KR20170053406A - 촉매식 폐가스 처리 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과불화 화합물과 산성 가스의 혼합물인 폐가스를 처리하기 위한 것으로서 폐가스 중 산성 가스를 1차 처리하는 이중관 구조의 전처리 유닛과, 상기 전처리 유닛을 통과한 폐가스의 과불화 화합물을 처리하는 촉매 처리 유닛과 상기 촉매 처리 유닛을 통과한 폐가스 중 잔존하는 산성 가스를 처리하는 후처리 유닛을 포함하여 산성 가스의 제거 성능을 향상시켜 설비의 손상을 방지하는 한편 과불화 화합물 역시 보다 효율적으로 제거할 수 있는 촉매식 폐가스 처리 장치 및 방법이다.

Description

촉매식 폐가스 처리 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR TREATING WASTE GAS BY CATALYST}
본 발명은 과불화 화합물과 산성 가스의 혼합물인 폐가스를 처리하기 위한 것으로서 폐가스 중 산성 가스를 1차 처리하는 이중관 구조의 전처리 유닛과, 상기 전처리 유닛을 통과한 폐가스의 과불화 화합물을 처리하는 촉매 처리 유닛과 상기 촉매 처리 유닛을 통과한 폐가스 중 잔존하는 산성 가스를 처리하는 후처리 유닛을 포함하여 산성 가스의 제거 성능을 향상시켜 설비의 손상을 방지하는 한편 과불화 화합물 역시 보다 효율적으로 제거할 수 있는 촉매식 폐가스 처리 장치 및 방법이다.
일반적으로 과불화 화합물(Perfluoro compound)은 반도체 식각공정의 에칭제(etchant) 및 화학증착공정(chemical vapor deposition process)의 반응기(chamber) 세정제로 널리 쓰이는 가스이다.
그런데, 반도체공정에 사용되는 과불화 화합물은 공정중에 전량 소비되지 않기 때문에 미 반응 가스가 잔류되는 경우가 많고, 이에 더하여 부차적으로 생성되는 가스가 발생되는 경우도 있으며, 심지어는 원료 가스가 그대로 진공 펌프에서 배출되는 경우도 있다.
이러한 용도의 과불화 화합물로는 CF4, CHF3, NF3, SF6 등이 사용될 수 있고, 더욱이 반도체 공정뿐만 아니라 종래에 사용되던 클로로-플루오로카본(chloro-fluorocarbon; CFC)을 대체하여 세정제, 에칭제, 용매, 반응원료 등의 목적으로 사용되는 공정 및 작업장에서 배출되는 폐가스에도 포함될 수 있다.
비록 과불화 화합물이 종래에 사용되던 CFC보다도 안전하고 안정한 물질이지만 지구온난화 지수(global warming potential)가 이산화탄소 대비 수천∼수만 배로 매우 높다.
따라서, 과불화 화합물을 대기 중으로 배출하는 것은 환경 보호를 위해 규제의 대상이 되고 있고, 앞으로도 그 규제가 더욱 강화될 전망이다.
이에, 반도체 공정이나 과불화 화합물을 다루는 공정 및 작업장에서 배출되는 폐가스에 포함된 과불화 화합물을 처리하기 위하여 I) 직접 연소법, ii) 플라즈마 분해법, iii) 회수법, iv) 촉매 분해법 등 여러 가지 제거방법들이 알려져 있으며, 각각의 기술마다 문제점을 갖고 있어 아직은 상업적 적용에 문제점이 따르고 있는 실정이다.
구체적으로 상기의 과불화 화합물의 제거방법을 살펴보면, i) 직접 연소법은 과불화 화합물을 포함하는 폐가스를 가연성 가스를 이용해 1,400 ℃ 이상의 고온에서 직접 연소하는 방법으로서, 가장 간편한 과불화 화합물 처리방법 중의 하나다.
그러나, 반응온도가 높아 여러 가지 부가적인 문제점이 발생하는바, 특히 폐가스 중에 과불화 화합물과 함께 포함되어 있는 질소와 산소가 반응하여 유해 물질인 질소산화물(thermal NOx)을 다량 생성될 뿐만 아니라, 과불화 화합물 분해 시 발생되는 HF에 의하여 장치부식이 심하게 일어나 질소산화물 처리 및 장치의 유지보수를 위한 비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.
ii) 플라즈마 분해법은 과불화 화합물을 포함하는 폐가스를 플라즈마 영역을 통과시켜 분해 제거하는 기술로서, 과불화 화합물 분해에는 효과적이나 높은 에너지 상태의 플라즈마를 사용하기 때문에 과불화 화합물의 무차별 분해에 의해 생성된 유리기(radical)들의 이차 반응으로 다양한 종류의 부산물이 생성되는 문제점이 있다.
또한, 플라즈마를 안정적으로 장시간 발생시키기 위한 플라즈마 발생장치의 내구성 및 경제성에 있어서도 문제점이 있다.
iii) 회수법은 폐가스에 포함된 과불화 화합물 성분을 PSA(pressure swing adsorption) 또는 분리막(membrane) 등을 사용하여 분리한 다음 회수하는 방법으로서, 과불화 화합물의 재활용이 가능하다는 측면에서 바람직하지만, 반도체 공정에서와 같이 불규칙적으로 소량 배출되는 과불화 화합물을 처리하는 경우에 있어서는 경제성이 낮은 방법이다.
iv) 촉매 분해법은 촉매 및 수증기를 사용하여 과불화 화합물 분해가 500∼800 ℃의 저온에서 일어나게 유도함으로서 질소산화물(thermal NOx)의 발생 및 장치 부식을 크게 낮출 수 있기 때문에 직접 분해법 및 플라즈마 분해법의 대안으로 널리 연구되어 왔다.
그러나, 500∼800 ℃의 운전조건은 촉매가 물리적 또는 화학적인 변화 없이 장시간 활성을 유지하기에는 여전히 높은 온도조건으로서 촉매의 내구성을 확보하는 것이 가장 큰 걸림돌이 되고 있다.
즉, 부산물로 생성되는 HF와 수증기가 동시에 존재하는 500∼800 ℃의 반응 분위기에서 지속적으로 내구성을 갖는 촉매개발이 상업화의 관건이 되고 있으며, 이 때문에 과불화 화합물 분해용 촉매의 개발은 최근까지도 계속되고 있다.
