KR20150145717A - 배출 가스 처리 장치 - Google Patents

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다카시 교타니
세이지 가시와기
가즈마사 호소타니
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가부시키가이샤 에바라 세이사꾸쇼
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Abstract

본 발명은, 삼원 촉매법을 적용하여 배출 가스의 처리시에 부차적으로 생성되는 NOx(질소 산화물)를 저감할 수 있는 배출 가스 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
배출 가스를 산화 분해하는 산화 분해부(10)와, 산화 분해 후의 배출 가스를 세정하는 배출 가스 세정부(30)를 구비한 배출 가스 처리 장치(1)에 있어서, 산화 분해부(10)의 후단에, 배출 가스 중에 포함되는 질소 산화물을 제거하는 질소 산화물 제거부(40)를 구비하고, 질소 산화물 제거부(40)는, 산화 분해부(10)로부터 배출된 배출 가스 중에 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 공급하여 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 배출 가스 중에 잔존하는 산소와 반응시켜 배출 가스 중에서 산소를 제거한 후에, 배출 가스 중의 질소 산화물을 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽과 반응시키도록 구성된다.

Description

배출 가스 처리 장치{EXHAUST GAS TREATMENT APPARATUS}
본 발명은, 반도체 디바이스, 액정, LED 등을 제조하는 제조 장치 등으로부터 배출되는 배출 가스를 무해화하는 배출 가스 처리 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스, 액정 패널, LED 등을 제조하는 반도체 제조 프로세스에 있어서는, 진공으로 배기된 프로세스 챔버 내에 프로세스 가스를 도입하여 에칭 처리나 CVD 처리 등의 각종 처리를 행하고 있다. 또한, 프로세스 챔버 및 프로세스 챔버에 접속되어 있는 배기계 기기는, 클리닝 가스를 흐르게 함으로써, 정기적으로 세정하고 있다. 이들 프로세스 가스나 클리닝 가스 등의 배출 가스는, 실란계 가스, 할로겐 가스, PFC 가스 등을 포함하며, 인체에 악영향을 미치거나, 지구 온난화의 원인이 되는 등의 지구 환경에 악영향을 미치기 때문에, 대기에 그대로 방출하는 것은 바람직하지 못하다.
그래서, 이들 배출 가스를 진공 펌프의 하류측에 설치된 배출 가스 처리 장치에 의해 무해화 처리를 행한 후에 대기로 방출하고 있다. 배출 가스 처리 장치로서는, 산소원과 연료를 공급하여 노(爐) 내에 화염을 형성하고, 이 화염에 의해 배출 가스를 연소시키도록 한 연소식이나, 산소원과 전력을 공급하여 배출 가스를 산화 분해하는 히터식, 플라즈마식, 촉매식 등의 배출 가스 처리 장치가 널리 이용되고 있다.
이들 배출 가스 처리 장치에 있어서, PFC 등의 난분해성 물질을 높은 제거율로 처리하고자 하는 경우, 온도를 높여 처리를 행하고 있기 때문에, 질소 산화물(NOx)의 발생량이 증가하고, 부생성물로서 배출되는 NOx량이 많다고 하는 문제점이 있다.
NOx의 배출량을 저감하기 위해서, 가솔린 등의 자동차용에서는, 공연비 제어와 삼원 촉매법이 널리 이용되고 있다. 즉, 배출 가스 중의 산소 농도를 산소 센서 등에 의해 측정하고, 이 측정 결과로부터 연료 분사량 등을 컨트롤함으로써, 공연비를 제어하여 배출 가스 중에 NOx, CO, 탄화수소가 공존하는 상태로 하고, 이 상태에서 삼원 촉매를 이용하여 NOx를 CO나 탄화수소와 반응시켜, NOx를 제거하도록 하고 있다. 이 삼원 촉매법은, NOx, CO, 탄화수소를 동시에 제거할 수 있는 우수한 방법이지만, 산소 공존 하에서는 기능하지 않는다. 그 때문에, 산소가 풍부(공기 과잉)한 상태로 하여 배출 가스를 산화 분해시켜 무해화 처리를 행하는 전술한 배출 가스 처리 장치에서는, 무해화 처리 후의 배출 가스 중에 산소가 다량으로 남아 있기 때문에, 삼원 촉매법을 채용할 수는 없었다(특허문헌 1 참조).
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 소화 제63-119850호 공보
본 발명자들은, NOx, CO, 탄화수소를 동시에 제거할 수 있는 삼원 촉매법의 우수한 점에 착안하여, 산화 분해에 의한 무해화 처리 후의 배출 가스 중에 다량의 산소가 남아 있는 배출 가스 처리 장치이더라도, 삼원 촉매법의 사용을 가능하게 하는 것을 과제로서 검토를 거듭한 결과, 본 발명을 창안하게 된 것이다.
