KR20190071265A - Catalytic removal method of NOx and N2O from semiconductor exhausted gas with various pollutants - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a catalyst removal method for reducing nitrogen oxide and nitrous oxide in exhaust gas emitted from semiconductor and display manufacturing processes. More particularly, the present invention relates to a removal method in which a pretreatment process and a catalyst process are combined in the presence of various pollutants (acid gas, dust, etc.) contained in the exhaust gas. Through a system in which a wet scrubber and a dust collector are connected in series with a reduction catalyst reactor or decomposition catalyst reactor, and a nitrogen oxide and nitrous oxide removal method using the system, various contaminants can be reduced to maintain catalyst durability and minimize process troubles, thereby providing an integrated treatment process of the exhaust gas.

Description

다양한 오염물질을 함유한 반도체 제조 공정 배기가스 내 질소 산화물(NOx) 및 아산화질소(N2O)의 촉매 제거 방법{Catalytic removal method of NOx and N2O from semiconductor exhausted gas with various pollutants}Technical Field [0001] The present invention relates to a catalyst removal method of NOx and N2O in a semiconductor manufacturing process exhaust gas containing various pollutants,

본 발명은 반도체 및 디스플레이 제조공정에서 배출되는 배기가스 중에서 질소산화물과 아산화질소를 저감시키는 촉매 제거 방법과 관련된 기술로서, 더욱 상세하게는 배기가스에 포함된 다양한 오염물질(산성가스, 분진등)들의 존재하에서 전처리 공정과 촉매 공정이 결합된 제거방법에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a catalyst removing method for reducing nitrogen oxide and nitrous oxide in exhaust gas emitted from a semiconductor and a display manufacturing process. More particularly, the present invention relates to a method for removing various pollutants (acid gas, dust, etc.) In which a pre-treatment process and a catalytic process are combined.

지구온난화로 인한 기후변화 문제가 심각해짐에 따라 전세계적으로 온실가스에 대한 관심이 매우 높아지고 있다. 일반적으로 온실가스는 이산화탄소와 CH4, N2O, PFCs, HFCs, SF6 등을 포함하는 Non-CO2 온실가스로 구분되는데 N2O가스는 CO2와 비교하여 지구온난화지수 (GWP)가 약 310배로 매우 높은 특징을 가지고 있다.As global warming causes serious problems of climate change, interest in greenhouse gases is increasing worldwide. In general, greenhouse gases are classified into non-CO2 greenhouse gases including carbon dioxide and CH4, N2O, PFCs, HFCs, and SF6. N2O gas has a global warming index (GWP) have.

최근 디스플레이와 같은 전자제품을 제조하는 공정에서 N2O의 사용량이 급격히 증가하고 있다. 일반적으로 반도체 소자는 반도체 기판 상부에 반도체막, 도전막 또는 절연막을 형성하고, 이러한 다양한 종류의 막들을 반도체 소자의 설계 구조에 따라 식각 및 증착 공정이 반복되어 제조된다. 이러한 반도체 소자의 제조 공정에서 박막의 형성 공정과 식각 공정에 사용되는 플라즈마 설비는 필수적인 핵심 설비로서, 반도체 제조 공정 중에서 널리 사용되고 있으며, 액정디스플레이와 같은 디스플레이 소자에서도 이와 동일한 플라즈마 식각 설비가 사용되고 있다.Recently, the use of N 2 O has been rapidly increasing in the process of manufacturing electronic products such as displays. In general, a semiconductor device is formed by forming a semiconductor film, a conductive film, or an insulating film on a semiconductor substrate, and repeating etching and deposition processes according to the design structure of the semiconductor device. The plasma facility used in the process of forming a thin film and the etching process in the process of manufacturing such a semiconductor device is an essential core facility, which is widely used in a semiconductor manufacturing process, and the same plasma etching equipment is used in a display device such as a liquid crystal display.

이러한 플라즈마 설비를 사용하는 식각 공정에 대해 살펴보면, 소정 두께의 박막이 증착된 반도체 기판을 플라즈마 식각 챔버내에 로딩한 후 식각 챔버에 반응 가스를 공급하고, 식각 챔버에 고주파 전원을 인가하여 반응 가스를 플라즈마 상태가 되도록 한다. 플라즈마 상태의 반응 가스에 의해 반도체 기판 상부의 증착된 박막이 식각된다. 이때, 상기 플라즈마 상태의 반응 가스에 의해 식각되지 않은 장벽층을 선택적으로 박막 위에 형성함으로써, 원하는 형태와 구조로 상기 증착된 박막의 식각이 가능해진다. 이러한 플라즈마 공정에는 NF3와 같은 과불소화합물(PFC)이 식각 또는 반응 가스로 사용되는데, 이러한 반응가스들이 공정 진행 후 배출될 때에는 아산화질소와 같은 오염원을 다수 포함하게 된다.In the etching process using the plasma facility, a semiconductor substrate on which a thin film with a predetermined thickness is deposited is loaded into a plasma etching chamber, a reactive gas is supplied to the etching chamber, a high frequency power source is applied to the etching chamber, State. The deposited thin film on the semiconductor substrate is etched by the reactive gas in the plasma state. At this time, by forming the unetched barrier layer selectively on the thin film by the reactive gas in the plasma state, the deposited thin film can be etched in a desired shape and structure. In this plasma process, a perfluorocompound (PFC) such as NF 3 is used as an etch or a reactive gas. When these reactive gases are discharged after the process, they contain many contaminants such as nitrous oxide.

특히 상기 PFC는 반도체 식각공정의 에칭제(etchant) 및 화학증착공정(chemical vapor deposition process)의 반응기(chamber) 세정제로 널리 쓰이는 가스이다. 이러한 용도로 사용되는 PFC로는 CF4, CHF3, CH2F2, C2F4, C2F6, C3F6, C3F, C4F8, C4F10, NF3, SF6 등이 사용될 수 있고, 반도체 공정이 아니라도 PFC는 종래에 사용되던 클로로-플루오로카본(chloro-fluorocarbon; CFC)을 대체하여 세정제, 에칭제, 용매, 반응원료 등의 목적으로 사용되거나 각종 제조공정 및 작업장에서 배출되는 배기가스에도 포함될 수 있어, 종래 기술로 배기가스 중의 과불화화합물 분해제거용 촉매와 이를 이용한배기가스중의 과불화화합물 분해제거 방법이 연구된 바가 있다(공개특허공보 제2004-0024775호: 2004년 3월 22일 공개).Particularly, the PFC is a gas widely used as a chamber cleaning agent in an etchant and a chemical vapor deposition process of a semiconductor etching process. Examples of the PFC used in this application include CF 4 , CHF 3 , CH 2 F 2 , C 2 F 4 , C 2 F 6 , C 3 F 6 , C 3 F, C 4 F 8 , C 4 F 10 , NF 3 , SF 6 and the like can be used and PFC can be used as a cleaning agent, an etching agent, a solvent, a reaction raw material or the like instead of a chloro-fluorocarbon (CFC) A catalyst for decomposing and decomposing a perfluorinated compound in an exhaust gas and a method for decomposing and decomposing a perfluorinated compound in an exhaust gas using the catalyst have been studied in the related art 2004-0024775 published March 22, 2004).

