상하 방향으로 이격되어 배치된다.The
또한, 제2 냉각판(250)은 타 측벽(211b)과 제2 격벽(219) 사이의 거리보다 작은 폭과 하우징 본체(211)의 전측벽(211c)과 후측벽(211d) 사이의 거리에 대응되는 길이를 가지도록 형성된다. 여기서 제2 냉각판(250)의 크기는 메쉬망(251)의 크기를 의미한다.The
이에 의하면, 제2 냉각판(250)은 타 측벽(211b) 또는 제2 격벽(219)과의 사이에 간격을 형성하게 된다. 이 간격은, 공정 폐가스가 흐르는 제2 냉각홀(250a)로 제공된다. In this case, the
따라서, 냉각효율의 향상을 위해, 제2 냉각홀(250a)은 지그재그 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 복수 개의 제2 냉각판(250)은 냉각 하우징(210)의 타 측벽(211b)과 제2 격벽(219)에 교대로 접하도록 형성된다. Therefore, in order to improve the cooling efficiency, it is preferable that the
제2 냉각판(250)은 메쉬망(251)과 지지바(253)와 냉각관(255)을 포함하여 형성된다.The
공정 폐가스는 일부가 메쉬망(251) 사이를 통과하면서 상부로 흐르고, 나머지 일부는 제2 냉각홀(250a)을 통과하면서 지그재그로 흐르게 된다. Part of the process waste gas flows through the mesh nets 251 while flowing upward, while the remaining part flows in a zigzag manner while passing through the
따라서, 제2 냉각홀(250a)은 공정 폐가스가 메쉬망(251)과 접촉하는 시간을 증가시키고, 메쉬망(251)에 많은 반응 부산물이 쌓인 경우에도 공정 폐가스의 흐름을 원활하게 한다. Accordingly, the
여기서, 메쉬망(251)은 와이어가 격자 형상으로 결합되어 상하로 관통하는 복수개의 홀이 형성되는 일반적인 메쉬망 또는 평판 형상이며 상하로 관통하는 복수 개의 홀이 형성되는 타공판으로 이루어질 수 있다. Here, the
메쉬망(251)은 상부 메쉬망(251a)과 하부 메쉬망(251b)을 포함하며, 수직 방향으로 서로 이격되어 형성될 수 있다. The
이와 달리, 메쉬망(251)은 상부 메쉬망(251a) 또는 하부 메쉬망(251b)만으로 형성될 수 있음은 물론이다. Alternatively, the
공정 폐가스는 메쉬망(251)의 다수의 홀을 상하로 관통하여 지나면서 냉각된다. The process waste gas passes through the plurality of holes of the mesh net 251 so as to pass therethrough.
지지바(253)는 바 형상으로 형성되며, 상부 메쉬망(251a)과 하부 메쉬망(251b)의 양측을 각각 지지한다. The
지지바(253)는 제2 격벽(219)과 타측벽(211b)에 양단이 결합되어 메쉬망(251)을 지지한다. The supporting
냉각관(255)은 내부가 중공인 파이프로 형성된다. The
냉각관(255)은 다수 회 절곡된 형상(지그재그 형상)으로 구비되며, 양측 단은 냉각 하우징(210)의 타 측벽(211b)의 외부로 연장되도록 형성된다.The cooling
냉각관(255)은 상부 메쉬망(251a)과 하부 메쉬망(251b) 사이에 위치한다. The
메쉬망(251)이 상부 메쉬망(251a) 또는 하부 메쉬망(251b)만으로 형성되는 경우, 메쉬망(251)의 상면 또는 하면에 결합되어 구비된다. When the
냉각관(255)은 외부의 냉각수 공급관(미도시)과 연결되며, 냉각수를 공급받도록 구비된다.The
이에 의해, 냉각관(255)에 접촉되는 상부 메쉬망(251a)과 하부 메쉬망(251b)이 냉각된다.Thereby, the upper mesh net 251a and the lower mesh net 251b which are in contact with the
