KR20220014599A - Apparatus for producing ultra high purity electronics grade carbondioxide - Google Patents

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Abstract

The purpose of the present invention is to provide a device for producing ultra-high purity carbon dioxide which comprises: a raw material supply unit configured to store a first gas comprising first and second impurities and supply the first gas; an adsorption refining unit provided to remove the first impurity of the first gas transferred from the raw material supply unit through adsorption to supply a second gas from which the first impurity is removed from the first gas; and a low-temperature distillation unit provided to remove the second impurity of the second gas transferred from the adsorption refining unit through distillation to produce a third gas from which the second impurity is removed from the second gas.

Description

초고순도 전자급 이산화탄소 생산 장치{APPARATUS FOR PRODUCING ULTRA HIGH PURITY ELECTRONICS GRADE CARBONDIOXIDE}Ultra-high purity electronic grade carbon dioxide production device {APPARATUS FOR PRODUCING ULTRA HIGH PURITY ELECTRONICS GRADE CARBONDIOXIDE}

본 발명은 초고순도 전자급 이산화탄소(CO2) 생산 장치에 관한 것으로 구체적으로, 초고순도 전자급 액체 이산화탄소(LCO2)를 생산 하기 위한 생산 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for producing ultra-high purity electronic grade carbon dioxide (CO 2 ), and more particularly, to a production device for producing ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide (LCO 2 ).

고순도 이산화탄소(CO2)는 용접용, 공업용 및 식, 음료용으로 대부분 사용되며, 99.9%(3N) 이상의 공업용, 99.99%(4N) 이상의 식품용으로 생산된다.High purity carbon dioxide (CO 2 ) is mostly used for welding, industrial use, food, and beverage, and is produced for industrial use of 99.9% (3N) or more, and food use of 99.99% (4N) or more.

초고순도 이산화탄소(CO2)는 99.999%(5N) 이상으로 정제되어 반도체 제조의 노광공정 및 세정공정에 사용되며, 전자급 이산화탄소(CO2)로 지칭된다. Ultra-high purity carbon dioxide (CO 2 ) is purified to 99.999% (5N) or more and is used in the exposure process and cleaning process of semiconductor manufacturing, and is referred to as electronic grade carbon dioxide (CO 2 ).

반도체 용으로 사용되는 초고순도 전자급 이산화탄소(CO2)는 정제 과정을 통해 이산화탄소의 순도를 높이고 불순물을 일정 수준 이하로 제거하여야 한다. Ultra-high-purity electronic grade carbon dioxide (CO 2 ) used for semiconductors must be purified through a purification process to increase the purity of carbon dioxide and remove impurities below a certain level.

일반적으로 공업용 또는 식품용과 같은 고순도 이산화탄소를 생산하는 공정은 화학, 석유 및 가스 제조과정에서 발생하는 부생가스를 원료로 압축, 냉각 및 정제 공정을 거쳐 공업용 또는 식음료용 고순도 이산화탄소를 생산하다.In general, a process for producing high-purity carbon dioxide for industrial or food use uses by-product gas generated during chemical, oil and gas manufacturing as a raw material and undergoes compression, cooling and refining processes to produce high-purity carbon dioxide for industrial or food and beverage use.

이러한 상황에서, 반도체 산업이 커지면서 초고순도 전자급 이산화탄소의 수요가 증가하였고, 이에 따라 이산화탄소 생산 업체에서는 기존의 공업용 및 식품용 고순도 이산화탄소 생산 장치에 정제 설비를 추가하고 증류탑에서 배출되는 벤트 가스(Vent gas)의 유량을 증가시켜 이산화탄소 순도를 높이는 방법으로 초고순도 전자급 이산화탄소를 생산하고 있는 실정이다.In this situation, as the semiconductor industry grows, the demand for ultra-high purity electronic grade carbon dioxide has increased. Accordingly, carbon dioxide producers add purification facilities to the existing high-purity carbon dioxide production equipment for industrial and food use and vent gas (Vent gas) discharged from the distillation column. ) by increasing the flow rate of carbon dioxide to increase the purity of carbon dioxide, ultra-high purity electronic grade carbon dioxide is being produced.

상기와 같이 종래의 초고순도 전자급 이산화탄소 생산 방법은, 상대적으로 불순물이 많은 부생가스를 원료로 사용하기 때문에 이산화탄소의 순도를 높이기 위한 흡착 공정 및 증류 공정에서 회수율이 급격하게 낮아지는 문제를 발생시킬 수 있다. 또한 생산된 초고순도 전자급 이산화탄소는 반도체 공정에 공급을 위해 이송되어야 하는데, 이 과정에서도 불순물에 대한 오염 및 손실이 발생할 수 있는 문제가 있다.As described above, the conventional ultra-high purity electronic grade carbon dioxide production method uses a by-product gas containing relatively many impurities as a raw material. have. In addition, the produced ultra-high-purity electronic grade carbon dioxide must be transported to be supplied to the semiconductor process, but there is a problem that contamination and loss of impurities may occur in this process as well.

이러한 문제점을 해결하기 위한 초고순도 전자급 이산화탄소를 생산하기 위한 장치가 필요한 실정이다. In order to solve this problem, there is a need for an apparatus for producing ultra-high purity electronic grade carbon dioxide.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해, 원료로서 1차 정제된 공업용(99.9% 이상) 또는 식품용(99.99% 이상) 액체 이산화탄소(LCO2)를 이용하여, 흡착 정제와 증류를 통해 불순물을 제거하고, 증류탑의 회수율을 향상시키도록 라인을 구성함으로써, 초고순도 전자급 이산화탄소(CO2)(99.999% 이상)를 보다 효율적으로 생산할 수 있는 생산 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention removes impurities through adsorption purification and distillation by using primary refined industrial (99.9% or more) or food (99.99% or more) liquid carbon dioxide (LCO 2 ) as a raw material in order to solve the above problems And, by configuring the line to improve the recovery rate of the distillation column, ultra-high purity electronic grade carbon dioxide (CO 2 ) (99.999% or more) It is an object to provide a production device that can more efficiently produce.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 및 제2 불순물이 포함된 제1 가스를 저장하고, 제1 가스를 공급하도록 마련된 원료 공급부; 원료 공급부로부터 이송된 제1 가스 중 제1 불순물을 흡착을 통해 제거하여, 제1 가스에서 제1 불순물이 제거된 제2 가스를 공급하도록 마련된 흡착 정제부; 및 흡착 정제부에서 이송된 제2 가스 중 제2 불순물을 증류를 통해 제거하여, 제2 가스에서 제2 불순물이 제거된 제3 가스를 생산하도록 마련된 저온 증류부를 포함하는 초고순도 액체 이산화탄소 생산 장치를 제공한다.According to an aspect of the present invention in order to achieve the above object, a raw material supply unit provided to store a first gas containing first and second impurities, and supply the first gas; an adsorption purification unit provided to supply a second gas from which the first impurity is removed from the first gas by removing a first impurity from the first gas transferred from the raw material supply unit through adsorption; and a low-temperature distillation unit configured to remove a second impurity from the second gas transferred from the adsorption refining unit through distillation to produce a third gas from which the second impurity is removed from the second gas. to provide.

또한, 제1 불순물은, 수분(H2O), 비메탄 탄화수소(Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), 전 황(Total sulfur), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 및 총휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compounds) 중 적어도 하나를 포함하고, 제2 불순물은, 일산화탄소(CO), 메탄(CH4), 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 수소(H2) 및 일산화질소(NO) 중 적어도 하나를 포함하며, 흡착 정제부 및 저온 증류부를 통해 생산된 제3 가스 내 제1 및 제2 불순물은 소정의 농도값 이하를 갖는다.In addition, the first impurity is moisture (H 2 O), non-methane hydrocarbons (Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), total sulfur, nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ) and total volatile organic compounds. (Total Volatile Organic Compounds), and the second impurity is carbon monoxide (CO), methane (CH 4 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), argon (Ar), hydrogen (H 2 ) ) and nitrogen monoxide (NO), and the first and second impurities in the third gas produced through the adsorption purification unit and the low temperature distillation unit have a predetermined concentration value or less.

또한, 제3 가스 내 포함되는 수분(H2O)의 농도는 0.5ppm 이하이고, 비메탄 탄화수소(Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), 전 황(Total sulfur), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 각각의 농도는 0.1ppm 이하이며, 총휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compounds)의 농도는 0.1ppb 이하이고, 일산화탄소(CO), 메탄(CH4), 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 수소(H2) 및 일산화질소(NO) 각각의 농도는 0.1ppm 이하이다.In addition, the concentration of moisture (H 2 O) contained in the third gas is 0.5 ppm or less, non-methane hydrocarbon (Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), total sulfur, nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia ( NH 3 ) each concentration is 0.1 ppm or less, the total volatile organic compounds (Total Volatile Organic Compounds) concentration is 0.1 ppb or less, carbon monoxide (CO), methane (CH 4 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), argon (Ar), hydrogen (H 2 ) and nitrogen monoxide (NO) each have a concentration of 0.1 ppm or less.

