KR20170133177A - Plasma and Catalyst Hybrid Dry Treating System and its operation method for Hazardous Gas - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 건식 유해가스 처리 시스템 및 이의 운전방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플라즈마를 이용하여 1차로 유해가스를 분해하고 반응 후 생성된 파우더를 제거하면서 잔존하는 유해가스를 2차로 분해하는 촉매를 포함하는 건식필터를 포함하는 건식 유해가스 처리 시스템 및 이의 운전방법에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid dry noxious gas treatment system employing plasma and a catalyst and a method of operating the same. More particularly, the present invention relates to a system for decomposing noxious gas by using plasma and removing residual noxious gas The present invention relates to a dry noxious gas processing system including a dry filter including a catalyst that decomposes in a second order, and a method of operating the same.
반도체 및 디스플레이 제조공정에서 많이 사용되는 PFCs 가스는 지구온난화를 유발하는 온실가스로서 온난화지수가 CO2 대비 수천 내지 수만 배에 달하여 적절한 처리설비를 거쳐 대기 중으로 방출해야 한다.PFCs, which are widely used in semiconductor and display manufacturing processes, are greenhouse gases that cause global warming. The warming index has to be thousands to tens of thousands times higher than that of CO2 and must be released to the atmosphere through appropriate treatment facilities.
일반적으로, 반도체 제조 공정에서 웨이퍼 상에 박막을 형성하거나 또는 식각을 위해 사용되는 다양한 종류의 반응가스는 폭발성, 맹독성, 질식성으로 그대로 대기 중에 방출할 경우 인체에 유해할 뿐만 아니라 지구 온난화 및 환경 오염을 유발시키게 된다. 이에 따라, 반도체 설비의 배기 라인에는 난분해성 유해가스를 안전하게 분해 제거한 후 대기 중으로 배출시키기 위한 가스정화장치인 스크러버가 설치된다. 이들 난분해성 유해가스는 공정 내 음압을 유지하기 위해 사용되는 진공펌프의 작동유체인 질소(N2)와 함께 수백 내지 수천 ppm이하의 농도로 희석된 후 스크러버로 유입되게 된다. 이하에서는 난분해성 유해가스를 불활성 가스로 희석된 상태를 폐가스라고 정의하도록 한다.Generally, various types of reactive gases used for forming a thin film on a wafer or for etching in a semiconductor manufacturing process are explosive, toxic, and suffocating and released into the atmosphere as they are, which is not only harmful to the human body but also causes global warming and environmental pollution . Accordingly, the exhaust line of the semiconductor facility is provided with a scrubber, which is a gas purifying device for safely decomposing and removing the refractory noxious gas and discharging it to the atmosphere. These refractory noxious gases are diluted to a concentration of several hundreds to several thousands ppm or less together with nitrogen (N2), which is a working fluid of a vacuum pump used to maintain a negative pressure in the process, and then are introduced into the scrubber. Hereinafter, a state in which a refractory noxious gas is diluted with an inert gas is defined as a waste gas.
난분해성인 PFCs, SF6, NF3, CF4의 경우 1600℃, SF6는 1200℃, NF3는 800℃ 이상의 온도에서 열분해 된다고 알려져 있다. Recalcitrant of PFCs, SF 6, NF 3, CF 4 For 1600 ℃, SF 6 are 1200 ℃, NF 3 are known to be thermally decomposed at a temperature above 800 ℃.
PFCs, SF6, NF3는 불소와 결합된 형태로 분해 처리 후 불소(F2) 및 불산(HF)의 형태로 배출되게 되는데 이들 역시 맹독성 폭발성의 가스로서 후 처리가 반드시 필요하며 일반적으로 물을 이용하여 세정 반응시킨 후 배출한다.PFCs, SF 6 , and NF 3 are combined with fluorine to be discharged in the form of fluorine (F 2) and hydrofluoric acid (HF) after decomposition treatment. These are also toxic explosive gases and require post treatment. And then discharged.
CF4(g) + O2(g) --> CO2(g) + 2F2(g)CF 4 (g) + O 2 (g) -> CO 2 (g) + 2F 2 (g)
SF6(g) + O2(g) --> SO2 + 3F2(g)SF 6 (g) + O 2 (g) -> SO 2 + 3F 2 (g)
2NF3(g) + O2(g) --> 2NO + 3F2(g)2NF 3 (g) + O 2 (g) -> 2NO + 3F 2 (g)
2F2 + 2H2O --> 4HF + O2 2F 2 + 2H 2 O - > 4HF + O 2
산화반응을 통해 분해된 F2는 주로 주변의 수분이나 연소 후 생성물인 H2O와 반응하여 HF(g) 또는 HF(l)형태로 배출된다. The F 2 decomposed by the oxidation reaction mainly reacts with H 2 O, which is the product of the surrounding water or combustion, and is discharged in the form of HF (g) or HF (I).
이와 같이 반도체 제조 공정중 반도체 폐가스를 제거하는 기존 스크러버 시스템은 반도체 제조 공정 라인에 연결된 다수의 폐가스 유입구와, 상기 폐가스 유입구에 연결된 버너와, 상기 버너에 결합된 연소장치와, 상기 연소장치의 하단에 결합되어 연소장치에서 생성되는 파우더가 물에 포집 및 침전되도록 하는 수조탱크와, 상기 연소장치 및 수조탱크에 함께 결합됨으로써, 연소장치를 통과한 미세 파우더와 수용성 가스를 물로 처리하는 습식타워를 포함한다. 여기서, 상기 연소장치와 습식타워는 별도의 연결관으로 상호 연결될 수 있으며, 상기 습식타워의 상부에는 배출관이 형성되어 있다. 그러나 폐가스를 소각하기 위해서는 최고 1,600℃ (CF4 경우) 이상의 고온에서 산화시켜야 하며, 앞서 언급한 바와 같이, 폐가스는 난분해성 유해가스를 99%이상의 불활성 가스(대부분 N2)로 희석되어 스크러버에 투입되어 소각되므로, 처리가 불필요한 불활성 가스도 가열해야하는 문제점을 가지고 있으며, 이로 인해 처리 효율 뿐만 아니라 에너지 이용 효율도 매우 낮은 문제점이 있다.The conventional scrubber system for removing the semiconductor waste gas in the semiconductor manufacturing process includes a plurality of waste gas inlet connected to the semiconductor manufacturing process line, a burner connected to the waste gas inlet, a combustion device coupled to the burner, And a wet tower which is combined with the combustion device and the water tank to combine the fine powder having passed through the combustion device and the water-soluble gas with water, . Here, the combustion device and the wet tower may be connected to each other by a separate connection pipe, and a discharge pipe is formed on the upper part of the wet tower. However, in order to incinerate the waste gas, it has to be oxidized at a temperature higher than 1,600 ° C. (CF 4 case). As mentioned above, the waste gas is diluted with inert gas (mostly N 2 ) of 99% Thus, there is a problem in that an inert gas which does not need to be treated is also required to be heated, resulting in a problem that not only the treatment efficiency but also the energy utilization efficiency is very low.