공정 폐가스는 냉각관(255)과 메쉬망(251)을 지나면서 냉각되므로, 냉각수와 직접적인 접촉 없이 효율적인 반응 부산물 포집이 이루어지게 된다. Since the process waste gas is cooled by passing through the
트랩부(300)는 트랩 하우징(310) 및 트랩판(330)을 포함하여 형성된다. The
트랩부(300)는 냉각부(200)를 통과하여 상승하는 공정 폐가스에 포함되어 있는 반응 부산물을 냉각시켜 추가로 포집한다. The
트랩부(300)는 제2 냉각판(250)을 통과하는 공정 폐가스에 반응 부산물의 양이 적은 경우에 생략될 수 있다. The
트랩 하우징(310)은 내부가 중공인 통 형상으로 형성되며 원통 형상으로 형성될 수 있다. The
트랩 하우징(310)은 트랩 유입구(311)와 트랩 유출구(313)를 구비하여 형성된다. The
트랩 하우징(310)의 트랩 유입구(311)는 트랩 하우징(310)의 하부에 형성되며, 하우징 본체(211)의 폐가스 유출구(215)와 결합된다. The
트랩 유입구(311)는 폐가스 유출구(215)에서 유출되는 공정 폐가스가 트랩 하우징(310)의 내부로 유입되도록 한다. The
트랩 유출구(313)는 트랩 하우징(310)의 상부에 형성되며, 반응부(400)와 결합된다. The
트랩 하우징(310)의 내부를 통과한 공정 폐가스는 트랩 유출구(313)를 통해 유출되어 반응부(400)로 유입된다. The process waste gas that has passed through the interior of the
트랩판(330)은 제1 트랩판(331)과 제2 트랩판(333)을 포함하여 형성된다. The
트랩판(330)은 제1 트랩판(331)과 제2 트랩판(333)이 트랩 하우징(310)의 내부에서 수직 방향으로 서로 이격되도록 교대로 적층되어 형성된다.The
제1 트랩판(331)과 제2 트랩판(333)은 별도의 트랩 지지봉(335)에 의하여 지지되며 이격된다. The
트랩판(330)은 하부에서 상부로 흐르면서 접촉되는 공정 폐가스에 포함되어 있는 반응 부산물을 포집한다. The
제1 트랩판(331)은 트랩 하우징(310)의 내부 수평 단면에 대응되는 형상으로 형성되며, 외주면이 트랩 하우징의 내주면과 인접하거나 접촉하도록 형성된다. The
또한, 제1 트랩판(331)은 중앙 부분에 형성되는 제1 트랩홀(331a)을 포함하여 형성된다. The
제1 트랩홀(331a)은 트랩 유입구(311)를 통과하여 유입되는 공정 폐가스가 상부로 흐르는 통로로 제공된다.The
공정 폐가스는 트랩 유입구(311)를 통하여 유입된 후에 제1 트랩판(331)의 하면과 접촉한 후에 또는 직접 제1 트랩홀(331a)을 통과하여 상승한다. The process waste gas flows through the
제2 트랩판(333)은 트랩 하우징(310)의 내부 수평 단면에 대응되는 형상으로 형성되며, 제1 트랩판(331)보다 작은 직경을 갖도록 형성된다. The
따라서, 제2 트랩판(333)은 외주면이 트랩 하우징(310)의 내주면과 이격되며, 트랩 하우징(310)의 내주면과의 사이에 제2 트랩홀(333a)를 형성한다. The
제2 트랩홀(333a)은 제1 트랩홀(331a)을 통과하여 유입되는 공정 폐가스가 상부로 흐르는 통로로 제공된다.The
공정 폐가스는 제1 트랩홀(331a)을 통하여 상승한 제2 트랩판(333)의 하면과 접촉한 후에 제2 트랩홀(333a)을 통과하여 상승한다. The process waste gas rises through the
제1 트랩판(331)과 제2 트랩판(333)이 교대로 적층되어 형성되므로, 공정 폐가스는 제1 트랩홀(331a)과 제2 트랩홀(333a)을 순차적으로 통과하면서 지그재그로 제1 트랩판(331)과 제2 트랩판(333) 사이를 흐르게 된다. Since the
한편, 본 실시형태에 있어서, 트랩부(300)에는 앞서 설명한 주입 챔버(130), 반응 챔버(150)와 같이, 촉매 가스가 주입되도록 다수의 제3 촉매 가스 주입관(331)이 더 연결될 수도 있다. In the present embodiment, a plurality of third catalytic
촉매 가스는 암모니아(NH3)를 포함할 수 있다.Catalytic gas may include ammonia (NH 3).