이러한 촉매분해 반응에서 적용 가능한 촉매로는 대부분 고체산 촉매가 널리 알려져 있으며, 이 중에서도 γ-Al2O3 촉매가 가장 많이 이용되고 있다. SF6 제거와 유사한 과불화 화합물s 가스를 제거하기 위한 촉매로는 알루미나를 기본 촉매로 하여 Ni, Co, P, Fe, Ti, Zn, La, Ce 등 금속 첨가물로 촉매를 제조하여 제거하는 방식의 기술이 많이 발표되었다.
이외에 포스페이트계 촉매, 지르코니아계 촉매, 실리카계 촉매로도 연구되었으며, 알루미나 상에 황산, 인산, 붕산 등 무기산을 담지시킨 촉매도 연구되었다.
그런데, 상술한 바와 같은 종래의 촉매 분해 기술을 이용하는 경우 다음과 같은 문제점이 있었다.
즉, 상기 과불화 화합물을 포함하는 폐가스는 일반적으로 산성 가스를 포함하고 있다.
그런데, 상술한 바와 같은 종래 기술의 경우 상기 산성 가스를 제대로 제거하지 못하여 설비에 손상이 발생되는 문제점이 있었다.
한편, 상술한 과불화 화합물 등에 대한 처리 장치 자체는 널리 알려진 기술로서 아래의 선행기술문헌에 자세히 기재되어 있으므로 중복되는 설명과 도시는 생략한다.
한국 등록 특허 제10-0806011호 한국 등록 특허 제10-0907444호 한국 등록 특허 제10-1406198호
따라서 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 폐가스 중 산성 가스를 1차 처리하는 이중관 구조의 전처리 유닛과, 상기 전처리 유닛을 통과한 폐가스의 과불화 화합물을 처리하는 촉매 처리 유닛과, 상기 촉매 처리 유닛을 통과한 폐가스 중 포함되어 있는 산성 가스를 처리하는 후처리 유닛을 포함하여 산성 가스의 제거 성능을 향상시켜 설비의 손상을 방지하는 한편 과불화 화합물 역시 보다 효율적으로 제거할 수 있는 촉매식 폐가스 처리 장치 및 방법을 제공함에 목적이 있다.
그러나, 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아랫니 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 과불화 화합물과 산성 가스의 혼합물인 폐가스가 유입되는 것으로서 상기 산성 가스를 1차 처리하는 전처리 유닛과, 상기 전처리 유닛을 통과한 폐가스의 과불화 화합물을 처리하는 촉매 처리 유닛과, 상기 촉매 처리 유닛을 통과한 폐가스 중에 포함되는 산성 가스를 처리하는 후처리 유닛을 포함하되, 상기 전처리 유닛은 이중관 구조의 전처리 챔버와, 상기 전처리 챔버내부에 설치되는 폐가스 처리부를 포함하되, 상기 전처리 챔버는 상기 폐가스가 유입되는 외부관과, 상기 외부관 내부에 설치되어 상기 내부관과 연통되는 것으로서 상기 폐가스 처리부가 내부에 설치되는 내부관을 포함하고, 상기 촉매 처리 유닛은 내부에 촉매가 설치되는 촉매 처리 챔버와 상기 촉매 처리 챔버의 폐가스를 가열하는 가열부를 포함하며, 상기 후처리 유닛은 후처리 챔버와, 상기 후처리 챔버 내부에 폐가스 유동 방향을 따라 설치되는 폐가스 처리부를 포함하는 촉매식 폐가스 처리 장치에 일 특징이 있다.
이때, 상기 전처리 챔버에 설치되는 폐가스 처리부는 상기 외부관 내부에 설치되는 이온 처리부와, 상기 내부관 내부에 설치되는 수처리부를 포함하되, 상기 이온 처리부는 상기 외부관 내부에 원주 방향으로 다수 개 설치되는 한편 상기 폐가스의 유동 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 이온 교환 필터와, 상기 이온 교환 필터 일 측에 설치되어 이온 교환 용액을 상기 이온 교환 필터측으로 분사하는 복수 개의 분사부와 상기 분사부에 이온 교환 용액을 공급하는 용액 공급부를 포함하고, 상기 수처리부는 상기 내부관 내부에 폐가스 유동 방향을 따라 설치되는 것으로서 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 수처리 필터와, 상기 수처리 필터 일 측에 설치되어 세척수를 상기 수처리 필터측으로 분사하는 복수 개의 분사부와, 상기 분사부에 세척수를 공급하는 세척수 공급부를 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 전처리 유닛과 촉매 처리 유닛을 통과한 폐가스가 유입되는 후처리 유닛은 이중관 구조의 후처리 챔버를 포함하되, 상기 후처리 챔버는 상기 촉매 처리 유닛을 통과한 폐가스가 유입되는 외부관과, 상기 외부관 내부에 설치되어 상기 외부관과 연통되는 내부관을 포함하고, 상기 폐가스 처리부는 상기 외부관 내부에 설치되는 수처리부와, 상기 내부관 내부에 설치되는 이온 처리부를 포함하되, 상기 이온 처리부는 상기 내부관 내부에 폐가스 유동 방향을 따라 설치되는 것으로서 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 이온 교환 필터와, 상기 이온 교환 필터 일 측에 설치되어 이온 교환 용액을 상기 이온 교환 필터측으로 분사하는 복수 개의 분사부와, 상기 분사부에 이온 교환 용액을 공급하는 용액 공급부를 포함하고, 상기 수처리부는 상기 외부관 내부에 원주 방향으로 다수 개 설치되는 한편 상기 폐가스의 유동 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 수처리 필터와, 상기 수처리 필터 일 측에 설치되어 세척수를 상기 수처리 필터측으로 분사하는 복수 개의 분사부와 상기 분사부에 세척수를 공급하는 세척수 공급부를 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 용액 공급부는 상기 전처리 유닛에 설치되는 이온 처리부와 후처리 유닛에 설치되는 이온 처리부에 이온 교환 용액을 공급하기 위한 것으로서, 상기 전처리 유닛의 외부관에 설치되는 분사부에 이온 교환 용액을 공급하는 제1라인과, 상기 외부관 저면에 설치되어 저장된 이온 교환 용액을 회수하는 제2라인과, 상기 후처리 유닛의 내부관에 설치되는 분사부에 이온 교환 용액을 공급하는 제3라인과, 상기 내부관 저면에 설치되어 저장된 이용 교환 용액을 회수하는 제4라인과, 상기 제1라인과 제2라인 그리고 제3라인과 제4라인에 각각 연결되어 상기 제2라인과 제4라인으로부터 이온 교환 용액을 회수한 후 상기 제1라인과 제3라인으로 상기 회수된 이온 교환 용액을 공급하는 펌프를 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 세척수 공급부는 상기 전처리 유닛에 설치되는 수처리부와 후처리 유닛에 설치되는 수처리부에 세척수를 공급하기 위한 것으로서, 상기 전처리 유닛의 내부관에 설치되는 분사부에 세척수를 공급하는 제1라인과, 상기 내부관 저면에 설치되어 저장된 세척수를 회수하는 제2라인과, 상기 후처리 유닛의 외부관에 설치되는 분사부에 세척수를 공급하는 제3라인과, 상기 외부관 저면에 설치되어 저장된 세척수를 회수하는 제4라인과, 상기 제1라인과 제2라인 그리고 제3라인과 제4라인에 각각 연결되어 상기 제2라인과 제4라인으로부터 세척수를 회수한 후 상기 제1라인과 제3라인으로 상기 회수된 세척수를 공급하는 펌프를 포함하는 것도 가능하다.
