KR20180135134A - Device and Process for multi-stage of PFC treating reaction occurring in at least two reaction modules including catalytic reactor and acidic gas-removing reactor - Google Patents

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Abstract

Provided is a device for treating a perfluorinated compound (PFC), in order to increase the catalytic reaction efficiency while lowering the reaction temperature in an endothermic reaction by equilibrium breakthrough while being compact, which comprises: (i) a reactor assembly in which a reactor module is serially connected in two or more stages, wherein the reactor module comprises a first reactor block for carrying out a hydrolysis reaction by a catalyst, for a PFC containing gas and a second reactor block removing acid gas from gaseous products discharged from the first reactor block; and (ii) a fluid flow guide dispersion plate made to increase the reaction efficiency by reducing a reaction deviation of a vertical section based on the central axis generated by the reaction of the PFC-containing gas with a part of a catalyst in the first reactor block.

Description

촉매반응-산성가스제거반응 일체형 다단 PFC 처리용 장치 및 이를 이용한 PFC 처리 공정{Device and Process for multi-stage of PFC treating reaction occurring in at least two reaction modules including catalytic reactor and acidic gas-removing reactor}[0001] The present invention relates to an apparatus for treating an integrated multi-stage PFC and a PFC process using the same,

본 발명은 PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하는 제1 반응기 블록 및 제1 반응기 블록으로부터 배출된 기상 생성물 중 산성가스를 제거하는 제2 반응기 블록을 포함하는 반응기 모듈이 2단 이상 직렬연결된, 반응기 조립체 및 유체 흐름 가이드 분산판을 구비한 과불화 화합물(PFC) 처리용 장치; 및 이 장치를 이용한 PFC 처리 방법 및 PFC로부터의 불화칼슘 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a reactor module comprising, for a PFC containing gas, a reactor module comprising a first reactor block which performs a hydrolysis reaction by a catalyst and a second reactor block which removes acid gas from the gaseous product discharged from the first reactor block, An apparatus for treating perfluorocompound (PFC) with a reactor assembly and a fluid flow guide dispersion plate connected in series; A PFC treatment method using the apparatus, and a calcium fluoride production method from PFC.

과불화 화합물(Perfluoro compound : PFC)은 불소(F)를 2개 이상 함유하는 탄소함유 PFC(carboncontaining perfluoro compound), 질소함유 PFC(nitrogen-containing perfluoro compound) 및 황함유 PFC(sulfur-containing perfluoro compound)를 포함한다.Perfluoro compounds (PFCs) are carbon-containing perfluoro compounds (PFCs), nitrogen-containing perfluoro compounds (PFCs) and sulfur-containing perfluoro compounds (PFCs) .

탄소함유 PFC에는 CF4, CHF3, CH2F2, C2F4, C2F6, C3F6, C3F8, C4F8, C4F10 등과 같은 포화 및 불포화 지방족(aliphatic) 성분들뿐만 아니라 사이클형 지방족 및 방향족(aromatic) 과불소탄소가 포함되고, 질소함유 PFC에는 NF3 가 대표적으로 포함되며, 황포함 PFC에는 SF4, SF6 등이 포함된다.The carbon-containing PFC include CF 4, CHF 3, CH 2 F 2, C 2 F 4, C 2 F 6, C 3 F 6, C 3 F 8, C 4 F 8, saturated and unsaturated aliphatic, such as C 4 F 10 aliphatic components as well as cyclic aliphatic and aromatic perfluorocarbons. Nitrogen-containing PFCs typically include NF 3 , and sulfur-containing PFCs include SF 4 , SF 6, and the like.

반도체 제조공정에서 배출되는 유해 폐가스는 각 공정에 따라 매우 다양한 종류가 배출되고 있으며, 대부분 휘발성이 강하며 인체에 유해하거나 지구온난화 지수가 높은 성분들로 구성되어 있어 제거가 요구되고 있다. 그중 반도체 공정의 식각(etching) 및 증착(CVD) 공정에서 주로 배출되는 과불화 화합물인 PFC (perfluorocompound)는 매우 안정하여 제거가 용이하지 않다. PFC 들은 냉매로 사용하는 CFC (chlorofluorocompound) 보다도 안정하며, 지구온난화지수가 클 뿐만 아니라, 분해시간도 매우 길기 때문에 방출될 경우 대기 중에 축적되는 문제점을 갖고 있다. 반도체 공정에서 배출되는 PFC는 해마다 높은 증가율로 증가하고 있다. 따라서 PFC 발생이 지구온난화에 미치는 영향이 증가하고 있기 때문에, 각국에서는 PFC에 대한 규제를 점진적으로 강화하고 있다.The harmful waste gas emitted from the semiconductor manufacturing process is discharged in a very wide variety depending on each process. Most of the harmful waste gas is volatile and is harmful to the human body or has a high global warming index. Among them, perfluorocompound (PFC), which is a perfluorocompound which is mainly discharged in the etching and CVD (chemical vapor deposition) process of a semiconductor process, is very stable and is not easy to remove. PFCs are more stable than CFCs (chlorofluorocompounds) used as refrigerants, and have a problem of not only being large in global warming index but also having a very long decomposition time and accumulating in the atmosphere when they are released. PFC emissions from semiconductor processes are increasing at an increasing rate each year. As the impact of PFC on global warming is increasing, countries are gradually strengthening regulations on PFC.

PFC들, 특히 탄소계 PFC들을 제거하기 위한 여러 기술들이 개발 중에 있는데, PSA 및 분리막을 이용한 분리회수분야와 플라즈마, 연소 또는 촉매를 이용한 분해제거 분야로 나누어 볼 수 있다. 분해 제거기술은 크게 직/간접 가열 분해법, 플라즈마 분해법, 촉매 분해법의 세 가지로 분류할 수 있다. 직/간접 가열 분해법은 1000 이상의 높은 온도의 연소 불꽃으로 직접 가열하거나 또는 전기 가열로를 이용하여 가열한 상태에서 PFC를 산소와 접촉시켜 분해하는 기술로서, 단순하게 가열만 해주기 때문에 시스템 자체가 간편하다는 장점이 있다. 그러나, 효율이 낮고 1000 이상의 높은 온도에서 운전해야 하는 까닭에 thermal NOx가 발생한다는 단점을 갖고 있다. 플라즈마 분해법은 마이크로파, 고주파 등을 이용하여 높은 에너지 상태의 플라즈마를 발생시킨 후 PFC가 포함된 폐가스를 흘려 보내 분해하는 기술로서, PFC 분해에는 매우 효과적인 것으로 알려져 있다. 그러나, 플라즈마의 너무 높은 에너지 상태에 가스들이 노출되게 되면, 분해코자 하는 PFC만이 분해는 것이 아니라 N2 등과 같은 안정한 가스들도 산소와 반응하여 과량의 NOx를 만들어 내게 된다. 또한, 문제가 되는 것은 He 또는 Ar 분위기에서는 플라즈마 발생이 잘되나, N2, 특히 O2 환경 하에서는 플라즈마 발생이 어려워 분해효율이 급격히 떨어진다는 단점을 갖고 있다.Several technologies for removing PFCs, especially carbon-based PFCs, are being developed, including PSA and membrane separation and recovery, and decomposition and removal using plasma, combustion, or catalysis. The decomposition and removal technology can be roughly classified into direct / indirect heat decomposition method, plasma decomposition method, and catalytic decomposition method. The direct / indirect heat decomposition method is a technology to decompose PFC by contacting with PFC with oxygen by direct heating with a high temperature combustion flame of 1000 or more and using an electric heating furnace. There are advantages. However, it has a disadvantage in that thermal NOx is generated because the efficiency is low and it must be operated at a high temperature of 1000 or more. The plasma decomposition method is a technique for generating a plasma of high energy state by using microwave or high frequency and then flowing a waste gas containing PFC to decompose it, and it is known to be very effective for PFC decomposition. However, when the gases are exposed to too high a state of the plasma, not only decomposition of the PFC to decompose but also stable gases such as N 2 react with oxygen to produce excessive NO x . The problem is that the plasma is generated well in the He or Ar atmosphere, but it is disadvantageous in that plasma generation is difficult under N 2 , especially in the O 2 environment, and the decomposition efficiency is rapidly deteriorated.

육불화황(SF6: Sulfur hexafluoride)은 지구온난화지수가 23,900으로 6대 온실가스 중 가장 큰 물질로 알려져 있으며 우수한 유전특성(dielectric property)을 가진 무색, 무취, 무독(nontoxic), 불연성 기체이다. 상온뿐 아니라 높은 온도에서도 탁월한 절연성 때문에 고전압 전력기기의 절연매체로 주로 사용되며 반도체 제조 공정에서 현상된 회로패턴을 화학적 또는 물리적인 방법으로 제거시키는 식각공정(etching)과 표면의 불순물을 처리하는 세정공정에 사용된다. 또한 마그네슘 제련공정 시 산화 혹은 발화 방지용 가스로 사용된다. 이외에 SF6의 불활성 특성을 이용하여 건물의 환기시스템 효율 평가나 대기, 해양, 지하수의 유동장 해석 등을 위한 추적가스(tracer gas), 방음창, 타이어 등의 충진 물질 등으로 소량 사용된다. SF6는 다른 불소화합물과 마찬가지로 대기중에 오랜 기간 체류하며 (atmospheric lifetime: 800~3,200years) 모든 양이 인류의 산업 활동에 의해 만들어졌다. Sulfur hexafluoride (SF 6 ) is a colorless, odorless, nontoxic, and nonflammable gas with a dielectric property that is known to be the largest of the six greenhouse gases with a global warming index of 23,900. It is mainly used as insulating medium for high voltage power equipment because of its excellent insulation at room temperature as well as at high temperature. It is used for etching process to remove the developed circuit pattern by chemical or physical method in semiconductor manufacturing process and cleaning process for treating impurities on the surface . It is also used as a gas to prevent oxidation or ignition in the magnesium smelting process. In addition, the inactivity of SF 6 is used in small quantities to evaluate the efficiency of the ventilation system of the building, and fill materials such as tracer gas, soundproof window, and tire for air, ocean, and groundwater flow analysis. Like all other fluoride compounds, SF 6 remains in the atmosphere for a long period of time (atmospheric lifetime: 800 to 3,200 yrs.).

SF6의 처리 경우도 분리, 회수, 분해 등이 있는데 처리가스의 범위와 용량의 제한이 있고, SOx, SO2F2 등 2차 대기오염 물질을 발생시키는 등의 문제가 있으며, 처리 기술에 따른 경제성 의존도도 높아 효과적인 처리효율과 에너지 효율을 극대화 할 수 있는 SF6 처리기술 개발이 필요하다.There are problems such as separation, recovery, and decomposition of SF 6 , which have limitations in the range and capacity of the process gas and generate secondary air pollutants such as SOx and SO 2 F 2 . It is necessary to develop SF 6 treatment technology which can maximize effective treatment efficiency and energy efficiency.

촉매적 분해법은 난분해성인 PFC를 촉매 및 수증기를 사용하여 800℃ 이하의 낮은 온도에서 분해코자 하는 기술로서, 저온 분해를 하게 되면 많은 장점을 가져오게 된다. 촉매적 방법을 사용하면, 분해온도를 현격하게 낮출 수 있으며, 반응활성을 높임으로 인하여 스크러버의 크기를 크게 줄여, 소형화 할 수 있는 장점이 있다. 또한, 800℃ 이하의 낮은 온도에서 분해를 하게 되면, 연속 운전에 따르는 운전비 감소 및 시스템의 내구성 확보가 용이해 진다는 장점과 배가스 중에 존재하는 N2로부터 기인되는 열적(thermal) NOx의 발생을 완벽하게 억제하고 장치 부식을 크게 낮출 수 있다는 장점을 갖고 있다. Catalytic cracking is a technique to decompose PFC which is degradable at low temperature of 800 ℃ or lower by using catalyst and water vapor. By using the catalytic method, the decomposition temperature can be remarkably lowered, and the size of the scrubber can be greatly reduced due to the increase of the reaction activity, which makes it possible to miniaturize the scrubber. In addition, decomposition at a temperature as low as 800 ° C or less leads to a reduction in the operating cost due to continuous operation and easy maintenance of the durability of the system, and the generation of thermal NO x due to N 2 present in the exhaust gas It has the advantage of completely suppressing and greatly reducing device corrosion.