또한 고온에서 분해되어 PFC와 함께 포함되어 있는 질소 및 산소가 반응하여 유해 물질인 질소산화물(thermal NOx)이 다량 생성될 수 있으며, 뿐만 아니라 식각 및 증착공정에서 분진과 산성가스등이 매우 많이 발생할 수밖에 없기 때문에 배기가스 내에 높은 농도로 존재하게 된다. In addition, nitrogen and oxygen contained in the PFC are decomposed at high temperatures and thus a large amount of harmful nitrogen oxides (thermal NOx) can be generated. In addition, dust and acid gas are very likely to be generated in the etching and deposition processes Therefore, it is present in a high concentration in the exhaust gas.

따라서, 반도체 및 디스플레이 제조공저에서 배출되는 배기가스 중에서 질소산화물과 아산화질소를 저감시키는 촉매 제거방법을 적용하기 위해서는 화학 및 연소/소각 공정의 배가스와는 달리 촉매의 내구성을 유지시키고 공정 트러블을 최소화하기 위해서 다양한 오염물질을 저감할 수 있는 통합 처리 공정이 요구된다. Therefore, in order to apply a catalyst removal method for reducing nitrogen oxides and nitrous oxide in the exhaust gas emitted from the semiconductor and display manufacturing enterprises, unlike the exhaust gas of the chemical and combustion / incineration processes, it is necessary to maintain the durability of the catalyst and minimize the process trouble Therefore, an integrated treatment process capable of reducing various pollutants is required.

공개특허 제2004-0024775호 (2004년 3월 22일 공개)Published Japanese Patent Application No. 2004-0024775 (published March 22, 2004)

본 발명은 반도체 및 디스플레이 제조공정에서 배출되는 배기가스 중에서 질소산화물과 아산화질소를 저감시키는 촉매 제거 방법에 관한 것으로, 배기가스 내에 포함된 다양한 오염물질(산성가스, 분진 등)들과 함께 존재하는 질소산화물과 아산화질소를 효과적으로 저감시키기 위한 전처리 공정과 촉매 공정이 결합된 제거방법을 제공하고자 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a catalyst removal method for reducing nitrogen oxide and nitrous oxide in an exhaust gas emitted from a semiconductor and a display manufacturing process, A pretreatment process for effectively reducing oxides and nitrous oxide, and a removal method combined with a catalytic process.

앞서 살펴본 배경이 되는 기술의 문제점과 본 발명에서 해결하고자 하는 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 형태에 따른 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법은, 상기 배기가스를 습식 스크러버에 공급하는 제1단계; 상기 습식 스크러버를 통과한 배기가스를 전기 집진기에 공급하는 제2단계; 및 상기 전기 집진기를 지난 배기가스를 환원촉매 반응기로 공급하는 제3단계;를 포함하고, 상기 환원촉매 반응기에는 환원제로 암모니아가 공급되는 것을 특징으로 한다.A method for removing nitrous oxide from a exhaust gas discharged from a semiconductor process using a catalyst according to an embodiment of the present invention, which solves the problems of the prior art and the problems to be solved by the present invention, A first step of supplying the gas to the wet scrubber; A second step of supplying exhaust gas having passed through the wet scrubber to the electrostatic precipitator; And a third step of supplying exhaust gas passing through the electrostatic precipitator to a reduction catalyst reactor, wherein ammonia is supplied as a reducing agent to the reduction catalyst reactor.

상기 습식 스크러버에서는 염기성 용액을 사용하여 산성가스를 포집하고, 상기 전기 집진기에서는 전기 하전을 통해 수분 입자를 응집시켜 제거하며, 상기 환원촉매 반응기에는, 철이온이 함침된 제올라이트 촉매가 포함되어 있는 것이 바람직하다.In the wet scrubber, acidic gas is collected using a basic solution, and in the electrostatic precipitator, water particles are agglomerated and removed through electric charge, and the reduction catalyst reactor preferably includes a zeolite catalyst impregnated with iron ions Do.

상기 암모니아 환원제는, 350 ~ 400℃의 온도에서 N2O 및 NOx를 질소와 산소로 환원시키되, 환원촉매 반응기로 공급 배기가스에 포함된 N2O와 NOx의 전체 몰유량의 0.8~1.4배의 몰유량으로 공급되는 것이 더욱 바람직하다.The ammonia reducing agent reduces N2O and NOx to nitrogen and oxygen at a temperature of 350 to 400 ° C, and supplies the reduced amount to a reducing catalyst reactor at a molar flow rate of 0.8 to 1.4 times the total molar flow rate of N2O and NOx contained in the exhaust gas .

본 발명의 다른 실시 형태에 따른, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법은, 상기 배기가스를 습식 스크러버에 공급하는 제1단계; 상기 습식 스크러버를 통과한 배기가스를 전기 집진기에 공급하는 제2단계; 및 상기 전기 집진기를 지난 배기가스를 분해촉매 반응기로 공급하는 제3단계;를 포함하고, 상기 습식 스크러버에는 오존이 공급되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method for removing nitrous oxide from an exhaust gas discharged from a semiconductor process using a catalyst, the method comprising: a first step of supplying the exhaust gas to a wet scrubber; A second step of supplying exhaust gas having passed through the wet scrubber to the electrostatic precipitator; And a third step of supplying exhaust gas passing through the electrostatic precipitator to a decomposition catalytic reactor, wherein the ozone is supplied to the wet scrubber.