또한, 상기 전처리 챔버 또는 후처리 챔버의 내부관 일 측에 연통공이 형성되어 외부관과 연통되되, 상기 연통공의 위치는 상기 내부관 또는 외부관에 저장된 이온 교환 용액 또는 세척수 보다 높은 위치에 형성된 것도 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 처리 장치를 이용하여 상기 폐가스를 처리하는 방법으로서, 상기 폐가스가 전처리 챔버의 외부관을 통해 유입되면서 상기 외부관에 설치된 이온처리부에 의해 상기 폐가스의 산성 가스가 1차적으로 중화되어 제거된 후, 상기 폐가스는 내부관으로 유입되면서 상기 내부관에 설치된 수처리부에 의해 이물질이 필터링되어 배출되고, 상기 배출된 폐가스는 상기 가열부를 통해 가열된 상태로 촉매 처리 유닛으로 유입되어 촉매에 의해 과불화 화합물이 분해된 후 배출되고, 상기 배출된 폐가스는 후처리 챔버의 외부관을 통해 유입되면서 상기 외부관에 설치된 수처리부에 의해 산성 가스 일부를 제거하는 한편 이물질을 필터링한 후 상기 내부관으로 유입되어 상기 분해된 과불화 화합물이 입자화되어 제거되는 한편 잔존하는 산성 가스가 중화되어 제거되는 촉매식 폐가스 처리 방법에 또 다른 특징이 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상 설명한 본 발명에 의해 종래보다 산성 가스 제거 성능을 향상시켜 설비의 부식을 방지하는 한편 과불화 화합물의 제거 성능 또한 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치를 설명하는 개념도이며,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치로서 전처리 유닛을 설명하는 개념도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치 후처리 유닛을 설명하는 개념도이며,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치로서 전처리 유닛과 후처리 유닛 그리고 촉매 처리 유닛 모두를 설명하는 개념도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치를 설명하는 개념도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치로서 전처리 유닛을 설명하는 개념도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치 후처리 유닛을 설명하는 개념도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치로서 전처리 유닛과 후처리 유닛 그리고 촉매 처리 유닛 모두를 설명하는 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 처리 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 과불화 화합물과 산성 가스의 혼합물인 폐가스가 유입되는 것으로서 상기 산성 가스를 1차 처리하는 전처리 유닛(100)과, 상기 전처리 유닛(100)을 통과한 폐가스의 과불화 화합물을 처리하는 촉매 처리 유닛(200)과, 상기 촉매 처리 유닛(200)을 통과한 촉매 반응 과정에서 발생하는 산성 가스를 처리하는 후처리 유닛(300)을 포함한다.
즉, 폐가스의 산성 가스는 상기 전처리 유닛(100)에서 1차 처리되고 후처리 유닛(300)에서 잔존하는 산성 가스가 처리되어 최종적으로 깨끗한 가스가 배출되고, 과불화 화합물은 상기 촉매 처리 유닛(200)에서 처리된다.
이때, 상기 전처리 유닛(100)은 도시된 바와 같이 이중관 구조의 전처리 챔버(110)를 포함할 수 있으며, 이를 위해 상기 전처리 챔버(110)는 폐가스가 유입되는 통로인 유입부(도시하지 않음)가 상부에 구비된 외부관(112)과, 상기 외부관(112) 내부에 설치되어 하부에 내부로 연통된 연통공(도시하지 않음)가 하나 이상 형성되며 상기 연통공의 상부로 폐가스 처리부(S)가 내부에 설치되는 내부관(111)을 포함할 수 있다. 상기 연통공의 하부로 처리수 등이 수용되는 수용부(도시하지 않음)가 구비된다. 상기 내부관(111)의 상부에 폐가스 처리부(S)를 통과한 가스가 배출되는 배출부가 구비된다.
예를 들어 중공의 원통 형상인 외부관(112) 내부에 유사한 형상의 내부관(111)이 배치되는 것이다. 이때 상기 폐가스를 처리하는 폐가스 처리부(S)가 상기 내부관(111) 내부에 설치되는 것이다.
이러한 구성에 의해 폐가스가 유입부를 통하여 상기 외부관(112)으로 유입된 후 도면상 하측 방향으로 유동한 후 연통공을 통하여 내부관(111) 내부로 유입되어 도면상 상부 방향으로 유동하면서 상기 폐가스 처리부(S)에 의해 상기 폐가스의 산성 가스가 1차 처리되는 것이다.
이후, 상기 폐가스 처리부(S)에 의해 처리된 폐가스는 도면상 상부 방향으로 토출되어 후술되는 촉매 처리 유닛(200)으로 이동된다.
한편, 상기 전처리 유닛(100)은 다양한 형상을 이용할 수 있으며 예를 들어 도 1에 도시된 실시예와 같이 도면상 좌측에 형성된 입구를 통해 유입된 후 도면상 상부측에 형성된 출구를 통해 배출될 수 있다.
다만 이는 본 발명을 설명하기 위한 일 실시예예에 불과한 것으로서 본 발명은 이러한 실시예에 의해 제한되지 않음은 분명하다.
상술한 바와 같이 폐가스는 본 발명의 전처리 유닛(100)에서 산성 가스가 1차 처리된 후 폐가스의 과불화 화합물을 처리하기 위해 촉매 처리 유닛(200)으로 투입되며 이를 위한 상기 촉매 처리 유닛(200)은 도 1에 도시된 바와 같이 내부에 촉매(CA)가 설치되는 중공의 촉매 처리 챔버(210)로 이루어지며, 촉매 처리 챔버(210)에 유입되는 폐가스를 가열하는 가열부(220)를 포함할 수 있다.