또한, 원료 공급부는, 제1 가스를 저장 및 공급하기 위한 원료저장탱크 유닛을 포함하며, 원료 저장 탱크 유닛은, 제1 가스를 저장하기 위한 제1 및 제2 원료 저장 탱크; 제1 및 제2 원료 저장 탱크의 내부 압력이 소정의 제1 압력을 유지하도록, 제1 및 제2 원료 저장 탱크에 각각 유체이동 가능하게 연결되어, 제1 가스의 적어도 일부를 각각 기화시키기 위해 마련된 제1 및 제2 가압기화기; 및 제1 및 제2 원료 저장 탱크 각각의 내부 압력이 소정의 제1 압력을 유지하도록, 제1 및 제2 원료 저장 탱크에 저장된 제1 가스를 각각 외부로 배출시키기 위해 마련된 배출밸브; 를 포함하며, 제1 및 제2 원료 저장 탱크 중 적어도 어느 하나의 원료 저장 탱크 내부 압력이 제1 압력 미만이 되는 경우, 상기 원료 저장 탱크와 연결된 가압기화기는 제1 가스의 적어도 일부를 기화시켜 상기 원료 저장 탱크로 공급하고, 상기 원료 저장 탱크의 내부 압력이 제1 압력을 초과하는 경우, 상기 원료 저장 탱크에 마련된 배출밸브에 의해 저장된 제1 가스가 외부로 배출되는 것을 포함한다.In addition, the raw material supply unit includes a raw material storage tank unit for storing and supplying the first gas, and the raw material storage tank unit includes: first and second raw material storage tanks for storing the first gas; The first and second raw material storage tanks are respectively fluidly connected to the first and second raw material storage tanks so that the internal pressure of the raw material storage tank maintains a predetermined first pressure, respectively, provided to vaporize at least a portion of the first gas, respectively. first and second pressurized vaporizers; and a discharge valve provided to discharge the first gas stored in the first and second raw material storage tanks to the outside so that the internal pressure of each of the first and second raw material storage tanks is maintained at a predetermined first pressure; Including, when the internal pressure of the raw material storage tank of at least one of the first and second raw material storage tanks is less than the first pressure, the pressurized vaporizer connected to the raw material storage tank vaporizes at least a portion of the first gas, and supplying the raw material to the storage tank, and when the internal pressure of the raw material storage tank exceeds the first pressure, the first gas stored by the discharge valve provided in the raw material storage tank is discharged to the outside.

또한, 흡착 정제부는, 제1 불순물을 흡착을 통해 제거하기 위한 흡착 유닛; 및 흡착 유닛으로 공급되는 제1 가스를 제1 압력보다 낮은 일정한 제2 압력으로 공급하기 위한 레귤레이터; 를 포함하며, 흡착 유닛은, 한 쌍의 제1 및 제2 흡착탑; 제1 불순물을 제거하기 위해 각각의 흡착탑 내부에 충진된 흡착제를 포함한다.In addition, the adsorption purification unit, the adsorption unit for removing the first impurity through adsorption; and a regulator for supplying the first gas supplied to the adsorption unit at a constant second pressure lower than the first pressure; It includes, the adsorption unit, a pair of first and second adsorption towers; In order to remove the first impurity, each adsorption tower includes an adsorbent packed inside.

또한, 흡착제는, 분자체 3A(Molecular Sieve 3A, MS 3A), 활성 알루미나(Activated Alumina) 및 활성탄(Activated Carbon) 중 적어도 하나를 포함한다.In addition, the adsorbent includes at least one of molecular sieve 3A (Molecular Sieve 3A, MS 3A), activated alumina, and activated carbon.

또한, 저온 증류부를 통해 생산된 제3 가스를 저장하기 위한 제1 저장부, 제1 저장부에서 이송되는 제4 가스를 저장하기 위한 제2 저장부 및 제2 저장부에서 이송되는 제4 가스를 반도체 제조 공정으로 공급하기 위한 공급부를 추가로 포함하며, 제1 저장부는, 제3 가스가 저장되는 제1 저장탱크; 및 제1 저장탱크에 저장되는 제3 가스에 포함된 제1 및 제2 불순물의 농도를 측정하기 위한 분석장치를 포함하며, 분석장치에 의한 제3 가스의 제1 및 제2 불순물 농도 분석 결과 값이 소정의 기준값을 초과하는 경우, 제1 저장탱크에 저장된 제3 가스를 원료 공급부로 재 이송하고, 분석장치에 의한 제3 가스의 제1 및 제2 불순물 농도 분석 결과 값이 소정의 기준값 이하인 경우, 제1 및 제2 불순물에 대한 소정의 기준값을 만족하는 제3 가스로 정의되는 제4 가스를 제2 저장부로 이송하도록 마련된다.In addition, the first storage unit for storing the third gas produced through the low-temperature distillation unit, the second storage unit for storing the fourth gas transferred from the first storage unit, and the fourth gas transferred from the second storage unit It further includes a supply unit for supplying the semiconductor manufacturing process, the first storage unit, a first storage tank in which the third gas is stored; and an analysis device for measuring the concentrations of the first and second impurities included in the third gas stored in the first storage tank, wherein the analysis results of the concentration of the first and second impurities in the third gas by the analysis device When this predetermined reference value is exceeded, the third gas stored in the first storage tank is re-transferred to the raw material supply unit, and when the analysis result of the first and second impurity concentrations of the third gas by the analysis device is less than or equal to the predetermined reference value , a fourth gas defined as a third gas satisfying predetermined reference values for the first and second impurities is transferred to the second storage unit.

또한, 제2 저장부는, 제1 저장탱크에서 공급되는 제4 가스가 저장되도록 마련된 한 쌍의 제2 저장탱크; 및 한 쌍의 제2 저장탱크 중 적어도 어느 하나의 탱크로부터 제4 가스를 승압하여 소정의 압력으로 공급하기 위한 부스터 펌프; 를 포함하고, 부스터 펌프는 제4 가스를 승압하여 55bar 이상의 압력으로 공급부에 공급하는 것을 포함한다.In addition, the second storage unit, a pair of second storage tanks provided to store the fourth gas supplied from the first storage tank; and a booster pump for supplying the fourth gas to a predetermined pressure by increasing the pressure from at least one of the pair of second storage tanks. Including, the booster pump includes supplying the fourth gas to the supply unit at a pressure of 55 bar or more by increasing the pressure.

또한, 제1 저장탱크 및 한 쌍의 제2 저장탱크는, 제1 및 제2 저장탱크 내에서 자연증발에 의해 발생하는 자연기화가스를 저장하기 위해 마련된 버퍼탱크와 유체이동 가능하게 연결되고, 버퍼탱크는, 제1 및 제2 원료 저장 탱크 중 적어도 어느 하나로 공급되는 것을 포함한다.In addition, the first storage tank and the pair of second storage tanks are movably connected to a buffer tank provided to store the naturally vaporized gas generated by natural evaporation in the first and second storage tanks, and the buffer The tank includes being supplied to at least one of the first and second raw material storage tanks.

또한, 원료 공급부와 흡착 정제부는 제1 라인에 의해 유체이동 가능하게 연결되고, 흡착 정제부와 저온 증류부는, 제2 라인에 의해 유체이동 가능하게 연결되고, 저온 증류부와 제1 저장부는 제3 라인에 의해 유체이동 가능하게 연결되는 것을 포함한다.In addition, the raw material supply unit and the adsorption refining unit are movably connected by a first line, the adsorption refining unit and the low-temperature distillation unit are movably connected by a second line, and the low-temperature distillation unit and the first storage unit are connected to the third fluidly connected by a line.

또한, 저온 증류부는, 흡착 정제부에서 공급되는 제2 가스 내에 포함된 제2 불순물을 증류를 통해 제거하기 위한 증류탑, 증류탑의 하부에 연결된 리보일러 및 증류탑의 상부에 연결된 제1 응축기 및 제2 가스를 소정의 온도로 가열시키기 위한 제1 히터를 포함하고, 흡착 정제부는, 원료 공급부로부터 공급된 제1 가스가 통과하는 제1 열교환기, 제1 열교환기를 통과한 제1 가스를 기화시켜 제1 및 제2 흡착탑으로 공급하기 위한 제1 기화기를 추가로 포함하고, 제3 라인은, 제2 가스가 제1 히터에 의해 가열되어 리보일러를 통과한 후 제1 열교환기를 통과하며 제1 가스와 열교환이 이루어지도록 마련되는 것을 포함한다.In addition, the low-temperature distillation unit, a distillation column for removing the second impurities contained in the second gas supplied from the adsorption purification unit through distillation, a reboiler connected to the lower part of the distillation column, and a first condenser connected to the upper part of the distillation column and the second gas a first heater for heating to a predetermined temperature, wherein the adsorption purification unit vaporizes the first heat exchanger through which the first gas supplied from the raw material supply unit passes, and the first gas that has passed through the first heat exchanger to obtain first and Further comprising a first vaporizer for supply to the second adsorption tower, the third line, the second gas is heated by the first heater and passes through the reboiler, and then passes through the first heat exchanger and heat exchange with the first gas Including what is arranged to be done.