이에 의해, 트랩부(300) 내에서 미반응 공정 폐가스의 처리 효율을 향상시킬 수 있게 된다. As a result, the treatment efficiency of the unreacted process waste gas can be improved in the
반응부(400)는 반응 하우징(410)과 지지판(430) 및 아민계 물질층(450)을 포함하여 형성된다. The
반응부(400)는 냉각부(200) 또는 트랩부(300)의 상부에 위치하며, 냉각부(200) 또는 트랩부(300)를 지나온 공정 폐가스가 유입된다.The
반응부(400)는 공정 폐가스에 포함되어 있는 수용성 가스를 산염기 반응에 의하여 아민계 물질층(450)에 고정하여 제거한다. The
반응 하우징(410)은 내부가 중공인 통 형상으로 형성되며, 원통 형상으로 형성될 수 있다. The
반응 하우징(410)은 반응 유입구(411)와 반응 유출구(413)를 구비한다.The
반응 하우징(410)의 반응 유입구(411)는 반응 하우징(410)의 하부에 형성되며, 트랩 하우징(310)의 트랩 유출구(313)와 연통되어, 트랩 유출구(313)에서 유출되는 공정 폐가스가 반응 하우징(410)의 내부로 유입되도록 한다.The
반응 유출구(413)는 반응 하우징(410)의 내부를 지나온 공정 폐가스를 외부 로 배출시키는 통로로 제공된다. The
반응 유출구(413)는 반응 하우징(410)의 일 측에 구비되며, 아민계 물질층(450)의 최상층의 위쪽이라면 어디라도 그 위치는 무방하다.The
한편, 반응 하우징(410)은 상부가 개구되어 구비될 수 있으며, 이 경우 상부 개구를 밀봉하는 반응 상부판(415)을 더 포함하여 형성될 수 있다. Meanwhile, the
이때, 반응 유출구(413)가 반응 상부판(415)에 형성될 수 있음은 물론이다.At this time, it is needless to say that the
반응 상부판(415)은 반응 하우징(410)의 상부 개구를 개폐할 수 있도록 구비된다. The reaction
반응 상부판(415)은 반응 하우징(410) 내에 위치하는 아민계 물질층(450)의 교체가 필요한 경우, 반응 하우징(410)으로부터 일시적으로 분리하여 반응 하우징(410)의 상부를 개방할 수 있도록 한다. The reaction
지지판(430)은 판상으로 형성되며, 상면에서 하면으로 관통되는 다수의 지지홀(431)을 구비하여 형성된다. The
지지판(430)은 외주면을 따라 형성되는 수직판(433)을 더 구비하여 형성될 수 있다. The
지지판(430)은 복수 개로 형성되며, 수직 방향으로 서로 이격되어 위치한다.The
지지판(430)은 상부에 아민계 물질층(450)이 배치되며, 지지홀(431)을 통과하여 상승하는 공정 폐가스가 아민계 물질층(450)과 접촉되도록 한다. An amine-based
수직판(433)은 지지판(430)의 외주에서 하방으로 연장되어 형성되며, 아민계 물질층(450)의 외주에 의해 지지 된다. The
아민계 물질층(450)은 아민계 물질의 분말 또는 덩어리가 적층 되며, 내부에 다수의 기공을 포함하여 형성된다. The amine-based
아민계 물질층은, 아민계 물질 자체로 형성되거나, 아민계 물질 및 그것이 일정한 형태를 유지할 수 있도록 지지하는 다른 물질이 혼합되어 형성될 수 있다. The amine-based material layer may be formed of an amine-based material itself, or may be formed by mixing an amine-based material and other materials that support the amine-based material to maintain a uniform shape.