이러한 기술검토를 위하여, 종래의 선행문헌을 살펴보면, 본원 발명 발명자의 한국 등록특허공보 제10-1494623호(2015.02.12)에서는 되는 배출구가 형성된 연소기 몸체; 및 상기 연소기 몸체 내부에 구비되고, 세라믹 다공체로 구성되며 내부에 화염이 형성되어 상기 폐가스가 소각되는 세라믹 다공체 연소기; 상기 연료유입부를 통해 유입되는 연료와, 상기 폐가스 유입부를 통해 유입되는 폐가스와, 상기 산화제 유입부를 통해 유입되는 산화제가 혼합되는 예혼합기; 및 상기 예혼합기와 상기 세라믹 다공체 연소기 사이에 구비되어, 상기 예혼합기에서 혼합된 기체를 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입시키는 분배기;를 포함하고, 상기 예혼합기에 의해 혼합된 기체가 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 연소 장치에 대하여 개시하였다. For this technical review, a prior art reference will be made to a combustor body having an outlet formed in Korean Patent Registration No. 10-1494623 (Feb. And a ceramic porous body combustor provided in the combustor body, the ceramic porous body combustor being formed of a ceramic porous body and having a flame formed therein to incinerate the waste gas; A premixer in which fuel flowing through the fuel inlet, waste gas flowing through the waste gas inlet, and oxidant flowing through the oxidant inlet are mixed; And a distributor disposed between the pre-mixer and the ceramic porous body combustor for uniformly introducing the gas mixed in the pre-mixer into the ceramic porous body combustor, wherein the gas mixed by the premixer is supplied to the ceramic porous body combustor The combustion apparatus for incineration of harmful noxious gas is disclosed.
본원 발명 발명자의 한국 등록특허공보 제10-1493786호(2015.02.12)에서는 폐가스에 함유된 특정입도 이상의 불순 입자를 분리 배출시키는 전처리 집진장치; 일단에 연료 유입부와, 폐가스 유입부와, 산화제 유입부가 형성되고, 타단에 폐가스가 소각된 배출가스가 배출되는 배출구가 형성된 연소기 몸체와, 상기 연소기 몸체 내부에 구비되고, 세라믹 다공체로 구성되며 내부에 화염이 형성되어 집진처리된 폐가스가 소각되는 세라믹 다공체 연소기를 구비한 연소장치; 상기 연소장치는, 상기 연료유입부를 통해 유입되는 연료와, 상기 폐가스 유입부를 통해 유입되는 폐가스와, 상기 산화제 유입부를 통해 유입되는 산화제가 혼합되는 예혼합기; 및 상기 연소장치는, 상기 예혼합기와 상기 세라믹 다공체 연소기 사이에 구비되어, 상기 예혼합기에서 혼합된 기체를 균일하게 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입시키는 분배기;를 포함하고, 상기 예혼합기에 의해 혼합된 기체가 상기 세라믹 다공체 연소기로 유입되는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 소각처리를 위한 스크러버 시스템을 개시하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1493786 (Feb. 22, 2015) of the inventor of the present invention discloses a pretreatment and dust collecting device for separating and discharging impurity particles having a specific particle size or more contained in waste gas; A combustor body having a fuel inlet, a waste gas inlet, and an oxidant inlet formed at one end thereof and a discharge port through which exhaust gas discharged from the other end of the waste gas is burnt, and a ceramic porous body disposed inside the combustor body, A combustion device having a ceramic porous body combustor in which a flame is formed and the waste gas subjected to dust collection is incinerated; The combustion apparatus includes a premixer in which fuel introduced through the fuel inlet, waste gas introduced through the waste gas inlet, and oxidant introduced through the oxidant inlet are mixed; And a distributor disposed between the pre-mixer and the ceramic porous body combustor for uniformly introducing the gas mixed in the pre-mixer into the ceramic porous body combustor, wherein the gas mixed by the pre- Is introduced into the ceramic porous body combustor, and a scrubber system for incinerating the refractory noxious gas is disclosed.
본원 발명 발명자의 한국 등록특허공보 제10-1511571호(2015.04.07)에서는 폐가스를 분해 처리시키기 위한 스크러버 시스템에 있어서, 상기 폐가스를 농축하여 상기 폐가스에 포함된 불활성가스 일부를 분리 제거하는 농축장치; 및 일단에 연료 유입부와, 농축된 폐가스가 유입되는 폐가스 유입부와, 산화제 유입부가 형성되고, 타단에 폐가스가 소각된 배출가스가 배출되는 배출구가 형성된 연소기 몸체와, 상기 연소기 몸체 내부에 구비되고, 세라믹 다공체로 구성되며 내부에 화염이 형성되어 농축된 폐가스가 소각되는 세라믹 다공체 연소기를 구비한 연소장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 난분해성 유해가스의 농축 장치를 구비한 스크러버 시스템 를 개시하고 있다.Korean Patent Registration No. 10-1511571 (2015.04.07) of the inventor of the present invention discloses a scrubber system for decomposing waste gas, comprising: a concentrating device for concentrating the waste gas to separate and remove a part of the inert gas contained in the waste gas; A combustor body formed with a fuel inlet, a waste gas inlet into which concentrated waste gas flows, an outlet through which an oxidant inlet is formed and an exhaust gas from which exhaust gas is incinerated at the other end is formed, , And a combustion apparatus including a ceramic porous body and a ceramic porous body combustor in which a flame is formed and a concentrated waste gas is incinerated, and a scrubber system having a refractory noxious gas concentrating apparatus .