즉, 본 발명은, 산화 분해에 의한 무해화 처리 후의 배출 가스 중에 다량의 산소가 남아 있는 배출 가스 처리 장치에 있어서, 삼원 촉매법을 적용하여 배출 가스의 처리시에 부차적으로 생성되는 NOx(질소 산화물)를 저감할 수 있는 배출 가스 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 배출 가스 처리 장치는, 배출 가스를 산화 분해하는 산화 분해부와, 산화 분해 후의 배출 가스를 세정하는 배출 가스 세정부를 구비한 배출 가스 처리 장치에 있어서, 상기 산화 분해부의 후단에, 배출 가스 중에 포함되는 질소 산화물을 제거하는 질소 산화물 제거부를 구비하고, 상기 질소 산화물 제거부는, 상기 산화 분해부에서 배출된 배출 가스 중에 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 공급하여 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 배출 가스 중에 잔존하는 산소와 반응시켜 배출 가스 중에서 산소를 제거한 후에, 배출 가스 중의 질소 산화물을 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽과 반응시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽의 공급량은, 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽이 불완전 연소되는 공연비 1 미만의 양인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 질소 산화물 제거부는, 상기 산화 분해부에서 배출된 배출 가스 중에 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 공급하는 탄화수소·일산화탄소 공급부와, 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 촉매의 존재 하에서 배출 가스 중에 잔존하는 산소와 반응시키는 발열 반응부와, 배출 가스 중의 질소 산화물을 촉매의 존재 하에서 배출 가스 중의 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽과 반응시키는 탈질소 반응부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 질소 산화물 제거부는, 배출 가스 중의 질소 산화물을 배출 가스 중의 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽과 반응시킨 후에, 배출 가스 중에 공기 또는 산소를 공급하고, 공급된 공기 중의 산소 또는 공급된 산소와 배출 가스 중에 잔존하는 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 반응시키도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 질소 산화물 제거부는, 상기 발열 반응부, 탈질소 반응부의 후단에 배출 가스 중에 공기 또는 산소를 공급하는 공급부와, 공급된 공기 중의 산소 또는 공급된 산소와 배출 가스 중에 잔존하는 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 촉매의 존재 하에서 반응시키는 CO 산화 반응부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 각 반응부에서 이용하는 촉매는, 실리카(SiO2) 및/또는 알루미나(Al2O3)를 담체로 하여, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 구리 산화물, 망간 산화물을 1종 이상 담지시킨 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 질소 산화물 제거부는, 상기 배출 가스 세정부 내 또는 상기 배출 가스 세정부의 후단에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 산화 분해부와 상기 배출 가스 세정부 사이에 배출 가스를 냉각시키는 냉각부를 구비하고, 상기 질소 산화물 제거부는, 상기 냉각부 내 또는 상기 냉각부의 후단에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 양태에 따르면, 상기 산화 분해부는, 연료와 산소의 연소 반응열에 의해 배출 가스의 산화 분해를 행하는 연소식, 플라즈마에 의해 배출 가스를 분해하고, 분해 가스와 산소와의 반응에 의해 배출 가스를 산화 분해시키는 플라즈마식, 히터에 의해 배출 가스를 가열하고, 산소와 반응시켜 배출 가스를 산화 분해시키는 히터식, 산화 촉매에 배출 가스와 산소를 접촉시킴으로써 배출 가스를 산화 분해시키는 촉매식 중 어느 하나 이상의 방식을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 무해화 처리 후의 배출 가스 중에 다량의 산소가 남아 있는 배출 가스 처리 장치에 있어서, 삼원 촉매법을 적용하여 배출 가스의 처리시에 부차적으로 생성되는 NOx를 비약적으로 저감할 수 있고, 환경 부하를 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 배출 가스 처리 장치를 도시한 모식도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 배출 가스 처리 장치를 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 배출 가스 처리 장치를 도시한 모식도이다.
이하, 본 발명에 따른 배출 가스 처리 장치의 실시형태에 대해서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1 내지 도 3에 있어서, 동일하거나 또는 상당하는 구성 요소에는 동일한 부호를 붙여 중복된 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 연소식 배출 가스 처리 장치(1)를 도시한 모식도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 연소식 배출 가스 처리 장치(1)는, 배출 가스를 연소시켜 산화 분해하는 연소부(10)와, 연소 후의 배출 가스를 냉각시키는 냉각부(25)와, 냉각부(25)의 후단에 배치되어 냉각 후의 배출 가스를 세정하는 배출 가스 세정부(30)를 구비하고 있다. 연소부(10)는, 배출 가스를 연소시키는 연소실(12)과, 연소실(12)에 선회하는 화염을 형성하는 버너(11)를 갖고 있다. 연소실(12)은 연소부 접속관(13)에 의해 아래쪽으로 연장된다다. 배출 가스는, 바이패스 밸브(3방 밸브)(15)를 통해 연소부(10)에 공급된다. 배출 가스 처리 장치에 문제가 있는 경우에는, 이 바이패스 밸브(15)가 조작되어, 배출 가스가 배출 가스 처리 장치에 도입되지 않고, 도시하지 않은 바이패스관으로 보내지도록 되어 있다.