또한, 저온 증류부는, 증류탑에서 배출되는 폐가스를 제1 및 제2 흡착탑 중 적어도 어느 하나로 공급하도록 마련되며, 증류탑에서 배출되는 소정의 제1 온도를 갖는 폐가스가 제1 온도 보다 높은 제2 온도를 갖도록, 외부 온도와 열교환 하기 위해 마련된 대기식 기화기 및 대기식 기화기를 통과한 폐가스가 제2 온도보다 높은 제3 온도를 갖도록 가열하기 위한 제2 히터를 추가로 포함한다.In addition, the low-temperature distillation unit is provided to supply the waste gas discharged from the distillation column to at least one of the first and second adsorption towers, so that the waste gas having a predetermined first temperature discharged from the distillation column has a second temperature higher than the first temperature , and a second heater for heating the waste gas passing through the atmospheric vaporizer and the atmospheric vaporizer provided to exchange heat with the external temperature to have a third temperature higher than the second temperature.

또한, 제2 기화기에서 외부 공기와 열교환하여 제2 온도로 상승된 후, 제2 히터에 의해 제3 온도로 가열된 폐가스는, 제1 및 제2 흡착탑 내부에 충진된 흡착제에 흡착된 제1 불순물을 탈착시켜 흡착제를 재생하도록 1 및 제2 흡착탑 중 적어도 어느 하나로 공급될 수 있다.In addition, the waste gas heated to the third temperature by the second heater after heat exchange with the external air in the second vaporizer and then raised to the second temperature is the first impurity adsorbed on the adsorbent charged inside the first and second adsorption towers. may be supplied to at least one of the first and second adsorption towers to desorb the adsorbent to regenerate the adsorbent.

또한, 증류탑 하부에 마련된 리보일러는, 리보일러와 연결된 온수 발생기를 추가로 포함하는 경우, 제3 라인은, 제2 가스가 제1 열교환기를 통과하여 제1 가스와 열교환된 후 증류탑으로 공급되도록 마련될 수 있다.In addition, when the reboiler provided in the lower part of the distillation column further includes a hot water generator connected to the reboiler, the third line is provided such that the second gas passes through the first heat exchanger to exchange heat with the first gas and then is supplied to the distillation column can be

또한, 공급부는, 제2 저장부에서 공급된 제4 가스를 저장하고, 반도체 제조 공정으로 제4 가스를 공급하기 위한 한 쌍의 고압 탱크; 고압 탱크에서 공급되는 제4 가스를 기화시키기 위한 제2 기화기; 및 기화된 제4 가스가 이송되는 라인 내에 포함된 미립자를 제거하기 위한 필터를 포함한다.In addition, the supply unit may include: a pair of high-pressure tanks for storing the fourth gas supplied from the second storage unit and supplying the fourth gas to the semiconductor manufacturing process; a second vaporizer for vaporizing the fourth gas supplied from the high-pressure tank; and a filter for removing particulates included in the line through which the vaporized fourth gas is transferred.

본 발명에 따르면, 증류탑의 회수율을 향상시키도록 라인을 구성함으로써, 초고순도 전자급 이산화탄소(CO2)(99.999% 이상)를 보다 효율적으로 생산할 수 있으며, 생산된 초고순도 전자급 이산화탄소를 반도체 제조 공정에 직접적으로 공급하도록 공급부를 구성함으로써, 탱크로리 등에 의한 이송 과정이 생략되어 불순물에 대한 오염 및 손실을 최소화할 수 있는 이점이 있다.According to the present invention, by configuring the line to improve the recovery rate of the distillation column, ultra-high purity electronic grade carbon dioxide (CO 2 ) (99.999% or more) can be produced more efficiently, and the produced ultra high purity electronic grade carbon dioxide can be used in a semiconductor manufacturing process By configuring the supply unit to supply directly to the lorry, there is an advantage in that the transport process by the tank lorry is omitted, thereby minimizing contamination and loss of impurities.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산장치의 공정도이다.
도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산장치의 공정을 설명하기 위해 나타낸 공정도이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산 장치의 개략도이다.
도 10은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산 장치의 공정을 설명하기 위해 나타낸 공정도이다.1 is a schematic diagram of an ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a process diagram of an ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 to 8 are process diagrams illustrating the process of the ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a schematic diagram of an ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production apparatus according to another embodiment of the present invention.
10 is a flowchart illustrating a process of an ultra-high purity electronic-grade liquid carbon dioxide production apparatus according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일 또는 유사한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, regardless of the reference numerals, the same or corresponding components are given the same or similar reference numbers, and the overlapping description thereof will be omitted, and the size and shape of each component shown for convenience of description is exaggerated or reduced. can be

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalents and variations.

본 발명은 초고순도 전자급 액체 이산화탄소(LCO2) 생산 장치(10)에 관한 것으로, 초고순도 전자급 액체 이산화탄소(LCO2)를 생산 하기 위한 정제 및 액화 장치를 포함하는 장치(10)에 관한 것이다.The present invention relates to an ultra-high-purity electronic grade liquid carbon dioxide (LCO 2 ) production apparatus (10), and to an apparatus (10) including a purification and liquefaction apparatus for producing ultra-high-purity electronic grade liquid carbon dioxide (LCO 2 ). .

먼저, 본 명세서에서 「라인」은 가스 등을 수송할 수 있는 배관을 의미한다. First, in this specification, "line" means a pipe capable of transporting gas or the like.

또한, 본 명세서에서 원료 공급부(100)로 공급되는 원료로서 액체 이산화탄소(LCO2)는, 1차로 정제되어 공업용 또는 식품용으로 사용되는 고순도 액체 이산화탄소(LCO2, 이하 '제1 가스'라고도 함)이다.In addition, in the present specification, liquid carbon dioxide (LCO 2 ) as a raw material supplied to the raw material supply unit 100 is primarily purified and high-purity liquid carbon dioxide (LCO 2 , hereinafter referred to as 'first gas') used for industrial or food purposes) to be.

이러한 상기 공업용 또는 식품용의 고순도 액체 이산화탄소(제1 가스)는, 이산화탄소 보다 비점이 높은 제1 불순물 및 이산화탄소 보다 비점이 낮은 제2 불순물을 포함한다.The high-purity liquid carbon dioxide (first gas) for industrial use or food includes a first impurity having a higher boiling point than carbon dioxide and a second impurity having a lower boiling point than carbon dioxide.

여기서, 상기 제1 불순물은, 수분(H2O), 비메탄 탄화수소(Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), 전 황(Total sulfur), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 총휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compounds) 중 적어도 하나를 포함한다.Here, the first impurity is moisture (H 2 O), non-methane hydrocarbon (NMHC), total sulfur, nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ), total volatile organic and at least one of Total Volatile Organic Compounds.

또한, 상기 제2 불순물은, 일산화탄소(CO), 메탄(CH4), 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 수소(H2) 및 일산화질소(NO) 중 적어도 하나를 포함한다.In addition, the second impurity is at least one of carbon monoxide (CO), methane (CH 4 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), argon (Ar), hydrogen (H 2 ), and nitrogen monoxide (NO) includes

즉, 본 발명은, 고순도 액체 이산화탄소(제1 가스)에서, 제1 및 제2 불순물을 제거하여 초고순도 전자급 액체 이산화탄소(제3 가스 또는 제4 가스)를 생산할 수 있다.That is, according to the present invention, ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide (third gas or fourth gas) can be produced by removing the first and second impurities from high-purity liquid carbon dioxide (first gas).

특히, 본 발명은 이산화탄소를 기준으로 비점이 서로 다른 제1 및 제2 불순물을 제거하기 위한 장치를 구성하여 각각의 불순물을 제거함으로써, 초고순도 전자급 액체 이산화탄소(제3 가스 또는 제4 가스)를 생산할 수 있다.In particular, the present invention configures an apparatus for removing first and second impurities having different boiling points based on carbon dioxide to remove each impurity, thereby producing ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide (third gas or fourth gas). can produce

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산 장치(10, 이하 '생산 장치'라고도 함)의 개략도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 생산장치의 공정도이다. 도 3 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 생산장치의 공정을 설명하기 위해 나타낸 공정도이다.1 is a schematic diagram of an ultra-high purity electronic-grade liquid carbon dioxide production apparatus 10 (hereinafter also referred to as a 'production apparatus') according to an embodiment of the present invention. 2 is a process diagram of a production apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 to 8 are process diagrams for explaining the process of the production apparatus according to an embodiment of the present invention.