상기 촉매 처리 챔버(210)의 경우 상기 촉매(CA)가 내부 설치될 수 있는 형상인 한 다양한 형상을 이용할 수 있으며 예를 들어 도 1에 도시된 실시예와 같이 촉매 처리 챔버(210) 내부 높이 방향 중앙 지점에 상기 촉매(CA)를 설치한 후 상기 촉매 처리 챔버(210)의 도면상 상부측에서 폐가스가 유입된 후 상기 촉매(CA)를 거쳐 도면상 하부측 방향으로 배출될 수 있다.
다만, 이는 본 발명을 설명하기 위한 일 실시예에 불과한 것으로서 본 발명은 이러한 실시예에 의해 제한되지 않음은 분명하다.
또한 상기 촉매(CA)의 경우 상기 과불화 화합물을 처리하기 위한 것으로서 이러한 기능을 수행할 수 있는 한 어떠한 종류라도 사용가능하다.
한편, 상기 가열부(220)는 과불화 화합물이 상기 촉매(CA)에 보다 효율적으로 처리될 수 있도록 온도를 상승시키는 역할을 하며 이를 위해 널리 알려진 열선 등을 이용할 수 있다.
상기 가열부(220)는 촉매 처리 챔버(210)를 둘러싸는 열선으로 형성될 수도 있으며, 가열이 균일하고 확실하게 이루어지도록 전처리 챔버(110)와 촉매 처리 챔버(210) 사이에 배관을 감싸는 형태로 상기 열선 등을 이용하는 가열하는 예비 가열부(221)를 더 포함할 수 있다. 상기 가열부(220)는 촉매 처리 챔버(210) 내측과 외측에 구비될 수 있다. 이러한 구성에 의해 상기 전처리 챔버(110)에서 토출되는 폐가스의 온도가 상승된 후 상기 촉매(CA)로 투입되는 것이다.
상기 후처리 유닛(300)은 상기 전처리 유닛(100)과 촉매 처리 유닛(200)을 통과한 폐가스가 투입되어 잔존하는 산성 가스를 최종 처리하는 것으로서 이를 위해 도 1에 도시된 바와 같이 후처리 챔버(310)와, 상기 후처리 챔버(310) 내부에 폐가스 유동 방향을 따라 설치되는 폐가스 처리부(S)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 폐가스 처리부(S)가 내부에 설치되는 후처리 챔버(310)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 도 1에 도시된 실시예와 같이 원통 형상을 가져 내부에 폐가스 처리부(S)가 설치되는 한편 상부측은 상대적으로 좁은 직경을 가져 최종 처리된 폐가스가 배출되도록 하는 것도 가능하다.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 산성 가스를 처리하기 위해 이온 교환 용액(IW)과 세척수(WW)를 이용할 수 있으며 상기 이온 교환 용액(IW)과 세척수(WW)를 공급하기 위한 용액 공급부(IU) 및 세척수 공급부(WU)를 포함할 수 있으며 이에 대해서는 따로이 설명하기로 한다.
또한, 상기 전처리 유닛(100)과 후처리 유닛(300)에서 처리 과정동안 발생한 폐수는 드레인 펌프(PU)를 이용하여 배출하는 것도 가능하고 후술되는 바와 같이 상기 용액 공급부(IU) 및 세척수 공급부(WU)의 공급 펌프(IU-5,WU-5)를 이용하는 것도 가능하다.
이하 도 2를 참조하여 상기 전처리 유닛(100)에 대해 보다 상세히 설명한다.
도시된 바와 같이 상기 전처리 유닛(100)은 이중관 구조의 전처리 챔버(110)를 포함한다.
이때, 상기 전처리 챔버(110)에 설치되는 폐가스 처리부(S)는 상기 외부관(112) 내부에 설치되는 이온 처리부(IS)와, 상기 내부관(111) 내부에 설치되는 수처리부(WS)를 포함한다.
즉, 본 발명의 폐가스 처리부(S)는 이온 처리부(IS)와 수처리부(WS)를 포함하되, 상기 이온 처리부(IS)는 상기 이중관 구조의 전처리 챔버(110) 중 외부관(112) 내부에 설치되고, 상기 수처리부(WS)는 상기 전처리 챔버(110) 중 내부관(111) 내부에 설치되는 것이다.
이때, 상기 이온 처리부(IS)는 상기 폐가스중 산성 가스를 처리하기 위한 이온 교환 필터(IF)와 상기 이온 교환 필터(IF) 일 측에 설치되어 이온 교환 용액(IW)을 상기 이온 교환 필터(IF)측으로 분사하는 복수 개의 분사부(IP)와 상기 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 용액 공급부(IU)를 포함한다.
이때, 상기 이온 교환 필터(IF)는 상기 외부관(112) 내부에 원주 방향으로 다수 개 설치되는 한편 상기 폐가스의 유동 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치될 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 실시예와 같이 상기 이온 교환 필터(IF)는 상기 외부관(112) 내부에 상호 마주보는 방향으로 설치되되 폐가스의 유동 방향 즉, 도면상 하측 방향으로 다수 개 설치될 수 있다.
이러한 이온 교환 필터(IF)를 상기 산성 가스가 통과하면서 처리되며, 이를 위해 상기 이온 교환 필터(IF)는 염기성 특성을 가지는 필터망과 상기 필터망이 지지되는 프레임을 포함할 수 있다. 이러한 이온 교환 필터(IF)를 산성 가스가 통과하면서 중화되어 제거되는 것이다.
또한, 상기 산성 가스 제거 효율을 향상하기 위해 상기 이온 교환 필터(IF)에 이온 교환 용액(IW)을 투입하는 것도 가능하다.
예를 들어 염기성 특성을 가지는 이온 교환 용액(IW)을 상기 이온 교환 필터(IF)에 분사하여 산성 가스를 보다 효율적으로 중화하여 제거하는 것이다.
한편, 상기 이온 교환 용액(IW)을 상기 이온 교환 필터(IF)측으로 분사하기 위해 복수 개의 분사부(IP)와 상기 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 용액 공급부(IU)를 포함할 수 있다.
상기 분사부(IP)는 널리 알려진 노즐 등을 이용하여 이온 교환 용액(IW)을 이온 교환 필터(IF)측으로 분사할 수 있으며 이러한 구성은 널리 알려진 관계로 도 2에서 개략적으로 도시하였다.