한국 등록특허공보 제10-1312414호(2013.10.14)에서는 가스유입구를 통해 유입된 유해가스 농도의 부하를 제어하는 화학세정유닛, 상기 유해가스에 세정수를 분사하는 습식세정유닛, 코로나 방전을 일으켜 상기 유해가스 내 유해성분을 제거하는 코로나분해유닛 및 악취 및 휘발성 유기화합물 제거용 촉매를 통해 상기 유해가스 내 잔여 유해성분을 제거하는 촉매정화유닛을 포함하여 구성되되, 상기 화학세정유닛은, 흡수액을 통해 유해가스 농도의 부하를 제어하며, 상기 흡수액은, 물 또는 계면활성제를 첨가한 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌이며, 상기 계면활성제는, 음이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 양성 계면활성제 및 비이온성 계면활성제 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 코로나 방전 및 저온복합산화촉매를 이용한 유해가스 정화 장치를 개시하였다. Korean Patent Registration No. 10-1312414 (Oct. 13, 2013) discloses a chemical cleaning unit for controlling a load of a noxious gas introduced through a gas inlet, a wet cleaning unit for spraying cleaning water to the noxious gas, a corona discharge And a catalyst purifying unit for removing residual harmful components in the noxious gas through a corona decomposition unit for removing harmful components in the noxious gas and a catalyst for removing odors and volatile organic compounds, Wherein the absorption liquid is benzene, toluene or xylene to which water or a surfactant is added, and the surfactant is an anionic surfactant, a cationic surfactant, a positive surfactant, and a nonionic surfactant Wherein the apparatus for purifying noxious gas using the corona discharge and low temperature complex oxidation catalyst I was surprised.
한국 공개특허공보 특2003-0031883호(2003.04.23)에서는 불소화합물 함유 가스에 불소화합물 저감 매체를 주입하는 단계를 포함하며, 상기 불소화합물 저감 매체는 스팀, 메탄 및 수소, 선택적으로 저감 증대 효과가 있는 촉매와의 조합체 중 적어도 하나를 포함하며, 불소화합물 저감 매체가 메탄 및/또는 수소를 포함할 경우에 조건부로 상기 불소화합물 저감 매체의 주입 단계는 비연소 상태에서 실행되는 것인 저감 방법을 개시하고 있다.In Korean Patent Laid-Open Publication No. 2003-0031883 (Mar. 23, 2003), there is provided a method for producing a fluorine compound reducing medium, comprising the step of injecting a fluorine compound reducing medium into a fluorine compound-containing gas, wherein the fluorine compound reducing medium has an effect of selectively increasing steam, Wherein the step of injecting the fluorine compound abatement medium is carried out in a non-burned state on condition that, when the fluorine compound abatement medium contains methane and / or hydrogen, at least one of a combination of .
그러나, 기존의 폐가스의 소각처리를 목적으로 하면서 반도체 및 디스플레이공정의 150LPM 이상의 처리유량을 만족하면서 건식으로 안정적이고 효율적으로 폐가스를 소각처리할 수 있는 유해가스 처리 시스템은 제시된 바가 없다.However, there has been no proposal of a harmful gas treatment system capable of dry and stable incineration of waste gas while satisfying a treatment flow rate of 150 LPM or more of the semiconductor and display process for the purpose of incineration treatment of the conventional waste gas.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로, 플라즈마를 이용하여 1차로 유해가스를 분해하고 반응 후 생성된 파우더를 제거하면서 잔존하는 유해가스를 2차로 분해하는 촉매를 포함하는 건식필터를 포함하는 건식 유해가스 처리 시스템 및 이의 운전방법을 제공하는 데 있다.Disclosure of Invention Technical Problem [8] Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and an object of the present invention is to provide a dry filter including a catalyst for decomposing noxious gas primarily by using plasma, And a method of operating the dry noxious gas treating system.
이를 위하여 본 발명에서는 일단에 유해가스가 유입되는 유입부(110); 타단에 화합물을 투입하는 투입부(120); 상기 유해가스와 상기 화합물을 1차반응시키기 위한 플라즈마 반응기(130) 및 상기 1차반응이 진행되는 상부챔버(140)를 포함하는 1차반응유닛(100); 상기 1차반응유닛에서 유입되는 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스의 파우더를 처리하기 위한 건식필터(210); 상기 1차반응 유해가스에 미반응된 유해가스를 2차반응시키기 위한 촉매(220) 및 상기 2차 반응이 진행되는 하부챔버(230)을 포함하는 2차반응유닛(200); 상기 2차반응유닛에서 유입되는 2차반응 유해가스를 냉각하기 위한 열교환기유닛(300); 및 상기 냉각된 2차반응 유해가스를 흡착제거하기 위한 흡착유닛(400);을 포함하는 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 시스템를 포함할 수 있다.To this end, the present invention includes an
또한, 상기 건식필터는 이중구조를 갖는 다공체로서 내부와 외부 건식필터 사이에 촉매가 충진되며, 상기 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스는 상기 외부 건식필터로 유입되어 파우더가 제거된 후 상기 촉매에서 반응을 통해 2차반응 유해가스를 거쳐 상기 내부 건식필터를 통과하여 상기 열교환기유닛으로 유입될 수 있다. In addition, the dry filter is a porous body having a dual structure, and a catalyst is filled between the inside and the outside dry filter. The first reaction noxious gas containing the powder flows into the external dry filter to remove the powder, Through the reaction, the secondary reaction noxious gas, the internal dry filter, and then into the heat exchanger unit.