이하 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산 장치(10)를 상세히 설명한다. Hereinafter, an ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production apparatus 10 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 8 .

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 생산 장치(10)는, 원료 공급부(100), 흡착 정제부(200), 저온 증류부(300), 제1 저장부(400), 제2 저장부(500) 및 공급부(600)를 포함한다.Referring to FIG. 1 , the production apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a raw material supply unit 100 , an adsorption purification unit 200 , a low temperature distillation unit 300 , a first storage unit 400 , and a first 2 includes a storage unit 500 and a supply unit 600 .

먼저, 상기 원료 공급부(100)와 흡착 정제부(200)는 제1 라인(L1)에 의해 유체이동 가능하게 연결되고, 흡착 정제부(200)와 저온 증류부(300)는 제2 라인(L2)에 의해 유체이동 가능하게 연결되고, 저온 증류부(300)와 제1 저장부(400)는 제3 라인(L3)에 의해 유체이동 가능하게 연결되고, 제1 저장부(400)와 제2 저장부(500)는 제4 라인(L4)에 의해 유체이동 가능하게 연결되고, 제2 저장부(500)와 공급부(600)는 제8 라인(L8)에 의해 유체이동 가능하게 연결될 수 있다. 여기서, 제5 내지 제7 라인(L5~L7)은 후술하기로 한다.First, the raw material supply unit 100 and the adsorption purification unit 200 are fluidly connected by a first line L1, and the adsorption purification unit 200 and the low temperature distillation unit 300 are connected to the second line L2. ) is movably connected, the low-temperature distillation unit 300 and the first storage unit 400 are movably connected by a third line (L3), and the first storage unit 400 and the second The storage unit 500 may be movably connected by a fourth line L4 , and the second storage unit 500 and the supply unit 600 may be movably connected by an eighth line L8 . Here, the fifth to seventh lines L5 to L7 will be described later.

본 문서에서의 각각의 라인들은 서로 유체이동 가능하게 연결된 유체 이송 배관을 의미할 수 있다.Each line in this document may mean a fluid transfer pipe connected to each other to be movably fluid.

또한, 불순물을 제거하기 위한 공정으로서 증류는, 비점차를 이용하여 혼합물을 분리하는 방법으로, 본 문서에서의 증류는 약 -50도(℃) 내지 0도(℃)의 온도 영역에서 증류가 이루어지는 저온 증류일 수 있다.In addition, as a process for removing impurities, distillation is a method of separating a mixture using boiling point difference. It may be a low temperature distillation.

상기 원료 공급부(100)는, 식품용 또는 공업용 고순도의 액체 이산화탄소로 정의되는 제1 가스가 유입 및 저장되고, 저장된 제1 가스를 흡착 정제부(200)로 공급할 수 있다.The raw material supply unit 100 may introduce and store a first gas defined as high-purity liquid carbon dioxide for food or industry, and supply the stored first gas to the adsorption purification unit 200 .

상기 원료 공급부(100)는 제1 가스를 저장 및 공급하기 위한 원료 저장 탱크 유닛(110;111,112)을 포함한다. The raw material supply unit 100 includes raw material storage tank units 110 ; 111 and 112 for storing and supplying the first gas.

상기 원료 저장 탱크 유닛(110; 111,112)은 제1 라인 상에 배치될 수 있으며, 제1 가스를 저장 및 공급하도록 마련될 수 있다.The raw material storage tank units 110; 111 and 112 may be disposed on the first line, and may be provided to store and supply the first gas.

여기서, 본 문서에서 밸브의 개도 조절은, 자동적으로 이루어지거나 수동적으로 이루어질 수 있다.Here, in this document, the control of the opening degree of the valve may be performed automatically or manually.

구체적으로, 상기 원료 저장 탱크 유닛(110)은, 하나 이상의 원료 저장 탱크를 포함하며, 예를 들어, 한 쌍의 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112)를 포함할 수 있다.Specifically, the raw material storage tank unit 110 includes one or more raw material storage tanks, and may include, for example, a pair of first and second raw material storage tanks 111 and 112 .

상기 제1 라인(L1)은 소정 영역에서 분기될 수 있고, 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112)는 분기된 제1 라인(L1) 상에 병렬로 배치되고, 제1 라인은 다시 합류될 수 있다.The first line L1 may be branched in a predetermined region, and the first and second raw material storage tanks 111 and 112 are disposed in parallel on the branched first line L1, and the first line is again can be joined

상기 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112)는, 각 탱크(111, 112)의 내부에 저장된 제1 가스의 압력을 소정의 제1 압력으로 일정하게 유지시키기 위해 각 탱크의 내부에 저장된 제1 가스를 기화시켜 각 탱크 내부로 공급하기 위한 제1 및 제2 가압기화기(113, 114)를 각각 포함한다.The first and second raw material storage tanks 111 and 112 are stored inside each tank to constantly maintain the pressure of the first gas stored in the tanks 111 and 112 at a predetermined first pressure. It includes first and second pressurized vaporizers 113 and 114 for vaporizing the first gas and supplying it to the inside of each tank, respectively.

여기서, 상기 각 탱크(111, 112)의 내부 압력인 소정의 제1 압력은, 18 내지 20bar 일 수 있다.또한, 상기 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112)는, 내부에 저장된 제1 가스의 압력을 강하 시키기 위해, 제1 가스를 외부로 토출하기 위한 배출밸브(115,116)를 각각 포함한다.Here, the predetermined first pressure, which is the internal pressure of each of the tanks 111 and 112, may be 18 to 20 bar. In addition, the first and second raw material storage tanks 111 and 112 are In order to drop the pressure of 1 gas, discharge valves 115 and 116 for discharging the first gas to the outside are included, respectively.

상기 배출밸브(115, 116)는, 각각의 원료 저장 탱크의 상부 측에 마련될 수 있다.The discharge valves 115 and 116 may be provided on the upper side of each raw material storage tank.

상기 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112) 중 적어도 하나의 탱크는 외부로부터 공급된 원료(제1 가스)가 저장되고, 나머지 하나의 탱크는 외부로부터 공급되어 미리 저장된 원료(제1 가스)를 흡착 정제부(200)로 공급할 수 있다. At least one of the first and second raw material storage tanks 111 and 112 stores raw material (first gas) supplied from the outside, and the other tank stores raw material (first gas) supplied from the outside and stored in advance. ) may be supplied to the adsorption purification unit 200 .

예를 들어, 상기 원료 저장 탱크(110) 중 제1 원료 저장 탱크(111)로 제1 가스가 공급되어 저장되는 경우, 나머지 제2 원료 저장 탱크(112)는 흡착 정제부(200)로 제1 가스를 공급할 수 있어, 운전의 중지 없이 연속적인 공정이 가능한 장점이 있다.For example, when the first gas is supplied to and stored in the first raw material storage tank 111 of the raw material storage tank 110 , the remaining second raw material storage tank 112 is first transferred to the adsorption purification unit 200 . Since gas can be supplied, there is an advantage that a continuous process is possible without stopping the operation.

상기 제1 및 제2 가압기화기(113,114)는, 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112)에 각각 유체 이동 가능하게 연결되어, 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112)의 내부 압력이 제1 압력(18 내지 20bar)을 각각 유지하도록 마련될 수 있다.The first and second pressurized vaporizers 113 and 114 are fluidly connected to the first and second raw material storage tanks 111 and 112, respectively, and are connected to the inside of the first and second raw material storage tanks 111 and 112, respectively. The pressure may be provided to maintain the first pressure (18 to 20 bar), respectively.

예를 들어, 상기 제1 원료 저장 탱크(111)의 내부 압력이 18bar 미만이 되는 경우, 제1 가압기화기(113)는 제1 원료 저장 탱크(111)의 내부에 저장된 액체 상태의 제1 가스의 적어도 일부를 기화시킨 후 가스 상태의 제1 가스를 제1 원료 저장 탱크(111)로 공급하여 내부 압력을 상승시켜 소정의 압력 범위(제1 압력)를 유지할 수 있게 한다.For example, when the internal pressure of the first raw material storage tank 111 is less than 18 bar, the first pressurized vaporizer 113 of the first gas in the liquid state stored inside the first raw material storage tank 111 After vaporizing at least a portion, the gaseous first gas is supplied to the first raw material storage tank 111 to increase the internal pressure to maintain a predetermined pressure range (first pressure).