연료와 산소는 미리 예비 혼합기(16)에서 혼합되어 혼합 연료가 형성되고, 이 혼합 연료가 버너(11)에 공급되도록 되어 있다. 또한, 배출 가스를 연소(산화)시키기 위한 산소원이 되는 공기가 버너(11)에 공급된다. 버너(11)는 혼합 연료를 연소시켜 연소실(12)에 선회 화염을 형성하고, 이 선회 화염에 의해 배출 가스를 연소시킨다. 버너(11)의 내부에는 도시하지 않은 UV 센서가 배치되고, 이 UV 센서에 의해 선회 화염이 정상적으로 형성되는지 여부가 감시되고 있다. UV 센서의 주위에는 공기 및 질소가 퍼지 가스로서 공급된다(도시하지 않음). 연소실(12)의 상부에는 물(W1)이 공급된다. 이 물(W1)은 연소실(12)의 내면을 따라 흘러내려, 연소실(12)의 내면에 수막을 형성한다. 이 수막에 의해, 선회 화염의 열과 부식성 가스로부터 연소실(12)이 보호된다. 또한, 버너(11)와 연소실(12) 사이에는 버너(11)를 냉각시키기 위한 냉각수(W2)가 흐르는 도시하지 않은 냉각 수로가 형성된다.
버너(11)를 통해 연소실(12)에 도입된 배출 가스는, 선회 화염에 의해 연소된다. 이에 따라, 배출 가스에 포함되는 실란, 디실란, PFC 등의 가연성 가스나 난분해성 물질이 연소(산화)된다. 이 때, 분체 생성물로서 실리카(SiO2)가 생성된다. 이 실리카는 미소한 분진으로서 배출 가스 중에 존재한다.
이러한 분체 생성물의 일부는, 버너(11)나 연소실(12)의 내면에 퇴적된다. 그래서, 연소부(10)는, 도시하지 않은 스크레이퍼를 정기적으로 조작하여, 버너(11)나 연소실(12)의 내면에 퇴적된 분체 생성물을 긁어 떨어뜨리도록 구성된다. 연소실(12)의 아래쪽에는 순환수 탱크(20)가 배치된다. 순환수 탱크(20)의 내부에는 둑(21: bank)이 형성되고, 이 둑(21)에 의해 상류측의 제1 조(20A)와 하류측의 제2 조(20B)로 구획된다. 스크레이퍼에 의해 긁어 떨어뜨려진 분체 생성물은, 연소부 접속관(13)을 통해 순환수 탱크(20)의 제1 조(20A) 내에 낙하하고, 제1 조(20A)의 바닥부에 퇴적된다. 또한, 연소실(12)의 내면을 따라 흘러내린 수막은 제1 조(20A)로 유입된다. 제1 조(20A)의 물은, 둑(21)을 넘쳐흘러 제2 조(20B)로 유입되도록 되어 있다.
연소실(12)은 냉각부(25)를 통해 배출 가스 세정부(30)와 연통하고 있다. 이 냉각부(25)는, 연소부 접속관(13)을 향해 연장되는 배관(26)과, 이 배관(26) 내 및 배관(26)의 출구에 배치되는 스프레이 노즐(27, 27)을 갖는다. 스프레이 노즐(27)은, 배관(26)을 흐르는 배출 가스에 대향하도록 물을 분사한다. 따라서, 연소부(10)에 의해 처리된 배출 가스는, 스프레이 노즐(27)로부터 분사되는 물에 의해 냉각된다. 분사된 물은, 배관(26)을 통해 순환수 탱크(20)로 회수되도록 되어 있다.
냉각부(25)에서 냉각된 배출 가스는, 배출 가스 세정부(30)에 도입된다. 이 배출 가스 세정부(30)는, 물에 의해 배출 가스를 세정하고, 배출 가스에 포함되는 수용성의 유해 성분이나 미소한 분진을 제거하는 장치이다. 이 분진은, 주로, 연소부(10)에서의 연소(산화)에 의해 생성된 분체 생성물이다.
배출 가스 세정부(30)는, 가스 유로(32)를 형성하는 벽 부재(31)와, 가스 유로(32) 내에 배치되는 제1 미스트 노즐(33A), 제1 수막 노즐(33B), 제2 미스트 노즐(34A), 및 제2 수막 노즐(34B)을 구비하고 있다. 이러한 미스트 노즐(33A, 34A) 및 수막 노즐(33B, 34B)은, 가스 유로(32)의 중심부에 위치하고 있다. 제1 미스트 노즐(33A) 및 제1 수막 노즐(33B)은 제1 노즐 유닛을 구성하고, 제2 미스트 노즐(34A) 및 제2 수막 노즐(34B)은 제2 노즐 유닛을 구성한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 2조의 노즐 유닛이 마련된다. 또한, 노즐 유닛은 1조라도 좋고, 3조 이상의 노즐 유닛을 마련하여도 좋다.