아민계 물질은, Carbamide(urea), Aminobutyric acid, Diphenyl amine, (N,N-Diamino benzoic acid), Glutamic acid, Lauryl amine(N-dodecylamine), Methylhexan amine, Nicotine Putrescine Stearyl amine(octadecyl amine) 및 Tallow amine 중에서 선택되는 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. Amine-based materials include, but are not limited to, Carbamide (urea), Aminobutyric acid, Diphenyl amine, N-Diamino benzoic acid, Glutamic acid, Lauryl amine, Methylhexan amine, Nicotine putrescine Stearyl amine, amine, and the like.
아민계 물질층(450)은 하부에 유입되어 상부로 흐르는 공정 폐가스에 포함되어 있는 수용성 가스를 포집한다. The amine-based
아민계 물질은 공정 폐가스 내에 포함되어 있는 할로겐화 수소화합물과 같은 수용성 가스와 산염기 반응을 일으키며, 수용성 가스를 포집한다. The amine-based material reacts with a water-soluble gas, such as a hydrogen halide compound contained in the process waste gas, to form an acid-base reaction and collects the water-soluble gas.
예를 들어, 아민계 물질로 carbamide가 사용되는 경우, carbamide는 하기의 주 반응식 또는 부 반응식에 의하여 할로겐화 수소화합물과 반응을 하여 할로겐화 수소화합물을 포집한다. For example, when carbamide is used as an amine-based material, carbamide reacts with a halogenated hydrogen compound to capture a hydrogen halide compound by the main reaction or the reaction formula shown below.
주 반응식에 따르면, 할로겐화 수소화합물은 carbamide의 amine group의 수소 원자와 결합하게 되며, 할로겐족 원소에 의한 치환은 발생하지 않는다. According to the main reaction scheme, a hydrogen halide compound is bound to a hydrogen atom of an amine group of carbamide, and substitution by a halogen group element does not occur.
carbamide는 할로겐화 수소화합물과 반응하여 결합함에 따라 분말 상태가 에멀전 상태로 변화된다. 또한, 부 반응식에 따르면, carbamide는 열이 있는 경우에 carbonyl기와 amine기로 분해되며, carbonyl기는 CO2로 전환되고 amine기는 할로겐화 수소화합물과 반응하여 NH4X로 형성된다. As the carbamide reacts with and reacts with the hydrogen halide compound, the powder state changes to the emulsion state. According to an adverse reaction, the carbamide decomposes into carbonyl and amine groups when heat is present, the carbonyl group converts to CO 2 , and the amine group reacts with a halogenated hydrogen compound to form NH 4 X.
(주 반응식)(Main reaction formula)
(부 반응식)(Sub-reaction formula)
다음은 본 개시의 일 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버의 작용에 대하여 설명한다.Next, the operation of the scrubber for process waste gas treatment according to one embodiment of the present disclosure will be described.
반도체 공정 등에서 발생하는 공정 폐가스는, 공정 폐가스 주입관(131)을 통하여 주입 챔버(130)의 내부로 유입된다. The process waste gas generated in the semiconductor process or the like flows into the
플라즈마 토치(110)는 플라즈마 화염을 형성하여 주입 챔버(130)로 제공한다. The
공정 폐가스는 주입 챔버(130)의 내부에서 플라즈마 화염과 접촉하며, 반응 챔버(150)로 유입된다.The process waste gas contacts the plasma flame inside the
공정 폐가스는 플라즈마 화염과 접촉하면서 반응하여 분해 및 해리된다. The process waste gas reacts and decomposes and dissociates in contact with the plasma flame.