상기 용액 공급부(IU)는 상술된 바와 같이 이온 교환 용액(IW)을 분사부(IP)측으로 공급하기 위한 것으로서, 이를 위해 다양한 구성을 이용할 수 있으나, 도시된 바와 같이 상기 전처리 유닛(100)의 외부관(112)에 설치되는 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 제1라인(IU-1)과, 상기 외부관(112) 저면에 설치되어 저장된 이온 교환 용액(IW)을 회수하는 제2라인(IU-2)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1라인(IU-1)과 제2라인(IU-2)에 설치되는 것으로서 상기 제2라인(IU-2)으로부터 이온 교환 용액(IW)을 회수한 후 상기 제1라인(IU-1)으로 상기 회수된 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 펌프(IU-5)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 펌프(IU-5)에 의해 이온 교환 용액(IW)을 제1라인(IU-1)을 통해 분사부(IP)로 공급하고, 상기 분사된 이온 교환 용액(IW)은 외부관(112) 하부에 일시 저장되었다가 제2라인(IU-2)을 통해 회수된 후 상기 제1라인(IU-1)으로 다시 이송되는 것이다.
이때, 도 2에서는 도시되지 않았으나 널리 알려진 필터를 이용하여 이물질을 제거하는 것도 가능하다.
한편, 상기 폐가스 처리부(S)는 상술된 바와 같이 이온 처리부(IS)와 수처리부(WS)를 구비하며, 상기 수처리부(WS)는 도2에 도시된 바와 같이 상기 내부관(111) 내부에 폐가스 유동 방향을 따라 설치되는 것으로서 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 수처리 필터(WF)와, 상기 수처리 필터(WF) 일 측에 설치되어 세척수(WW)를 상기 수처리 필터(WF)측으로 분사하는 복수 개의 분사부(WP)를 포함할 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 실시예의 경우 상기 수처리 필터(WF)는 상기 내부관(111) 내부에 폐가스 유동 방향 즉, 도면상 상하 방향으로 다수 개 설치되되 일정 간격 이격되도록 배치된다.
이때, 상기 분사부(WP)는 상기 상하 방향 배치된 수처리 필터(WF)상에 각각 배치되어 세척수(WW)를 상기 수처리 필터(WF)측으로 분사되게 하며 이때, 상기 분사부(WP)는 상술된 바와 같이 노즐 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기 분사부(WP)에 세척수(WW)를 공급하기 위해 세척수 공급부(WU)를 포함할 수 있으며, 상기 세척수 공급부(WU)는 상기 전처리 유닛(100)의 내부관(111)에 설치되는 분사부(WP)에 세척수(WW)을 공급하는 제1라인(WU-1)과, 상기 내부관(111) 저면에 설치되어 저장된 세척수(WW)을 회수하는 제2라인(WU-2)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1라인(WU-1)과 제2라인(WU-2)에 각각 연결되어 상기 제2라인(WU-2)으로부터 세척수(WW)을 회수한 후 상기 제1라인(WU-1)으로 상기 회수된 세척수(WW)을 공급하는 펌프(WU-5)를 구비하게 된다.
즉, 상기 펌프(WU-5)에 상기 제2라인(WU-2)으로부터 세척수가 회수된 후 제1라인(WU-1)으로 투입되어 전체적으로 순환되도록 하는 것이다.
한편, 상기 이온 처리부(IS)의 용액 공급부(IU)와 상기 수처리부(WS)의 세척수 공급부(WU)는 널리 알려진 배관 등을 이용하여 제1라인(IU-1,WU-1)과 제2라인(IU-2,WU-2)을 구성하는 것도 가능하며 이 때 상기 각 라인에 널리 알려진 필터 등을 설치하여 이물질을 제거하는 것도 가능하다.
한편, 상기 후처리 유닛(300)의 경우도 전처리 유닛(100)과 유사하게 이중관 구조를 가질 수 있다.
즉, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전처리 유닛(100)과 촉매 처리 유닛(200)을 통과한 폐가스가 유입되는 후처리 유닛(300)은 이중관 구조의 후처리 챔버(310)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 후처리 챔버(310)는 상기 촉매 처리 유닛(200)을 통과한 폐가스가 유입되는 외부관(312)과, 상기 외부관(312) 내부에 설치되어 상기 내부관(311)과 연통되는 내부관(311)을 포함하게 된다.
한편, 후처리 유닛(300)의 폐가스 처리부(S)는 전처리 유닛(100)의 폐가스 처리부(S, 도 2참조)와 달리 상기 외부관(312) 내부에 설치되는 수처리부(WS)와, 상기 내부관(311) 내부에 설치되는 이온 처리부(IS)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 이온 처리부(IS)는 상기 내부관(311) 내부에 폐가스 유동 방향을 따라 설치되는 것으로서 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 이온 교환 필터(IF)와, 상기 이온 교환 필터(IF) 일 측에 설치되어 이온 교환 용액(IW)들 상기 이온 교환 필터(IF)측으로 분사하는 복수 개의 분사부(IP)와, 상기 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 용액 공급부(IU)를 포함할 수 있다.
즉, 이온 교환 필터(IF)를 내부관(311) 내부에 폐가스 유동 방향 즉, 도면상 상하 방향으로 다수 개 설치하되 상호 일정 간격 이격되게 배치한다. 이때, 상기 분사부(IP)를 상기 이온 교환 필터(IF)상에 배치하여 이온 교환 용액(IW)을 상기 이온 교환 필터(IF)측으로 공급하게 된다.
또한, 상기 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 용액 공급부(IU)는 앞서 설명한 도 2의 경우와 동일하게 적용될 수 있어 중복되는 설명은 생략한다.
한편, 상기 후처리 유닛(300)에 설치되는 수처리부(WS)는 도 3에 도시된 바와 같이 후처리 챔버(310)의 외부관(312) 내부에 원주 방향으로 다수 개 설치되는 한편 상기 폐가스의 유동 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 수처리 필터(WF)와, 상기 수처리 필터(WF) 일 측에 설치되어 세척수(WW)을 상기 수처리 필터(WF)측으로 분사하는 복수 개의 분사부(WP)와 상기 분사부(WP)에 세척수(WW)을 공급하는 세척수 공급부(WU)를 포함할 수 있다.
즉, 상기 수처리 필터(WF)를 외부관(312) 내부에 상호 마주보는 위치로 배치하되 폐가스 유동 방향 즉, 도면상 하부 방향으로 다수 개 설치하는 것이다. 이러한 수처리 필터(WF)사이에 상기 분사부(WP)를 각각 배치하여 세척수(WW)를 상기 수처리 필터(WF)측으로 공급되도록 한다.