또한, 상기 상부챔버의 하단과 상기 하부챔버의 상단은 연결되며, 상기 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스 및 스팀을 혼합하기 위한 노즐형혼합부(500)를 포함할 수 있다.The lower end of the upper chamber and the upper end of the lower chamber may be connected to each other and may include a nozzle
또한, 상기 노즐형혼합부의 최소 직경부에 접선방향으로 하나 이상의 증기주입노즐(510)을 포함할 수 있다. Also, one or more
또한, 상기 흡착유닛은 고체 흡착제가 충진되어 상기 열교환기유닛을 거쳐 공급된 2차반응 유해가스에 포함된 산성가스를 흡착, 제거하는 산성가스 흡착 컬럼을 포함하되, 상기 흡착 컬럼에서 배출되는 다운 스트림은 분기되어, 메인 스트림은 후단 으로 배기되고, 서브 스트림은 가열 후 상기 흡착 컬럼에 공급되어 상기 고체 흡착제에 흡착된 상기 산성가스를 분리할 수 있다. The adsorption unit may further include an acidic gas adsorption column for adsorbing and removing an acidic gas contained in a second reaction noxious gas supplied through the heat exchanger unit by being filled with a solid adsorbent, The main stream is exhausted to the downstream, and the sub-stream is supplied to the adsorption column after heating to separate the acid gas adsorbed by the solid adsorbent.
또한, 상기 흡착 컬럼은 서로 이격되어 배치되는 복수의 컬럼을 포함하여 이루어지되, 상기 열교환기유닛으로부터 분기된 제1 공급라인과 연결되고, 상기 공급된 2차반응 유해가스에 포함된 산성가스를 흡착하는 반응 컬럼; 및 상기 열교환기유닛으로부터 분기된 제2 공급라인과 연결되고, 상기 반응 컬럼으로부터 배출 후 분기되고 가열된 상기 서브 스트림을 공급받아 산성가스가 흡착된 고체 흡착제로부터 산성가스가 탈착되는 재생 컬럼을 포함하고, 상기 복수의 컬럼은 상기 반응 컬럼 및 재생 컬럼으로 선택적으로 운용될 수 있다. The adsorption column is connected to a first supply line branched from the heat exchanger unit and adsorbs an acidic gas contained in the supplied second reaction noxious gas, A reaction column; And a regeneration column connected to a second supply line branched from the heat exchanger unit, wherein the acid gas is desorbed from the solid adsorbent to which the acid gas is adsorbed by receiving the heated sub-stream after being discharged from the reaction column , And the plurality of columns can be selectively operated into the reaction column and the regeneration column.
또한, 일단에 유해가스 및 화합물이 유입되는 제1단계; 상기 유해가스 및 화합물이 상부챔버에서 플라즈마에 의해 1차반응되는 제2단계; 상기 제2단계에서 생성된 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스가 접촉되며파우더가 제거된 후, 잔존하는 1차반응 유해가스가 2차반응되는 제3단계; 상기 제3단계에서 생성된 2차반응 유해가스를 열교환기유닛으로 냉각하는제4단계; 및 상기 제4단계에서 냉각된 2차반응 유해가스의 산성가스를 흡착유닛을 통해흡착제거하는 제5단계를 포함하는 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 방법일 수 있다. A first step of introducing noxious gases and compounds into one end; A second step in which the harmful gas and the compound are firstly reacted by the plasma in the upper chamber; A third step in which the first reaction noxious gas containing the powder generated in the second step is contacted and the powder of the powder is removed and the remaining first reaction noxious gas is subjected to a second reaction; A fourth step of cooling the second reaction noxious gas generated in the third step into a heat exchanger unit; And a fifth step of adsorbing and removing the acidic gas of the second reaction noxious gas cooled in the fourth step through the adsorption unit. The hybrid noxious gas treatment method of the present invention includes the hybrid particles using the plasma and the catalyst.
본 발명은 높은 처리 효율과 동시에 높은 에너지 이용 효율을 달성할 수 있고, 연료 사용량은 최소로 하면서도 모든 폐가스가 그것이 분해될 수 있는 고온까지 충분히 도달할 수 있도록 하는 효과가 있다. The present invention has the effect of achieving a high treatment efficiency and a high energy utilization efficiency while minimizing the amount of fuel consumption and sufficiently reaching a high temperature at which all waste gas can be decomposed.
또한, 현재 PFCs 저감 양산 설비는 파우더 및 산성가스 제거시 물을 사용하고 있으나, 고온 건식 집진 및 건식 흡착을 사용함으로써 수처리 비용 및 사용상의 문제점을 최소화하는 효과가 있다.In addition, although the PFCs reduction mass production facility currently uses water to remove the powder and acid gas, it has the effect of minimizing the water treatment cost and use problems by using the high temperature dry dust collection and dry adsorption.
또한, 하이브리드 방식의 적용을 통해 기존 40kW에서 25kW로 저에너지 사용하는 효과가 있다. In addition, through the application of the hybrid method, it is effective to use low energy from the existing 40kW to 25kW.
또한, 150LPM에서 500LPM으로 처리 용량을 증가되므로 장비 운영 대수 감소 및 운영비를 절감할 수 있는 효과가 있다. In addition, since the processing capacity is increased from 150LPM to 500LPM, the number of equipment operations can be reduced and the operation cost can be reduced.
또한, 가변형 전원 공급 장치를 활용하여 반도체 및 디스플레이 산업의 다양한 공정에 적용 가능한 효과가 있다. Further, there is an effect that can be applied to various processes of the semiconductor and display industry by utilizing the variable power supply device.
또한, 물의 사용 및 연소 연료의 공급이 어려운 현장에 전기만 사용하여 PFCs를 처리할 수 있는 장점으로 인해 초기 플랜트 설치비 및 인화성 물질 관리에도 유리한 효과가 있다. In addition, since it is possible to treat PFCs using only electricity at sites where water use and combustion fuel supply are difficult, it is advantageous for initial plant installation costs and flammable materials management.
또한, 연소 공정 사용 연료인 LNG의 화재 위험성을 대비한 제품의 방폭화로 가격 경쟁력이 저하되는 것을 극복할 수 있는 효과가 있다. In addition, it has an effect of overcoming the deterioration of price competitiveness by explosion-proofing the product against the fire risk of LNG, which is the fuel used in the combustion process.
또한, 기존 유해물질 저감 장치의 경우, 동일 용량의 처리에서 에너지 사용량이 절감되는 효과가 있다.In addition, in the existing harmful substance abatement apparatus, energy consumption is reduced in the same capacity treatment.
도 1은 본 발명의 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 시스템 개념도이다.