상기 습식 스크러버에서는, 염기성 용액을 사용하여 산성가스가 포집되고, 공급되는 오존에 의해 NOx가 NO2로 전환된 후, 추가로 공급되는 황화나트륨(Na2S)와 반응하여 환원되며, 상기 전기 집진기에서는 전기 하전을 통해 수분 입자가 응집되어 제거된다.In the wet scrubber, using the basic solution acidic gas are collected, and then the NOx is converted to NO2 by the ozone to be supplied, is reduced by reaction with added sodium sulfide (Na 2 S) supplied to the, in the electrostatic precipitator Water particles are aggregated and removed through electrical charge.

상기 분해촉매 반응기에는, 질산로듐 수용액이 Al2O3-CeZr 복합산화물로 이루어진 담체에 함침되어 얻어진 분해촉매가 포함되는 것이 바람직하다.It is preferable that the decomposition catalytic reactor includes a decomposition catalyst obtained by impregnating a support made of an Al2O3-CeZr composite oxide with an aqueous solution of rhodium nitrate.

본 발명의 또 다른 실시 형태로 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 아산화질소의 제거하는 방법을 들 수 있는데, 반도체 공정 배기가스 중의 아산화질소(N2O)의 농도를 측정하는 제1 단계; 및 상기 제1 단계에서 측정된 아산화질소의 농도가 200ppm 미만인 경우에는, 상기 배기가스를 습식스크러버와 집진기 및 환원촉매 반응기가 직렬로 연결된 반응 시스템을 사용하여 제거하고, 상기 제1 단계에서 측정된 아산화질소의 농도가 200ppm 초과인 경우에는, 상기 배기가스를 습식스크러버와 집진기 및 분해촉매 반응기가 직렬로 연결된 반응 시스템을 사용하여 제거하는 것이 바람직하다.In another embodiment of the present invention, there is a method of removing nitrous oxide from exhaust gas discharged from a semiconductor process, comprising the steps of: measuring the concentration of nitrous oxide (N 2 O) in a semiconductor process exhaust gas; And when the concentration of nitrous oxide measured in the first step is less than 200 ppm, the exhaust gas is removed by using a reaction system in which a wet scrubber, a dust collector and a reduction catalyst reactor are connected in series, When the concentration of nitrogen is more than 200 ppm, it is preferable to remove the exhaust gas using a reaction system in which a wet scrubber, a dust collector and a decomposition catalytic reactor are connected in series.

본 발명에 따른 배기가스 내에 포함된 다양한 오염물질(산성가스, 분진등)들과 함께 존재하는 질소산화물과 아산화질소를 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 습식스크러버와 집진기가 환원촉매 반응기 혹은 분해촉매 반응기와 직렬로 연결된 시스템과 이러한 시스템을 사용한 질소산화물과 아산화질소 제거 방법을 통해 촉매의 내구성을 유지시키고 공정 트러블을 최소화하기 위해서 다양한 오염물질을 저감할 수 있는 배기가스의 통합 처리 공정을 제공할 수 있는 장점이 있다.It is possible to effectively reduce nitrogen oxides and nitrous oxide present in various pollutants (acidic gas, dust, etc.) contained in the exhaust gas according to the present invention, and that the wet scrubber and the dust collector are connected in series with the reduction catalytic reactor or the decomposition catalytic reactor The system is able to provide an integrated treatment process of exhaust gas that can reduce various pollutants in order to maintain the durability of the catalyst and to minimize the process trouble through the nitrogen oxide and nitrous oxide removal method using such a system have.

도 1은 전처리 공정을 포함한 N2O/NOx 통합 처리 공정을 나타내는 블록도이며, (A)는 환원 촉매 공정, (B)는 분해 촉매 공정을 나타낸다.
도 2는 공간속도에 따른 N2O/NOx 전환율을 특정한 결과이다(■ 10,000h-1, ● 15,000h-1, ▲ 20,000h-1이고, open symbol은 NO, closed symbol은 N2O를 의미함).
도 3은 습식 환원 장치에서 오존 주입에 의한 NOx 전환율을 측정한 결과이다.
도 4는 오존 주입 전과 후의 N2O 전환율을 측정한 결과이다.
1 is a block diagram showing a N 2 O / NOx integrated treatment process including a pretreatment process, wherein (A) shows a reduction catalyst process and (B) shows a decomposition catalyst process.
Fig. 2 shows the results of specific N 2 O / NO x conversion rates depending on the space velocity (10,000 h-1, 15,000 h-1, and 20,000 h-1, open symbol means NO and closed symbol means N 2 O box).
3 shows the results of measurement of NOx conversion by ozone injection in a wet reduction apparatus.
4 shows the results of measurement of the conversion of N 2 O before and after ozone injection.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to the description, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary meanings and should be construed in accordance with the technical concept of the present invention.

본 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.Throughout this specification, when a member is "on " another member, this includes not only when the member is in contact with another member, but also when there is another member between the two members.

본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout this specification, when an element is referred to as "including" an element, it is understood that it may include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

"제 1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.

반도체 공정의 배기가스에는 공정에 따라 수 백~수천 ㎍/m3 의 분진, 수십 ppm의 산성가스들이 포함되어 있으며, 수백 ppm의 N2O와 NOx가 일정하지 않게 배출된다. 반도체 공정의 특성상 이러한 오염물질들의 배출 농도는 변동이 매우 크며, 오염물질들의 조성 또한 매우 다양한 양상을 갖는다.The exhaust gas of a semiconductor process, and is to be included back-to thousands ㎍ / m3 dust, acidic gases of several tens ppm in accordance with the process, the discharge of hundreds of ppm N 2 O and NOx is not certain. Due to the nature of the semiconductor process, the emission concentrations of these contaminants are very variable, and the composition of contaminants is also very diverse.

이러한 배기가스의 조성중에서 촉매 공정에 가장 크게 영향을 끼치는 오염물질은 산성가스와 분진을 들 수 있는데, 촉매 공정에 단기적으로, 직접적인 문제를 유발하는 것은 아니지만, 장기적으로 지속적인 노출이 진행될 경우에는 촉매의 활성은 떨어지고, 각종 공정 상의 트러블을 일으키는 주요 요인으로 작용하기도 한다.Among the composition of the exhaust gas, the pollutants that have the greatest influence on the catalytic process include acid gas and dust. Although it does not directly cause short-term problems in the catalytic process, if the long- The activity decreases, and it also acts as a main factor causing various process troubles.