또한, 상기 분사부(WP)에 세척수(WW)를 공급하는 세척수 공급부(WU)의 경우 도 2에서 설명한 바와 동일하게 적용될 수 있으므로 중복되는 설명은 생략한다.
이상 설명된 바와 같이 상기 전처리 유닛(100)의 전처리 챔버(110)와 후처리 유닛(300)의 후처리 챔버(310) 모두 이중관 구조를 가질 수 있으며, 상기 이중관 구조의 내부관과 외부관은 상호 연통되도록 형성된다.
이를 위해 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 전처리 챔버(110) 또는 후처리 챔버(310)의 내부관(111,311) 일 측에 연통공(H)이 형성되어 외부관(112,312)과 연통되도록 할 수 있다.
다만, 상기 연통공(H)의 위치는 상기 내부관(111,311) 또는 외부관(112,312)에 저장된 이온 교환 용액(IW) 또는 세척수(WW) 보다 높은 위치에 형성되어야 한다.
즉, 도 2에 도시된 전처리 유닛(100)의 경우 내부관(111) 하부에는 세척수(WW)가 일시 저장되어 있고 외부관(112) 하부에는 이온 교환 용액(IW)이 일시 저장되어 있으므로 상기 연통공(H)을 통해 상호 혼합되지 않도록 상기 연통공(H)의 위치를 이온 교환 용액(IW) 또는 세척수(WW) 보다 높은 위치에 형성하는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명은 전처리 유닛(100)과 촉매 처리 유닛(200) 그리고 후처리 유닛(300)을 포함하고 있으며, 상기 전처리 유닛(100)과 후처리 유닛(200)은 도 4에 도시된 바와 같이 모두 이중관 구조를 채택할 수 있으며, 이러한 경우 상기 전처리 유닛(100)과 후처리 유닛(300)에 세척수(WW)와 이온 교환 용액(IW)을 각각 순환시키는 세척수 공급부(WU)와 이온 공급부(IU)를 공용으로 사용할 수 있다.
즉, 상기 용액 공급부(IU)는 상기 전처리 유닛(100)에 설치되는 이온 처리부(IS)와 후처리 유닛(300)에 설치되는 이온 처리부(IS)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하도록 하는 것으로서, 상기 전처리 유닛(100)의 외부관(112)에 설치되는 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 제1라인(IU-1)과, 상기 외부관(112) 저면에 설치되어 저장된 이온 교환 용액(IW)을 회수하는 제2라인(IU-2)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 용액 공급부(IU)는 상기 후처리 유닛(300)의 내부관(311)에 설치되는 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 제3라인(IU-3)과, 상기 내부관(311) 저면에 설치되어 저장된 이용 교환 용액(IW)을 회수하는 제4라인(IU-4)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1라인(IU-1)과 제2라인(IU-2) 그리고 제3라인(IU-3)과 제4라인(IU-4)에 각각 연결되어 상기 제2라인(IU-2)과 제4라인(IU-4)으로부터 이온 교환 용액(IW)을 회수한 후 상기 제1라인(IU-1)과 제3라인(IU-3)으로 상기 회수된 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 펌프(IU-5)를 구비하는 것이다.
즉, 하나의 펌프(IU-5)에 의해 상기 전처리 유닛(100)의 이온 처리부(IS)와 후처리 유닛(300)의 이온 처리부(IS)에 각각 이온 교환 용액(IW)을 순환시키면서 공급할 수 있게 된다.
또한, 유사하게 상기 세척수 공급부(WU)는 상기 전처리 유닛(100)에 설치되는 수처리부(WS)와 후처리 유닛(300)에 설치되는 수처리부(WS)에 세척수(WW)을 공급하도록 상기 전처리 유닛(100)의 내부관(111)에 설치되는 분사부(WP)에 세척수(WW)을 공급하는 제1라인(WU-1)과, 상기 내부관(111) 저면에 설치되어 저장된 세척수(WW)을 회수하는 제2라인(WU-2)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세척수 공급부(WU)는 상기 후처리 유닛(300)의 외부관(312)에 설치되는 분사부(WP)에 세척수(WW)을 공급하는 제3라인(WU-3)과, 상기 외부관(312) 저면에 설치되어 저장된 세척수(WW)을 회수하는 제4라인(WU-4)을 포함하게 된다.
이때, 상기 제1라인(WU-1)과 제2라인(WU-2) 그리고 제3라인(WU-3)과 제4라인(WU-4)에 각각 연결되어 상기 제2라인(WU-2)과 제4라인(WU-4)으로부터 세척수(WW)을 회수한 후 상기 제1라인(WU-1)과 제3라인(WU-3)으로 상기 회수된 세척수(WW)을 공급하는 펌프(WU-5)를 구비하게 되는 것이다.
즉, 하나의 펌프(WU-5)를 이용하여 상기 전처리 유닛(100)과 후처리 유닛(300)의 수처리부(WS)에 세척수(WW)를 순환 공급하게 되는 것이다.
한편, 상기 수처리 필터(WF)에 대해서는 특별한 설명을 하지 않았으나 이물질을 걸러내는 일반적인 필터를 이용하되 상술된 바와 같이 세척수가 투입되는 것이며 이는 일반적인 기술인 관계로 자세한 설명과 도시는 생략한다.
또한, 상기 이온 교환 필터(IF)의 경우 상술된 바와 같이 염기성 특성을 가지는 필터망과 상기 필터망이 지지되는 프레임을 포함할 수 있다. 이러한 이온 교환 필터(IF)를 산성 가스가 통과하면서 중화되어 제거되는 것이다.
이하, 도 4를 참조하여 이상 설명한 본 발명의 처리 장치를 이용한 처리 방법에 대해 설명한다.
다만, 보다 상세하게 설명하기 위해 상기 폐가스 중 과불화 화합물은 SF6를 대상으로 하고 상기 이온 교환 물질(IW)은 염기성 특성을 가지는 NaOH를 대상으로 하였다.
즉, 촉매 처리 유닛(200)의 촉매(CA) 반응에 의해 상기 SF6는 아래와 같이 반응한다.
SF6+3H2O -> SO3+6HF
또한, 후처리부(300)의 이온 처리부(IS)에 의해 상기 SO3는 다음과 같이 처리된다.
SO3+2NaOH -> Na2SO4+H2O
즉, 상기 SO3는 NaOH에 의해 입자 형태의 Na2SO4가 되어 처리되는 것이다.
이러한 실시예를 대상으로 하여 상세히 설명한다.