본 발명의 목적은 흡열반응시 반응온도를 낮추면서도 촉매반응 효율을 높이기 위해, PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하는 제1 반응기 블록 및 제1 반응기 블록으로부터 배출된 기상 생성물 중 산성가스를 제거하는 제2 반응기 블록을 포함하는 반응기 모듈이 2단 이상 직렬연결된, 반응기 조립체 및 유체 흐름 가이드 분산판을 구비한 과불화 화합물(PFC) 처리용 장치; 및 이 장치를 이용한 PFC 처리 방법 및 PFC로부터의 불화칼슘 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a process for producing a PFC-containing gas, which comprises a first reactor block which performs a hydrolysis reaction by a catalyst and a second reactor block which performs a hydrolysis reaction of the gaseous product discharged from the first reactor block An apparatus for treating a perfluorocompound (PFC) with a reactor assembly and a fluid flow guide diffuser plate, the reactor modules comprising a second reactor block for removing acid gas, in two or more stages in series; And a method of treating PFC using the apparatus and a method of producing calcium fluoride from PFC.

본 발명의 제1양태는 과불화 화합물(Perfluoro compound : PFC) 처리용 장치에 있어서, (i) 횡방향으로 중심축을 갖는 원통형, 타원통형 또는 다각통형 반응기 조립체로서, PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하는 제1 반응기 블록; 및 제1 반응기 블록으로부터 배출된 기상 생성물 중 산성가스를 제거하는 제2 반응기 블록을 포함하는 반응기 모듈이 2단 이상 직렬연결되되, 2 이상의 제1 반응기 블록들 및 2 이상의 제2 반응기 블록들이 교번하여 서로 인접하도록 조립되어 형성되고, 중심축 방향으로, 제1 반응기 블록으로부터 배출된 기상 생성물 유체는 제1 반응기 블록에 인접해 있는 제2 반응기 블록으로 직접 도입되고, 전단의 제2 반응기 블록으로부터 배출된 가스 유체가 인접해 있는 후단의 제1 반응기 블록으로 직접 도입되는 반응기 조립체; (ii) 상기 반응기 조립체에 처리대상인 PFC 함유 가스를 공급하며, 중심축 기준 수직 단면이 상기 반응기 조립체의 수직 단면 보다 작은 유입관; (iii) 상기 유입관과 상기 반응기 조립체 사이에 설치되고, 유체유동 방향을 따라 점차적으로 확장되는 관의 형태인 연결관; 및 (iv) 연결관 내부에 설치되어 유체 흐름을 가이드하는 분산판으로서, 유입관을 통해 중심축을 따라 유입된 PFC 함유 가스가 반응기 조립체의 상류 말단에 위치한 제1 반응기 블록의 중심축 기준 수직 단면 전면에 도달할 수 있도록 설계된 형상을 갖는 유체 흐름 가이드 분산판;을 구비하며, 상기 반응기 조립체 내에서 PFC 가수분해 촉매반응 및 산성가스 제거반응의 싸이클이 2회 이상 반복됨으로써, 평형파과에 의해 정방향 촉매반응의 효율이 향상되는 것이 특징인 PFC 처리용 장치를 제공한다.A first aspect of the present invention is directed to a device for treating a perfluoro compound (PFC), comprising: (i) a cylindrical, tangential or polygonal tubular reactor assembly having a transverse center axis, A first reactor block for carrying out a hydrolysis reaction; And a second reactor block for removing acidic gas from gaseous products discharged from the first reactor block, wherein at least two of the first reactor blocks and at least two second reactor blocks are alternately connected The gaseous product fluid discharged from the first reactor block is introduced directly into the second reactor block adjacent to the first reactor block and discharged from the second reactor block at the previous stage A reactor assembly in which a gas fluid is introduced directly into a first reactor block at an adjacent rear end; (ii) an inlet pipe that feeds the PFC containing gas to be treated to the reactor assembly and has a vertical section perpendicular to the central axis smaller than a vertical section of the reactor assembly; (iii) a connection tube installed between the inlet tube and the reactor assembly and in the form of a tube that gradually expands along the fluid flow direction; And (iv) a distributor plate disposed inside the connection tube for guiding the flow of the fluid, wherein the PFC-containing gas introduced along the central axis through the inlet pipe is located at the upstream end of the first reactor block, Wherein a cycle of the PFC hydrolysis catalytic reaction and the acid gas elimination reaction is repeated twice or more in the reactor assembly, so that the forward catalytic reaction And the efficiency of the PFC treatment is improved.

본 발명의 제2양태는 제1양태의 PFC 처리용 장치에서 과불화 화합물(PFC)을 처리하는 방법으로서, 제1 반응기 블록에서 PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하고, 제2 반응기 블록에서 PFC의 가수분해물 가스 중 산성가스를 제거시키는 것이 특징인 PFC 처리 방법을 제공한다.A second aspect of the present invention is a method for treating an overburdened compound (PFC) in a PFC treating apparatus of the first aspect, wherein a hydrolysis reaction is carried out by a catalyst on a PFC containing gas in a first reactor block, And removing acidic gas from the hydrolyzate gas of the PFC in the first reactor block and the second reactor block.

본 발명의 제2양태는 제1양태의 PFC 처리용 장치에서, 과불화 화합물(PFC)로부터 불화칼슘을 제조하는 방법으로서, 제1 반응기 블록에서 PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하고, 제2 반응기 블록에서 PFC 의 가수분해물 가스 중 HF를 고상 HF 제거제와 반응시켜 불화칼슘(CaF2)을 형성시키는 것이 특징인 불화칼슘 제조 방법을 제공한다. A second aspect of the present invention is a method for producing calcium fluoride from a perfluorinated compound (PFC) in a PFC treating apparatus of the first aspect, characterized in that the PFC containing gas in the first reactor block is subjected to a hydrolysis reaction And reacting HF in the hydrolyzate gas of the PFC in the second reactor block with the solid phase HF remover to form calcium fluoride (CaF 2 ).

이하, 본 발명을 자세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

일례로 촉매분해법에 의한 PFC 처리공정은 PFC 수집 덕트(PFC collection duct)에서 배출되는 각종의 가스류를 알칼리 스크러버(Alkali Scrubber)를 거쳐 산성가스들을 처리한 후 촉매 반응기에서 하기 식으로 표현되는 가수분해반응을 거쳐 PFC를 제거한다.For example, the PFC treatment process by the catalytic cracking method is a process in which various gases discharged from a PFC collection duct are treated with an acidic gas through an alkali scrubber, and then hydrolyzed in a catalytic reactor, After the reaction, the PFC is removed.

CF4 + 2H2O → CO2 + 4HFCF 4 + 2H 2 O? CO 2 + 4HF

CHF3 + (1/2)O2 + H2O → CO2 + 3HFCHF 3 + (1/2) O 2 + H 2 O? CO 2 + 3HF

C2F6 + 3H2O + (1/2)O2 2CO2 + 6HFC 2 F 6 + 3H 2 O + (1/2) O 2 2CO 2 + 6HF

SF6 + 3H2O → SO3 + 6HFSF 6 + 3H 2 O - > SO 3 + 6HF

SF6 + 2H2O → SO2F2+ 4HFSF 6 + 2H 2 O - > SO 2 F 2 + 4HF

이와 같이, PFC 가수분해반응의 생성물에는 HF, CO2, SO3와 같은 산성가스와 SO2F2와 같은 유독가스가 있다. 따라서, SO2F2와 같은 유독가스 역시 본 발명에서 산성가스의 예에 포함될 수 있다.Thus, the products of the PFC hydrolysis reaction include acidic gases such as HF, CO 2 , SO 3 and toxic gases such as SO 2 F 2 . Thus, toxic gases such as SO 2 F 2 can also be included in the example of acid gases in the present invention.

산성가스는 물과 접촉하게 되면 산성을 띠는 가스로서, 이의 비제한적인 예로는 할로겐, 할로겐화수소, 질소 산화물(NOx), 황산화물(SOx), 아세트산, 승화수은, 황화수소, 이산화탄소 등이 있다. 산성가스는 후단 공정에 심각한 부식 문제를 야기하며 이로 인해 통상 고가의 소재를 이용한 공정 구성을 필요로 하고 SO2F2는 훈증살충제로 사용하는 물질로 독성이 강하여, 제거하는 것이 바람직하다. The acid gas is an acidic gas when it comes into contact with water, and examples thereof include halogen, hydrogen halide, nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), acetic acid, hydrogen sulfide, hydrogen sulfide and carbon dioxide. Acid gases cause serious corrosion problems in the downstream process, which usually requires a process configuration using expensive materials and SO 2 F 2 is a substance used as a fumigation insecticide and is highly toxic and desirably removed.

PFC 가수분해 반응과 산성가스 제거반응이 연속적으로 일어나면, 촉매반응 및 이어서 생성물 제거반응이 일어나는 것에 해당한다. 따라서, 본 발명은 PFC 함유 가스에 대해 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하는 촉매 반응 공정과 이의 후단에 PFC의 가수분해물 가스 중 산성가스를 제거하는 공정을 연계함으로써, 평형파과에 의해 촉매 반응의 정반응 속도를 가속화시킬 뿐만 아니라 흡열반응인 상기 촉매 반응 온도를 낮추고자 한다. When the PFC hydrolysis reaction and the acid gas removal reaction occur consecutively, this corresponds to a catalytic reaction followed by a product removal reaction. Accordingly, the present invention relates to a catalytic reaction process for carrying out a hydrolysis reaction with a PFC-containing gas by a catalyst and a process for removing an acid gas in the hydrolyzate gas of PFC at the downstream of the catalytic reaction process, It is desired not only to accelerate the speed but also to lower the catalytic reaction temperature which is an endothermic reaction.

그러나, 촉매와 고상의 산성가스 제거제가 구비된 하나의 반응기에서는 촉매 수명과 고상 산성가스 제거제의 수명이 상이한 경우 촉매 및/또는 고상의 산성가스 제거제를 교체하기 위해 운전을 정지해야 하는 문제가 발생한다. However, in a single reactor equipped with a catalyst and a solid acid gas removing agent, when the catalyst life and the lifetime of the solid acid gas removing agent are different, there arises a problem that the operation must be stopped to replace the catalyst and / or solid acid gas removing agent .

이를 해결하기 위해, 본 발명자들은 상기 촉매반응-생성물 제거반응을 촉매반응용 반응기-생성물 제거반응용 반응기로 이원화하여 가온/냉각 및 가압/감압 없이 하나의 반응기 모듈을 구성한 후 이를 3단으로 연결하여, 전산모사한 결과, 쉘에서는 촉매반응이, 튜브에서는 생성물 제거반응이 일어나는 Shell-and-Tube 형태의 일체형 반응기에서 기대했던 흡열반응시 온도저감 효과가 가능하다는 것을 발견하였다(도 1). 도 1은, 촉매분해반응-생성물 제거반응을 1단 구성 또는 3단 구성한 경우 촉매분해장치 성능 전산모사 결과이다. 즉, PFC 함유 가스에 대해 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하는 촉매 반응과 PFC의 가수분해물 가스 중 산성가스를 제거하는 제거반응이 이원화된 장치를 3단으로 구성하면, 촉매반응/생성물 제거반응 동시효과(평형파과)가 가능한 것을 발견하였다. 반응기 모듈의 단을 추가할수록 단일 반응기 환경에서 일어나는 것을 모사할 수 있다는 것을 확인하였다.In order to solve this problem, the inventors of the present invention have proposed a method of separating the catalyst reaction-product elimination reaction into a reactor for reacting a catalyst and a reactor for removing a product, forming a single reactor module without heating / cooling, As a result of the computer simulation, it was found that a temperature reduction effect in the endothermic reaction expected in a shell-and-tube type integrated reactor in which a catalyst reaction occurs in a shell and a product removal reaction occurs in a tube is possible (FIG. FIG. 1 is a simulation result of the performance of a catalytic cracking apparatus in a case where the catalytic cracking-product elimination reaction is constituted by one stage or three stages. That is, when the apparatuses having a dual catalytic reaction for carrying out the hydrolysis reaction with the PFC-containing gas and a removal reaction for removing the acid gas in the hydrolyzate gas of the PFC are constructed in three stages, the catalytic reaction / Effect (equilibrium breakthrough) is possible. It has been confirmed that the addition of the reactor module stages simulates what happens in a single reactor environment.