도 2는 본 발명의 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 시스템 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예인 건식필터의 형태도이다. FIG. 1 is a conceptual diagram of a dry noxious gas treatment system including hybrid particles using a plasma and a catalyst according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram of a dry noxious gas treatment system including hybrid particles using a plasma and a catalyst according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic view of a dry filter according to an embodiment of the present invention.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor may appropriately define the concept of the term in order to best describe its invention It should be construed as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
일단에 유해가스가 유입되는 유입부(110); 타단에 화합물을 투입하는 투입부(120); 상기 유해가스와 상기 화합물을 1차반응시키기 위한 플라즈마 반응기(130) 및 상기 1차반응이 진행되는 상부챔버(140)를 포함하는 1차반응유닛(100); 상기 1차반응유닛에서 유입되는 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스의 파우더를 처리하기 위한 건식필터(210); 상기 1차반응 유해가스에 미반응된 유해가스를 2차반응시키기 위한 촉매(220) 및 상기 2차 반응이 진행되는 하부챔버(230)을 포함하는 2차반응유닛(200); 상기 2차반응유닛에서 유입되는 2차반응 유해가스를 냉각하기 위한 열교환기유닛(300); 및 상기 냉각된 2차반응 유해가스를 흡착제거하기 위한 흡착유닛(400);을 포함하는 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 시스템를 포함할 수 있다.An
상기 유해가스는 반도체 제조공정에서 사용되고 있는 유해가스 중 PFC(Per Fluoro Compound) 계열의 가스일 수 있다.The harmful gas may be a PFC (Perfluoro Compound) gas among harmful gases used in a semiconductor manufacturing process.
일련의 반도체 제조공정 중에서 식각 또는 증착등을 행하는 공정에는 PFC계열의 가스가 사용되고 있으며 이러한 PFC계열의 유해가스로는 CF4, C2F6, C3F8, CHF3, NF3, SF6 등이 있을 수 있다.In the process of etching or depositing in a series of semiconductor manufacturing processes, PFC series gas is used. As the harmful gas of PFC series, CF 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , CHF 3 , NF 3 , SF 6 This can be.
상기 화합물은 산소, 수소, 공기, 일산화탄소, 이산화탄소, 스팀, 탄소수 1 내지 4인 탄화수소 화합물 중 어느 하나 또는 2이상일 수 있다. 바람직하게는 산소 및/또는 수소일 수 있다. 상기 수소는 물의 전기분해를 통해 생성될 수 있다.The compound may be any one or more of oxygen, hydrogen, air, carbon monoxide, carbon dioxide, steam, and hydrocarbon compounds having 1 to 4 carbon atoms. Preferably oxygen and / or hydrogen. The hydrogen can be produced through electrolysis of water.
상기 플라즈마 반응기는 1 내지 6 전자볼트의 에너지를 가진 마이크로파를 발생시키는 마그네트론; 상기 마그네트론으로부터 출력되는 마이크로파 중 완전히 사용되지 못하고, 회귀하는 잔여 마이크로파가 상기 마그네트론으로 들어가지 못하도록 함과 아울러 잔여 마이크로파의 에너지를 소멸시키는 가부하부; 상기 마그네트론으로부터 출력되는 마이크로파의 에너지를 측정하는 전력측정부; 및 상기 마그네트론으로부터 출력되는 마이크로파 에너지를 상기 플라즈마 반응기로 최대로 전달하기 위하여 임피던스를 매칭하는 튜너를 포함하는 마이크로파 유도 플라즈마를 이용한 플라즈마 반응기일 수 있다.Wherein the plasma reactor comprises: a magnetron generating a microwave having an energy of 1 to 6 electron volts; A remaining part of the microwave outputted from the magnetron can not be completely used and the returning remaining microwave can not enter the magnetron, and the energy of the remaining microwave is destroyed; A power measuring unit measuring the energy of the microwave outputted from the magnetron; And a tuner for matching the impedance to transmit the microwave energy output from the magnetron to the plasma reactor to the maximum.
상기 플라즈마 반응기는 플라즈마를 생성하고 그에 의해 이온 및 라디칼을 생성하는 플라즈마 구역 및 플라즈마 구역에서 생성된 이온 및 라디칼의 반응 체류 시간을 확보하는 체류 구역을 포함하는 반응챔버; 반응챔버의 플라즈마 구역에 구비되고 상부에서 하부로 부채꼴 형태로 연장되며 3상 교류 전류가 인가되는 3개의 전극; 반응챔버 내부로 유해가스를 인가하는 유해가스 인가 수단;및 3개의 전극들 사이에 물을 분사하여 방전 영역을 확대시키는 물 분사 수단를 포함하는 워터젯 플라즈마 반응기일 수 있다.Wherein the plasma reactor comprises: a reaction chamber including a plasma zone for generating a plasma and thereby generating ions and radicals, and a retention zone for securing a reaction residence time of ions and radicals generated in the plasma zone; Three electrodes provided in a plasma zone of the reaction chamber and extending in a fan shape from top to bottom and to which a three-phase alternating current is applied; A noxious gas application means for applying a noxious gas into the reaction chamber, and a water jetting means for expanding the discharge region by spraying water between the three electrodes.
상기 플라즈마 반응기는 DC 아크, LNG 연소, 열분해 반응기로 대체가 가능함은 자명한다. PFCs의 NF3는 800℃, SF6는 1200℃에서 분해가 가능하므로 상기 온도 조건을 달성할 수 있는 발열수단이라면 그 반응기의 형태는 제약되지 않는다. It is obvious that the plasma reactor can be replaced with a DC arc, LNG combustion, and a pyrolysis reactor. Since NF 3 of PFCs can be decomposed at 800 ° C and SF 6 can be decomposed at 1200 ° C, the shape of the reactor is not limited as long as it is a heating means capable of achieving the above temperature condition.
또한 본원 발명의 기술적 특징은 반응 시스템의 에너지 절감과 후처리시 물의 사용을 배제하는 건식 처리 시스템을 구현하는 것에 있는 바, 상기 목적을 달성하기 위한 PFCs 가스의 처리가 가능한 발열수단이라면 다양한 형태의 반응기가 적용될 수 있다. In addition, the technical features of the present invention are to realize a dry processing system that excludes the use of water in energy saving and post-treatment of the reaction system, and in the case of heating means capable of treating PFCs gas to achieve the above- Can be applied.