공정 폐가스는 연결관(170)을 통하여 냉각되면서 일부가 반응 부산물로 형성되며, 냉각부(200)로 유입된다. The process waste gas is partially formed as a reaction by-product while being cooled through the
공정 폐가스는 냉각 하우징(210)의 일측에 형성되는 폐가스 유입구(213)를 통하여 하우징 본체(211)의 일 측벽(211a)과 제1 격벽(217) 사이로 유입된다. The process waste gas flows into the space between the one
공정 폐가스는 다시 제1 격벽(217)의 제1 격벽홀(217a)을 통하여 제1 격벽(217)과 제2 격벽(219) 사이의 공간으로 흘러가면서 제1 냉각판(230)과 접촉하게 된다. The process waste gas flows into the space between the
제1 냉각판(230)은 유입되는 공정 폐가스와 접촉하면서 공정 폐가스를 냉각시켜 반응 부산물을 포집한다.The
제1 냉각판(230)은 제1 냉각수 유입구(233)로 유입되어 내부를 흐르는 냉각수에 의하여 냉각되면서, 지속적으로 공정 폐가스를 냉각시키면서 반응 부산물을 포집한다. The
공정 폐가스는, 제1 냉각판(230)에 형성되는 가스 관통관(231)을 통과하면서 흐르게 된다. The process waste gas flows while passing through the
공정 폐가스는 제1 냉각판(230)을 모두 통과한 후에 제2 격벽(219)에 형성되는 제2 격벽홀(219a)을 통하여 제2 격벽(219)과 하우징 본체(211)의 타 측벽(211b) 사이의 공간으로 유입된다. The process waste gas passes through the
제2 냉각판(250)은 공정 폐가스가 메쉬망(251)과 냉각관(255)과 접촉하여 통과하도록 하면서 냉각시켜 반응 부산물을 포집한다. The
제2 냉각판(250)은 일 측과 타 측에 제2 냉각홀(250a)을 형성하여, 공정 폐가스가 제2 냉각판(250) 사이를 지그재그로 흐르게 하면서 메쉬망(251)과 접촉하는 시간을 증가시킨다. The
공정 폐가스는 제2 냉각판(250)을 모두 통과한 후에 폐가스 유출구(215)를 통하여 유출되어 트랩 유입구(311)를 통하여 트랩 하우징(310)의 내부로 유입된다.The process waste gas passes through the
트랩부(300)는 트랩 유입구(311)를 통하여 유입되는 공정 폐가스를 트랩판(330)과 접촉하면서 상부로 흐르도록 한다.The
트랩판(330)은 공정 폐가스가 제1 트랩판(331) 및 제2 트랩판(333)과 접촉하면서 냉각되도록 하여 반응 부산물을 추가로 포집한다. The
공정 폐가스는 제1 트랩판(331)의 제1 트랩홀(331a)과 제2 트랩판(333)의 제2 트랩홀(333a)을 교대로 통과하면서 지그재그로 흐르게 된다.The process waste gas flows zigzag while alternately passing through the
공정 폐가스는 트랩판(330)을 모두 통과한 후에 트랩 하우징(310)의 트랩 유출구(313)를 통하여 유출되며, 반응 하우징(410)의 반응 유입구(411)를 통하여 반응 하우징(410)의 내부로 유입된다. The process waste gas flows out through the
반응부(400)의 아민계 물질층(450)은 공정 폐가스와 접촉하면서 앞서 기술한 주 반응식과 부 반응식에 의하여 공정 폐가스에 포함되어 있는 할로겐화 수소화합물과 같은 수용성 가스와 산염기 반응을 진행하며 수용성 가스를 포집하여 고정한다. The amine-based
공정 폐가스는 아민계 물질층(450)을 통과한 후에 반응 하우징(410)의 반응 유출구(413)를 통하여 외부로 유출된다. The process waste gas passes through the amine-based
이상에서 설명한 바와 같이, 본 개시의 일 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는 냉각부(200)의 제1 냉각판(230)과 제2 냉각판(250)에 공급되면서 순환되는 냉각수 이외에 별도의 물을 사용하지 않으며, 공정 폐가스와 직접 접촉이 없으므로 폐수 배출이 전혀 없고, 폐수를 처리하기 위한 수처리 시설을 필요로 하지 않는다. As described above, the scrubber for the process waste gas treatment according to one embodiment of the present invention is provided with the cooling water circulating in addition to the cooling water circulated while being supplied to the
따라서, 본 개시의 일 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는 친환경적인 방법으로 폐가스를 처리한다. Accordingly, the scrubber for process waste gas treatment according to an embodiment of the present disclosure processes the waste gas in an environmentally friendly manner.