이로부터 전단의 촉매 반응기에서 기상 반응물로부터 기상 생성물이 형성되는 촉매 반응이 화학평형이 이루어질 때까지 반응이 진행되더라도, 기상 생성물의 일부 또는 전부를 제거하는 반응을 통해 화학평형을 깸으로써, 후단의 촉매 반응기에서 촉매 반응이 자발적으로 일어나게 하는 사이클을, 2단 이상의 촉매 반응기/생성물 제거 반응기의 반응기 모듈을 통해, 1회 이상 돌림으로써, 상기 사이클 횟수가 증가할수록 단일 반응기에서 반응/생성물 제거 동시효과(평형파과)가 일어나는 것에 근접시킬 수 있다는 것을 확인하였다.From this, even if the reaction proceeds until the chemical reaction in which the gaseous product is formed from the gaseous reactant in the catalytic reactor at the front end proceeds to chemical equilibrium, the chemical equilibrium is removed through the reaction for removing a part or all of the gaseous product, The cycle in which the catalytic reaction occurs spontaneously in the reactor is turned at least once through the reactor module of the two or more catalytic reactor / product elimination reactor, so that as the number of cycles increases, the simultaneous reaction / Breakthrough) can occur.

나아가, 액상 흡수제로 생성물을 제거하는 흡수반응은 상온 또는 저온에서 수행되기 때문에 냉각된 가스를 후단 촉매반응을 수행하기 위하여 추가 열공급이 필요하나, 본 발명에 따라 고체상의 흡수/흡착제를 사용한 생성물 제거반응은 고온에서 산성가스의 흡수/흡착 반응이 가능하므로 흡수/흡착 반응 후 촉매반응을 수행하기 위한 추가 열공급이 필요 없다.Furthermore, since the absorption reaction for removing the product with the liquid absorbent is performed at room temperature or low temperature, additional heat supply is required to perform the post-end catalytic reaction of the cooled gas. However, according to the present invention, Can absorb / adsorb acidic gas at a high temperature, so that there is no need for additional heat supply to perform the catalytic reaction after the absorption / adsorption reaction.

예컨대, 과불화 화합물(g)의 가수분해 반응과, 상기 가수분해 반응으로부터 형성되는 불산(HF)(g)으로부터 불화칼슘(CaF2)(s)을 형성시키는 반응을 연속적으로 수행하면서, 이를 2단 이상 바람직하게는 3단 이상 수행하면, 마치 하나의 반응기 내에서 불화칼슘(CaF2) (s)을 형성시키는 반응을 통해 HF(g)가 소비되는 효과를 발휘하여, 평형파과에 의해 상기 PFC 가수분해의 정반응이 우세하게 되어 PFC 가수분해 반응 효율이 향상될 수 있음을 발견하였다. 본 발명은 이에 기초한 것이다.For example, the hydrolysis reaction of the perfluorinated compound (g) and the reaction of forming calcium fluoride (CaF 2 ) (s) from the hydrofluoric acid (HF) (g) (G) is consumed through the reaction of forming calcium fluoride (CaF 2 ) (s) in one reactor as a result of performing equilibrium dissociation, the PFC It was found that the reaction of PFC hydrolysis can be improved by the dominant reaction of hydrolysis. The present invention is based on this.

본 명세서에서 과불화 화합물(PFC)은 촉매에 의해 분해되어 HF와 같은 산성 가스를 형성할 수 있는 화합물까지 확장될 수 있으며, 이 역시 본 발명의 범주에 속한다.Herein, the perfluorinated compound (PFC) can be extended to a compound capable of decomposing by a catalyst to form an acid gas such as HF, which is also within the scope of the present invention.

본 발명에 따른 PFC 처리용 장치는 The PFC processing apparatus according to the present invention

(i) 횡방향으로 중심축을 갖는 원통형, 타원통형 또는 다각통형 반응기 조립체로서, (i) a cylindrical, tapered or polygonal tubular reactor assembly having a transverse center axis,

PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하는 제1 반응기 블록; 및 제1 반응기 블록으로부터 배출된 기상 생성물 중 산성가스를 제거하는 제2 반응기 블록을 포함하는 반응기 모듈이 2단 이상 직렬연결되되, A first reactor block for carrying out a hydrolysis reaction with a catalyst for a PFC containing gas; And a second reactor block for removing acid gas from gaseous products discharged from the first reactor block, wherein the reactor modules are connected in series in two or more stages,

2 이상의 제1 반응기 블록들 및 2 이상의 제2 반응기 블록들이 교번하여 서로 인접하도록 조립되어 형성되고, Two or more first reactor blocks and two or more second reactor blocks are alternately formed so as to be adjacent to each other,

중심축 방향으로, 제1 반응기 블록으로부터 배출된 기상 생성물 유체는 제1 반응기 블록에 인접해 있는 제2 반응기 블록으로 직접 도입되고, 전단의 제2 반응기 블록으로부터 배출된 가스 유체가 인접해 있는 후단의 제1 반응기 블록으로 직접 도입되는 반응기 조립체;In the direction of the central axis, the gaseous product fluid discharged from the first reactor block is introduced directly into the second reactor block adjacent to the first reactor block, and the gas fluid discharged from the second reactor block at the previous stage A reactor assembly directly introduced into the first reactor block;

(ii) 상기 반응기 조립체에 처리대상인 PFC 함유 가스를 공급하며, 중심축 기준 수직 단면이 상기 반응기 조립체의 수직 단면 보다 작은 유입관; (ii) an inlet pipe that feeds the PFC containing gas to be treated to the reactor assembly and has a vertical section perpendicular to the central axis smaller than a vertical section of the reactor assembly;

(iii) 상기 유입관과 상기 반응기 조립체 사이에 설치되고, 유체유동 방향을 따라 점차적으로 확장되는 관의 형태인 연결관; 및 (iii) a connection tube installed between the inlet tube and the reactor assembly and in the form of a tube that gradually expands along the fluid flow direction; And

(iv) 연결관 내부에 설치되어 유체 흐름을 가이드하는 분산판으로서, (iv) a dispersion plate installed inside the connection pipe for guiding the fluid flow,

유입관을 통해 중심축을 따라 유입된 PFC 함유 가스가 반응기 조립체의 상류 말단에 위치한 제1 반응기 블록의 중심축 기준 수직 단면 전면에 도달할 수 있도록 설계된 형상을 갖는 유체 흐름 가이드 분산판;을 구비하며,And a fluid flow guide distribution plate having a shape designed to allow the PFC containing gas flowing along the central axis through the inlet pipe to reach the front face of the vertical section of the center axis of the first reactor block located at the upstream end of the reactor assembly,

상기 반응기 조립체 내에서 PFC 가수분해 촉매반응 및 산성가스 제거반응의 싸이클이 2회 이상 반복됨으로써, 평형파과에 의해 정방향 촉매반응의 효율이 향상되는 것이 특징이다.The cycle of the PFC hydrolysis catalytic reaction and the acid gas removal reaction is repeated two or more times in the reactor assembly, so that the efficiency of the forward catalytic reaction is improved by the equilibrium breakthrough.

본 발명에 따른 PFC 처리용 장치에 사용되는 반응기 모듈은 PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하는 제1 반응기; 및 제1 반응기로부터 배출된 기상 생성물 중 산성가스를 제거하는 제2 반응기를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 2단 이상의 반응기 모듈을 구비한 PFC 처리 장치는 배수가 발생하지 않는 건식형 PFC 분해장치이다.The reactor module used in the apparatus for treating PFC according to the present invention comprises: a first reactor for performing a hydrolysis reaction with a PFC-containing gas; And a second reactor for removing acid gas in the gaseous product discharged from the first reactor. Accordingly, the PFC treatment apparatus having the two or more stage reactor modules according to the present invention is a dry type PFC decomposition apparatus in which drainage is not generated.

본 발명에 따른 PFC 처리용 장치를 이용하면, PFC로부터 불화칼슘을 제조할 수 있으며, 이때, 제1 반응기에서 PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하고, 제2 반응기에서 HF를 함유하는 PFC의 가수분해물 가스가 고상의 산성가스 제거제에 의해 불화칼슘(CaF2)을 형성시킬 수 있다. 도 2는 PFC 가수분해 촉매 및 고상의 산성가스 제거제를 구비한 반응기 모듈을 2단 사용하는 경우 반응공정을 개략적으로 나타낸 개념도이다.Using the apparatus for treating PFC according to the present invention, calcium fluoride can be produced from PFC. At this time, the PFC containing gas in the first reactor is subjected to the hydrolysis reaction by the catalyst, and the HF The calcium fluoride (CaF 2 ) can be formed by the solid acid gas removing agent in the PFC hydrolyzate gas containing PFC. FIG. 2 is a conceptual view schematically showing a reaction process when a reactor module including a PFC hydrolysis catalyst and a solid acid gas removing agent is used in two stages.

본 발명에 따라 반응기 모듈이 2단 이상으로 직렬연결된 PFC 처리용 장치는 촉매반응 및 생성물 제거반응의 싸이클이 2회 이상 반복됨으로써, 평형파과에 의해 촉매반응의 효율이 향상될 수 있다. According to the present invention, in the PFC treatment device in which the reactor modules are connected in series in two or more stages, the cycle of the catalytic reaction and the product removal reaction is repeated twice or more, so that the efficiency of the catalytic reaction can be improved by the equilibrium breakthrough.

본 발명은 반응기 모듈을 2단 이상, 바람직하게는 7단 이하, 더욱 바람직하게는 3단 내지 5단으로 직렬연결할 수 있다. 특히, 경제적인 측면 및 장치 컴팩화 측면에서 반응기 모듈이 3단 또는 4단으로 직렬연결된 것이 바람직하다.The present invention can be connected in series with two or more stages, preferably seven stages or less, more preferably three or five stages of reactor modules. In particular, in terms of economy and device compaction, it is preferable that the reactor modules are connected in series in three or four stages.

또한, 본 발명에 따른 PFC 처리용 장치는 각 단의 촉매 반응기에서 각 촉매 반응기의 최대 촉매 처리 용량의 50~99%, 바람직하게는 65~95%, 더욱 바람직하게는 70~90%를 수행하도록 운전조건을 설정할 수 있다.Further, the apparatus for treating a PFC according to the present invention is designed to perform 50 to 99%, preferably 65 to 95%, and more preferably 70 to 90% of the maximum catalytic treatment capacity of each catalytic reactor in each stage of the catalytic reactor Operation conditions can be set.

예컨대, 반응기 모듈이 2단이고 각 단의 촉매 처리 용량이 최대값의 80%일 때, 촉매 처리 용량 총합(%) = 제1단의 처리용량(%) + 제2단의 처리용량(%) = (100 X 0.8) + (20 X 0.8) = 80 + 16 = 96(%)이다.For example, when the reactor module has two stages and the catalyst treatment capacity of each stage is 80% of the maximum value, the sum of the catalyst treatment capacity (%) = the treatment capacity of the first stage (%) + = (100 X 0.8) + (20 X 0.8) = 80 + 16 = 96 (%).

예컨대, 반응기 모듈이 3단이고 각단의 촉매 처리 용량이 최대값의 70%일 때, 촉매 처리 용량 총합(%) = 제1단의 처리용량(%) + 제2단의 처리용량(%)+ 제3단의 처리용량(%) = (100 X 0.7) + (30 X 0.7) + (9 X 0.7) = 70 + 21 + 6.3 = 97.3(%)이다.For example, when the reactor module has three stages and the catalyst treatment capacity at each stage is 70% of the maximum value, the total catalyst treatment capacity (%) = the first stage treatment capacity (%) + the second stage treatment capacity (% The processing capacity (%) of the third stage is (100 X 0.7) + (30 X 0.7) + (9 X 0.7) = 70 + 21 + 6.3 = 97.3 (%).

반응물 전환 효율은 반응온도의 함수로서, 반응물 전환 효율이 정해지면 촉매층의 조작 온도가 결정된다.The reactant conversion efficiency is a function of the reaction temperature, and when the reactant conversion efficiency is determined, the operating temperature of the catalyst layer is determined.