이처럼 반도체 배기가스를 대상으로 하는 오염물 저감 공정에서는 다양한 오염물질을 제거하는 전처리 공정의 선택이 매우 중요하다.In this way, it is very important to select the pretreatment process to remove various pollutants in the pollutant abatement process for semiconductor exhaust gas.

본 발명에서는 두 가지 촉매 공정을 사용하는 방법을 제안하고 있는데, 도 1(a)에 제시된 전처리 공정을 포함한 N2O/NOx 통합 처리 공정에 제시된 바와 같이, 환원제를 사용하여 N2O 및 NOx를 동시 저감하는 환원촉매 공정과 습식 스크러버에서 습식 환원에 의해 NOx를 먼저 제거한 후, N2O 분해 촉매를 사용하는 분해촉매 공정으로 구분되어 질 수 있다.The present invention proposes a method of using two catalytic processes. As shown in the N2O / NOx integrated treatment process including the pretreatment process shown in FIG. 1 (a), reduction with simultaneous reduction of N2O and NOx using a reducing agent It can be classified into a catalytic process and a decomposition catalytic process using a N2O decomposition catalyst after first removing NOx by wet reduction in a wet scrubber.

이러한 공정은 각각 서로 다른 촉매을 사용하지만, 필요에 따라 공급되는 배기가스의 농도에 따라 선택적으로 운전되는 복합 병렬 운전도 가능한데, 좀 더 구체적으로 예를 들면, 반도체 공정 배기가스 중의 일산화질소 및 아산화질소(NO/N2O)의 농도를 사전에 측정한 후, 측정된 아산화질소의 농도가 200ppm 미만인 경우에는, 도 1(a)의 환원촉매 공정을 수행하고, 200ppm 초과할 경우에는, 상기 배기가스를 도 1(b)에 제시된 분해촉매 공정을 통해서 처리하는 방식을 들 수 있다.These processes use different catalysts respectively, but it is also possible to perform complex parallel operation selectively operating according to the concentration of the exhaust gas supplied as needed. More specifically, for example, nitrogen monoxide and nitrous oxide NO / N 2 O) is measured in advance, the reduction catalyst process of FIG. 1 (a) is carried out when the concentration of nitrous oxide measured is less than 200 ppm, and when the concentration of nitrous oxide is more than 200 ppm, And the decomposing catalyst process shown in Fig. 1 (b).

본 발명에서는, 산성 가스에 의해 발생되는 문제를 미연에 차단하여 촉매 내구성을 유지시키고 분진에 의한 촉매 막힘 현상을 방지하기 위해, 앞서 언급된 환원촉매 공정 및 분해촉매 공정 모두 전기 집진기가 장착된 습식 스크러버를 공통적으로 사용하게 된다. 산성가스의 포집을 위해서는 수산화나트륨(NaOH 등)과 같은 염기성 용액을 사용하고 pH가 10~11의 범위로 유지되는 것이 바람직하다. In the present invention, in order to maintain the catalyst durability by preventing the problem caused by the acid gas in advance and to prevent the clogging of the catalyst by the dust, the wet scrubber equipped with the electrostatic precipitator Are commonly used. It is preferable that a basic solution such as sodium hydroxide (NaOH or the like) is used and the pH is maintained in the range of 10 to 11 for trapping the acid gas.

또한, 여기에서 전기집진기의 역할은 습식스크러버에서 완전히 제거되지 않은 오염물질을 추가적으로 제거하고, 배기가스에 수분이 과도하게 포함되지 않도록 전기 하전을 통하여 수분 입자들을 응집하는 기능을 수행한다.Here, the role of the electrostatic precipitator is to additionally remove contaminants that have not been completely removed from the wet scrubber, and perform the function of agglomerating the moisture particles through electric charge so that moisture is not excessively contained in the exhaust gas.

환원 촉매를 사용하는 통합 처리 공정의 경우에는, 배기 가스가 습식 스크러버 및 집진기를 통과한 이후에 산성가스 및 분진이 제거되어 (환원)촉매 반응기로 공급되어 진다. 촉매 반응기에서는 암모니아 환원제가 공급되고, 350~400℃의 반응온도에서 환원 반응이 진행되어 N2O 및 NOx가 질소와 산소로 환원된다. In the case of an integrated treatment process using a reducing catalyst, after the exhaust gas passes through the wet scrubber and the dust collector, the acid gas and dust are removed and supplied (reduced) to the catalytic reactor. In the catalytic reactor, an ammonia reducing agent is supplied, and the reduction reaction proceeds at a reaction temperature of 350 to 400 ° C to reduce N 2 O and NO x to nitrogen and oxygen.

암모니아 환원제는 N2O 및 NOx 몰수의 합과의 비가 0.8~1.4의 범위내에서 공급될 수 있으며, 바람직하게는 1.0~1.2의 범위로 공급될 수 있으며, 배기가스에 포함된 N2O 및 NOx의 농도가 일정하게 배출되지 않는 경우에는 통합 처리 공정 전단의 N2O 및 NOx 농도를 측정 또는 모니터링하여 환원제의 공급양을 제어하는 것도 가능하다.The ammonia reducing agent may be supplied in the range of 0.8 to 1.4, preferably 1.0 to 1.2, and the concentration of N2O and NOx contained in the exhaust gas may be constant It is also possible to control the supply amount of the reducing agent by measuring or monitoring the N2O and NOx concentrations in the front end of the integrated treatment process.

분해 촉매를 사용하는 통합처리공정의 경우에는, 전처리 과정은 앞서 살펴본 환원촉매 공정과 거의 동일하지만, 습식 스크러버에서 NOx 제거를 위한 습식 환원 공정이 추가로 더 포함된다. In the case of the integrated treatment process using the decomposition catalyst, the pretreatment process is substantially the same as the reduction catalyst process described above, but further includes a wet reduction process for removing NOx from the wet scrubber.

이는 N2O 분해를 위하여 사용되는 촉매들 대부분이 NO에 의한 촉매 활성 저하가 매우 심하게 발생되고, 고농도의 NOx에 지속적으로 노출되면 초기 촉매 활성을 회복하지 못하는 피독 현상이 발생하게 되기 때문에 촉매 분해 반응기로 공급되는 배기가스에는 NOx 농도를 최소 30ppm 이내로 유지하여야 한다. This is because most of the catalysts used for the decomposition of N2O are very severely deteriorated by NO, and when they are continuously exposed to a high concentration of NOx, the poisoning phenomenon that does not recover the initial catalytic activity occurs. The NOx concentration should be maintained within a minimum of 30 ppm.