제1 미스트 노즐(33A)은, 제1 수막 노즐(33B)보다도, 배출 가스의 유동 방향에 있어서 상류측에 배치된다. 마찬가지로, 제2 미스트 노즐(34A)은, 제2 수막 노즐(34B)보다도 상류측에 배치된다. 즉, 미스트 노즐과 수막 노즐이 교대로 배치된다. 미스트 노즐(33A, 34A), 수막 노즐(33B, 34B), 벽 부재(31)는, 내부식성이 있는 수지(예컨대 PVC: 폴리염화비닐)로 구성된다. 도시예에서 4개의 노즐이 도시되어 있지만, 노즐 개수는 적절하게 변경하여도 좋고, 또한, 미스트 노즐과 수막 노즐의 각각의 개수도 적절하게 변경하여도 좋다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배출 가스는, 배출 가스 세정부(30)의 하부에 마련된 냉각부(25)의 배관(26)으로부터 배출 가스 세정부(30)의 내부로 도입된다. 배출 가스는, 배출 가스 세정부(30) 내를 아래에서 위로 흐른다. 보다 상세하게는, 배관(26)으로부터 도입된 배출 가스는, 가스 유로(32)를 저속으로 상승한다. 가스 유로(32)에는, 미스트, 수막, 미스트, 및 수막이 이러한 순서로 형성된다.
배출 가스에 포함되는 직경 1 ㎛ 미만의 미소한 분진은, 확산 작용(브라운 운동)에 의해, 미스트를 구성하는 물 입자에 용이하게 부착되고, 이에 따라 미스트에 포착된다. 직경 1 ㎛ 이상의 분진도, 그 대부분은 동일하게 물 입자에 포착된다. 물 입자의 직경은 약 100 ㎛이기 때문에, 이 물 입자에 부착된 분진의 사이즈(직경)는 외관상 커진다. 따라서, 분진을 포함하는 물 입자는, 하류측의 수막에 관성 충돌에 의해 용이하게 부딪치고, 물 입자와 함께 분진은 배출 가스로부터 제거된다. 미스트 포착되지 않은 비교적 직경이 큰 분진도, 동일하게 하여 수막에 포착되고, 제거된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 배출 가스 세정부(30)의 아래쪽에는, 전술한 순환수 탱크(20)가 위치하고 있다. 미스트 노즐(33A, 34A) 및 수막 노즐(33B, 34B)로부터 공급된 물은, 순환수 탱크(20)의 제2 조(20B)로 회수된다. 제2 조(20B)에 저류된 물은, 순환수 펌프(P)에 의해 미스트 노즐(33A, 34A) 및 수막 노즐(33B, 34B)로 공급된다. 동시에, 순환수는, 물(W1)로서 연소부(10)의 연소실(12) 상부로 보내지고, 전술한 바와 같이, 연소실(12)의 내면에 수막을 형성한다. 순환수 탱크(20)에는 수위 센서(55)가 설치된다. 이 수위 센서(55)는 제2 조(20B)의 수위를 감시하고, 제2 조(20B)의 수위가 정해진 값을 초과할 때에, 밸브를 개방하여 제2 조(20B)의 물을 배출시킨다.
수막 노즐(34B)의 위쪽에는, 미스트 트랩(35)이 설치된다. 이 미스트 트랩(35)은, 그 내부에 복수의 방해판 혹은 충전재를 갖고 있고, 미스트를 포착할 수 있다. 이와 같이 하여, 미스트가 제거된 배출 가스는, 다음 단(段)에 공급된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 미스트 트랩(35)의 위쪽에는, 질소 산화물 제거부(40)(도 1에 있어서 점선으로 둘러싸인 부분)가 설치된다. 질소 산화물 제거부(40)에는, 배출 가스의 유동 방향의 상류측에서 하류측(도 1에 있어서 아래쪽에서 위쪽)을 향해 발열 반응부(41), 탈질소 반응부(42), CO 산화 반응부(43)가 이러한 순서로 설치되고, 각 반응부에는 촉매가 충전된다. 발열 반응부(41)의 전단(상류측)에 탄화수소(CnHm)와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 공급하는 탄화수소·일산화탄소 공급부(44)가 설치되고, CO 산화 반응부(43)의 전단(상류측)에 공기를 공급하는 공기 공급부(45)가 설치된다. 또한, 발열 반응부(41)를 정해진 온도 범위로 가열하기 위한 히터(46)가 마련된다. 히터(46)에 의해 가열된 발열 반응부(41)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(47)가 설치된다.
전술한 바와 같이 구성된 질소 산화물 제거부(40)에 있어서, 탄화수소·일산화탄소 공급부(44)로부터 배출 가스 중에 탄화수소(CnHm)가 공급되는 경우에 대해서 설명한다. 또한, 탄화수소·일산화탄소 공급부(44)에 의해 공급되는 것이 일산화탄소인 경우는, 산소와 반응하는 것이 탄화수소에서 일산화탄소로 치환되고, 탄화수소와 산소와의 반응에 의한 CO의 발생이 없어지는 것만이 이하의 설명과의 차이이다.