더욱이, 본 개시의 일 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는 플라즈마와 같은 열 에너지를 이용하여 폐가스를 완전히 분해, 해리시키고, 분해, 해리된 폐가스를 냉각시켜 분말 상의 반응 부산물(파우더 부산물)로 변환시킴으로써, 폐가스의 배출 농도를 더욱 낮출 수 있게 된다. Furthermore, the scrubber for the process waste gas treatment according to an embodiment of the present disclosure completely decomposes and dissociates the waste gas using thermal energy such as plasma, and decomposes and dissociates the dissociated waste gas to convert it into a reaction by-product (powder byproduct) It is possible to further reduce the discharge concentration of the waste gas.
또한, 본 개시의 일 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는 대체로 전기만을 사용하기 때문에 관리가 쉽고, 운용 비용을 감소시킬 수 있게 된다.Further, since the scrubber for the process waste gas treatment according to the embodiment of the present disclosure generally uses electricity only, the scrubber can be easily managed and the operation cost can be reduced.
도 7은 본 개시의 다른 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버를 보인 도면이다.7 is a view showing a scrubber for processing waste gas according to another embodiment of the present disclosure.
본 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는, 다른 구성에 있어서, 앞선 도 1 내지 도 6의 것과 대동소이하나, 트랩부의 구성에 있어서 차이가 있다. 이하에서는 그 차이점에 대해서 설명하고 나머지 구성에 대한 설명은 앞서 설명한 것으로 갈음하고 이하에서는 생략하기로 한다.The scrubber for the process waste gas treatment according to the present embodiment differs from the scrubbers for the prior art 1 to 6 in the configuration of the prior art and the trap portion in the other configurations. Hereinafter, the difference will be described, and the rest of the configuration will be described in the foregoing and will be omitted hereafter.
도 7을 참조하면, 본 실시형태에 있어서, 트랩부는, 필터부로 대체된다.Referring to Fig. 7, in this embodiment, the trap portion is replaced with a filter portion.
필터부(310)는 대략 원통 형태이며, 수평 단면 형상이 원형을 이루도록 형성된다. The
필터부(310)는 냉각부(200)의 하류에 설치되어, 파우더 부산물을 필터링한다. 즉, 필터부(310)는 파우더 부산물을 제외한 나머지 유체만을 통과시킨다. The
또한, 제2 냉각판(251)을 지나는 냉각관(250a)을 필터부(310)에 연결함으로써, 필터부(310)의 온도를 일정 온도로 유지시킬 수 있게 된다.In addition, by connecting the
구체적으로, 필터부(310)는 원통형 몸체(151)와, 몸체(151)의 내측에 설치된 필터(152)를 포함한다. Specifically, the
원통형 몸체(151)는 이중 격벽 형태로 형성되어, 이중 격벽의 내측에 냉각 유체가 일정 시간 체류 가능하게 되어 있다. The cylindrical body 151 is formed in the form of a double partition wall so that the cooling fluid can stay inside the double partition wall for a predetermined time.