이와 반대로, 상기 제1 원료 저장 탱크(111)의 내부 압력이 20bar를 초과하는 경우, 제1 원료 저장 탱크(111)의 상부 측에 마련된 배출밸브(115)의 개도를 조절하여, 제1 가스의 적어도 일부를 외부로 배출하여 내부 압력을 강하시켜 소정의 압력 범위를 유지할 수 있게 된다.On the contrary, when the internal pressure of the first raw material storage tank 111 exceeds 20 bar, by adjusting the opening degree of the discharge valve 115 provided on the upper side of the first raw material storage tank 111, the first gas By discharging at least a portion to the outside to lower the internal pressure, it is possible to maintain a predetermined pressure range.

이와 마찬가지로, 상기 제2 원료 저장 탱크(112)의 내부 압력이 18bar 미만이 되는 경우, 제2 가압기화기(114)는 제2 원료 저장 탱크(112)의 내부에 저장된 액체 상태의 제1 가스의 적어도 일부를 기화시킨 후 가스 상태의 제1 가스를 제2 원료 저장 탱크(112)로 공급하여 내부 압력을 상승시켜 소정의 압력 범위(제1 압력)를 유지할 수 있게 한다.Similarly, when the internal pressure of the second raw material storage tank 112 is less than 18 bar, the second pressurized vaporizer 114 is at least a liquid of the first gas stored in the second raw material storage tank 112. After vaporizing a portion, the gaseous first gas is supplied to the second raw material storage tank 112 to increase the internal pressure to maintain a predetermined pressure range (first pressure).

이와 반대로, 상기 제2 원료 저장 탱크(112)의 내부 압력이 20bar를 초과하는 경우, 제2 원료 저장 탱크(112)의 상부 측에 마련된 배출밸브(116)의 개도를 조절하여, 제1 가스의 적어도 일부를 외부로 배출하여 내부 압력을 하강시켜 소정의 압력 범위(제1 압력)를 유지할 수 있게 된다.On the contrary, when the internal pressure of the second raw material storage tank 112 exceeds 20 bar, by adjusting the opening degree of the discharge valve 116 provided on the upper side of the second raw material storage tank 112, the first gas By discharging at least a portion to the outside to lower the internal pressure, it is possible to maintain a predetermined pressure range (first pressure).

따라서, 상기 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112)의 내부 압력은, 압력의 변동 없이 소정의 제1 압력(18 내지 20 bar)을 갖도록 일정하게 유지할 수 있다.Accordingly, the internal pressures of the first and second raw material storage tanks 111 and 112 may be constantly maintained to have a predetermined first pressure (18 to 20 bar) without a change in pressure.

이에 따라, 후단의 흡착 정제부(200)로 제1 가스를 압력 변동 없이 일정하게 공급할 수 있는 이점이 있다.Accordingly, there is an advantage in that the first gas can be constantly supplied to the adsorption purification unit 200 at the rear stage without pressure fluctuation.

즉, 상기 제1 가스를 원료 저장 탱크 유닛(110)에서 흡착 정제부(200)로 공급할 때, 전술한 바와 같이, 원료 저장 탱크 유닛의 압력 변동을 방지함으로써, 흡착 정제부(200)로 공급되는 제1 가스를 안정적으로 이송할 수 있어, 공정의 안정성을 향상시킬 수 있게 된다. That is, when the first gas is supplied from the raw material storage tank unit 110 to the adsorption refining unit 200, as described above, by preventing the pressure fluctuation of the raw material storage tank unit, the supply to the adsorption refining unit 200 is It is possible to stably transport the first gas, thereby improving the stability of the process.

상기와 같이 원료 저장 탱크 유닛(110)의 압력 변동을 방지하지 않는 경우, 압력 변동에 의해 생산되는 전자급 이산화탄소(제3 가스 또는 제4 가스)의 순도 및 유량이 변동될 수 있고, 압력 변동이 심한 경우 안정적으로 운전이 이루어지지 않아, 이에 의해 전체 공정의 셧다운(Shutdown)이 발생할 수 있다.When the pressure fluctuation of the raw material storage tank unit 110 is not prevented as described above, the purity and flow rate of electronic grade carbon dioxide (third gas or fourth gas) produced by the pressure fluctuation may be changed, and the pressure fluctuation may be severe. In this case, the operation is not performed stably, thereby causing shutdown of the entire process.

여기서, 상기 제1 및 제2 가압기화기(113,114)는, 온수식 기화기 또는 전기식 기화기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Here, the first and second pressurized vaporizers 113 and 114 may be a hot water vaporizer or an electric vaporizer, but is not limited thereto.

이에 더하여, 상기 원료 공급부(100)와 흡착 정제부(200)는 제1 라인(L1)에 의해 유체이동 가능하게 연결될 수 있다.In addition, the raw material supply unit 100 and the adsorption purification unit 200 may be connected to each other in a fluid movement manner by a first line L1.

이에 따라, 상기 제1 원료 저장 탱크 또는 제2 원료 저장 탱크(110; 111,112)에 저장된 제1 가스는, 제1 라인(L1)을 따라 이송되어 흡착 정제부(200)로 공급된다.Accordingly, the first gas stored in the first raw material storage tank or the second raw material storage tank 110 ( 111 , 112 ) is transferred along the first line L1 and supplied to the adsorption purification unit 200 .

한편, 상기 흡착 정제부(200)는, 제1 라인(L1)과 유체이동 가능하게 연결된 제2 라인(L2)을 따라 배열되는 제1 열교환기(210), 제1 기화기(220), 레귤레이터(230), 제1 밸브(231) 및 흡착유닛(240)을 포함한다.On the other hand, the adsorption purification unit 200 includes a first heat exchanger 210, a first vaporizer 220, a regulator ( 230 ), a first valve 231 , and an adsorption unit 240 .

구체적으로, 상기 제1 열교환기(210)는, 원료 공급부(100)부로부터 공급된 제1 가스를, 후술하는 저온 증류부(300)의 리보일러(320)를 통과한 제2 가스와 열 교환하도록 마련될 수 있다.Specifically, the first heat exchanger 210 exchanges heat between the first gas supplied from the raw material supply unit 100 and the second gas that has passed through the reboiler 320 of the low-temperature distillation unit 300 to be described later. may be arranged to do so.

이에 따라, 제2 가스가 제1 가스의 냉열을 회수하여, 제1 가스는 소정 온도만큼 상승된 후 제1 기화기(220)로 공급될 수 있다.Accordingly, the second gas may recover the cooling heat of the first gas, and the first gas may be supplied to the first vaporizer 220 after the first gas is increased by a predetermined temperature.

즉, 제1 기화기(220)로 공급되는 제1 가스는, 원료 공급부(100)에서 공급되는 제1 가스보다 높은 온도를 갖는다.That is, the first gas supplied to the first vaporizer 220 has a higher temperature than the first gas supplied from the raw material supply unit 100 .

상기 제1 기화기(220)는, 상기와 같이 제1 열교환기(210)를 통과하여 냉열이 회수된 제1 가스를 기화시킬 수 있다.The first vaporizer 220 may vaporize the first gas from which cold heat is recovered by passing through the first heat exchanger 210 as described above.

구체적으로, 상기 원료 공급부(100)에서 공급된 액체 상태의 제1 가스는, 제2 라인(L2)을 따라 흡착 정제부(200)의 제1 열교환기(210)를 통과하여 소정의 냉열이 회수되어 온도가 상승되고, 온도가 상승된 제1 가스는 제2 라인(L2)를 따라 제1 기화기(220)를 통과하며 액상에서 기상으로 상 변화된다.Specifically, the first gas in the liquid state supplied from the raw material supply unit 100 passes through the first heat exchanger 210 of the adsorption purification unit 200 along the second line L2 and a predetermined amount of cooling heat is recovered. Thus, the temperature is increased, and the first gas with the increased temperature passes through the first vaporizer 220 along the second line (L2) and is phase-changed from a liquid phase to a gas phase.

이 때, 상기 제1 기화기(220)는, 제1 가스가 약 0 내지 5도(℃)의 범위를 갖도록 가열함으로써, 후단의 흡착유닛(240)에서 제1 불순물을 제거하기에 필요한 최소 온도로 기화될 수 있다.At this time, the first vaporizer 220, by heating the first gas to have a range of about 0 to 5 degrees (℃), to the minimum temperature required to remove the first impurities from the adsorption unit 240 at the rear stage can be vaporized.

이에 더하여, 상기 레귤레이터(230)는, 일정한 소정의 제1 압력보다 낮은 일정한 제2 압력으로 기화된 제1 가스를 흡착유닛(240)에 공급할 수 있다.In addition, the regulator 230 may supply the first gas vaporized at a constant second pressure lower than a predetermined first pressure to the adsorption unit 240 .

여기서, 제2 압력은 17 내지 19bar 일 수 있다.Here, the second pressure may be 17 to 19 bar.

상기와 같이 기화된 제1 가스는, 레귤레이터(230)를 통해 제2 압력(17 내지 19bar)으로 후단의 흡착유닛(240)에 기상의 제1 가스를 공급한다.The first gas vaporized as described above supplies the gaseous first gas to the adsorption unit 240 at the rear stage at a second pressure (17 to 19 bar) through the regulator 230 .