탄화수소를 포함한 배출 가스는, 발열 반응부(41)로 유입되고, 탄화수소는 산화 촉매의 존재 하에서 배출 가스 중에 다량으로 남아 있는 산소와 반응하여 열과 CO와 CO2를 발생한다. 발열 반응부(41)는 탄화수소의 공급 개시 전에 히터(46)에 의해 발열 반응을 시작할 수 있는 온도까지 승온된다. 또한, 발열 반응이 시작되면, 발생하는 열에 의해 반응부의 온도가 유지되기 때문에, 히터(46)는 정지한다. 탄화수소·일산화탄소 공급부(44)로부터의 탄화수소의 공급량은, 탄화수소가 산소보다 많아 탄화수소가 불완전 연소가 되는 공연비 1 미만의 양이다. 이렇게 해서, 배출 가스 중에서 산소가 제거된 후에, 배출 가스는, 완전히 연소되지 않고 남은 탄화수소와 발열 반응부(41)에서 발생한 CO와 함께 탈질소 반응부(42)로 유입된다. 따라서, 탈질소 반응부(42)로 유입되는 배출 가스 중에는, NOx, CO, 탄화수소가 공존하게 된다. 탈질소 반응부(42)에서, NOx를 탄화수소 및 CO와 반응시키고, 이에 따라 배출 가스 중의 NOx가 제거(또는 NOx량이 저감)된다. 탈질소 반응부(42)에 있어서의 반응으로 NOx가 제거(또는 NOx량이 저감)된 후의 배출 가스 중에는, NOx와의 반응에서 다 쓰고 남은 CO와 탄화수소가 잔류한다. 여기에 공기 공급부(45)로부터 공기가 공급된다. 공기 공급에 의해 산소를 포함하게 된 배출 가스는 CO 산화 반응부(43)로 유입된다. CO 산화 반응부(43)에서, 배출 가스 중에 잔류하고 있는 CO 및 탄화수소는 산소와 반응하여 CO2와 H2O가 된다. 이렇게 해서 NOx가 제거(또는 NOx량이 저감)된 배출 가스는 질소 산화물 제거부(40)로부터 배출된다. 질소 산화물 제거부(40)로부터 배출되는 배출 가스는, 냉각된 후에, 배기 덕트를 통해 대기로 배기된다.
다음에, 질소 산화물 제거부(40)에 있어서, 촉매의 존재 하에서 행해지는 각 반응에 대해서 설명한다.
탄화수소원으로서 메탄(CH4)을 첨가한 경우, 발열 반응부(41)에서 탄화수소가 산소보다 많은 공연비 1 미만에서는 이하의 반응이 일어난다.
CH4+O2→CO2+CO+H2O
CH4의 산화 반응에 의해 발열이 일어나고, 촉매가 가온되며, 또한 탈질소 반응을 방해하는 O2가 소비된다. 계속해서 탈질소 반응부(42)에서 CH4의 산화 반응보다도 반응 속도가 느린 CH4에 의한 환원 반응과, CH4의 산화 반응으로부터 생성되는 CO에 의한 환원 반응이 일어난다.
NOx+CH4→N2+CO2+H2O
NOx+CO→N2+CO2
전단의 탈질소 반응부(42)에서 환원 반응에 사용되지 않은 잉여 CH4 및 CO는 산소 혹은 공기를 첨가함으로써, CO 산화 반응부(43)에서 다음 반응이 일어나, 무해화할 수 있다.
CH4+CO+O2→CO2+H2O
또한, 탄화수소·일산화탄소 공급부(44)로부터 일산화탄소(CO)를 공급하는 경우, 발열 반응부(41)에서 CO가 산소보다 많은 공연비 1 미만에서는 이하의 반응이 일어난다.
CO+O2→CO2
CO의 산화 반응에 의해 발열이 일어나고, 촉매가 가온되며, 또한 탈질소 반응을 방해하는 O2가 소비된다. 계속해서 탈질소 반응부(42)에서 CO에 의한 환원 반응이 일어난다.
NOx+CO→N2+CO2
전단의 탈질소 반응부(42)에서 환원 반응에 사용되지 않은 잉여 CO는, 산소 혹은 공기를 첨가함으로써, CO 산화 반응부(43)에서 다음 반응이 일어나, 무해화할 수 있다.
CO+O2→CO2
발열 반응부(41), 탈질소 반응부(42), CO 산화 반응부(43)는 연속된 구조로 하는 것도 분리된 구조로 하는 것도 가능하다.
각 반응부에 이용하는 촉매로서는 실리카(SiO2) 및/또는 알루미나(Al2O3)를 담체로 하여, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 구리 산화물, 망간 산화물을 1종 이상 담지시킨 것을 사용한다. 촉매의 열화를 막기 위해 보조 촉매로서 산화세륨(CeO2), 란타나(La2O3), 지르코니아(ZrO2)가 포함되어 있어도 좋다. 각 반응부에서 동종의 것을 이용하는 것도 상이한 종류의 것을 이용하는 것도 가능하다.