따라서, 1단의 촉매 반응기 사용시 촉매 처리 용량(예, 97%)을 달성하기 위해 요구되는 반응온도(예, 750℃)가, 2단 이상의 촉매 반응기를 사용하면, 각단의 촉매 처리 용량(3단의 경우 70%)이 작아져, 흡열반응시 촉매 반응기에 요구되는 반응온도를 낮출 수 있다(예, 650℃). 나아가, 고온에서 수행되는 촉매 반응에서 촉매의 열적 안정성이 저하되지만, 본 발명은 2단 이상의 촉매 반응기를 사용하여 흡열반응시 반응온도를 낮춤으로써 촉매의 수명을 연장시킬 수 있다.Therefore, when the reaction temperature (for example, 750 ° C) required to achieve the catalyst treatment capacity (for example, 97%) in the case of using the one-stage catalytic reactor and the catalytic reactor having two or more stages is used, 70%) is small, and the reaction temperature required for the catalytic reactor during the endothermic reaction can be lowered (e.g., 650 ° C). Further, although the thermal stability of the catalyst is deteriorated in a catalytic reaction performed at a high temperature, the present invention can prolong the lifetime of the catalyst by lowering the reaction temperature in an endothermic reaction using a two or more-stage catalytic reactor.

또한, 촉매 성분이 HF와 반응하여 금속불화물을 형성하게 되면, 촉매의 비표면적이 감소하고 분해 활성도 떨어지게 된다. 따라서, 본 발명은 각 촉매 반응기에서 촉매 처리 용량(예, 최대값의 70%)을 낮추어, 즉 촉매의 반응 생성물의 생성량을 낮추어 촉매의 반응 생성물(예, HF)에 의한 촉매 피독 문제를 경감시킬 수 있다.Further, when the catalyst component reacts with HF to form a metal fluoride, the specific surface area of the catalyst decreases and the decomposition activity decreases. Thus, the present invention reduces the catalyst poisoning problem by the reaction product of the catalyst (e.g., HF) by lowering the catalyst handling capacity (e.g., 70% of the maximum value) in each catalytic reactor, .

또한, 본 발명은 2 이상의 반응기 모듈을 컴팩트하게 설치하기 위해, 도 3 과 같이 각 반응기들이 블록화될 수 있도록 설계한 후, 2 이상의 제1 반응기 블록들 및 2 이상의 제2 반응기 블록들을 교번하여 서로 인접하도록 조립하여, 횡방향으로 중심축을 갖는 원통형, 타원통형 또는 다각통형 반응기 조립체를 제공하는 것이 다른 특징이다. In addition, in order to compact two or more reactor modules, the present invention is designed such that each reactor can be blocked as shown in FIG. 3, and then the two or more first reactor blocks and the two or more second reactor blocks are alternately To provide a cylindrical, tapered or polygonal tubular reactor assembly having a central axis in the transverse direction.

따라서, 본 발명에 따른 PFC 처리용 반응기 조립체는 반응기 모듈들이 컴팩트하게 조립가능하도록 블록화된 촉매 반응기와 블록화된 산성가스 제거 반응기를 구비한 것이다. 이때, 제1 반응기(104)로부터 배출된 기상 생성물은 제1반응기에 인접해 있는 제2 반응기(102)로 직접 도입되고, 전단의 제2 반응기(102)로부터 배출된 가스가 인접해 있는 후단의 제1 반응기(104)로 직접 도입된다(도 3). 블록화된 각 제1 반응기(104)에서는 PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행시키고, 블록화된 각 제2 반응기(102)에서는 PFC 가수분해물 생성물을 산성가스 제거제로 처리하여 PFC 가수분해 생성물로부터 산성가스를 일부 또는 전부 제거시킬 수 있다. Accordingly, the reactor assembly for PFC treatment according to the present invention comprises a catalytic reactor and a blocked acidic gas removal reactor which are blocked so that the reactor modules can be compactly assembled. At this time, the gaseous product discharged from the first reactor (104) is directly introduced into the second reactor (102) adjacent to the first reactor, and the gas discharged from the second reactor (102) And introduced directly into the first reactor 104 (Figure 3). In each of the blocked first reactors 104, the PFC-containing gas is subjected to a hydrolysis reaction by a catalyst, and in each of the blocked second reactors 102, the PFC hydrolyzate product is treated with an acid gas removing agent to perform PFC hydrolysis Some or all of the acid gas can be removed from the product.

도 3에 도시된 구조를 가진 반응기 조립체의 경우, 제1 반응기(104)는 모두 가수분해반응용 촉매가 충진되어 있고, 제2반응기(102)는 고상의 산성가스 제거제가 충진되어 있으며, PFC 함유 가스는 제1 반응기(104)로 도입되고, 반응기내 촉매와 접촉하면서 PFC 의 가수분해물 가스로 전환되어 배출되고, 제1 반응기로부터 배출된 PFC 의 가수분해물 가스는 제1반응기(104)에 인접해 있는, 제2 반응기(102)로 직접 도입되어 PFC 의 가수분해물 중 산성가스가 제거된 후, 제2 반응기(102)로부터 배출되고 후단의 제1 반응기(104)로 도입될 수 있다.In the case of the reactor assembly having the structure shown in FIG. 3, the first reactor 104 is all filled with a catalyst for hydrolysis reaction, the second reactor 102 is filled with a solid acidic gas removing agent, The gas is introduced into the first reactor 104, is converted into the hydrolyzate gas of the PFC while being brought into contact with the catalyst in the reactor, and the hydrolyzate gas of the PFC discharged from the first reactor is introduced into the first reactor 104 May be introduced directly into the second reactor 102 to remove the acid gas in the hydrolyzate of the PFC and then be discharged from the second reactor 102 and introduced into the first reactor 104 in the downstream stage.

이때, 하나 이상의 제1 반응기(104)의 도입부 및 하나 이상의 제2반응기(102) 도입부에는 유체 흐름을 가이드하는 분산판(110)이 설치될 수 있다. 유체가 제1반응기 및 제2반응기 전면으로 골고루 분배되어 반응할 수 있도록 하거나 제2 반응기의 경우 반응기 아랫부분 일부분만으로 분배되게 할 수 있는 한 분산판의 형태 및/또는 구조는 제한되지 아니하며, 분산판은 출구에 배치된 복수개의 노즐을 구비할 수 있고, 송풍기 형태일 수도 있다. 또한, 분산판은 유체를 원하는 면적에 골고루 분배할 수 유로 또는 노즐을 가지고 있는 회전체일 수 있다. At this time, the introducing portion of the at least one first reactor 104 and the introducing portion of the at least one second reactor 102 may be provided with a distributor plate 110 for guiding the fluid flow. The shape and / or structure of the dispersion plate is not limited as long as the fluid can be distributed evenly to the first reactor and the second reactor and allowed to react, or in the case of the second reactor to be distributed only to a part of the lower portion of the reactor, May have a plurality of nozzles disposed at the outlet, or may be in the form of a blower. In addition, the diffuser plate may be a rotator having a flow path or nozzle capable of evenly distributing the fluid to a desired area.

또한, 제1 반응기 블록(104)의 각 상부에는 가수분해반응용 촉매 투입구(120a)가 구비되어 있고/있거나, 제2 반응기 블록(102)의 각 상부에는 산성가스 제거제 투입구(120a)가 구비되어 있을 수 있다. 나아가, 상기 투입구(120a)에는 마개(120b)가 결착될 수 있다.The upper portion of the first reactor block 104 is provided with a catalyst inlet 120a for hydrolysis reaction or the upper portion of the second reactor block 102 is provided with an acid gas eliminator inlet 120a Can be. Furthermore, a stopper 120b may be attached to the input port 120a.

본 발명에 따라 PFC 가수분해반응을 수행하는 제1 반응기에서 사용되는 촉매는, 폐가스 중의 PFC을 분해제거하기 위해 제조된 입자 그대로 또는 구, 펠릿, 링과 같은 형태로 필요한 크기로 성형한 후 제1 반응기 내부에 층(bed)을 이루게 하여 사용할 수 있다. The catalyst used in the first reactor for carrying out the PFC hydrolysis reaction according to the present invention may be prepared by molding the PFC in the waste gas as it is or in the form of spheres, A bed can be used in the reactor.

이때, 제1 반응기 블록(104)은 가스가 통과할 수 있으면서 촉매 입자가 빠지지 않는 크기의 메쉬 형태의 지지체 사이에 촉매 입자들을 충진시킬 수 있다. At this time, the first reactor block 104 can fill the catalyst particles between the supports of a mesh type having a size such that the gas can pass therethrough and the catalyst particles do not escape.

CF4를 분해하는 촉매는 폐가스에 포함된 PFC를 대부분 분해시킬 수 있으며, PFC를 이루는 탄소를 CO2 로 전환시킬 수 있어서, 반도체 공정에서 발생된 폐가스 처리에 주로 사용할 수 있지만, 반도체 공정이 아니라도 PFC를 세정제, 에칭제, 용매, 반응원료 등의 목적으로 사용하거나 제조하는 공정이나 작업장에서도 유용하게 사용할 수 있다.The catalyst for decomposing CF 4 can decompose most of the PFC contained in the waste gas and can convert the carbon forming the PFC into CO 2 so that it can be mainly used for the waste gas generated in the semiconductor process. PFC can be usefully used in a process or a workplace where it is used or manufactured for the purpose of a cleaning agent, an etching agent, a solvent, a reaction raw material or the like.

PFC의 촉매분해 반응에서 적용 가능한 촉매는 대부분 고체산 촉매이며, 이 중에서도 Al2O3 촉매가 가장 많이 이용되고 있다. 또한, 상기 PFC의 가수분해반응용 촉매로는 AB2O4 조성을 갖는 스피넬(spinel) 구조의 촉매 및/또는 알루미늄 포스페이트 촉매를 사용할 수 있다. 이때, A 금속으로는 Zn, Ni, Pd, Ti, Sn, Co, Zr, Ce 등을 사용할 수 있으며, B 금속으로는 알루미늄을 사용할 수 있다. Most of the catalysts applicable in catalytic cracking of PFC are solid acid catalysts, among which Al 2 O 3 catalysts are the most popular. As the catalyst for the hydrolysis reaction of the PFC, a spinel catalyst having an AB 2 O 4 composition and / or an aluminum phosphate catalyst may be used. As the metal A, Zn, Ni, Pd, Ti, Sn, Co, Zr, Ce and the like can be used. As the B metal, aluminum can be used.

PFC와 수분 사이에 진행되는 가수분해 반응은 흡열반응으로써 고온일수록 분해가 용이한 자발적 반응을 유도할 수 있으므로 PFC 분해가 빠르게 진행된다. 그러나, 고온은 촉매의 열적 안정성을 저하시킨다.The hydrolysis reaction between PFC and moisture is an endothermic reaction, and PFC decomposition proceeds rapidly because higher temperatures can induce spontaneous reactions that are easier to decompose. However, high temperatures degrade the thermal stability of the catalyst.

즉, 500~800 ℃의 운전조건은 촉매가 물리적 또는 화학적인 변화 없이 장시간 활성을 유지하기에는 높은 온도조건으로서 촉매의 내구성 확보가 가장 큰 걸림돌이다. 특히, 부산물로 생성되는 HF와 수증기가 동시에 존재하는 500~800 ℃의 반응 분위기 하에서 지속적으로 내구성을 갖는 촉매개발이 상업화의 관건이 되고 있다.That is, the operation conditions of 500 to 800 ° C are the highest obstacle to maintaining the durability of the catalyst as a high temperature condition for maintaining the catalyst for a long time without physical or chemical change. In particular, the development of a catalyst having durability in a reaction atmosphere of 500 to 800 ° C. in which HF and water vapor generated as by-products are present at the same time is the key to commercialization.

본 발명에서 PFC의 촉매 분해반응 시 제1 반응기 내부 온도는 바람직하기로 600 내지 750, 더욱 바람직하기로 600 내지 700℃, 가장 바람직하기로 650℃일 수 있다.In the present invention, the internal temperature of the first reactor during the catalytic decomposition of PFC may be preferably 600 to 750, more preferably 600 to 700 ° C, and most preferably 650 ° C.