또한, 상기 건식필터는 이중구조를 갖는 다공체로서 내부와 외부 건식필터 사이에 촉매가 충진되며, 상기 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스는 상기 외부 건식필터로 유입되어 파우더가 제거된 후 상기 촉매에서 반응을 통해 2차반응 유해가스를 거쳐 상기 내부 건식필터를 통과하여 상기 열교환기유닛으로 유입될 수 있다. In addition, the dry filter is a porous body having a dual structure, and a catalyst is filled between the inside and the outside dry filter. The first reaction noxious gas containing the powder flows into the external dry filter to remove the powder, Through the reaction, the secondary reaction noxious gas, the internal dry filter, and then into the heat exchanger unit.
상기 건식필터는 세라믹 필터, 금속필터 일 수 있다. 상기 건식 필터는 본원 발명의 2차 반응을 위한 파우더의 제거 및 잔류하는 1차반응 유해가스의 처리를 위한 운전 조건에 부합한다면 그 재질에 제한되지 않는다.The dry filter may be a ceramic filter or a metal filter. The dry filter is not limited to its material if it meets the operating conditions for the removal of the powder for the secondary reaction of the present invention and the treatment of the residual primary reaction noxious gas.
상기 세라믹필터는 SiO2, Al2O3, Li2O, Na2O, K2O, MgO, CaO, SrO, BaO, Li2O, Na2O, ZrO2, TiO2 및 K2O 중 어느 하나 또는 2종이상의 금속산화물로 이루어질 수 있다. Of the ceramic filter is SiO 2, Al 2 O 3, Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, MgO, CaO, SrO, BaO, Li 2 O, Na 2 O, ZrO 2, TiO 2 and K 2 O And may be composed of any one or two or more kinds of metal oxides.
상기 건식필터의 기공크기는 1 내지 500 ㎛일 수 있다. 바람직하게는 5 내지 250 ㎛일 수 있다. 더욱 바람직하게는 10 내지 100 ㎛일 수 있다. 상기 기공크기를 벗어나면 파우더 제거효율이 낮아지거나, 기공의 막힘 현상이 증가하여 공정의 차압에 따른 공정운전에 제한이 될 수 있다. The pore size of the dry filter may be between 1 and 500 mu m. Preferably from 5 to 250 mu m. More preferably 10 to 100 mu m. If the pore size is out of the range, the powder removal efficiency may be lowered or the clogging of the pores may increase, which may limit the process operation due to differential pressure of the process.
상기 내부 건식필터와 외부 건식필터의 기공크기는 동일할 수 있다. The pore sizes of the internal dry filter and the external dry filter may be the same.
또한, 상기 내부 건식필터의 기공크기가 외부 건식필터의 기공크기보다 클 수 있다. The pore size of the internal dry filter may be greater than the pore size of the external dry filter.
또한, 상기 내부 건식필터의 기공크기가 외부 건식필터의 기공크기보다 작을 수 있다. In addition, the pore size of the internal dry filter may be smaller than the pore size of the external dry filter.
상기 건식필터는 다각기둥형태, 원기둥형태, 펠렛형태 중 어느 하나 또는 2이상의 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는 사각기둥형태 일 수 있다. The dry filter may have any one of a polygonal columnar shape, a cylindrical shape, and a pellet shape or two or more shapes. Preferably in the form of a square pillar.
상기 건식필터는 복수로 적층, 병렬, 직렬로 구성될 수 있다. 바람직하게는 적층될 수 있다. 이러한 구성은 파우더 제거 효율이 높다면 특별히 제한되지 않는다. The dry filter may be composed of a plurality of stacked, parallel, or series filters. And may be preferably laminated. This configuration is not particularly limited as long as the powder removal efficiency is high.
상기 건식필터의 일단은 막혀 있으며, 타단은 상기 열교환유닛과 연동될 수 있다. One end of the dry filter may be clogged and the other end may be interlocked with the heat exchange unit.
또한, 상기 건식필터의 양단은 상기 열교환유닛과 연동될 수 있다. Both ends of the dry filter may be interlocked with the heat exchange unit.
상기 펠렛형태 건식필터의 경우, 상기 건식필터를 충진할 수 있는 다각기둥형태 및/또는 원기둥형태의 금속카트리지가 형성될 수 있다.In the case of the pellet type dry filter, a polygonal columnar and / or cylindrical metal cartridge capable of filling the dry filter may be formed.
상기 촉매는 산화망간, 산화구리, 산화주석 등의 혼합물로 이루어진 Hopcalite(홉 칼라이트), 구리(Cu), 망간(Mn), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 칼륨(K)으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 전이금속 전구체; 및 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 로듐(Rd)으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 활성 귀금속 이온을 함유할 수 있다. The catalyst is composed of Hopcalite (Hopcalite), Cu, Mn, Ni, Cr, and K, which is a mixture of manganese oxide, copper oxide, At least one transition metal precursor selected from: And at least one active noble metal ion selected from the group consisting of platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rd).
전이금속 화합물과 결합되는 음이온 부분의 종류는 수산화물(hydroxide), 탄산염(carbonate), 중탄산염(bicarbonate), 질산염(nitrite), 아질산염(nitrite), 개미산염(formate), 아세트산염(acetate), 수산염(oxalate), 구연산염(citrate), 유산염(lactate), 산화물(oxide), 할로겐화합물(halides), 황산염(sulfate) 중 어느 하나 이상일 수 있다. The types of anion moieties that are bonded to the transition metal compound include hydroxide, carbonate, bicarbonate, nitrite, nitrite, formate, acetate, oxalate, citrate, lactate, oxide, halide, sulfate, and the like.
상기 팔라듐 및 백금 이온은 질산염, 할로겐화물, 아세트산염, 암모늄염, 암민착체, 수산화물 형태의 전구체 화합물로부터 유도될 수 있다. The palladium and platinum ions may be derived from nitrate, halide, acetate, ammonium salt, ammine complex, hydroxide precursor compounds.
상기 촉매는 단독으로 사용하거나 혹은 담체에 담지시켜 사용될 수 있다. 상기 담체는 상기 건식 필터일 수 있다. 상기 촉매는 담체의 골격(structure) 내부, 외부, 기공 및 링크 중 어느 하나 이상에 담지될 수 있다. The catalyst may be used alone or may be supported on a carrier. The carrier may be the dry filter. The catalyst may be supported on at least one of the inside, the outside, the pores and the link of the carrier.