상기 각 반응부의 온도는, 300℃∼600℃, 보다 바람직하게는 350℃∼500℃이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 연소식 배출 가스 처리 장치(1)를 도시한 모식도이다. 제2 실시형태에 있어서는, 질소 산화물 제거부(40)(도 2에 있어서 점선으로 둘러싸인 부분)는, 샤워 노즐(36)의 후단에 설치된다. 즉, 질소 산화물 제거부(40)는 배출 가스 세정부(30)의 후단에 설치된다. 그 때문에, 질소 산화물 제거부(40)로부터 배출된 배출 가스는, 냉각 수단을 통과하고 있지 않기 때문에 온도가 높은 상태이다. 따라서, 제2 실시형태에서는, 질소 산화물 제거부(40)의 후단(하류측)에 배출 가스를 냉각시키기 위한 가스 쿨러(50)를 설치하고 있다. 가스 쿨러(50)로 연소부(10)에 도입되는 배출 가스를 열교환에 의해 가온하여도 좋다. 도입되는 배출 가스를 가온함으로써 연소 효율이 향상되기 때문에 적합하다. 도 2에 도시된 질소 산화물 제거부(40)에 있어서의 반응은 도 1에 도시된 질소 산화물 제거부(40)와 동일하다. 또한, 그 밖의 구성은, 도 1에 도시된 연소식 배출 가스 처리 장치(1)와 동일하다.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 연소식 배출 가스 처리 장치(1)를 도시한 모식도이다. 제3 실시형태에 있어서는, 질소 산화물 제거부(40)(도 3에 있어서 점선으로 둘러싸인 부분)는 냉각부(25)의 배관(26)의 위치에 설치된다. 그 때문에, 배관(26) 내 및 배관(26)의 출구 위치에 스프레이 노즐(27)(도 1 및 도 2 참조)을 설치할 수 없다. 따라서, 제3 실시형태에서는, 배관(26)의 입구부에 사이드 스프레이 노즐(51)을 설치하고, 사이드 스프레이 노즐(51)로부터 물을 분사하여 연소부(10)로부터 배출된 배출 가스를 냉각시키도록 하고 있다. 사이드 스프레이 노즐 수량의 조정에 의해 배출 가스의 온도를 제어할 수 있기 때문에, 히터(46)(도 1 및 도 2 참조)를 생략할 수 있다. 또한, 발열 반응부(41), 탈질소 반응부(42) 및 CO 산화 반응부(43)의 외주부를 덮도록 단열재(52)를 마련하고 있다. 도 3에 도시된 질소 산화물 제거부(40)에 있어서의 반응은 도 1에 도시된 질소 산화물 제거부(40)와 동일하다. 또한, 그 밖의 구성은, 도 1에 도시된 연소식 배출 가스 처리 장치(1)와 동일하다. 또한, 질소 산화물 제거부(40)는, 배관(26)의 직후에 설치하여도 좋다.
다음에, 도 2에 도시된 연소식 배출 가스 처리 장치(1)를 이용하여 배출 가스 처리를 행한 시험 결과를, 이하의 표 1∼표 4에 나타낸다.
에칭 장치로부터 배출된 배출 가스를 도 2에 도시된 연소식 배출 가스 처리 장치(1)로 유도하여 처리하는 경우를 상정한 조건으로 시험을 행하였다. 질소 산화물 제거부(40)에 있어서, 탄화수소·일산화탄소 공급부(44)의 노즐로부터 도시가스(주성분: CH4)를 공급하였다. 촉매로서 Pt-Rh계, Pt계의 것을 사용하고, 촉매의 온도는 500℃가 되도록 설정하여 운전을 행하였다. CO 농도는 비분산형 적외선 흡수법에 의해 측정하고, NOx 농도는 화학 발광법에 의해 측정하였다.
시험1∼시험3에 있어서, 배출 가스 중의 NOx 농도가 각각 상이한 배출 가스의 처리를 행하였다. 즉, 질소 산화물 제거부(40)의 입구에 있어서의 배출 가스 중의 NOx 농도는, 시험1의 시험에 있어서 500 ppm, 시험2의 시험에 있어서 1500 ppm, 시험3의 시험에 있어서 3000 ppm이었다. 질소 산화물 제거부(40)의 입구에 있어서의 배출 가스 중의 CO 농도는, 시험1, 시험2, 시험3 중 어느 것에 있어서나 10 ppm보다 적었다.
시험 1
질소 산화물 제거부 입구 탈질소 반응부 출구 CO 산화 반응부 출구
CO 농도(ppm) < 10 4000-5000 < 10
NOx 농도(ppm) 500 < 10 < 10
시험 2
질소 산화물 제거부 입구 탈질소 반응부 출구 CO 산화 반응부 출구
CO 농도(ppm) < 10 4000-5000 < 10
NOx 농도(ppm) 1500 < 10 < 10
시험 3
질소 산화물 제거부 입구 탈질소 반응부 출구 CO 산화 반응부 출구
CO 농도(ppm) < 10 4000-5000 < 10
NOx 농도(ppm) 3000 < 10 < 10
표 1 내지 표 3으로부터 밝혀진 바와 같이, NOx 농도가, 500 ppm(시험1), 1500 ppm(시험2), 3000 ppm(시험3)으로 높지 않아도, 탈질소 반응부(42)에 있어서 NOx가 환원되고, 탈질소 반응부(42)의 출구에 있어서의 NOx 농도는 어느 경우나 10 ppm보다 적었다.