따라서, 본 발명의 습식 환원 공정에서는, 아래 식(1)과 (2)의 반응을 통해 배기가스 중의 NOx를 미리 제거하게 된다. 식 (1)에서 확인되듯이, 먼저 오존 발생기를 통하여 생성된 오존(O3) 라디칼이 습식 스크러버에 공급되어, 배기 가스 내에 포함된 NO를 NO2로 모두 전환하고, 전환된 NO2는 추가적으로 공급되는 황화나트륨(Na2S)과의 반응을 통하여 환원된다(식 (2) 참조). Therefore, in the wet reduction process of the present invention, NOx in the exhaust gas is removed in advance through the reactions of the following formulas (1) and (2). As shown in Equation (1), the ozone (O3) radicals generated through the ozone generator are first supplied to the wet scrubber to convert NO contained in the exhaust gas into NO2, and the converted NO2 is converted into sodium sulfide (Na 2 S) (see equation (2)).

NO + O3 → NO2 + O2 식(1)NO + O 3 ? NO 2 + O 2 ????? (1)

2NO2 + Na2S → N2 + Na2SO4 식(2)2NO 2 + Na 2 S? N 2 + Na 2 SO 4 ????? (2)

상기 황화나트륨은 습식 스크러버 수용액에 용해되어 분무될 수 있으며, NO2와의 접촉 반응을 통해 NOx를 환원시키게된다. 따라서, 본 발명에 따른 습식 환원 공정에서는저감된 NOx 농도를 측정 또는 모니터링함으로써, 오존 공급량과 황화나트륨의 공급량을 제어할 필요가 있는데, 특히 황화나트륨의 경우에는 제거된 NOx 총량에 비례하여 간헐적으로 공급하는 것도 가능하다.The sodium sulfide can be dissolved in a wet scrubber aqueous solution and sprayed, and the NOx is reduced through a contact reaction with NO2. Therefore, in the wet reduction process according to the present invention, it is necessary to control the amount of supplied ozone and the amount of supplied sodium sulfide by measuring or monitoring the reduced NOx concentration. Particularly, in the case of sodium sulfide, It is also possible to do.

습식 스크러버를 통과한 이후의 배기가스는 NOx 및 다른 오염물질을 거의 포함하지 않고 있으며, 분해 촉매가 있는 촉매 반응기로 공급되어 진다. 분해 촉매 반응기는 반응 온도가 350~400℃인 범위에서 작동하며, NOx의 양을 최소화하면 할수록 반응온도를 더욱 낮출 수 있다.The exhaust gas after passing through the wet scrubber contains little NOx and other contaminants and is fed to a catalytic reactor with a cracking catalyst. The decomposition catalytic reactor operates at a reaction temperature in the range of 350 to 400 ° C., and the lower the amount of NOx, the lower the reaction temperature.

[[ 제조예Manufacturing example 1] 환원 촉매의 제조 1] Preparation of reduction catalyst

본 발명에서 환원촉매로 사용되는 N2O/NOx 동시 저감 촉매는, 철이온이 함침된 제올라이트 촉매로, 질소 분위기의 제올라이트에 수증기를 0.1~2시간 동안 공급하여 수분 전처리를 수행한 후, 수분 전처리된 제올라이트를 철 질산염 수화물(Fe(NO3)39H2O)을 사용하여 철이온을 함침시키는 단계를 거치고, 대기 중에서 100~120℃의 온도에서 5~ 24시간 동안 건조한 후, 400~600℃의 온도에서 1~5시간 동안 소성하는 단계를 통해 제조되었다. In the present invention, the simultaneous reduction catalyst for N 2 O / NO x used as a reduction catalyst is a zeolite catalyst impregnated with iron ions. After steam pretreatment is performed by supplying water vapor to the zeolite in a nitrogen atmosphere for 0.1 to 2 hours, (Fe (NO 3 ) 3 9H 2 O) is impregnated with iron ions and dried in air at a temperature of 100 to 120 ° C for 5 to 24 hours, followed by drying at 400 to 600 ° C ≪ / RTI > for 1 to 5 hours.

[[ 제조예Manufacturing example 2] 분해 촉매의 제조 2] Preparation of decomposition catalyst

Ce-Zr 복합 산화물의 제조를 위해서 질산세륨 (Cerium nitrate)수용액과 질산지르코늄(Zirconyl nitrate) 수용액을 화학 양론비에 맞게 혼합한 후 교반한다. 이후 상기 혼합, 교반된 수용액의 pH를 8.0~12.0까지 조절하여 침전물을 형성하도록 공침 단계를 거친다. 이때 pH는 염기성 용액을 사용하여 조절하는데, 이러한 기 염기성 용액으로는 NH4OH, NaOH 등이 사용될 수 있으며, 본 제조예에서는 암모니아를 사용하였다. To prepare the Ce-Zr composite oxide, an aqueous solution of cerium nitrate and an aqueous solution of zirconyl nitrate are mixed in the stoichiometric ratio and stirred. Thereafter, the pH of the mixed and stirred aqueous solution is adjusted to 8.0 to 12.0, followed by coprecipitation to form a precipitate. At this time, the pH is adjusted by using a basic solution. NH4OH, NaOH and the like can be used as the basic solution, and ammonia was used in the present example.

이러한 공침 단계에서 pH의 조절이 매우 중요한데, pH가 8.0 미만이거나 12.0을 초과할 경우에는 화학결합으로 인한 침전이 발생하지 않거나, 결정성장에서 문제가 있으므로, pH의 범위를 8.0 내지 12.0의 범위로 조절하는 것이 필요하며, 본 제조예에서는 암모니아를 사용하여 pH를 10.0으로 조절하였다.When pH is less than 8.0 or more than 12.0, precipitation due to chemical bonding does not occur or there is a problem in crystal growth. Therefore, the pH range is adjusted to a range of 8.0 to 12.0 In the present example, the pH was adjusted to 10.0 using ammonia.

Ce-Zr 복합 산화물의 제조 과정에서 Ce와 Zr의 비율은 2:1로 전구체 금속의 몰비를 조절하였으며, 이러한 몰비가 유지될 수 있도록 각각의 전구체 수용액의 초기 농도를 조절하였다.In the course of the preparation of the Ce-Zr complex oxide, the molar ratio of the precursor metal was adjusted to 2: 1 ratio of Ce to Zr, and the initial concentration of each precursor aqueous solution was adjusted to maintain this molar ratio.