특히, 상기 각 탱크(111, 112)의 내부 압력(제1 압력)은, 레귤레이터(230)로 공급하는 공급압력(제2 압력)보다 높게 유지시킴으로써, 레귤레이터(230)로 감압하여 흡착유닛(240)에 제2 압력을 일정하게 유지하며 공급할 수 있다.In particular, by maintaining the internal pressure (first pressure) of each of the tanks 111 and 112 higher than the supply pressure (second pressure) supplied to the regulator 230 , the pressure is reduced by the regulator 230 and the adsorption unit 240 ) can be supplied while maintaining a constant second pressure.

이에 더하여, 상기 레귤레이터(230)를 통과한 제1 가스는, 제1 밸브(231)의 개도 조절을 통해 흡착유닛(240)으로 제2 압력을 일정하게 유지하며 공급된다.In addition, the first gas that has passed through the regulator 230 is supplied to the adsorption unit 240 while maintaining a constant second pressure by adjusting the opening degree of the first valve 231 .

상기 제1 밸브(231)에 인접하는 위치의 제2 라인(L2)에는, 유량계(Flow Transmitter)가 배치되어 있어, 유량계에 의해 제1 가스가 소정의 유량으로 공급되도록 자동적으로 개도 조절되거나, 수동으로 개도 조절될 수 있다.A flow transmitter is disposed on the second line L2 at a position adjacent to the first valve 231, so that the first gas is automatically opened by the flow meter to be supplied at a predetermined flow rate, or manually. The dog can also be controlled.

상기 흡착유닛(240)은, 레귤레이터(230)에서 소정의 압력으로 공급된 제1 가스에 포함된 제1 불순물을 제거할 수 있다.The adsorption unit 240 may remove the first impurities included in the first gas supplied at a predetermined pressure from the regulator 230 .

상기 흡착유닛(240)은, 하나 이상의 흡착탑을 포함하며, 일 예로, 한 쌍의 제1 및 제2 흡착탑(241,242)을 포함할 수 있다.The adsorption unit 240 includes one or more adsorption towers, and for example, may include a pair of first and second adsorption towers 241,242.

여기서, 제1 불순물은, 수분(H2O), 비메탄 탄화수소(Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), 전 황(Total sulfur), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 및 총휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compounds)을 포함할 수 있다.Here, the first impurity is moisture (H 2 O), non-methane hydrocarbons (Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), total sulfur, nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ) and total volatile organic compounds. (Total Volatile Organic Compounds).

구체적으로, 상기 제1 및 제2 흡착탑(241,242)은 흡착제로서, 분자체 3A(Molecular Sieve 3A, MS 3A), 활성 알루미나(Activated Alumina) 및 활성탄(Activated Carbon)을 포함한다.Specifically, the first and second adsorption towers 241,242 include, as adsorbents, molecular sieve 3A (MS 3A), activated alumina, and activated carbon.

상기와 같이 각각의 흡착탑 내부에 충진된 분자체 3A(MS 3A)에 의해 제1 가스에 포함된 수분(H2O)을 0.5ppm 이하로 제거할 수 있다.As described above, moisture (H 2 O) contained in the first gas may be removed to 0.5 ppm or less by the molecular sieve 3A (MS 3A) filled inside each adsorption tower.

또한, 상기 활성 알루미나(Activated Alumina) 및 활성탄(Activated Carbon)에 의해 제1 가스에 포함된 비메탄 탄화수소(Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), 전 황(Total sulfur), 이산화질소(NO2) 및 암모니아(NH3)를 0.1ppm 이하로 제거할 수 있다.In addition, non-methane hydrocarbon (NMHC), total sulfur, nitrogen dioxide (NO 2 ) and ammonia contained in the first gas by the activated alumina and activated carbon (Activated Carbon) (NH 3 ) can be removed to 0.1 ppm or less.

또한, 상기 활성 알루미나(Activated Alumina) 및 활성탄(Activated Carbon)에 의해 제1 가스에 포함된 총휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compounds)을 10ppb 이하로 제거할 수 있다.In addition, total volatile organic compounds included in the first gas can be removed to 10 ppb or less by the activated alumina and activated carbon.

특히, 상기 제1 및 제2 흡착탑(241,242) 중 적어도 하나의 흡착탑에서 흡착 공정이 진행되는 경우, 나머지 하나의 흡착탑에서는 흡착제 재생 공정이 진행될 수 있다.In particular, when the adsorption process is performed in at least one of the first and second adsorption towers 241,242, the adsorbent regeneration process may be performed in the other adsorption tower.

예를 들어, 상기 흡착유닛(240) 중 제1 흡착탑(241)에서 제1 불순물 제거 공정이 진행되는 경우, 제2 흡착탑(242)에서는 흡착제 재생공정이 진행될 수 있다. 이와 반대로, 제2 흡착탑(242)에서 제1 불순물 제거 공정이 진행되는 경우, 제1 흡착탑(241)에서는 흡착제 재생공정이 진행될 수 있다.For example, when the first impurity removal process is performed in the first adsorption tower 241 of the adsorption unit 240 , the adsorbent regeneration process may be performed in the second adsorption tower 242 . Conversely, when the first impurity removal process is performed in the second adsorption tower 242 , the adsorbent regeneration process may be performed in the first adsorption tower 241 .

여기서, 상기 재생공정은 TSA(Thermal Swing Adsorption) 방식으로 진행되며, 후술할 증류탑(310) 상부에서 배출된 폐가스(제2 불순물을 포함하는 이산화탄소)를 가열(Heating)하여 재생가스로 사용할 수 있다. Here, the regeneration process is performed in a thermal swing adsorption (TSA) method, and the waste gas (carbon dioxide containing the second impurity) discharged from the upper part of the distillation column 310, which will be described later, may be heated and used as a regeneration gas.

이에 따라, 상기 원료 공급 탱크(111, 112)로부터 공급된 제1 가스는 적어도 하나의 흡착탑(241 또는 242)을 통과한 후 제2 가스가 토출될 수 있다.Accordingly, the first gas supplied from the raw material supply tanks 111 and 112 may pass through at least one adsorption tower 241 or 242 and then the second gas may be discharged.

상기 제2 가스는, 제1 가스에서 제1 불순물이 제거된 가스로 정의될 수 있다.The second gas may be defined as a gas in which a first impurity is removed from the first gas.

즉, 상기 제2 가스는, 원료로서 공급된 공업용 또는 식품용 고순도 액체 이산화탄소(LCO2)에 포함된 수분(H2O), 비메탄 탄화수소(Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), 전 황(Total sulfur), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 총휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compounds)이 제거된 가스를 의미한다.That is, the second gas is water (H 2 O), non-methane hydrocarbon (NMHC), total sulfur (Total) contained in high-purity liquid carbon dioxide (LCO 2 ) for industrial or food supplied as a raw material. sulfur), nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ), and Total Volatile Organic Compounds are removed from the gas.

여기서, 상기 제1 및 제2 흡착탑(241,242)은, 제2 라인(L2)을 따라 제1 및 제2 흡착탑(241,242)을 기준으로, 각각의 흡착탑의 전단 및 후단에 미립자(Particle)를 제거하기 위한 필터(미도시)가 각각 마련될 수 있다.Here, the first and second adsorption towers 241,242 are, based on the first and second adsorption towers 241,242 along the second line L2, at the front and rear ends of each adsorption tower to remove particles. For each filter (not shown) may be provided.

즉, 상기 흡착탑 전단의 필터(미도시)는, 배관 내에 존재할 수 있는 미립자를 제거하기 위해 마련될 수 있고, 흡착탑 후단의 필터(미도시)는, 흡착제가 마모되어 분진형태로 나오는 미립자를 제거하기 위해 마련될 수 있다.That is, the filter (not shown) at the front of the adsorption tower may be provided to remove particulates that may exist in the pipe, and the filter (not shown) at the rear end of the adsorption tower is used to remove particulates coming out in the form of dust when the adsorbent is worn. can be provided for.

전술한 바와 같이, 제1 가스에서 제1 불순물이 제거된 제2 가스는, 제2 라인(L2)과 유체 이동 가능하게 연결된 제3 라인(L3)을 따라 저온 증류부(300)로 공급된다.As described above, the second gas from which the first impurities are removed from the first gas is supplied to the low-temperature distillation unit 300 along the third line L3 fluidly connected to the second line L2.

상기 저온 증류부(300)는, 흡착 정제부(200)에서 토출되어 공급된 제2 가스가 저온 증류에 의해 제2 불순물을 제거하여 초고순도 전자급 액체 이산화탄소('제3 가스'라고도 함)(99.999% 이상)를 생산할 수 있다.The low-temperature distillation unit 300 removes the second impurity from the second gas discharged and supplied from the adsorption purification unit 200 by low-temperature distillation to obtain ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide (also referred to as 'third gas') ( 99.999% or more) can be produced.