우선, 상기 SF6와 산성 가스를 포함하는 폐가스는 상기 전처리 챔버(110)의 외부관(112)을 통해 유입되면서 상기 외부관(112)에 설치된 이온처리부(IS)에 의해 상기 폐가스의 산성 가스가 1차적으로 중화되어 제거된다. 즉, 상기 이온처리부(IS)는 염기성 특성을 가지는 이온 교환 필터(IF)와 NaOH를 이용한 이온 교환 용액(IW)을 상기 이온 교환 필터(IF)에 분사하는 분사부(IP)를 구비한다.
이때, 상기 산성 가스는 상기 염기성 특성을 가지는 이온 교환 필터(IF)와 NaOH에 의해 중화되어 1차 제거되는 것이다.
한편, 상기 산성 가스가 1차 제거된 폐가스는 내부관(111)으로 유입되면서 상기 내부관(111)에 설치된 수처리부(WS)에 의해 이물질이 필터링되어 배출된다.
즉, 상기 수처리부(WS)에 의해 세척수가 공급되어 상기 과불화화합물의 환원재로 사용되게 하는 한편 상기 이온처리부(IS)의 이온 교환 필터(IF)에서 사용되는 케미컬을 세척하게 되는 것이다.
또한, 상기 산성 가스가 수용성인 경우 상기 수처리부(WS)에 의해서도 일부 제거될 수 있다.
이상 설명된 상기 전처리 유닛(100)에서 산성 가스가 1차 제거된 폐가스는 촉매 처리 유닛(200)으로 이송되어 촉매 처리된다.
즉, 상술된 바와 같이 과불화 화합물 SF6는 촉매 반응에 의해 SO3와 또 다른 산성 가스인 HF로 분해된다.
이때, 상기 촉매 반응을 원활하게 하기 위해 상술된 바와 같이 상기 촉매 처리 유닛(200)으로 투입되는 폐가스를 가열하는 것이다. 또한 상기 촉매 반응을 위해 물이 필요하므로 상기 전처리 유닛(100)에서 물을 공급하거나 혹은 상기 촉매 처리 유닛(200)에서 별도로 물을 공급할 수 있다.
한편, 상기 촉매 처리 유닛(200)에서 처리된 폐가스는 후처리 유닛(300)으로 유입된다.
이때, 상기 배출된 폐가스는 후처리 챔버(310)의 외부관(312)을 통해 유입되면서 상기 외부관(312)에 설치된 수처리부(WS)에 의해 산성 가스 일부를 제거하는 한편 이물질을 필터링한다.
즉, 상기 SF6는 촉매 반응에 의해 HF라는 산성 가스가 별도로 발생하며 이러한 HF 산성 가스는 물에 용해가 되어 제거되는 것이다. 물론 상기 수처리 필터(WF)에 의해 이물질도 제거됨은 물론 상기 촉매(CA)를 경과한 폐가스를 냉각하는 역할도 한다.
상기 수처리부(WS)에 의해 산성 가스가 일부 제거된 폐가스는 내부관(311)으로 진입한다.
이때, 상기 내부관(311)에는 이온 처리부(IS)가 배치되어 있다. 즉, 상기 내부관(311)에는 분해된 과불화 화합물인 SO3가 진입하며, 상기 SO3는 염기성 특성을 가지는 이온 교환 물질인 NaOH와 만나게 된다.
이때, 상술된 바와 같이 상기 SO3는 고체 입자인 Na2SO4가 되어 낙하하게 되고 이에 의해 상기 분해된 과불화 화합물이 제거되는 것이다.
또한, 상기 내부관(311)에 진입된 폐가스 중 산성 가스는 상기 염기성 특성을 가지는 NaOH와 반응하여 중화되고 이에 의해 상기 산성 가스가 최종 제거되는 것이다.
즉, 상기 전처리 유닛(100)에서 잔존하는 산성가스와 상기 과불화 화합물의 분해 반응에서 발생하는 산성 가스가 상술한 내부관(311)에서 최종 제거되는 것이다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
100 : 전처리 유닛 110 : 전처리 챔버
111 : 내부관 112 : 외부관
200 : 촉매 처리 유닛 210 : 촉매 처리 챔버
220 : 가열부 300 : 후처리 유닛
310 : 후처리 챔버 311 : 내부관
312 : 외부관 S : 폐가스 처리부
IS : 이온 처리부 IF : 이온 교환 필터
IP : 분사부 IW : 이온 교환 용액
IU : 용액 공급부 WS : 수처리부
WF : 수처리필터 WP : 분사부
WW : 세척수 WU : 세척수 공급부

Claims (7)

  1. 과불화 화합물과 산성 가스의 혼합물인 폐가스가 유입되는 것으로서 상기 산성 가스를 1차 처리하는 전처리 유닛(100)과, 상기 전처리 유닛(100)을 통과한 폐가스의 과불화 화합물을 처리하는 촉매 처리 유닛(200)과 상기 촉매 처리 유닛(200)을 통과한 폐가스 중에 포함된 산성 가스를 처리하는 후처리 유닛(300)을 포함하되,
    상기 전처리 유닛(100)은 이중관 구조의 전처리 챔버(110)와, 상기 전처리 챔버(110)내부에 설치되는 폐가스 처리부(S)를 포함하되, 상기 전처리 챔버(110)는 상기 폐가스가 유입되는 외부관(112)과, 상기 외부관(112) 내부에 설치되어 상기 내부관(111)과 연통되는 것으로서 상기 폐가스 처리부(S)가 내부에 설치되는 내부관(111)을 포함하고,
    상기 촉매 처리 유닛(200)은 내부에 촉매(CA)가 설치되는 촉매 처리 챔버(210)와 상기 촉매 처리 챔버(210)의 폐가스를 가열하는 가열부(220)를 포함하며,
    상기 후처리 유닛(300)은 후처리 챔버(310)와, 상기 후처리 챔버(310) 내부에 폐가스 유동 방향을 따라 설치되는 폐가스 처리부(S)를 포함하는 촉매식 폐가스 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 전처리 챔버(110)에 설치되는 폐가스 처리부(S)는 상기 외부관(112) 내부에 설치되는 이온 처리부(IS)와, 상기 내부관(111) 내부에 설치되는 수처리부(WS)를 포함하되,
    상기 이온 처리부(IS)는 상기 외부관(112) 내부에 원주 방향으로 다수 개 설치되는 한편 상기 폐가스의 유동 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 이온 교환 필터(IF)와, 상기 이온 교환 필터(IF) 일 측에 설치되어 이온 교환 용액(IW)을 상기 이온 교환 필터(IF)측으로 분사하는 복수 개의 분사부(IP)와 상기 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 용액 공급부(IU)를 포함하고,