종래 PFC 처리용 반응기에서 PFC의 가수분해 반응시 반응 온도는 대부분의 PFC 이 가수분해될 수 있는 온도, 즉 대략 100%의 분해율을 나타낼 수 있는 온도로서 750℃ 수준의 온도를 필요로 한다. 그러나, 본 발명에 따라 PFC의 가수분해 반응과, 상기 가수분해 반응으로부터 형성되는 불산(HF)으로부터 불화칼슘(CaF2)을 형성시키는 반응을 연속적으로 수행하면서, 이를 2단이상 바람직하게는 3단이상 수행하면, 마치 하나의 반응기 내에서 불화칼슘(CaF2)을 형성시키는 반응을 통해 HF가 소비되는 효과를 발휘하여, 가수분해 반응 효율이 향상되어 600℃ 수준에서도 85% 이상의 분해율을 나타낼 수 있고, 650℃ 수준에서는 95% 이상의 분해율을 나타낼 수 있다(도 1). 따라서, 본 발명은 반응기 내부 온도를 낮출 수 있고 이러한 열량 감소로 인해 에너지 절감 효과를 발휘할 수 있다. 이로인해, RCS(Regenerative Catalytic System)에서 불산 유출을 막고 RCS 효율을 극대화하며 촉매의 수명을 연장할 수 있다.In the conventional PFC treatment reactor, the reaction temperature in the hydrolysis reaction of PFC requires a temperature of 750 ° C as a temperature at which most PFCs can be hydrolyzed, that is, a decomposition rate of about 100%. However, according to the present invention, the hydrolysis reaction of PFC and the reaction of forming calcium fluoride (CaF 2 ) from hydrofluoric acid (HF) formed from the hydrolysis reaction are continuously carried out, , The effect of consuming HF through the reaction of forming calcium fluoride (CaF 2 ) in one reactor is exerted, and the efficiency of hydrolysis reaction is improved, resulting in a decomposition rate of 85% or more even at a temperature of 600 ° C , And a decomposition rate of 95% or more at 650 ° C (FIG. 1). Therefore, the present invention can lower the internal temperature of the reactor, and the energy saving effect can be exhibited by the reduction of the heat amount. As a result, RCS (Regenerative Catalytic System) can prevent the outflow of hydrofluoric acid, maximize RCS efficiency, and extend catalyst life.

상기 촉매 반응기에서 가수분해 반응을 수행하기 위하여 물은 반응기 내부로 유입되기 전에 열교환기를 거쳐 가열되어 수증기 형태로 공급될 수 있다. 바람직하기로, 상기 반응기 내부에 공급되는 물은 순수를 사용하고, 가수분해 반응식을 고려하여 공급량을 조절할 수 있다.In order to perform the hydrolysis reaction in the catalytic reactor, water may be heated in a heat exchanger before being introduced into the reactor and supplied in the form of steam. Preferably, pure water is used as the water to be supplied to the inside of the reactor, and the supply amount can be controlled in consideration of the hydrolysis reaction formula.

상기 수증기는 수증기/PFC의 몰비가 1 ∼ 100 범위로 포함되며, 수증기와 함께 산소를 0 ∼ 50% 농도범위로 사용하여 촉매의 비활성화 없이 PFC를 분해할 수 있다. 수증기의 함유량이 상기 범위를 벗어나면 반응활성이 떨어진다.The water vapor contains a water / PFC molar ratio in the range of 1 to 100, and the PFC may be decomposed without deactivation of the catalyst by using 0 to 50% concentration of oxygen together with water vapor. If the content of water vapor is out of the above range, the reaction activity is decreased.

한편, PFC를 사용하는 반도체 제조 산업에서 배출되는 PFC 폐가스에는 산소, 질소, 수분 등 외에도 공정가스들이 함께 포함되어 있기 때문에 폐가스의 처리 공정이 여러 단계로 구성될 수 있다. 따라서, PFC의 분해제거에 앞서 폐가스에 포함될 수 있는 공정가스인 SiH4, SiHCl3, SiH2Cl2, SiF4 등과 같은 실란가스 성분이나 HCl, HF, HBr, F2, Br2 등과 같은 할로겐 가스성분들은 물을 이용하여 사전에 분리 또는 제거할 수 있다. 전처리 과정에서 제거되지 못하는 PFC를 함유하는 폐가스에는 기본적으로 산소 및 질소가 포함되어 있으며, 경우에 따라서는 수분도 포함될 수 있다.Meanwhile, since the PFC waste gas discharged from the semiconductor manufacturing industry using PFC contains process gases in addition to oxygen, nitrogen, moisture, etc., the waste gas treatment process can be constituted in several stages. Therefore, the process that can be included in the waste gas prior to removing the decomposition of PFC gases such as SiH 4, SiHCl 3, SiH 2 Cl 2, the silane gas component and HCl, a halogen gas, such as HF, HBr, F 2, Br 2, such as SiF 4 The components can be separated or removed in advance using water. The waste gas containing PFC that can not be removed in the pretreatment process basically contains oxygen and nitrogen, and in some cases, moisture may be included.

따라서, 본 발명에 따라 촉매를 이용하여 약 600 내지 750℃의 온도 범위에서 수증기 및 산소 분위기 하에서 PFC의 분해제거를 위해서는 전처리된 폐가스를 상기 반응온도까지 예열해야 하는데, 이 과정에서 폐가스에 물 또는 수증기를 추가하여 폐가스 내부의 수증기 양을 조절할 수 있다.Therefore, according to the present invention, in order to decompose and remove PFC under the atmosphere of steam and oxygen at a temperature of about 600 to 750 ° C. using a catalyst, the pretreated waste gas must be preheated to the reaction temperature. In this process, Can be added to adjust the amount of water vapor in the waste gas.

폐가스는 수증기 존재 하 촉매 반응기를 통해 흐르면서 촉매에 의해 PFC가 가수분해되어 제거되는데 PFC를 이루는 불소(F)성분은 주로 HF와 같은 불화물로 전환되고, 과불화 화합물의 종류에 따라 탄소(C), 질소(N) 또는 황(S)성분은 각각 CO2, NO2, SO3 와 같은 산화물로 전환된다.In the presence of water vapor, the waste gas is removed by hydrolysis of the PFC by the catalyst as it flows through the catalytic reactor. The fluorine (F) component constituting the PFC is converted mainly to fluoride such as HF and, depending on the kind of the perfluorinated compound, The nitrogen (N) or sulfur (S) components are converted to oxides such as CO 2 , NO 2 , and SO 3 , respectively.

HF, CO2, NO2, SO3 와 같은 산성가스를 제거하는 고상의 산성가스 제거제는 분말, 일정 형상을 갖는 성형체, 분리막 형태일 수 있다. 상기 산성가스 제거제는 취급 용이성 및 충진형 반응기 또는 사이클론 적용을 고려할 때 펠렛 형태가 바람직하다. 상기 펠렛은 원기둥 형상 또는 구 형상 등으로 성형된 것일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 고상의 산성가스 제거제는 산성가스 일부를 흡수하여 다른 화합물로 변화시키거나, 물리적 또는 화학적 흡착하거나, 분리막을 통해 선택적으로 제거할 수 있다.The solid acid gas removing agent for removing acidic gases such as HF, CO 2 , NO 2 , and SO 3 may be in the form of a powder, a molded body having a predetermined shape, or a separator. The acid gas removing agent is preferably in the form of a pellet when considering ease of handling and the application of a packed reactor or cyclone. The pellet may be formed into a cylindrical shape or a spherical shape, but is not limited thereto. In addition, the solid acidic gas removing agent can absorb a part of the acid gas and change it into another compound, physically or chemically adsorb it, or selectively remove it through the separator.

도 3(a) 및 (b)에 예시된 바와 같이, 제2 반응기 블록(102)의 상부에는 산성가스 제거제 투입구가 구비되어 있고, 각 하부에는 사용된 산성가스 제거제 배출구가 구비되어 있는 것일 수 있다.As illustrated in FIGS. 3 (a) and 3 (b), an acidic gas eliminator inlet may be provided in the upper portion of the second reactor block 102, and an acidic gas eliminator outlet may be provided in each of the lower portions .

PFC 가수분해 촉매 반응기 블록의 후단에 산성가스 제거 반응기 블록을 연결하면, PFC 가수분해 촉매 반응기 블록의 배출가스에 포함된 산성가스는 고상의 산성가스 제거제와 반응하여 고상의 반응생성물로서 제거될 수 있다. 이 때문에 PFC 분해장치로부터는 배수가 발생하지 않는다.When the acidic gas removal reactor block is connected to the downstream of the PFC hydrolysis catalytic reactor block, the acid gas contained in the exhaust gas of the PFC hydrolysis catalytic reactor block reacts with the solid acid gas removing agent and can be removed as a solid reaction product . Therefore, drainage is not generated from the PFC decomposition apparatus.

고상 제거제의 비제한적인 예는 알칼리금속의 염 또는 알칼리토금속의 염일 수 있으며, Ca와 동일 족의 금속의 염인 것 혹은 Mg와 동일 족의 금속의 염인 것이 바람직하다.Non-limiting examples of the solid phase remover may be a salt of an alkali metal or an alkaline earth metal, preferably a salt of a metal of the same group as Ca, or a salt of a metal of the same group as Mg.

산화칼슘(CaO), 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 등의 칼슘염은, HF와 반응하여 물 또는 이산화탄소를 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라, 불화칼슘(CaF2)을 형성시켜 HF를 고정화시킬 수 있다. Calcium salts such as calcium oxide (CaO), calcium carbonate (CaCO 3 ) and calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) can not only form water or carbon dioxide by reacting with HF but also form calcium fluoride (CaF 2 ) To immobilize HF.

CaO + 2HF → CaF2 + H2OCaO + 2HF -> CaF 2 + H 2 O

CaCO3 + 2HF → CaF2 + H2O + CO2 CaCO 3 + 2HF - > CaF 2 + H 2 O + CO 2

Ca(OH)2 + 2HF → CaF2 + H2O Ca (OH) 2 + 2HF → CaF 2 + H 2 O

촉매 반응기의 촉매 수명과 산성가스 제거 반응기의 고상의 산성가스 제거제의 수명이 상이한 문제를 해결하기 위해, 산성가스 제거 반응기에서 고상 제거제는 연속식으로 산성가스 제거 반응기에 공급하고, 산성가스를 흡수 및/또는 이와 반응한 후 고상 산성가스 제거제가 산성가스 제거 반응기로부터 배출되도록 산성가스 제거 반응기를 설계할 수 있다. 예컨대, 고상의 산성가스 제거제는 연속식으로 제2 반응기 상부로 공급되고, PFC 의 가수분해물 중 산성가스를 제거하면서 제2 반응기 하부로 배출될 수 있다. 상용화 측면에서, 산성가스 제거 반응기 즉 제2 반응기 블록은 싸이클론으로 설계될 수 있다. 싸이클론을 사용하면, 분말상의 산성가스 제거제를 사용할 수 있다.In order to solve the problem that the catalytic lifetime of the catalytic reactor is different from the lifetime of the solid acid gas removing agent in the acid gas removing reactor, the solid acid removing agent in the acid gas removing reactor is continuously supplied to the acid gas removing reactor, The acidic gas removal reactor may be designed so that the solid acidic gaseous removal agent is discharged from the acidic gas removal reactor after the reaction is carried out. For example, the solid acidic degassing agent may be continuously fed to the upper portion of the second reactor and discharged to the lower portion of the second reactor while removing the acid gas from the hydrolyzate of the PFC. In terms of commercialization, the acid gas removal reactor or the second reactor block can be designed as a cyclone. When a cyclone is used, a powdery acidic gas removing agent can be used.

불화칼슘(CaF2)은 플루오린화 칼슘이라고도 하며, 광물로서는 형석이라고 한다. 불화칼슘은 순수한 것은 백색이고, 플루오린이 격자에서 빠져나간 것은 F-중심 때문에 보라색이다. 이러한 불화칼슘은 적외선이나 자외선을 잘 투과시키는 성질을 가져, 광학 장치 제조용으로 널리 사용되며 이외에도 용제, 플루오린 화합물의 원료로 사용되는 유용한 자원 물질이다. 따라서, 본 발명의 불화칼슘 제조방법을 사용할 경우 반도체 공정 등의 배기 가스 중의 과불화 화합물로부터 유용한 자원 물질인 불화칼슘, 즉 형성을 제조할 수 있어 자원의 효율적인 재이용 측면에서 유리한 장점이 있다.Calcium fluoride (CaF 2 ) is also referred to as calcium fluoride, and is referred to as fluorite as a mineral. The calcium fluoride is pure white, and the fluorine exits from the lattice is purple because of the F-center. Such calcium fluoride has a property of transmitting infrared rays or ultraviolet rays well, and is widely used for manufacturing optical devices, and is also a useful resource material used as a raw material for solvents and fluorine compounds. Therefore, when the method for producing calcium fluoride according to the present invention is used, calcium fluoride, which is a useful resource material from a perfluorinated compound in an exhaust gas such as a semiconductor process, can be produced, which is advantageous in terms of efficient reuse of resources.