공침 단계가 완료되어 침전이 발생되면, 상기 공침 단계를 통해 제조된 침전물, 즉 Ce-Zr 복합산화물을 복수 회의 세척 및 여과를 거쳐 회수하였다. When the precipitation occurred after completion of the coprecipitation step, the precipitate produced through the coprecipitation step, that is, the Ce-Zr complex oxide was recovered by washing and filtering a plurality of times.

이렇게 회수된 Ce-Zr 복합산화물은 100℃에서 24시간 이상 건조하여 여분의 물을 제거하고, 550℃에서 4시간 동안 소성하였다.The recovered Ce-Zr complex oxide was dried at 100 ° C. for 24 hours or more to remove excess water and calcined at 550 ° C. for 4 hours.

건조와 소성 과정을 거친 Ce-Zr 복합산화물을 γ-Al2O3와 균일하게 혼합하여 분해 촉매의 담체를 제조하였다. 이러한 담체 제조에 사용되는 알루미나는 γ-Al2O3의 형태로, γ-Al2O3의 분말을 단순히 Ce-Zr 복합산화물과 혼합하여 사용할 수 있으나, Ce-Zr 복합산화물을 보헤마이트(Boehmite, AlO(OH)) 졸과 혼합한 후 건조 및 소성을 통하여 담체를 제조하는 것도 가능하다.The carrier of the decomposition catalyst was prepared by uniformly mixing Ce-Zr complex oxide with γ-Al2O3 after drying and calcination. The alumina used in the preparation of the support may be a mixture of Ce-Zr complex oxide and Boehmite, AlO (OH) 2, It is also possible to prepare a carrier by mixing with a sol, followed by drying and firing.

이러한 담체의 제조 과정 중에서 알루미나 혹은 보헤마이트 졸과 혼합되는 Ce-Zr 복합산화물의 양은 약 10wt%의 범위로 유지하여 담체를 제조하였으며, 제조된 알루미나/Ce-Zr 복합산화물 담체에 질산로듐 수용액을 함침시켜 분해 촉매를 제조하였다.The carrier was prepared by maintaining the amount of the Ce-Zr complex oxide mixed with alumina or boehmite sol in the range of about 10 wt% in the course of the production of the support. The prepared alumina / Ce- Zr complex oxide carrier was impregnated with an aqueous solution of rhodium nitrate To prepare a decomposition catalyst.

이때 담지되는 질산로듐 수용액의 양은, 촉매에 함침되는 금속인 로듐의 양이 1.0wt%를 유지하도록 조절되는 것이 바람직하며, 질산로듐 수용액이 함침된 후, 건조와 소성 단계를 거쳤다. 이때의 건조와 소성 조건은, 앞선 Ce-Zr 복합산화물 제조 과정에서 수행되는 건조와 소성 조건과 동일한데, 약 100℃에서 약 24시간 동안 건조한 후, 약 550℃에서 약 4시간 동안 소성이 수행되었다.The amount of the rhodium nitrate solution to be supported at this time is preferably adjusted so that the amount of rhodium as a metal impregnated in the catalyst is maintained at 1.0 wt%, and the solution is impregnated with an aqueous solution of rhodium nitrate, followed by drying and firing. The drying and firing conditions were the same as those of the drying and calcination performed in the previous Ce-Zr complex oxide production process. After drying for about 24 hours at about 100 ° C., firing was performed at about 550 ° C. for about 4 hours .

본 발명에서는 실란(SiH4)를 연소하는 플라즈마 연소장치 및 산성 가스 주입 시스템을 통하여 실제 전자 산업에서 배출되는 배기가스와 유사한 조성을 갖는 모사 배기가스를 사용하여 후속 실험을 수행하였다. 이러한 모사 배기가스를 이용하여 본 발명에 따른 각각의 촉매 공정의 성능을 평가하였다. In the present invention, a subsequent experiment was conducted using a simulated exhaust gas having a composition similar to the exhaust gas emitted from the actual electronic industry through a plasma combustion apparatus for burning silane (SiH 4) and an acid gas injection system. These simulated exhaust gases were used to evaluate the performance of each catalytic process according to the present invention.

N2O 및 NOx의 농도는 각각 800~1,000ppm과 200~300ppm의 범위에서 형성되도록 조절하였으며, 산성가스(HF, HCl)는 수십 ppm의 범위에서 공급하였다. 또한, 분진은 배기가스 중에 약 300㎍/m3 전후의 분진 농도가 형성되도록 실란의 유량을 조절하여 연소시켰다. The concentrations of N2O and NOx were controlled to be in the range of 800 ~ 1,000ppm and 200 ~ 300ppm respectively, and the acid gas (HF, HCl) was supplied in the range of several tens ppm. In addition, the dust was burned by regulating the flow rate of the silane to form a dust concentration of about 300 μg / m 3 in the exhaust gas.

모사 배기가스의 총 유량은 10Nm3/hr를 유지하도록 하였고, 배기가스가 습식 스크러버와 촉매 반응기를 순차적으로 통과되도록 구성하였으며, 상기 습식 스크러버는 후단에 전기집진기를 포함하도록 하였다.The total flow rate of the simulated exhaust gas was maintained at 10 Nm 3 / hr. The exhaust gas was passed through the wet scrubber and the catalytic reactor sequentially, and the wet scrubber included the electrostatic precipitator at the downstream end.

분해 촉매 공정이 수행되는 촉매 반응기의 경우에는 NOx의 제거를 위해 습식 스크러버에 오존발생기를 연결하였고, 산성가스 제거용 수산화나트륨 수용액 및 습식 환원제인 황화나트륨 수용액이 주기적으로 공급되도록 설치하였다.In the case of a catalytic reactor in which a decomposition catalytic process is performed, an ozone generator is connected to a wet scrubber for removal of NOx, and an aqueous sodium hydroxide solution for acid gas removal and an aqueous sodium sulfide solution for wet oxidation are periodically supplied.

[[ 실시예Example 1] One]

모사 배기가스의 조성은, 플라즈마 연소시스템을 가동하여 O2 12%의 조건에서 진행하였고, 실란의 연소로 형성된 분진 및 NOx 농도는 각각 약 300 ㎍/m3 내외 와 320ppm이었다. 추가적으로 산성가스 분위기를 조성하기 위해, HF를 약 35ppm, HCl은 약 48ppm을 주입하였으며, N2O는 850ppm의 농도로 공급하였다. Composition of simulated exhaust gas, was conducted under the conditions of 12% O2 plasma to activate the combustion system, particulates and NOx concentration are formed from the combustion of silane was about 300 ㎍ / m 3 and out and 320ppm respectively. In addition, about 35 ppm of HF and about 48 ppm of HCl were added to provide an acidic gas atmosphere, and N 2 O was supplied at a concentration of 850 ppm.