    상기 수처리부(WS)는 상기 내부관(111) 내부에 폐가스 유동 방향을 따라 설치되는 것으로서 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 수처리 필터(WF)와, 상기 수처리 필터(WF) 일 측에 설치되어 세척수(WW)를 상기 수처리 필터(WF)측으로 분사하는 복수 개의 분사부(WP)와, 상기 분사부(WP)에 세척수(WW)을 공급하는 세척수 공급부(WU)를 포함하는 촉매식 폐가스 처리 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전처리 유닛(100)과 촉매 처리 유닛(200)을 통과한 폐가스가 유입되는 후처리 유닛(300)은 이중관 구조의 후처리 챔버(310)를 포함하되, 상기 후처리 챔버(310)는 상기 촉매 처리 유닛(200)을 통과한 폐가스가 유입되는 외부관(312)과, 상기 외부관(312) 내부에 설치되어 상기 외부관(312)과 연통되는 내부관(311)을 포함하고,
    상기 폐가스 처리부(S)는 상기 외부관(312) 내부에 설치되는 수처리부(WS)와, 상기 내부관(311) 내부에 설치되는 이온 처리부(IS)를 포함하되,
    상기 이온 처리부(IS)는 상기 내부관(311) 내부에 폐가스 유동 방향을 따라 설치되는 것으로서 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 이온 교환 필터(IF)와, 상기 이온 교환 필터(IF) 일 측에 설치되어 이온 교환 용액(IW)를 상기 이온 교환 필터(IF)측으로 분사하는 복수 개의 분사부(IP)와, 상기 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 용액 공급부(IU)를 포함하고,
    상기 수처리부(WS)는 상기 외부관(312) 내부에 원주 방향으로 다수 개 설치되는 한편 상기 폐가스의 유동 방향을 따라 일정 간격 이격되게 배치되는 복수 개의 수처리 필터(WF)와, 상기 수처리 필터(WF) 일 측에 설치되어 세척수(WW)을 상기 수처리 필터(WF)측으로 분사하는 복수 개의 분사부(WP)와 상기 분사부(WP)에 세척수(WW)을 공급하는 세척수 공급부(WU)를 포함하는 촉매식 폐가스 처리 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 용액 공급부(IU)는 상기 전처리 유닛(100)에 설치되는 이온 처리부(IS)와 후처리 유닛(300)에 설치되는 이온 처리부(IS)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하기 위한 것으로서,
    상기 전처리 유닛(100)의 외부관(112)에 설치되는 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 제1라인(IU-1)과, 상기 외부관(112) 저면에 설치되어 저장된 이온 교환 용액(IW)을 회수하는 제2라인(IU-2)과,
    상기 후처리 유닛(300)의 내부관(311)에 설치되는 분사부(IP)에 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 제3라인(IU-3)과, 상기 내부관(311) 저면에 설치되어 저장된 이용 교환 용액(IW)을 회수하는 제4라인(IU-4)과,
    상기 제1라인(IU-1)과 제2라인(IU-2) 그리고 제3라인(IU-3)과 제4라인(IU-4)에 각각 연결되어 상기 제2라인(IU-2)과 제4라인(IU-4)으로부터 이온 교환 용액(IW)을 회수한 후 상기 제1라인(IU-1)과 제3라인(IU-3)으로 상기 회수된 이온 교환 용액(IW)을 공급하는 펌프(IU-5)를 포함하는 촉매식 폐가스 처리 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 세척수 공급부(WU)는 상기 전처리 유닛(100)에 설치되는 수처리부(WS)와 후처리 유닛(300)에 설치되는 수처리부(WS)에 세척수(WW)을 공급하기 위한 것으로서,
    상기 전처리 유닛(100)의 내부관(111)에 설치되는 분사부(WP)에 세척수(WW)을 공급하는 제1라인(WU-1)과, 상기 내부관(111) 저면에 설치되어 저장된 세척수(WW)을 회수하는 제2라인(WU-2)과,
    상기 후처리 유닛(300)의 외부관(312)에 설치되는 분사부(WP)에 세척수(WW)을 공급하는 제3라인(WU-3)과, 상기 외부관(312) 저면에 설치되어 저장된 세척수(WW)을 회수하는 제4라인(WU-4)과,
    상기 제1라인(WU-1)과 제2라인(WU-2) 그리고 제3라인(WU-3)과 제4라인(WU-4)에 각각 연결되어 상기 제2라인(WU-2)과 제4라인(WU-4)으로부터 세척수(WW)을 회수한 후 상기 제1라인(WU-1)과 제3라인(WU-3)으로 상기 회수된 세척수(WW)을 공급하는 펌프(WU-5)를 포함하는 촉매식 폐가스 처리 장치.
  6. 청구항 2 또는 청구항 3에 있어서,
    상기 전처리 챔버(110) 또는 후처리 챔버(310)의 내부관(111,311) 일 측에 연통공(H)이 형성되어 외부관(112,312)과 연통되되,
    상기 연통공(H)의 위치는 상기 내부관(111,311) 또는 외부관(112,312)에 저장된 이온 교환 용액(IW) 또는 세척수(WW) 보다 높은 위치에 형성된 촉매식 폐가스 처리 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 기재된 처리 장치를 이용하여 상기 폐가스를 처리하는 방법으로서,
    상기 폐가스가 전처리 챔버(110)의 외부관(112)을 통해 유입되면서 상기 외부관(112)에 설치된 이온처리부(IS)에 의해 상기 폐가스의 산성 가스가 1차적으로 중화되어 제거된 후, 상기 폐가스는 내부관(111)으로 유입되면서 상기 내부관(111)에 설치된 수처리부(WS)에 의해 이물질이 필터링되어 배출되고,
    상기 배출된 폐가스는 상기 가열부(220)를 통해 가열된 상태로 촉매 처리 유닛(200)으로 유입되어 촉매(CA)에 의해 과불화 화합물이 분해된 후 배출되고,
    상기 배출된 폐가스는 후처리 챔버(310)의 외부관(312)을 통해 유입되면서 상기 외부관(312)에 설치된 수처리부(WS)에 의해 산성 가스 일부를 제거하는 한편 이물질을 필터링한 후
    상기 내부관(311)으로 유입되어 상기 분해된 과불화 화합물이 입자화되어 제거되는 한편 잔존하는 산성 가스가 중화되어 제거되는 촉매식 폐가스 처리 방법.
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