상기 촉매의 반응온도는 100 내지 900℃일 수 있다. 바람직하게는 400 내지 800℃일 수 있다. 더욱 바람직하게는 550 내지 750℃일 수 있다. 상기 온도 조건을 벗어나면 산화반응이 진행되지 않으며, 추가적인 에너지 공급이 필요할 수 있다. The reaction temperature of the catalyst may be 100 to 900 ° C. Preferably 400 to 800 < 0 > C. More preferably 550 to 750 占 폚. If the temperature condition is exceeded, the oxidation reaction does not proceed and additional energy supply may be required.
또한, 상기 상부챔버의 하단과 상기 하부챔버의 상단은 연결되며, 상기 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스 및 스팀을 혼합하기 위한 노즐형혼합부(500)를 포함할 수 있다.The lower end of the upper chamber and the upper end of the lower chamber may be connected to each other and may include a nozzle
또한, 상기 노즐형혼합부의 최소 직경부에 접선방향으로 하나 이상의 증기주입노즐(510)을 포함할 수 있다. Also, one or more
또한, 상기 흡착유닛은 고체 흡착제가 충진되어 상기 열교환기유닛을 거쳐 공급된 2차반응 유해가스에 포함된 산성가스를 흡착, 제거하는 산성가스 흡착 컬럼을 포함하되, 상기 흡착 컬럼에서 배출되는 다운 스트림은 분기되어, 메인 스트림은 후단으로 배기되고, 서브 스트림은 가열 후 상기 흡착 컬럼에 공급되어 상기 고체 흡착제에 흡착된 상기 산성가스를 분리할 수 있다. The adsorption unit may further include an acidic gas adsorption column for adsorbing and removing an acidic gas contained in a second reaction noxious gas supplied through the heat exchanger unit by being filled with a solid adsorbent, The main stream is exhausted to the downstream, and the sub-stream is supplied to the adsorption column after heating to separate the acid gas adsorbed by the solid adsorbent.
또한, 상기 흡착 컬럼은 서로 이격되어 배치되는 복수의 컬럼을 포함하여 이루어지되, 상기 열교환기유닛으로부터 분기된 제1 공급라인과 연결되고, 상기 공급된 2차반응 유해가스에 포함된 산성가스를 흡착하는 반응 컬럼; 및 상기 열교환기유닛으로부터 분기된 제2 공급라인과 연결되고, 상기 반응 컬럼으로부터 배출 후 분기되고 가열된 상기 서브 스트림을 공급받아 산성가스가 흡착된 고체 흡착제로부터 산성가스가 탈착되는 재생 컬럼을 포함하고, 상기 복수의 컬럼은 상기 반응 컬럼 및 재생 컬럼으로 선택적으로 운용될 수 있다. The adsorption column is connected to a first supply line branched from the heat exchanger unit and adsorbs an acidic gas contained in the supplied second reaction noxious gas, A reaction column; And a regeneration column connected to a second supply line branched from the heat exchanger unit, wherein the acid gas is desorbed from the solid adsorbent to which the acid gas is adsorbed by receiving the heated sub-stream after being discharged from the reaction column , And the plurality of columns can be selectively operated into the reaction column and the regeneration column.
또한, 일단에 유해가스 및 화합물이 유입되는 제1단계; 상기 유해가스 및 화합물이 상부챔버에서 플라즈마에 의해 1차반응되는 제2단계; 상기 제2단계에서 생성된 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스가 접촉되며 파우더가 제거된 후, 잔존하는 1차반응 유해가스가 2차반응되는 제3단계; 상기 제3단계에서 생성된 2차반응 유해가스를 열교환기유닛으로 냉각하는 제4단계; 및 상기 제4단계에서 냉각된 2차반응 유해가스의 산성가스를 흡착유닛을 통해 흡착제거하는 제5단계를 포함하는 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 방법일 수 있다. A first step of introducing noxious gases and compounds into one end; A second step in which the harmful gas and the compound are firstly reacted by the plasma in the upper chamber; A third step in which the first reaction noxious gas containing the powder generated in the second step is contacted and the powder of the powder is removed and the remaining first reaction noxious gas is subjected to a second reaction; A fourth step of cooling the second reaction noxious gas generated in the third step into a heat exchanger unit; And a fifth step of adsorbing and removing the acidic gas of the second reaction noxious gas cooled in the fourth step through the adsorption unit. The hybrid noxious gas treatment method of the present invention includes the hybrid particles using the plasma and the catalyst.
상기 하부챔버는 수막 형성부가 형성되어 반응 생성된 파우더가 챔버내에서 막히는 것이 억제시킬 수 있다.The lower chamber may suppress the clogging of the reaction-generated powder in the chamber by forming the water film forming part.
상기 2차반응유닛 후단에 프레이(spary) 노즐, 안개(fogjet) 노즐, 초음파 분무기(spray pyrolysis) 중 선택된 하나 이상의 액적이 형성되어 반웅 부산물을 응집할 수를 적용할 수 있다. At least one droplet selected from a spar nozzle, a fog jet nozzle and a spray pyrolysis may be formed at the downstream end of the secondary reaction unit so as to agglomerate the by-products.
상기 습식 집진부 전단에 프레이(spary) 노즐, 안개(fogjet) 노즐, 초음파 분무기(spray pyrolysis) 중 선택된 하나 이상의 액적이 형성되어 2차 반응을 통해 생성된 파우더를 응집할 수 있다. At least one droplet selected from a spar nozzle, a fog jet nozzle and a spray pyrolysis may be formed at the upstream side of the wet dust collector to aggregate the powder generated through the second reaction.