한편, CO 농도는, 질소 산화물 제거부(40)의 입구에 있어서, 시험1, 시험2, 시험3 중 어느 것에 있어서나 10 ppm보다 적지만, 탄화수소·일산화탄소 공급부(44)로부터 공급된 CH4의 산화 반응에 의해 생성된 CO가 탈질소 반응부에 제공되고, NOx의 환원 반응에 사용되지 않은 CO의 농도, 즉 탈질소 반응부(42)의 출구에 있어서의 CO 농도는, 4000-5000 ppm으로 높아졌다. 그 후, 탈질소 반응부(42)로부터 나온 배출 가스에 공기(산소 함유 기체)가 첨가되고, 배출 가스 중에 남은 CH4와 CO는 CO 산화 반응부(43)에 있어서 산화되어, CO 산화 반응부(43)의 출구에 있어서의 CO 농도는 10 ppm보다 적어졌다.
이러한 시험1에서 시험3까지의 시험 결과를 하나로 통합한 것이 표 4이다.
질소 산화물 제거부 입구 질소 반응부 출구 산화 반응부 출구
CO 농도(ppm) < 10 4000-5000 < 10
Ox 농도(ppm) 500-3000 < 10 < 10
표 4로부터 밝혀진 바와 같이, 도 2에 도시된 배출 가스 처리 장치를 이용하여 배출 가스 처리를 행함으로써, 질소 산화물 제거부 입구에 있어서의 배출 가스 중의 NOx 농도가, 500-3000 ppm으로 높아도, 탈질소 반응부에서 NOx를 환원시켜, 탈질소 반응부 출구에 있어서의 NOx 농도를 10 ppm보다 적게 할 수 있었다.
또한, 탈질소 반응부 출구에 있어서의 CO 농도가, 4000-5000 ppm이어도, CO 산화 반응부 출구에 있어서의 CO 농도를 10 ppm보다 적게 할 수 있었다.
지금까지 본 발명의 실시형태에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시형태에 한정되지 않고, 그 기술 사상의 범위 내에서, 여러 가지 상이한 형태로 실시되어도 좋은 것은 물론이다.
1 : 연소식 배출 가스 처리 장치 10 : 연소부
11 : 버너 12 : 연소실
13 : 연소부 접속관 15 : 바이패스 밸브(3방 밸브)
16 : 예비 혼합기 20 : 순환수 탱크
20A : 제1 조 20B : 제2 조
21 : 둑 25 : 냉각부
26 : 배관 27 : 스프레이 노즐
30 : 배출 가스 세정부 31 : 벽 부재
32 : 가스 유로 33A : 제1 미스트 노즐
33B : 제1 수막 노즐 34A : 제2 미스트 노즐
34B : 제2 수막 노즐 35 : 미스트 트랩
36 : 샤워 노즐 40 : 질소 산화물 제거부
41 : 발열 반응부 42 : 탈질소 반응부
43 : CO 산화 반응부 44 : 탄화수소·일산화탄소 공급부
45 : 공기 공급부 46 : 히터
47 : 온도 센서 50 : 가스 쿨러
51 : 사이드 스프레이 노즐 55 : 수위 센서

Claims (9)

  1. 배출 가스를 산화 분해하는 산화 분해부와, 산화 분해 후의 배출 가스를 세정하는 배출 가스 세정부를 구비한 배출 가스 처리 장치에 있어서,
    상기 산화 분해부의 후단에, 배출 가스 중에 포함되는 질소 산화물을 제거하는 질소 산화물 제거부를 구비하고,
    상기 질소 산화물 제거부는, 상기 산화 분해부에서 배출된 배출 가스 중에 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 공급하여 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 배출 가스 중에 잔존하는 산소와 반응시켜 배출 가스 중에서 산소를 제거한 후에, 배출 가스 중의 질소 산화물을 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽과 반응시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배출 가스 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽의 공급량은, 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽이 불완전 연소되는 공연비 1 미만의 양인 것을 특징으로 하는 배출 가스 처리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 질소 산화물 제거부는, 상기 산화 분해부에서 배출된 배출 가스 중에 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 공급하는 탄화수소·일산화탄소 공급부와, 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 촉매의 존재 하에서 배출 가스 중에 잔존하는 산소와 반응시키는 발열 반응부와, 배출 가스 중의 질소 산화물을 촉매의 존재 하에서 배출 가스 중의 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽과 반응시키는 탈질소 반응부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 처리 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 질소 산화물 제거부는, 배출 가스 중의 질소 산화물을 배출 가스 중의 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽과 반응시킨 후에, 배출 가스 중에 공기 또는 산소를 공급하고, 공급된 공기 중의 산소 또는 공급된 산소와 배출 가스 중에 잔존하는 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 반응시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 배출 가스 처리 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 질소 산화물 제거부는, 상기 발열 반응부, 탈질소 반응부의 후단에 배출 가스 중에 공기 또는 산소를 공급하는 공급부와, 공급된 공기 중의 산소 또는 공급된 산소와 배출 가스 중에 잔존하는 탄화수소와 일산화탄소 중 적어도 한쪽을 촉매의 존재 하에서 반응시키는 CO 산화 반응부를 구비하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 처리 장치.