상기 저온 증류부(300)는, 증류탑(310), 증류탑(310)의 하부에 연결된 리보일러(320) 및 증류탑(310)의 상부에 연결된 제1 응축기(330)를 포함한다.The low-temperature distillation unit 300 includes a distillation column 310 , a reboiler 320 connected to a lower portion of the distillation column 310 , and a first condenser 330 connected to an upper portion of the distillation column 310 .

또한, 상기 저온 증류부(300)는, 흡착 정제부(200)에서 토출되는 제2 가스를 소정의 온도로 가열하기 위한 제1 히터(340)를 포함한다.In addition, the low-temperature distillation unit 300 includes a first heater 340 for heating the second gas discharged from the adsorption purification unit 200 to a predetermined temperature.

또한, 상기 저온 증류부(300)는, 기상의 제2 가스가 증류탑(310)으로 유입되기 전, 기상의 제2 가스를 응축시키기 위한 제2 응축기(350)를 포함한다.In addition, the low-temperature distillation unit 300 includes a second condenser 350 for condensing the gaseous second gas before the gaseous second gas flows into the distillation column 310 .

상기와 같은 구성에서, 본 발명의 생산 장치(10)의 제3 라인(L3)은, 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산 효율을 높이도록 형성될 수 있다.In the above configuration, the third line L3 of the production apparatus 10 of the present invention may be formed to increase the production efficiency of ultra-high-purity electronic grade liquid carbon dioxide.

상기 제3 라인(L3)은, 흡착유닛(240)에서 배출되는 제2 가스가 제3 라인(L3)을 따라 제1 히터(340), 리보일러(320), 제1 열교환기(210) 및 제2 응축기(350)를 차례로 통과한 후 증류탑(310)으로 유입되도록 마련될 수 있다.The third line (L3), the second gas discharged from the adsorption unit (240) along the third line (L3) a first heater 340, a reboiler 320, a first heat exchanger 210 and After passing through the second condenser 350 in turn, it may be provided to be introduced into the distillation column 310 .

보다 구체적으로, 상기 제1 히터(340)는, 리보일러(320)에서의 리보일링의 효율을 증가시키기 위해, 흡착 정제부(200)에서 토출되는 제2 가스를 가열할 수 있다.More specifically, the first heater 340 may heat the second gas discharged from the adsorption purification unit 200 in order to increase the reboiling efficiency in the reboiler 320 .

상기 제1 히터(340)에 의해 제2 가스는 약 30 내지 50도(℃)의 온도로 가열되어 리보일러(320)로 공급되기 때문에 리보일링 효율이 증가될 수 있다. 여기서, 상기 제1 히터(340)는 전기식 히터 또는 온수식 기화기 일 수 있다.Since the second gas is heated to a temperature of about 30 to 50 degrees (°C) by the first heater 340 and supplied to the reboiler 320, the reboiling efficiency may be increased. Here, the first heater 340 may be an electric heater or a hot water vaporizer.

또한, 상기 제2 응축기(350)는, 제2 가스가 제1 열교환기(210)를 통과하여 열교환 된 후, 증류탑(310)으로 유입되기 전 기상의 제2 가스를 응축시킬 수 있다.In addition, the second condenser 350 may condense the second gas in the gas phase before being introduced into the distillation column 310 after the second gas is heat-exchanged through the first heat exchanger 210 .

상기 제2 가스는, 제2 응축기(350)를 통과하여 액화된 상태로 증류탑(310)으로 유입될 수 있다.The second gas may be introduced into the distillation column 310 in a liquefied state through the second condenser 350 .

즉, 상기 흡착유닛(240)에서 토출된 제2 가스는, 제1 히터(340)에 의해 가열되고, 가열된 제2 가스는, 제3 라인(L3)을 따라 증류탑(310) 하부의 리보일러(320) 측으로 먼저 유입되어 리보일러(320)에서 제3 가스(초고순도 전자급 액체 이산화탄소)와 열교환 함으로써, 증류탑의 환류비를 높일 수 있고, 제2 응축기(350)로 유입되는 제2 가스의 온도를 낮추어 제2 응축기(350)의 용량을 감소시킬 수 있다.That is, the second gas discharged from the adsorption unit 240 is heated by the first heater 340 , and the heated second gas is a reboiler under the distillation column 310 along the third line L3 . By first flowing into the 320 side and exchanging heat with the third gas (ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide) in the reboiler 320, the reflux ratio of the distillation column can be increased, and the temperature of the second gas flowing into the second condenser 350 to reduce the capacity of the second condenser 350 .

상기 증류탑(310)에서 생산되는 제3 가스는 리보일러(320)에 축적되며 일시적으로 저장되고, 저장되는 제3 가스(제2 불순물이 제거된 액체 이산화탄소)와 리보일러(320)로 유입되는 제2 가스(제1 불순물이 제거된 기체 이산화탄소)가 열교환하게 된다. 상기와 같이, 리보일러(320)에서 제3 가스와 열교환 된 제2 가스는, 약 0 내지 - 5도(℃)까지 냉각되고, 제3 라인(L3)을 따라 유동하여 제1 열교환기(210)를 통과하며, 리보일러(320) 내에 저장되는 제3 가스는 리보일링되어, 제3 가스의 순도가 향상된다.The third gas produced in the distillation column 310 is accumulated and temporarily stored in the reboiler 320 , the stored third gas (liquid carbon dioxide from which the second impurity is removed) and the third gas introduced into the reboiler 320 . 2 gas (gas carbon dioxide from which the first impurity has been removed) exchanges heat. As described above, the second gas heat-exchanged with the third gas in the reboiler 320 is cooled to about 0 to -5 degrees (°C), and flows along the third line (L3) to the first heat exchanger (210). ), the third gas stored in the reboiler 320 is reboiled, and the purity of the third gas is improved.

이 때, 상기 제3 라인(L3)을 따라 제1 열교환기(210)를 통과하는 제2 가스는, 제1 라인(L1)을 따라 제1 열교환기(210)를 통과하는 제1 가스와 열교환이 이루어지고, 제1 가스의 냉열이 회수되어 제2 가스는 약 -15 내지 -18도(℃)까지 냉각된다. 여기서, 상기 제2 가스는 기체 상태를 가진다.At this time, the second gas passing through the first heat exchanger 210 along the third line L3 exchanges heat with the first gas passing through the first heat exchanger 210 along the first line L1. This is made, the cooling heat of the first gas is recovered, and the second gas is cooled to about -15 to -18 degrees (℃). Here, the second gas has a gaseous state.

상기와 같이 냉각된 제2 가스는, 제2 응축기(350)를 통과하여 응축되어 액화된 후, 증류탑(310)으로 유입되어 리보일링에 의해 제2 가스에 포함된 제2 불순물이 0.1ppm 이하로 제거될 수 있다.The second gas cooled as described above is condensed and liquefied through the second condenser 350 , and then flows into the distillation column 310 so that the second impurity contained in the second gas by reboiling is 0.1 ppm or less. can be removed with

상기와 같은 과정을 통해, 제1 가스는 냉열이 회수된 상태이므로 흡착 정제부(200)의 제1 기화기(220)에서 기화시키기 보다 용이한 상태가 됨과 동시에, 냉열을 얻은 제2 가스는 제2 응축기(350)에서 응축시키기 보다 용이한 상태가 될 수 있게 되어 전체적인 공정의 효율이 향상될 수 있게 된다.Through the process as described above, since the first gas is in a state in which cooling heat is recovered, it becomes easier to vaporize in the first vaporizer 220 of the adsorption purification unit 200, and at the same time, the second gas obtained cold heat is It is possible to be in a state that is easier to condense in the condenser 350 so that the efficiency of the overall process can be improved.

이에 더하여, 상기 제1 응축기(330)는, 제1 응축기(330)로 냉매를 공급하기 위해 외부에 마련된 냉동기(360)를 추가로 포함한다.In addition, the first condenser 330 further includes a refrigerator 360 provided outside to supply a refrigerant to the first condenser 330 .

상기 냉동기(360)는 제1 응축기(330)와 유체이동 가능하게 연결된 라인을 따라 냉매를 공급함으로써, 제1 응축기에서는 제2 가스가 냉매와의 열교환을 통해 응축 작용이 일어날 수 있게 된다.The refrigerator 360 supplies a refrigerant along a line connected to the first condenser 330 to be movably fluid, so that in the first condenser, a condensation action can occur through heat exchange of the second gas with the refrigerant.