100: 1차반응유닛
110: 유입부
120: 투입부
130: 플라즈마 반응기
140: 상부챔버
200: 2차반응유닛
210: 건식필터
220: 촉매
230: 하부챔버
300: 열교환기유닛
400: 흡착유닛
500: 노즐형혼합부
510: 증기주입노즐100: primary reaction unit
110: inlet
120:
130: Plasma Reactor
140: upper chamber
200: Secondary reaction unit
210: Dry filter
220: catalyst
230: Lower chamber
300: Heat Exchanger Unit
400: adsorption unit
500: nozzle type mixing portion
510: Steam injection nozzle
Claims (7)
상기 1차반응유닛에서 유입되는 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스의 파우더를 처리하기 위한 건식필터(210); 상기 1차반응 유해가스에 미반응된 유해가스를 2차반응시키기 위한 촉매(220) 및 상기 2차 반응이 진행되는 하부챔버(230)을 포함하는 2차반응유닛(200);
상기 2차반응유닛에서 유입되는 2차반응 유해가스를 냉각하기 위한 열교환기유닛(300); 및
상기 냉각된 2차반응 유해가스를 흡착제거하기 위한 흡착유닛(400);을 포함하는 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 시스템.
An inlet 110 into which a noxious gas flows at one end; An input unit 120 for inputting a compound to the other end; A primary reaction unit (100) comprising a plasma reactor (130) for primary reaction of the harmful gas and the compound and an upper chamber (140) for the primary reaction to proceed;
A dry filter 210 for treating the powder of the primary reaction noxious gas including the powder introduced from the primary reaction unit; A secondary reaction unit 200 including a catalyst 220 for performing a secondary reaction on noxious gas unreacted in the primary reaction noxious gas and a lower chamber 230 on which the secondary reaction proceeds;
A heat exchanger unit 300 for cooling the secondary reaction noxious gas introduced from the secondary reaction unit; And
And a suction unit (400) for adsorbing and removing the cooled secondary reaction noxious gas, and a hybrid particle using a plasma and a catalyst.
The method as claimed in claim 1, wherein the dry filter is a porous body having a dual structure, and a catalyst is filled between the inside and the outside dry filter, and the first reaction noxious gas containing the powder flows into the external dry filter, Wherein the gas is introduced into the heat exchanger unit through the internal dry filter through the second reaction noxious gas through the reaction in the catalyst, and the hybrid particles are applied to the plasma and the catalyst.
The apparatus according to claim 1, further comprising a nozzle-type mixing unit (500) for mixing the first reaction noxious gas and steam, which is connected to the lower end of the upper chamber and the upper end of the lower chamber, And a hybrid particle to which a catalyst is applied.
4. The dry noxious gas treatment system according to claim 3, further comprising at least one vapor injection nozzle (510) in a tangential direction in a minimum diameter portion of the nozzle type mixing portion.
상기 흡착 컬럼에서 배출되는 다운 스트림은 분기되어, 메인 스트림은 후단 으로 배기되고, 서브 스트림은 가열 후 상기 흡착 컬럼에 공급되어 상기 고체 흡착제에 흡착된 상기 산성가스를 분리시키는 것을 특징으로 하는 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 시스템.
The adsorption apparatus according to claim 1, wherein the adsorption unit comprises an acidic gas adsorption column for adsorbing and removing an acidic gas contained in a second-order reaction noxious gas supplied through the heat exchanger unit by being filled with a solid adsorbent,
Characterized in that the downstream stream discharged from the adsorption column is branched and the main stream is exhausted to the downstream end and the sub stream is supplied to the adsorption column after heating to separate the acid gas adsorbed by the solid adsorbent. And a hybrid nano-particle.
상기 열교환기유닛으로부터 분기된 제1 공급라인과 연결되고, 상기 공급된 2차반응 유해가스에 포함된 산성가스를 흡착하는 반응 컬럼; 및
상기 열교환기유닛으로부터 분기된 제2 공급라인과 연결되고, 상기 반응 컬럼으로부터 배출 후 분기되고 가열된 상기 서브 스트림을 공급받아 산성가스가 흡착된 고체 흡착제로부터 산성가스가 탈착되는 재생 컬럼을 포함하고,
상기 복수의 컬럼은 상기 반응 컬럼 및 재생 컬럼으로 선택적으로 운용되는 것을 특징으로 하는 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 시스템.
6. The method of claim 5, wherein the adsorption columns comprise a plurality of columns spaced apart from each other,
A reaction column connected to a first supply line branched from the heat exchanger unit and adsorbing an acidic gas contained in the supplied second reaction noxious gas; And
And a regeneration column connected to a second supply line branched from the heat exchanger unit and supplied with the heated sub-stream after being discharged from the reaction column, wherein the acid gas is desorbed from the solid adsorbent on which the acid gas is adsorbed,
Wherein the plurality of columns are selectively operated to the reaction column and the regeneration column, and the hybrid particles to which the catalyst and the hybrid particles are applied.
상기 유해가스 및 화합물이 상부챔버에서 플라즈마에 의해 1차반응되는 제2단계;
상기 제2단계에서 생성된 파우더를 포함하는 1차반응 유해가스가 접촉되며파우더가 제거된 후, 잔존하는 1차반응 유해가스가 2차반응되는 제3단계;
상기 제3단계에서 생성된 2차반응 유해가스를 열교환기유닛으로 냉각하는제4단계; 및
상기 제4단계에서 냉각된 2차반응 유해가스의 산성가스를 흡착유닛을 통해흡착제거하는 제5단계를 포함하는 플라즈마와 촉매를 적용한 하이브리드 입자를 포함하는 건식 유해가스 처리 방법.
A first stage in which harmful gases and compounds are introduced at one end;
A second step in which the harmful gas and the compound are firstly reacted by the plasma in the upper chamber;
A third step in which the first reaction noxious gas containing the powder generated in the second step is contacted and the powder of the powder is removed and the remaining first reaction noxious gas is subjected to a second reaction;
A fourth step of cooling the second reaction noxious gas generated in the third step into a heat exchanger unit; And
And a fifth step of adsorbing and removing the acidic gas of the second reaction noxious gas cooled in the fourth step through the adsorption unit, and a hybrid particle using the plasma and the catalyst.
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020141642A1 (en) * | 2019-01-03 | 2020-07-09 | 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 | Hazardous gas treatment system based on plasma and dielectric heating catalyst |
| KR20200084585A (en) * | 2019-01-03 | 2020-07-13 | 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 | Removing system for hazardous gases using plasma and catalyst heated by induced electricity |
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| CZ308959B6 (en) * | 2020-08-12 | 2021-10-13 | DEKONTA, a.s. | Method of removing acutely toxic substances from air, especially in emergency situations, and a device for this |
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