또한, 불화 칼슘은, 이것을 염산, 황산 등의 무기산으로 처리함으로써, 매우 용이하게 불소 가스를 발생시킬 수 있다.In addition, by treatment of calcium fluoride with an inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, the fluorine gas can be generated very easily.

본 발명에서, 제1 반응기 블록 및 제2 반응기 블록 재질은 PFC 가수분해반응 및 산성가스 제거반응 온도가 고온인 점을 감안하여 스테인리스 스틸 또는 인코넬(inconel) 재질을 사용할 수 있으나, 종래 기술보다 반응온도를 낮출 수 있으므로, 이보다 열내구성이 낮은 재질도 사용할 수 있다.In the present invention, the first reactor block and the second reactor block material may be made of stainless steel or inconel material in consideration of the high temperature of the PFC hydrolysis reaction and the acid gas removal reaction. However, It is possible to use a material having lower heat durability than the above.

한편, 본 발명에 따른 PFC 처리용 장치는 상기 반응기 조립체에 처리대상인 PFC 함유 가스를 공급하며, 중심축 기준 수직 단면이 상기 반응기 조립체의 수직 단면 보다 작은 유입관; 및 상기 유입관과 상기 반응기 조립체 사이에 설치되고, 유체유동 방향을 따라 점차적으로 확장되는 관의 형태인 연결관을 구비하고, Meanwhile, the apparatus for treating PFC according to the present invention supplies a PFC-containing gas to be treated to the reactor assembly and has a vertical cross-section perpendicular to the central axis smaller than that of the reactor assembly; And a connection tube disposed between the inlet tube and the reactor assembly and being in the form of a tube that gradually expands along the fluid flow direction,

이때, 유입관을 통해 중심축을 따라 유입된 PFC 함유 가스가 반응기 조립체의 상류 말단에 위치한 제1 반응기 블록의 중심축 기준 수직 단면 전면에 도달할 수 있도록 설계된 형상을 갖는 유체 흐름 가이드 분산판을 구비하는 것이 또다른 특징이다.Wherein the PFC containing gas flowing along the central axis through the inlet pipe is designed to reach the front surface of the vertical section perpendicular to the central axis of the first reactor block located at the upstream end of the reactor assembly Another feature is.

일반적으로, 반응기 조립체의 단면적이 유입관의 단면적보다 크고 반응기 조립체에 도달하는 유체유속이 큰 경우, 그 유동 관성에 의해 유체유동은 반응기 조립체 전면의 중앙부에 집중되게 된다. 반응기 조립체에서의 유동균일도를 저하시키는 결과가 되고, 이와 같은 현상은 제1반응기 블록의 바깥쪽에 위치한 촉매들이 충분히 작용하지 않게 만들어 PFC 가수분해 촉매반응 효율을 저하시키는 주요한 원인이 된다. 유체 흐름 가이드 분산판은 유입관을 통해 도입된 PFC 함유 가스를 반응기 조립체의 상단으로 유도하면서 그 유체 유동을 원활하게 확산시키는 작용을 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 연결관 및 분산판은 그 구조적 특징에 의해 반응기 조립체의 최선단에 있는 제1반응기 블록에서의 유체유동 균일도를 높이는 작용을 하여, 앞서 설명한 문제점을 해결할 수 있다.Generally, if the cross-sectional area of the reactor assembly is greater than the cross-sectional area of the inlet tube and the flow rate of the fluid reaching the reactor assembly is large, the flow inertia causes the fluid flow to be concentrated at the center of the reactor assembly front surface. This results in a decrease in the uniformity of flow in the reactor assembly, which causes the catalysts located outside of the first reactor block to function insufficiently, which is a major cause of degradation of the PFC hydrolysis catalytic reaction efficiency. The fluid flow guide distribution plate can act to smoothly diffuse the fluid flow while leading the PFC containing gas introduced through the inlet pipe to the top of the reactor assembly. Accordingly, the connecting pipe and the dispersing plate according to the present invention can improve the uniformity of the fluid flow in the first reactor block at the extreme end of the reactor assembly due to its structural characteristics, thereby solving the problems described above.

이러한 점을 고려하여, 본 발명의 유체 흐름 가이드 분산판은, 처리대상인 PFC 함유 가스가 제1 반응기 블록 내 촉매 일부와 반응하여 발생하는 중심축 기준 수직 단면의 반응 편차를 감소시켜 반응 효율을 높이도록 설계된 것일 수 있다. In consideration of this point, the fluid flow guide distribution plate of the present invention is designed so that the reaction efficiency of the vertical cross section based on the central axis generated by the reaction of the PFC containing gas with the part of the catalyst in the first reactor block is reduced, It may be designed.

유체 흐름 가이드 분산판은 유체유동 방향을 따라 점차적으로 확장되는 관 형태로 외형이 구성될 수 있다. 하나 이상의 분산판의 수직단면은 반응기 조립체의 수직 단면인 원형, 타원형 또는 다각형과 닮은 꼴일 수 있다. Fluid flow guide The diffuser plate can be configured in a tubular shape that gradually expands along the fluid flow direction. The vertical section of the one or more diffuser plates may be circular, oval or polygonal, which is a vertical section of the reactor assembly.

본 발명의 유체 흐름 가이드 분산판은 2 이상의 닮은 꼴 분산판들이 중심축이 일치하도록 중첩 배치된 것일 수 있다. 유체 흐름 가이드 분산판의 일례로, 도 5와 같은 형상의 가이드 베인(guide vane)일 수 있다. 분산판은 연결관의 내부에 설치되며 단면상에서 동심원의 형상을 가지며, 원추의 꼭지부분이 개방된 형상으로 구성될 수 있다. 분산판은 단면상에서 서로 다른 직경을 갖는 복수개의 가이드 베인을 구비할 수 있다. 유입관으로부터 공급된 빠른 유동이 가이드 베인 중심 블록과 충돌한 후 흐름이 분배되는 과정에서 편류가 발생할 수 있다(도 8).The fluid flow guide diffusing plate of the present invention may be such that two or more resembling diffusing plates are superposed so that their central axes coincide. As an example of the fluid flow guide dispersion plate, it may be a guide vane having a shape as shown in FIG. The diffusing plate is installed in the inside of the connecting pipe and has a concentric circular shape on the cross section, and the shape of the conical portion of the cone may be opened. The dispersion plate may have a plurality of guide vanes having different diameters on a cross section. A drift may occur during the process of distributing the flow after the fast flow supplied from the inlet pipe collides with the guide vane center block (FIG. 8).

그리고, 각 가이드 베인의 각 원추들 사이에 형성되는 유체유로의 단면적들의 비율이 가이드 베인의 전단부와 후단부에서 동일하도록 구성함으로써, 복수의 가이드 베인을 통한 유체유동 방향을 균등히 확산시킬 수 있고, 이를 통해 반응기 조립체의 최선단 제1반응기 블록에서의 가스유동의 균일도를 향상시킬 수 있다.The ratio of the cross-sectional areas of the fluid channels formed between the respective cones of the guide vanes is made equal at the front end and the rear end of the guide vane, so that the fluid flow direction through the plurality of guide vanes can be evenly diffused, This can improve the uniformity of the gas flow in the first stage reactor block of the reactor assembly.

본 발명의 일구체예에서 유체 흐름 가이드 분산판의 수직 단면은 연결관의 수직 단면과 닮은꼴이고 분산판의 중심축이 연결관의 중심축과 일치하도록 배치된 것일 수 있다. In one embodiment of the present invention, the vertical cross section of the fluid flow guide distribution plate may be similar to the vertical cross section of the connection pipe, and the center axis of the dispersion plate is aligned with the central axis of the connection pipe.

본 발명의 일구체예에서 유체 흐름 가이드 분산판의 수직 단면은 반응기 조립체의 수직 단면과 닮은꼴이고 분산판의 중심축이 반응기 조립체의 중심축과 일치하도록 배치된 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the vertical cross-section of the fluid flow guide distribution plate may be such that it resembles the vertical cross-section of the reactor assembly and the central axis of the dispersion plate is aligned with the central axis of the reactor assembly.

바람직하게는 분산판의 수직 단면, 연결관의 수직 단면 및 반응기 조립체의 수직 단면은 서로 닮은꼴이고, 분산판의 중심축, 연결관의 중심축 및 반응기 조립체의 중심축 모두가 일치하도록 분산판이 연결관 내부에 배치된 것일 수 있다.Preferably, the vertical section of the diffuser plate, the vertical section of the connecting tube, and the vertical section of the reactor assembly resemble one another and the diffuser plate is connected such that the central axis of the diffuser plate, the central axis of the connecting tube, It may be disposed inside the pipe.

본 발명의 PFC 처리용 장치는, 유입관은 유입관의 중심축을 기준으로 반경방향으로 PFC 함유 가스를 공급 또는 분사하는 노즐을 포함할 수 있다. 또한, 유입관과 분산판 사이에 배치되어, 상기 분산판에서의 유체유동 확산에 앞서 PFC 함유 가스의 유체유동을 일시적으로 확장시키는 오리피스링을 더 구비할 수 있다.In the PFC treatment apparatus of the present invention, the inflow pipe may include a nozzle for supplying or injecting the PFC-containing gas in the radial direction with respect to the central axis of the inflow pipe. The apparatus may further include an orifice ring disposed between the inlet pipe and the dispersion plate for temporarily expanding the fluid flow of the PFC containing gas prior to the fluid flow diffusion in the dispersion plate.

도 4는 PFC 처리용 장치 내 가스 유동 및 압력을 전산모사하기 위해, 본 발명의 일구체예에 따라 PFC 함유 가스를 공급하는 유입관 근처에 설치된 가이드 베인(guide vane) 및 다각통형 반응기 조립체를 구비한 PFC 처리용 장치의 기하학적 구조(Geometry)를 도시한 것이다. 도 6은 상기 PFC 처리용 장치를 전산모사하기 위한 연산 영역(Computational Domain)을 도시한 것이고, 도 7는 상기 PFC 처리용 장치의 전산모사시 압력 분포를 도시한 것이며, 도 8는 PFC 처리용 장치의 전산모사시 유동을 표시한 것이다.4 is a schematic diagram of a system for simulating gas flows and pressures in a PFC processing apparatus according to one embodiment of the present invention, including a guide vane and a polygonal tubular reactor assembly installed near an inlet tube for supplying a PFC- And the geometry of a PFC processing device. FIG. 6 shows a computational domain for computer simulation of the PFC processing apparatus, FIG. 7 shows a pressure distribution at the time of computer simulation of the PFC processing apparatus, FIG. 8 shows a PFC processing apparatus The flow of computer simulation is shown.

본 발명의 PFC 처리용 장치에서 유입관을 통해 중심축을 따라 유입된 PFC 함유 가스는 처음으로 반응기 조립체의 촉매 반응기인 제1반응기 블록에 도달한다. In the PFC processing apparatus of the present invention, the PFC-containing gas introduced along the central axis through the inlet pipe first reaches the first reactor block, which is the catalytic reactor of the reactor assembly.