냉각관(250a)은 이중 격벽에 연결되어 구비된다. The
필터(152)는 내부에 중공부(153)가 형성된 형태를 하며, 파우더 부산물을 제외한 나머지 유체가 필터(152)를 통과하여 중공부(153)로 안내되도록 구비된다.The filter 152 has a
필터(152)의 중공부(153)는 배출관(168)과 연결되어 구비된다.The
도 8은 본 개시의 또 다른 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버를 보인 도면 및 도 9는 도 8의 공정 폐가스 처리용 스크러버를 다른 방향에서 보인 도면이다.FIG. 8 is a view showing a scrubber for a process waste gas treatment according to another embodiment of the present disclosure, and FIG. 9 is a view showing the process waste gas treatment scrubber of FIG. 8 from another direction.
본 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버는, 다른 구성에 있어서, 앞선 도 1 내지 도 6의 것과 대동소이하나, 반응 챔버(130)에 Y자 연결관(138)을 통하여 두 개의 냉각부(200)가 연결되고, 각각의 냉각부(200)에 필터부(310) 또는 트랩부(300)가 연결되는 점에서 차이가 있다. The scrubber for process waste gas treatment according to the present embodiment is different from the scrubbers of the prior arts 1 to 6 in that the scrubber for treatment of waste gas is provided with two cooling
즉, 냉각부(200) 및 필터부(310)(또는 트랩부(300))가 한 쌍씩 구비되며, 이들은 하나의 반응부/에 연결된다. That is, a pair of the
따라서, 일 측의 냉각부(200) 및 필터부(310)(또는 트랩부(300))가 유지 보수될 경우에도, 타 측의 냉각부(200) 및 필터부(310)(또는 트랩부(300))가 동작 가능함으로써, 본 실시형태에 따른 공정 폐가스 처리용 스크러버의 가동 정지 상태가 발생하지 않게 된다.
Therefore, even when the
Claims (13)
상기 공정 폐가스의 처리 유동 경로 중, 상기 반응부의 상류에 구비되며,
상기 공정 폐가스를 설정된 열원에 의해 가열하는 열원부; 및
상기 공정 폐가스를 분해 및 냉각시켜 반응 부산물을 포집하는 냉각부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method according to claim 1,
And a control unit that is provided upstream of the reaction unit in the processing flow path of the process waste gas,
A heat source unit for heating the process waste gas by a set heat source; And
And a cooling unit for decomposing and cooling the process waste gas to collect reaction byproducts.
상기 열원부는,
플라즈마를 발생시키는 플라즈마 토치;
유입되는 상기 공정 폐가스를 상기 플라즈마와 접촉시키는 주입 챔버; 및
상기 플라즈마와 상기 공정 폐가스가 접촉되어 반응하여 상기 공정 폐가스가 분해되는 반응 챔버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method of claim 2,
The heat source unit includes:
A plasma torch for generating plasma;
An injection chamber for bringing the process waste gas into contact with the plasma; And
And a reaction chamber in which the plasma and the process waste gas react with each other to decompose the process waste gas.
상기 냉각부는,
상기 열원부에서 유출되는 상기 공정 폐가스가 유입되는 냉각 하우징;
유입된 상기 공정 폐가스를 1차로 냉각하여 공정 폐가스의 반응 부산물을 포집하는 제1 냉각판; 및
상기 제1 냉각판을 통과한 상기 공정 폐가스를 2차로 냉각하여 상기 공정 폐가스의 반응 부산물을 포집하는 제2 냉각판;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method of claim 2,
The cooling unit includes:
A cooling housing through which the process waste gas flowing out from the heat source unit flows;
A first cooling plate for primarily cooling the introduced process waste gas to collect reaction by-products of the process waste gas; And
And a second cooling plate that cools the process waste gas that has passed through the first cooling plate to secondarily cool and collect reaction byproducts of the process waste gas.
상기 제1 냉각판의 일단과 상기 제2 냉각판의 일 단은 서로 직교하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method of claim 4,
Wherein one end of the first cooling plate and one end of the second cooling plate are arranged to be perpendicular to each other.