하기의 표 1에는 습식 스크러버의 전단(In)과 후단(Out)의 농도를 측정하여 산성가스 및 분진 제거 성능을 확인한 결과를 정리하였다. 하기의 표 1에 제시된 바와 같이, 산성가스는 거의 95~100% 수준의 제거 성능을 보였으며, 분진 농도는 약 95%이상이 제거되었음을 알 수 있었다.Table 1 below shows the results of confirming the acid gas and dust removal performance by measuring the concentrations of the In and the Out of the wet scrubber. As shown in the following Table 1, the acidic gas showed a removal performance of about 95 to 100%, and the dust concentration was found to be removed by about 95% or more.

구분division In 1회In 1 time In 2회In 2 times Out 1회Out 1 time Out 2회Out 2 times HF [ppm]HF [ppm] 34.5734.57 37.2437.24 0.0680.068 0.0860.086 HCl [ppm]HCl [ppm] 48.5148.51 48.9648.96 1.381.38 2.032.03 Si계 분진 [㎍/㎥]Si-based dust [/ / m 3] 310310 295295 1515 1212

[[ 실시예Example 2] 2]

앞서 제조예 1에서 제조된 환원 촉매를 촉매 반응기에 장착한 후, 습식 스크러버를 통과한 실시예 1의 배기가스에 대하여 NOx와 N2O 동시 저감 특성을 살펴보았다. Simultaneous reduction of NOx and N 2 O was examined with respect to the exhaust gas of Example 1 through the wet scrubber after the reduction catalyst prepared in Preparation Example 1 was installed in a catalytic reactor.

암모니아 환원제는 NOx와 N2O 몰비의 합과 동일한 몰수로 공급하였으며, 공간 속도별로 온도에 따라 실험을 진행하였으며, 그 결과를 도 2에 도시하였다.The ammonia reducing agent was supplied at the same mole number as the sum of the NOx and N2O mole ratios, and the experiment was carried out according to the temperature by space velocity. The results are shown in Fig.

상기 도 2는 공간속도에 따른 환원 촉매 반응기에서의 N2O/NOx 전환율을 측정한 결과로, 공간속도 10,000~15,000h-1에서는 370℃ 이상의 온도에서 대부분 90%이상의 전환율을 나타내고, 반응온도가 400℃에 가까워질수록 100%로 전환되는 촉매 활성을 확인할 수 있었다. 2 shows the results of measurement of the conversion of N 2 O / NO x in the reduction catalytic reactor according to the space velocity. At a space velocity of 10,000 to 15,000 h -1 , the conversion was mostly 90% or higher at a temperature of 370 ° C or higher, The catalyst activity was found to be 100% as the temperature became closer to 400 ° C.

공간속도가 20,000h- 1으로 증가한 경우에는 20%정도의 활성 감소가 관찰되었지만, 반응온도가 400℃에 이르게 되될 경우 전환율의 감소폭이 줄어들어 90% 이상의 전환율을 보이는 것을 알 수 있었다. When the space velocity was increased to 20,000 h - 1 , the activity decreased by about 20%, but when the reaction temperature reached 400 ° C, the conversion rate decreased and the conversion rate was 90% or more.

또한, NOx의 경우에는 측정한 반응 온도 전구간에서 공간속도에 상관없이 거의 100%에 가까운 높은 촉매 효율(즉, 전환율)을 나타내었다. In the case of NOx, the catalytic efficiency (that is, the conversion ratio) was almost 100%, regardless of the space velocity, between the measured reaction temperature ranges.

[[ 실시예Example 3] 3]

앞선 제조예 2에서 제조된 분해 촉매를 촉매 반응기에 장착한 후, 습식 스크러버를 통과한 배기가스의 N2O 저감 특성을 관찰하였다.After the decomposition catalyst prepared in the above-mentioned Production Example 2 was installed in a catalytic reactor, the N2O reduction characteristic of the exhaust gas passed through the wet scrubber was observed.

분해 촉매 반응기를 사용하는 경우에는, 전처리 장치인 습식 스크러버에 오존 발생기를 통하여 30g/h 규모의 오존을 공급하여 NOx를 습식 스크러버내에서 미리 환원처리를 수행하였다. In the case of using a decomposition catalytic reactor, ozone of 30 g / h was supplied to a wet scrubber as a pretreatment device through an ozone generator to perform reduction treatment of NOx in the wet scrubber in advance.

습식 환원을 통하여 NOx는 거의 100%에 가까운 전환율로 제거되었으며(도 3 참조), 촉매 반응기로 공급된 NOx의 농도는 10ppm 미만으로 확인되었다. Through wet reduction, NOx was removed at a conversion rate close to 100% (see FIG. 3), and the NOx concentration supplied to the catalytic reactor was found to be less than 10 ppm.

도 4에는 NOx의 제거를 수행하지 않은 경우(O3 0g/h)와 오존을 공급하여 NOx의 제거를 수행한 경우(O3 30g/h)의 분해 촉매 공정의 N2O 전환율을 각각 관찰한 결과를 도시하였다.4 shows the results of observing the conversion of N 2 O in the decomposition catalytic process when no NOx removal was performed (O 3 0 g / h) and when NO x removal was performed by supplying ozone (O 3 30 g / h) Respectively.

분해 촉매를 사용하는 공정의 경우에는, 오존을 공급하여 NOx를 제거하지 않을 경우에는 촉매의 활성이 매우 낮은 경향을 보였으며, 400℃의 반응온도에서도 70%정도 낮은 전환율을 나타내었다. 하지만, 오존 투입을 통하여 NOx가 사전에 미리 제거될 경우에는 350~400℃의 반응온도 범위 전 구간에서 20~40% 정도의 활성 향상효과를 나타내었으며, 390℃ 이상의 온도에서는 약 90% 이상의 전환율을 확보할 수 있었다.In the case of the process using the decomposition catalyst, the activity of the catalyst tended to be very low when ozone was supplied and NOx was not removed, and the conversion was 70% lower even at the reaction temperature of 400 ° C. However, when NOx is removed in advance through ozone injection, it shows a 20 ~ 40% improvement in activity over the reaction temperature range of 350 ~ 400 ℃, and a conversion rate of more than 90% .