본 발명에 따라 연결관 내부에 설치되어 유체 흐름을 가이드하는 분산판은 촉매층 전면으로 유입되는 가스의 유동속도를 최대한 균일하게 하여 가급적 촉매의 많은 부분이 균일한 부하 상태에서 작용하도록 설계될 수 있다(도 8). 또한, 유체 흐름 가이드 분산판의 설계변경을 통해 반응기 조립체 중심부를 통과하는 빠른 유속이 사라지게 할 수 있다(도 8). 나아가, 유체 흐름 가이드 분산판의 설계변경을 통해 최소한 두번째 모듈 단부터 각 단에서의 촉매 반응기에서 유동흐름을 비교적 균일하게 하며 단면에서의 flow uniformity 도 향상시킬 수 있다(도 8).According to the present invention, the dispersion plate installed inside the connection pipe and guiding the fluid flow can be designed so as to maximize the flow velocity of the gas flowing into the entire surface of the catalyst layer, so that a large part of the catalyst can be operated in a uniform load condition as much as possible 8). In addition, design changes of the fluid flow guide distribution plate may cause a rapid flow velocity through the reactor assembly center to disappear (FIG. 8). Furthermore, through the design modification of the fluid flow guide distributor plate, the flow flow in the catalytic reactor at each stage from at least the second module stage can be made relatively uniform and the flow uniformity at the cross section can be improved (FIG. 8).

도 7에 도시된 바와 같이, 유체 흐름 가이드 분산판이 제1반응기 블록 상류의 연결관 내부에 설치되면 유체 흐름 가이드 분산판에 의한 유동균일화로 촉매반응기의 전/후단 차압이, 유체 흐름 가이드 분산판이 없는 PFC 처리용 장치와 비교하여, 상당히 감소(330Pa → 144Pa)될 수 있다.As shown in FIG. 7, when the fluid flow guide dispersion plate is installed inside the connection pipe upstream of the first reactor block, the flow uniformity by the fluid flow guide distribution plate causes the upstream / downstream differential pressure of the catalyst reactor (330Pa - > 144Pa) as compared with the PFC treatment apparatus.

본 발명의 PFC 처리용 장치에서 유입관을 통해 중심축을 따라 유입된 PFC 함유 가스는 처음으로 반응기 조립체의 촉매 반응기인 제1반응기 블록에 도달하면서 촉매층의 저항을 받아 유입관 부근에서 발생되는 역류가 발생된다(도 8). 따라서, 반응기 조립체의 상류 말단에 위치한 촉매층의 저항으로부터 유입관 부근에서 발생되는 역류를 감소시키기 위해, 반응기 조립체의 상류 말단에 위치한 제1 반응기 블록 두께 또는 이에 충진된 촉매층의 두께를 다른 제1 반응기 블록보다 작게 조절할 수 있다.In the PFC treatment apparatus of the present invention, the PFC-containing gas introduced along the central axis through the inlet pipe reaches the first reactor block, which is the catalytic reactor of the reactor assembly, while receiving the resistance of the catalyst layer, (Fig. 8). Therefore, in order to reduce the back flow generated near the inlet pipe from the resistance of the catalyst layer located at the upstream end of the reactor assembly, the thickness of the first reactor block located at the upstream end of the reactor assembly, or the thickness of the catalyst layer filled therein, Can be adjusted to be smaller.

본 발명에 따라 촉매반응-생성물 제거반응을 촉매반응용 반응기-생성물 제거반응용 반응기로 이원화하여 하나의 반응기 모듈을 구성한 후 이를 2단 이상으로 직렬연결하면, 평형파과에 의해 촉매반응 효율을 높일 수 있다. 또한, 블록화된 2 이상의 제1 반응기 및 블록화된 2 이상의 제2 반응기를 서로 인접할 수 있는 구조로 설계하여, 2 이상의 반응기 모듈을 컴팩트하게 설치할 수 있다. According to the present invention, when the catalytic reaction-product removal reaction is carried out by using a reactor for reactor for catalytic reaction and a reactor for product rejection, and one reactor module is connected in series, the catalytic reaction efficiency can be increased by equilibrium breakthrough . In addition, two or more blocked reactors and two or more blocked second reactors may be designed to be adjacent to each other so that two or more reactor modules can be compactly installed.

예컨대, 본 발명에 따라 PFC 가수분해용 촉매 반응기 및 이의 가수분해물 가스 중 산성가스를 고상 제거제로 제거하는 반응기를 구비한 반응기 모듈을 2단 이상 사용하면, 650 ℃ 이하로 분해온도를 현격하게 낮출 수 있으므로, 연속 운전에 따르는 운전비 감소 및 시스템의 내구성 확보가 용이해 진다는 장점과 배가스 중에 존재하는 N2로부터 기인되는 열적(thermal) NOx의 발생을 완벽하게 억제할 수 있다는 장점을 갖고 있다. 또한, 가수분해물 가스가 소비됨에 따라 평형파과에 의해 상기 가수분해의 정반응이 우세하게 되어 PFC 의 가수분해 반응 효율이 향상되고, 반응활성을 높임으로 인하여 반응기를 소형화 할 수 있는 장점이 있으며, 전체 공정의 에너지 이용 효율 측면에서 유용한 이점이 있다. For example, according to the present invention, when a reactor module including a PFC hydrolysis catalytic reactor and a reactor for removing acidic gas from the hydrolyzate gas with a solid-phase remover is used in two or more stages, the decomposition temperature can be significantly lowered to 650 ° C or lower Therefore, it is advantageous in that it is easy to reduce the operating cost of the continuous operation and ensure the durability of the system, and to completely suppress the generation of thermal NO x due to N 2 present in the exhaust gas. In addition, as the hydrolyzate gas is consumed, the reaction of the hydrolysis is dominated by the equilibrium breakthrough, thereby improving the hydrolysis efficiency of the PFC and increasing the reaction activity. There is an advantage in terms of the energy utilization efficiency of the battery.

또한, 본 발명의 PFC 처리용 장치는 추가로 구비된 유체 흐름 가이드 분산판의 설계를 통해, PFC 함유 가스가 제1 반응기 블록 내 촉매 일부와 반응하여 발생하는 중심축 기준 수직 단면의 반응 편차를 감소시켜 반응 효율을 높일 수 있다. The apparatus for treating PFC according to the present invention further reduces the reaction deviation of the vertical section based on the central axis generated by the reaction of the PFC-containing gas with a part of the catalyst in the first reactor block through the design of the additional fluid flow guide dispersing plate So that the reaction efficiency can be increased.

도 1은 단일 CF4 촉매분해반응기와 반응-분리 3단 구성의 RCS 성능 전산모사 결과이다.
도 2는 PFC 가수분해 촉매 및 고상의 산성가스 제거제를 구비한 반응기 모듈 2단을 직렬연결 사용하는 경우 반응공정을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 3(a)(b) 및 (c)는 가수분해반응용 촉매가 충진되어 있는 블록화된 2이상의 제1 반응기와 고상의 산성가스 제거제가 충진되어 있는 블록화된 2이상의 제2반응기들이 교번하여 일렬로 직렬연결된 PFC 처리용 장치의 모식도 및 분해사시도이다.
도 4는 본 발명의 일구체예에 따른 PFC 처리용 장치의 기하학적 구조(Geometry)를 나타낸 사시도, 전면도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일구체예에 따른 유체 흐름 가이드 분산판의 측후면도이다.
도 6은 본 발명의 일구체예에 따른 PFC 처리용 장치를 전산모사하기 위한 연산 영역(Computational Domain)을 도시한 것이다.
도 7는 본 발명의 일구체예에 따른 PFC 처리용 장치의 전산모사시 압력 분포를 도시한 것이다.
도 8는 본 발명의 일구체예에 따른 PFC 처리용 장치의 전산모사시 유동을 표시한 것이다.
FIG. 1 shows the results of computational simulation of the RCS performance of a single CF 4 catalytic cracking reactor and a three-stage reaction-separation configuration.
FIG. 2 is a conceptual diagram schematically showing a reaction process when two stages of a reactor module having a PFC hydrolysis catalyst and a solid acid gas removing agent are connected in series.
FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c) are diagrams showing the results of a comparison between two or more blocked first reactors filled with a catalyst for hydrolysis reaction and two or more second reactors blocked with a solid acid gas- FIG. 2 is a schematic and exploded perspective view of a PFC processing apparatus connected in series with a PFC processing apparatus; FIG.
4 is a perspective view, a front view, and a side view showing a geometry of a PFC processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view of a fluid flow guide distribution plate according to one embodiment of the present invention.
FIG. 6 illustrates a computational domain for computer simulation of a PFC processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph showing a pressure distribution during the simulation of the PFC treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a graph showing the flow of the PFC processing apparatus according to one embodiment of the present invention during the computer simulation.

이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 기술적 특징을 명확하게 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 보호범위를 한정하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the following examples are intended to clearly illustrate the technical features of the present invention and do not limit the scope of protection of the present invention.

실시예Example 1: 과불화 화합물 처리용 4단 반응기 모듈 제작 1: Fabrication of four-stage reactor module for treating perfluorinated compound

도 3(a)에 도시된 바와 같이, PFC 분해용 촉매 반응기 및 HF 제거 반응기를 구비한 반응기 모듈을 4단으로 직렬연결하였다. 이때, PFC 분해용 촉매 반응기에는 P/Al2O3 상용촉매를 충진하였고, HF 제거 반응기에는 환원제로 Si(40wt.%)/CaO(60 wt.%) 비드를 충진하였다.As shown in FIG. 3 (a), the reactor modules having the PFC decomposition catalytic reactor and the HF elimination reactor were connected in series in four stages. At this time, a P / Al 2 O 3 commercial catalyst was filled in the catalytic reactor for PFC decomposition, and Si (40 wt.%) / CaO (60 wt.%) Beads were filled as a reducing agent in the HF elimination reactor.

실험예Experimental Example 1: 과불화 화합물 처리용 4단 반응기의 운전효율 조사 1: Operation efficiency of 4-stage reactor for treating perfluorinated compounds

상기 실시예 1에서 제작한 과불화 화합물 처리용 4단 반응기 모듈의 운전효율을 평가하기 위하여, 상기 각 반응기 내에서 과불화 화합물 가수분해반응 및 HF 고상 환원제 고정화 반응을 수행하고 반응온도 700℃에서 CF4의 전환율을 조사하였다. 구체적으로, 상기 과불화 화합물 가수분해반응의 조건으로서 CF4 주입 농도는 3,000 ppm으로 하였고, 수증기 주입 농도는 8%으로 하였으며, 나머지 가스는 질소(N2)로 하였다. 공간속도는 2,000/h이었다. In order to evaluate the operation efficiency of the four-stage reactor module for treating the perfluorinated compound prepared in Example 1, perfluorocompound hydrolysis reaction and HF solid phase reductant immobilization reaction were carried out in each of the above reactors, and CF 4 was investigated. Specifically, as a condition of the hydrolysis reaction of the perfluorinated compound, the CF 4 injection concentration was 3,000 ppm, the steam injection concentration was 8%, and the remaining gas was nitrogen (N 2 ). The space velocity was 2,000 / h.

비교를 위하여, 대조구로서 HF 제거 반응기 없이 실시예 1과 동일한 PFC 분해용 촉매 반응기와 촉매를 사용하고, 동일한 반응조건에서 CF4의 전환율을 조사하였다.For comparison, the conversion of CF 4 was investigated under the same reaction conditions using the same catalytic reactor and catalyst for PFC decomposition as in Example 1, without HF elimination reactor as a control.

CF4 전환율은 초기 CF4가 가수분해 반응에 의하여 전환된 CF4의 비율을 나타내며 하기 식으로 계산하였다.The CF 4 conversion rate represents the ratio of CF 4 converted by the hydrolysis reaction of the initial CF 4 and was calculated by the following equation.

Figure pat00001
Figure pat00001

그 결과, 대조구로서 촉매만 구성한 경우 CF4 전환율은 90%이었고, 실시예 1에서의 CF4 전환율은 99%이었다.As a result, when only the catalyst was constituted as the control, the conversion of CF 4 was 90%, and the conversion of CF 4 in Example 1 was 99%.

실시예 1의 4단 반응기 모듈을 사용하여 과불화 화합물 가수분해반응과 HF로부터 CaF2을 형성시키는 HF 제거 화학 반응으로 된 싸이클을 4회 진행한 경우, 마치 하나의 반응기 내에서 CaF2을 형성시키는 반응을 통해 HF가 소비되는 효과를 발휘하여, 가수분해 반응 효율이 향상되어 700 ℃ 수준에서 99% 의 분해율을 나타낼 수 있다. 따라서, 반응기 내부 온도를 낮출 수 있고 이러한 열량 감소로 인해 에너지 절감 효과를 발휘할 수 있다.When a cycle consisting of a perfluorinated compound hydrolysis reaction and a HF elimination chemical reaction to form CaF 2 from HF is carried out four times using the four-stage reactor module of Example 1, as if CaF 2 is formed in one reactor The effect of consuming HF is exerted through the reaction, and the efficiency of the hydrolysis reaction is improved, and the decomposition rate can be 99% at 700 ° C. Therefore, the internal temperature of the reactor can be lowered and the energy saving effect can be exhibited by the reduction of the heat amount.