상기 제1,2 냉각판은, 각각 복수 개가 설정된 간격을 가지며 적층되어 구비되고,
상기 공정 폐가스는, 상기 제1 냉각판을 모두 지난 후 상기 제2 냉각판을 지나도록 구비되는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method of claim 5,
Wherein the first and second cooling plates are stacked with a plurality of predetermined intervals,
Wherein the process waste gas passes through the first cooling plate and then passes through the second cooling plate.
상기 냉각부와 상기 반응부 사이에 구비되며,
상기 냉각부에서 유출되는 상기 공정 폐가스를 냉각시켜 반응 부산물을 포집한 후 상기 반응부로 전달하는 트랩부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method according to claim 1,
A cooling unit provided between the cooling unit and the reaction unit,
And a trap part for cooling the process waste gas flowing out of the cooling part to collect reaction by-products and transferring the by-product to the reaction part.
상기 반응부는,
내부가 중공이며, 상기 공정 폐가스가 유입되는 반응 유입구 및 상기 공정 폐가스가 외부로 유출되는 반응 유출구를 포함하는 반응 하우징;
판상이며, 상면에서 하면으로 관통되는 다수의 지지홀을 가지며, 상기 반응 하우징 내부에 수직 방향으로 이격되어 형성되는 지지판; 및
상기 지지판의 상면에 구비되는 상기 아민계 물질층;으로서 상기 다수의 지지홀을 통하여 공급되는 상기 공정 폐가스가 통과할 수 있는 다공질로 구비되는 아민계 물질층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method according to claim 1,
The reaction unit includes:
A reaction housing having a hollow interior and including a reaction inlet through which the process waste gas flows and a reaction outlet through which the process waste gas flows out;
A support plate having a plurality of support holes penetrating from the upper surface to the lower surface and being vertically spaced inside the reaction housing; And
An amine-based material layer provided on an upper surface of the support plate, the amine-based material layer being provided as a porous material through which the process waste gas supplied through the plurality of support holes can pass; For scrubbing.
상기 아민계 물질은,
Carbamide(urea), Aminobutyric acid, Diphenyl amine, (N,N-Diamino benzoic acid), Glutamic acid, Lauryl amine(N-dodecylamine), Methylhexan amine, Nicotine Putrescine Stearyl amine(octadecyl amine) 및 Tallow amine 중에서 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method according to claim 1,
The amine-
At least one selected from the group consisting of carbamide (urea), aminobutyric acid, diphenyl amine, glutamic acid, N-dodecylamine, methylhexanamine, nicotine putrescine stearyl amine, A scrubber for processing waste gas, characterized in that it comprises one substance.
상기 공정 폐가스는 할로겐족 원소를 포함하고,
상기 주입 챔버 또는 상기 반응 챔버의 내부에 상기 공정 폐가스의 반응성을 증가시키는 촉매 가스로서, NH3가 공급되는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method of claim 3,
Wherein said process waste gas comprises a halogen group element,
Wherein NH 3 is supplied as a catalyst gas for increasing the reactivity of the process waste gas in the injection chamber or the reaction chamber.
상기 트랩부의 내부에 상기 공정 폐가스의 반응성을 증가시키는 촉매 가스로서, NH3가 공급되는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method of claim 7,
And NH 3 is supplied as a catalyst gas for increasing the reactivity of the process waste gas in the trap portion.
상기 냉각부와 상기 반응부 사이에 구비되며,
상기 냉각부에서 유출되는 상기 공정 폐가스의 파우더 부산물을 필터링하는 필터부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.The method according to claim 1,
A cooling unit provided between the cooling unit and the reaction unit,
And a filter unit for filtering the powder by-products of the process waste gas flowing out from the cooling unit.
상기 트랩부 및 상기 필터부 중 어느 하나와 상기 냉각부는 둘 이상으로 구비되는 것을 특징으로 하는 공정 폐가스 처리용 스크러버.
The method according to claim 7 or 12,
Wherein one of the trap portion and the filter portion and the cooling portion are provided in at least two of them.
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