본 발명은 상술한 특정의 실시예 및 설명에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능하며, 그와 같은 변형은 본 발명의 보호 범위 내에 있게 된다.The present invention is not limited to the above-described specific embodiment and description, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention as claimed in the claims. And such modifications are within the scope of protection of the present invention.

Claims (10)

상기 배기가스를 습식 스크러버에 공급하는 제1단계;
상기 습식 스크러버를 통과한 배기가스를 전기 집진기에 공급하는 제2단계; 및
상기 전기 집진기를 지난 배기가스를 환원촉매 반응기로 공급하는 제3단계;를 포함하고,
상기 환원촉매 반응기에는 환원제로 암모니아가 공급되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
A first step of supplying the exhaust gas to a wet scrubber;
A second step of supplying exhaust gas having passed through the wet scrubber to the electrostatic precipitator; And
And a third step of supplying the exhaust gas passing through the electrostatic precipitator to the reduction catalyst reactor,
Wherein ammonia is supplied as a reducing agent to the reduction catalyst reactor, wherein the catalyst is used to remove nitrous oxide from the exhaust gas discharged from the semiconductor process.
제1항에 있어서,
상기 습식 스크러버에서, 염기성 용액을 사용하여 산성가스를 포집하는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
A method for removing nitrous oxide from a waste gas discharged from a semiconductor process using a catalyst, characterized in that in the wet scrubber, an acidic gas is collected using a basic solution.
제1항에 있어서,
상기 전기 집진기에서, 전기 하전을 통해 수분 입자를 응집시켜 제거하는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
A method for removing nitrous oxide from a exhaust gas discharged from a semiconductor process using a catalyst, wherein the electrostatic precipitator cools and removes water particles through an electric charge.
제1항에 있어서,
상기 환원촉매 반응기에는, 철이온이 함침된 제올라이트 촉매가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the reduction catalyst reactor comprises a zeolite catalyst impregnated with iron ions, wherein the catalyst is used to remove nitrous oxide from the exhaust gas discharged from the semiconductor process.
제1항에 있어서,
상기 암모니아 환원제는, 350 ~ 400℃의 온도에서 N2O 및 NOx를 질소와 산소로 환원시키되, 환원촉매 반응기로 공급 배기가스에 포함된 N2O와 NOx의 전체 몰유량의 0.8~1.4배의 몰유량으로 공급되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
The method according to claim 1,
The ammonia reducing agent reduces N2O and NOx to nitrogen and oxygen at a temperature of 350 to 400 ° C, and supplies the reduced amount to a reducing catalyst reactor at a molar flow rate of 0.8 to 1.4 times the total molar flow rate of N2O and NOx contained in the exhaust gas And removing the nitrous oxide from the exhaust gas discharged from the semiconductor process using the catalyst.
상기 배기가스를 습식 스크러버에 공급하는 제1단계;
상기 습식 스크러버를 통과한 배기가스를 전기 집진기에 공급하는 제2단계; 및
상기 전기 집진기를 지난 배기가스를 분해촉매 반응기로 공급하는 제3단계;를 포함하고,
상기 습식 스크러버에는 오존이 공급되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
A first step of supplying the exhaust gas to a wet scrubber;
A second step of supplying exhaust gas having passed through the wet scrubber to the electrostatic precipitator; And
And a third step of supplying the exhaust gas passing through the electrostatic precipitator to the decomposition catalytic reactor,
Wherein the wet scrubber is supplied with ozone, wherein the exhaust gas discharged from the semiconductor process is removed using a catalyst.
제6항에 있어서,
상기 습식 스크러버에서, 염기성 용액을 사용하여 산성가스를 포집하고,
공급되는 오존에 의해 NOx가 NO2로 전환된 후, 추가로 공급되는 황화나트륨(Na2S)와 반응하여 환원되는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
The method according to claim 6,
In the wet scrubber, acidic gas is collected using a basic solution,
After the NOx is converted to NO2 by the ozone to be supplied, to remove the nitrous oxide to the reaction with additional sodium sulfide (Na 2 S) to be fed into a catalyst from the exhaust gas discharged from a semiconductor process, characterized in that the reduction How to.
제6항에 있어서,
상기 전기 집진기에서, 전기 하전을 통해 수분 입자를 응집시켜 제거하는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
The method according to claim 6,
A method for removing nitrous oxide from a exhaust gas discharged from a semiconductor process using a catalyst, wherein the electrostatic precipitator cools and removes water particles through an electric charge.
제6항에 있어서,
상기 분해촉매 반응기에는, 질산로듐 수용액이 Al2O3-CeZr 복합산화물로 이루어진 담체에 함침되어 얻어진 분해촉매가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
The method according to claim 6,
Characterized in that the decomposition catalytic reactor includes a decomposition catalyst obtained by impregnating a support made of an Al2O3-CeZr complex oxide with an aqueous solution of rhodium nitrate, and removing the nitrous oxide from the exhaust gas discharged from the semiconductor process Way.
반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 아산화질소의 제거하는 방법에 있어서,
반도체 공정 배기가스 중의 일산화질소 및 아산화질소(NO/N2O)의 농도를 측정하는 제1단계; 및
상기 제1단계에서 측정된 아산화질소의 농도가 200ppm 미만인 경우에는, 상기 배기가스를 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 방법으로 처리하고,
상기 제1단계에서 측정된 아산화질소의 농도가 200ppm 초과인 경우에는, 상기 배기가스를 제6항 내지 제9항 중 어느 하나의 방법으로 처리하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 공정에서 배출되는 배기가스로부터 촉매를 사용하여 아산화질소를 제거하는 방법.
A method for removing nitrous oxide from an exhaust gas discharged from a semiconductor process,
A first step of measuring a concentration of nitrogen monoxide and nitrous oxide (NO / N 2 O) in a semiconductor process exhaust gas; And
Wherein when the concentration of nitrous oxide measured in the first step is less than 200 ppm, the exhaust gas is treated by the method of any one of claims 1 to 5,
Treating the exhaust gas with a method according to any one of claims 6 to 9 when the concentration of nitrous oxide measured in the first step exceeds 200 ppm. A method for removing nitrous oxide from a discharged exhaust gas using a catalyst.
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