  6. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 각 반응부에서 이용하는 촉매는, 실리카(SiO2)과 알루미나(Al2O3) 중 하나 이상을 담체로 하여, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 구리 산화물, 망간 산화물을 1종 이상 담지시킨 것을 특징으로 하는 배출 가스 처리 장치.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 질소 산화물 제거부는, 상기 배출 가스 세정부 내 또는 상기 배출 가스 세정부의 후단에 배치되는 것을 특징으로 하는 배출 가스 처리 장치.
  8. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화 분해부와 상기 배출 가스 세정부 사이에 배출 가스를 냉각시키는 냉각부를 구비하고, 상기 질소 산화물 제거부는, 상기 냉각부 내 또는 상기 냉각부의 후단에 배치되는 것을 특징으로 하는 배출 가스 처리 장치.
  9. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산화 분해부는, 연료와 산소의 연소 반응열에 의해 배출 가스의 산화 분해를 행하는 연소식, 플라즈마에 의해 배출 가스를 분해하고, 분해 가스와 산소와의 반응에 의해 배출 가스를 산화 분해시키는 플라즈마식, 히터에 의해 배출 가스를 가열하고, 산소와 반응시켜 배출 가스를 산화 분해시키는 히터식, 산화 촉매에 배출 가스와 산소를 접촉시킴으로써 배출 가스를 산화 분해시키는 촉매식 중 어느 하나 이상의 방식을 구비하는 것을 특징으로 하는 배출 가스 처리 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102089599B1 (ko) * 2019-07-12 2020-03-16 성진엔지니어링(주) 반도체 폐가스 처리장치

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105605595B (zh) * 2016-01-12 2017-12-29 北京化工大学 含氰类、烃类和NOx的工业废气一体化净化方法及系统
CN105823065B (zh) * 2016-05-26 2018-05-22 安徽绿雅环境工程有限公司 一种用于易燃易爆高浓度多组份有机废气的处理装置
KR101780698B1 (ko) 2017-08-25 2017-09-25 주식회사 이에스엔디 질소산화물을 포함하는 유해가스 처리시스템
KR101984814B1 (ko) * 2017-08-31 2019-05-31 주식회사 에코에너젠 Ipa를 포함하는 공정 배기 스트림의 처리 시스템
TWI660116B (zh) * 2017-10-05 2019-05-21 漢科系統科技股份有限公司 尾氣處理設備
JP7076223B2 (ja) * 2018-02-26 2022-05-27 株式会社荏原製作所 湿式除害装置
CN108434947B (zh) * 2018-03-15 2020-12-04 浙江祥泰环境科技有限公司 一种节能型废气净化设备
CN108479372A (zh) * 2018-04-23 2018-09-04 泰山学院 一种锅炉烟气脱硝除尘装置及其使用方法
CN108389788B (zh) * 2018-04-25 2023-08-25 长鑫存储技术有限公司 扩散炉管设备及处理废气的方法
CN110180311B (zh) * 2019-06-28 2021-07-02 江苏瑞立环保工程股份有限公司 一种垃圾焚烧发电厂的烟气分级处理装置
KR102135068B1 (ko) * 2019-09-03 2020-07-17 (주)다산이엔지 폐가스 선별분리 처리장치 및 그 제어방법
TWI817493B (zh) * 2022-05-10 2023-10-01 鼎佳能源股份有限公司 低溫氫氣氧化系統
CN115155580B (zh) * 2022-07-23 2023-09-12 重庆科技学院 一种用于有机废气催化燃烧的高抗氯性及抗热老化性催化剂及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63119850A (ja) 1986-11-10 1988-05-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃焼排ガス浄化用触媒

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002364821A (ja) * 2001-06-12 2002-12-18 Sumitomo Seika Chem Co Ltd 排ガスの処理方法および処理装置
BR0316367A (pt) * 2002-11-15 2005-10-04 Catalytica Energy Sys Inc Dispositivos e métodos para redução de emissões de nox de motores de queima pobre
JP2009078237A (ja) * 2007-09-27 2009-04-16 Hitachi Ltd 半導体，液晶製造装置からの排出ガス処理方法
JP2009165904A (ja) * 2008-01-10 2009-07-30 Honda Motor Co Ltd 排ガス浄化装置
KR101476606B1 (ko) * 2012-10-24 2014-12-24 유니셈(주) 질소산화물 저감형 스크러버

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63119850A (ja) 1986-11-10 1988-05-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 燃焼排ガス浄化用触媒

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102089599B1 (ko) * 2019-07-12 2020-03-16 성진엔지니어링(주) 반도체 폐가스 처리장치

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