Claims (17)

과불화 화합물(Perfluoro compound : PFC) 처리용 장치에 있어서,
(i) 횡방향으로 중심축을 갖는 원통형, 타원통형 또는 다각통형 반응기 조립체로서,
PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하는 제1 반응기 블록; 및 제1 반응기 블록으로부터 배출된 기상 생성물 중 산성가스를 제거하는 제2 반응기 블록을 포함하는 반응기 모듈이 2단 이상 직렬연결되되,
2 이상의 제1 반응기 블록들 및 2 이상의 제2 반응기 블록들이 교번하여 서로 인접하도록 조립되어 형성되고,
중심축 방향으로, 제1 반응기 블록으로부터 배출된 기상 생성물 유체는 제1 반응기 블록에 인접해 있는 제2 반응기 블록으로 직접 도입되고, 전단의 제2 반응기 블록으로부터 배출된 가스 유체가 인접해 있는 후단의 제1 반응기 블록으로 직접 도입되는 반응기 조립체;
(ii) 상기 반응기 조립체에 처리대상인 PFC 함유 가스를 공급하며, 중심축 기준 수직 단면이 상기 반응기 조립체의 수직 단면 보다 작은 유입관;
(iii) 상기 유입관과 상기 반응기 조립체 사이에 설치되고, 유체유동 방향을 따라 점차적으로 확장되는 관의 형태인 연결관; 및
(iv) 연결관 내부에 설치되어 유체 흐름을 가이드하는 분산판으로서,
유입관을 통해 중심축을 따라 유입된 PFC 함유 가스가 반응기 조립체의 상류 말단에 위치한 제1 반응기 블록의 중심축 기준 수직 단면 전면에 도달할 수 있도록 설계된 형상을 갖는 유체 흐름 가이드 분산판;을 구비하며,
상기 반응기 조립체 내에서 PFC 가수분해 촉매반응 및 산성가스 제거반응의 싸이클이 2회 이상 반복됨으로써, 평형파과에 의해 정방향 촉매반응의 효율이 향상되는 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
An apparatus for treating a perfluoro compound (PFC)
(i) a cylindrical, tapered or polygonal tubular reactor assembly having a transverse center axis,
A first reactor block for carrying out a hydrolysis reaction with a catalyst for a PFC containing gas; And a second reactor block for removing acid gas from gaseous products discharged from the first reactor block, wherein the reactor modules are connected in series in two or more stages,
Two or more first reactor blocks and two or more second reactor blocks are alternately formed so as to be adjacent to each other,
In the direction of the central axis, the gaseous product fluid discharged from the first reactor block is introduced directly into the second reactor block adjacent to the first reactor block, and the gas fluid discharged from the second reactor block at the previous stage A reactor assembly directly introduced into the first reactor block;
(ii) an inlet pipe that feeds the PFC containing gas to be treated to the reactor assembly and has a vertical section perpendicular to the central axis smaller than a vertical section of the reactor assembly;
(iii) a connection tube installed between the inlet tube and the reactor assembly and in the form of a tube that gradually expands along the fluid flow direction; And
(iv) a dispersion plate installed inside the connection pipe for guiding the fluid flow,
And a fluid flow guide distribution plate having a shape designed to allow the PFC containing gas flowing along the central axis through the inlet pipe to reach the front face of the vertical section of the center axis of the first reactor block located at the upstream end of the reactor assembly,
Wherein a cycle of the PFC hydrolysis catalytic reaction and the acid gas elimination reaction is repeated twice or more in the reactor assembly so that the efficiency of the forward catalytic reaction is improved by the equilibrium breakthrough.
제1항에 있어서, 유체 흐름 가이드 분산판은, 처리대상인 PFC 함유 가스가 제1 반응기 블록 내 촉매 일부와 반응하여 발생하는 중심축 기준 수직 단면의 반응 편차를 감소시켜 반응 효율을 높이도록 설계된 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The fluid flow guide distribution plate according to claim 1, wherein the fluid flow guide distribution plate is designed to increase the reaction efficiency by reducing the reaction deviation of the vertical cross section with respect to the central axis generated by the reaction of the PFC containing gas with the part of the catalyst in the first reactor block In PFC treatment.
제1항에 있어서, 반응기 조립체의 상류 말단에 위치한 촉매층의 저항으로부터 유입관 부근에서 발생되는 역류를 감소시키기 위해, 반응기 조립체의 상류 말단에 위치한 제1 반응기 블록 두께 또는 이에 충진된 촉매층의 두께를 다른 제1 반응기 블록보다 작게 조절한 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
2. The method of claim 1 wherein the thickness of the first reactor block located at the upstream end of the reactor assembly or the thickness of the catalyst bed packed thereon is varied to reduce the back flow generated near the inlet tube from the resistance of the catalyst bed located at the upstream end of the reactor assembly Wherein the first reactor block is smaller than the first reactor block.
제1항에 있어서, 분산판의 수직 단면은 연결관의 수직 단면과 닮은꼴이고 분산판의 중심축이 연결관의 중심축과 일치하도록 배치된 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The PFC processing apparatus according to claim 1, wherein the vertical section of the dispersion plate is similar to the vertical section of the connection pipe, and the center axis of the dispersion plate is aligned with the center axis of the connection pipe.
제1항에 있어서, 분산판의 수직 단면은 반응기 조립체의 수직 단면과 닮은꼴이고 분산판의 중심축이 반응기 조립체의 중심축과 일치하도록 배치된 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The apparatus of claim 1, wherein the vertical section of the diffuser plate is similar to the vertical section of the reactor assembly and the central axis of the diffuser plate is aligned with the central axis of the reactor assembly.
제1항에 있어서, 분산판의 수직 단면, 연결관의 수직 단면 및 반응기 조립체의 수직 단면은 서로 닮은꼴이고, 분산판의 중심축, 연결관의 중심축 및 반응기 조립체의 중심축 모두가 일치하도록 분산판이 연결관 내부에 배치된 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The method of claim 1, wherein the vertical section of the diffuser plate, the vertical section of the connecting tube, and the vertical section of the reactor assembly are similar to each other so that the central axis of the diffuser plate, the central axis of the connecting tube, Wherein the dispersion plate is disposed inside the connection pipe.
제1항에 있어서, 2 이상의 닮은 꼴 분산판들이 중심축이 일치하도록 중첩 배치된 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
2. The PFC processing apparatus according to claim 1, wherein the two or more resilient diffusers are superposed so that their central axes coincide with each other.
제1항에 있어서, 제1 반응기 블록은 가수분해반응용 촉매가 충진되어 있고, 제2 반응기 블록은 고상의 산성가스 제거제가 충진되어 있으며,
PFC 함유 가스는 제1 반응기 블록으로 도입되고, 반응기내 촉매와 접촉하면서 PFC 의 가수분해물 가스로 전환되어 배출되고, 제1 반응기 블록으로부터 배출된 PFC 의 가수분해물 가스는 제1 반응기 블록에 인접해 있는, 제2 반응기 블록으로 직접 도입되어 PFC 의 가수분해물 중 산성가스가 제거된 후, 제2 반응기 블록으로부터 배출되고 후단의 제1 반응기 블록으로 도입되는 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The method of claim 1, wherein the first reactor block is filled with a catalyst for hydrolysis reaction, the second reactor block is filled with a solid acidic gas scavenger,
The PFC-containing gas is introduced into the first reactor block, is converted into the hydrolyzate gas of the PFC while being in contact with the catalyst in the reactor, and the hydrolyzate gas of the PFC discharged from the first reactor block is introduced into the first reactor block Is introduced directly into the second reactor block to remove the acid gas in the hydrolyzate of the PFC and then discharged from the second reactor block and introduced into the first reactor block at the following stage.
제1항에 있어서, 반응기 모듈이 3단 또는 4단으로 직렬연결된 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
2. The PFC processing apparatus according to claim 1, wherein the reactor modules are connected in series in three or four stages.
제1항에 있어서, 제1 반응기 블록의 상부에는 가수분해반응용 촉매 투입구가 구비되어 있고, 제2 반응기 블록의 상부에는 산성가스 제거제 투입구가 구비되어 있는 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The PFC treatment apparatus according to claim 1, wherein a catalyst inlet for hydrolysis reaction is provided in an upper portion of the first reactor block, and an acid gas removing agent inlet is provided in an upper portion of the second reactor block.
제1항에 있어서, 고상의 산성가스 제거제는 연속식으로 제2 반응기 블록 상부로 공급되고, 과불화 화합물의 가수분해물 중 산성가스를 제거하면서 제2 반응기 블록 하부로 배출되는 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The process of claim 1, wherein the solid acidic degassing agent is continuously fed to the top of the second reactor block and discharged to the bottom of the second reactor block while removing acidic gas from the hydrolyzate of the perfluorinated compound. Device.
제1항에 있어서, 각 단의 제1 반응기 블록은 각 반응기 블록의 최대 촉매 처리 용량의 50~99%를 수행하도록 운전조건이 설정되어 있는 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
2. The PFC processing apparatus according to claim 1, wherein operating conditions are set so that the first reactor block in each stage performs 50 to 99% of the maximum catalyst processing capacity of each reactor block.
제1항에 있어서, 촉매 반응이 흡열반응인 경우 반응물 전환율이 동일한 반응기 모듈 1단 사용 시 보다 반응온도를 낮추는 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The PFC processing apparatus according to claim 1, wherein the reaction temperature is lower than that in the case of using the reactor module having the same reactant conversion rate when the catalytic reaction is an endothermic reaction.
제1항에 있어서, 산성가스를 제거하는 제2 반응기는 산화칼슘(CaO), 탄산칼슘(CaCO3), 수산화칼슘(Ca(OH)2) 또는 이의 조합인 산성가스 제거제를 사용하는 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The method according to claim 1, wherein the second reactor for removing the acidic gas is a PFC which is characterized by the use of an acidic gas removing agent such as calcium oxide (CaO), calcium carbonate (CaCO 3 ), calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) Processing device.
제1항에 있어서, 산성가스를 제거하는 제2 반응기는 산성가스 제거제를 사용하여 HF를 흡수하고 화학반응하여 불화칼슘(CaF2)을 형성할 수 있는 것이 특징인 PFC 처리용 장치.
The PFC treatment apparatus according to claim 1, wherein the second reactor for removing the acid gas is capable of absorbing HF using an acidic gas removing agent and chemically reacting to form calcium fluoride (CaF 2 ).
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 PFC 처리용 장치에서 과불화 화합물(PFC)을 처리하는 방법으로서,
제1 반응기 블록에서 PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하고, 제2 반응기 블록에서 PFC의 가수분해물 가스 중 산성가스를 제거시키는 것이 특징인 PFC 처리 방법.
A method for treating a perfluorinated compound (PFC) in a PFC treating apparatus according to any one of claims 1 to 15,
Characterized in that for the PFC containing gas in the first reactor block a hydrolysis reaction is carried out by means of a catalyst and in the second reactor block the acid gas in the hydrolyzate gas of the PFC is removed.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 기재된 PFC 처리용 장치에서, 과불화 화합물(PFC)로부터 불화칼슘을 제조하는 방법으로서,
제1 반응기 블록에서 PFC 함유 가스에 대해, 촉매에 의해 가수분해반응을 수행하고, 제2 반응기 블록에서 PFC 의 가수분해물 가스 중 HF를 고상 HF 제거제와 반응시켜 불화칼슘(CaF2)을 형성시키는 것이 특징인 불화칼슘 제조 방법.
A method for producing calcium fluoride from a perfluorinated compound (PFC) in the PFC treatment apparatus according to any one of claims 1 to 15,
For the PFC containing gas in the first reactor block, a hydrolysis reaction is carried out by a catalyst, and in the second reactor block, HF in the PFC hydrolyzate gas is reacted with the solid phase HF remover to form calcium fluoride (CaF 2 ) Characterized in that the calcium fluoride is produced.
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