상기와 같은 유동을 통해, 증류탑(310)으로 유입된 액체 상태의 제2 가스는 리보일러(320)에 의해 제2 불순물을 기화시켜 배출하고, 제2 가스 중 이산화탄소는 제1 응축기(330)에 의해 응축되어 하부의 리보일러(320)를 통과하여 제3 라인(L3)을 따라 제1 저장부(400)로 공급된다.즉, 제1 저장부로(400)로 공급되는 제3 가스는, 제2 가스에서 제2 불순물이 제거된 초고순도 전자급 액체 이산화탄소(제3 가스)일 수 있다.Through the flow as described above, the liquid second gas introduced into the distillation column 310 is vaporized and discharged by the reboiler 320 , and carbon dioxide in the second gas is transferred to the first condenser 330 . is condensed and passed through the lower reboiler 320 and supplied to the first storage unit 400 along the third line L3. That is, the third gas supplied to the first storage unit 400 is The second gas may be ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide (third gas) from which the second impurity is removed.

다시 말해, 상기 흡착 정제부(200)로부터 공급된 제2 가스는 저온 증류부(300)를 통과한 후 제3 가스가 토출되어 제1 저장부(400)로 공급될 수 있다.In other words, the second gas supplied from the adsorption purification unit 200 may pass through the low-temperature distillation unit 300 , and then the third gas may be discharged and supplied to the first storage unit 400 .

상기 제3 가스는, 제2 가스에 포함된 일산화탄소(CO), 메탄(CH4), 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 수소(H2) 및 일산화질소(NO)를 포함하는 제2 불순물이 제거된 가스로 정의될 수 있다. 즉, 제3 가스는 제1 가스에서 제1 및 제2 불순물이 제거된 가스일 수 있다.The third gas is carbon monoxide (CO), methane (CH 4 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), argon (Ar), hydrogen (H 2 ) and nitrogen monoxide (NO) included in the second gas ) may be defined as a gas from which the second impurity including That is, the third gas may be a gas in which the first and second impurities are removed from the first gas.

한편, 상기 증류탑(310) 상부로 배출되는 폐가스(제2 불순물을 포함하는 이산화탄소)는 제5 라인(L5)을 따라 흡착유닛(240)으로 공급될 수 있다.Meanwhile, the waste gas (carbon dioxide including the second impurity) discharged to the upper portion of the distillation column 310 may be supplied to the adsorption unit 240 along the fifth line L5.

즉, 상기 저온증류부(300)에서 배출되는 폐가스는, 증류탑(310)의 상부에 연결된 제1 응축기(330)와 유체 이동 가능하게 연결된 제5 라인(L5)을 따라 흡착 정제부(200)로 이송된다.That is, the waste gas discharged from the low-temperature distillation unit 300 is transferred to the adsorption purification unit 200 along the fifth line L5 connected to the first condenser 330 connected to the upper part of the distillation column 310 to be fluidly movable. are transported

상기 제5 라인(L5)은, 증류탑(310) 상부 즉, 제1 응축기(330)와 흡착유닛(240)을 유체이동 가능하게 연결할 수 있다.The fifth line L5 may connect the upper portion of the distillation column 310 , that is, the first condenser 330 and the adsorption unit 240 to be fluidly movable.

상기 제5 라인(L5)에는, 제5 라인(L5)을 따라 증류탑(310)에서 배출되는 소정의 제1 온도를 갖는 폐가스를 제1 온도보다 높은 제2 온도를 갖도록 외부 온도(대기 온도)와 열교환하기 위해 마련된 대기식 기화기(370) 및 대기식 기화기(370)를 통과한 폐가스를 제2 온도보다 높은 제3 온도를 갖도록 가열하기 위한 제2 히터(250)가 차례로 마련될 수 있다. In the fifth line (L5), the waste gas having a predetermined first temperature discharged from the distillation column 310 along the fifth line (L5) to have a second temperature higher than the first temperature (air temperature) and A second heater 250 for heating the atmospheric vaporizer 370 provided for heat exchange and the waste gas that has passed through the atmospheric vaporizer 370 to have a third temperature higher than the second temperature may be sequentially provided.

상기 제5 라인(L5)에는, 증류탑(310)에서 배출된 폐가스를 가열하기 위한 제2 히터(250)가 마련되어, 제2 히터(250)에 의해 가열된 폐가스는 흡착유닛(240)의 재생가스로 사용될 수 있다.In the fifth line (L5), a second heater 250 for heating the waste gas discharged from the distillation column 310 is provided, and the waste gas heated by the second heater 250 is regenerated gas of the adsorption unit 240 . can be used as

특히, 상기 폐가스는, 증류탑(310)에서 배출되어 낮은 온도를 가진 상태에서, 대기식 기화기(370)를 통과시켜 외부 온도(대기 온도)와 열교환하도록 함으로써, 제2 히터(250)에서 가열하는 열량을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.In particular, the waste gas is discharged from the distillation column 310 and has a low temperature, passes through the atmospheric vaporizer 370 to exchange heat with an external temperature (air temperature), thereby heating the amount of heat in the second heater 250 has the advantage of reducing

즉, 상기 폐가스가 제2 히터(250)에 의해 제1 온도에서 제3 온도를 갖도록 가열하는 것에 비해, 대기식 기화기(370)를 통과시켜 제2 온도에서 제3 온도를 갖도록 가열함으로써 폐가스의 온도를 상승시킬 때 보다 낮은 열량을 투입하게 된다.That is, compared to heating the waste gas from the first temperature to the third temperature by the second heater 250 , it passes through the atmospheric vaporizer 370 and heats it to have the third temperature at the second temperature. A lower calorific value is input when raising the

상기 폐가스는 가열된 상태로 제1 및 제2 흡착탑에 공급되므로, 흡착제에 흡착되어 있는 제1 불순물을 탈착시켜 흡착제가 재생되게 된다.Since the waste gas is supplied to the first and second adsorption towers in a heated state, the adsorbent is regenerated by desorbing the first impurity adsorbed on the adsorbent.

상기와 같이 대기식 기화기(370) 및 제2 히터(250)에 의해 폐가스를 가열하여 공급함으로써, 제1 및 제2 흡착탑의 재생 시, 가열에 필요한 열량을 감소할 수 있는 이점이 있다.By heating and supplying the waste gas by the atmospheric vaporizer 370 and the second heater 250 as described above, there is an advantage in that the amount of heat required for heating can be reduced when the first and second adsorption towers are regenerated.

상기 제2 히터(250)는 전기식 히터 또는 온수식 기화기 일 수 있고, 폐가스 중 일부는 대기식 기화기(370) 측으로 공급되고, 나머지 일부는 외부로 배출될 수 있다.The second heater 250 may be an electric heater or a hot water type vaporizer, some of the waste gas may be supplied to the atmospheric vaporizer 370 side, and the remaining portion may be discharged to the outside.

상기와 같이, 흡착 정제부(200) 및 저온 증류부(300)를 차례로 통과하여 토출된 제3 가스는, 리보일러(320) 하부에서 조절밸브(321)에 의해 제1 저장부(410)로 이송되어 저장될 수 있다. As described above, the third gas discharged through the adsorption purification unit 200 and the low-temperature distillation unit 300 sequentially is transferred to the first storage unit 410 by the control valve 321 at the lower portion of the reboiler 320 . It can be transferred and stored.

상기 조절밸브(321)는, 리보일러(320)의 하부 측에 연결된 제3 라인(L3)의 일부 영역에 마련될 수 있고, 조절밸브(321)의 개도 조절을 통해 제1 저장부(410)로 이송되는 제3 가스의 유량을 조절할 수 있다.The control valve 321 may be provided in a portion of the third line L3 connected to the lower side of the reboiler 320 , and the first storage unit 410 through the control of the opening degree of the control valve 321 . It is possible to adjust the flow rate of the third gas transferred to the .

특히, 상기 리보일러(320) 내에 일시적으로 저장되는 제3 가스의 레벨이 소정 값 이상이 되면 조절밸브(321)가 열림상태(Open)가 되어 제1 저장부(410)로 이송되고, 소정 값 미만이 되면 조절밸브가 닫힘상태(Close)가 되어 제1 저장부(410)로의 이송이 중지된다.In particular, when the level of the third gas temporarily stored in the reboiler 320 is greater than or equal to a predetermined value, the control valve 321 is opened and transferred to the first storage unit 410, and a predetermined value. When less than, the control valve is in a closed state (Close) and the transfer to the first storage unit 410 is stopped.

여기서, 상기 리보일러(320) 내에는 제3 가스의 레벨을 측정할 수 있는 레벨측정기 예를 들어, 레벨 트랜스 미터 등이 장착되어 있어 제3 가스의 레벨을 측정함으로써, 측정된 레벨 값에 따라 조절밸브(321)의 개도 조절이 자동으로 이루어질 수 있다.Here, a level measuring device capable of measuring the level of the third gas, for example, a level transmitter, etc. is mounted in the reboiler 320 to measure the level of the third gas, thereby adjusting the level according to the measured level value. The opening degree of the valve 321 may be adjusted automatically.

한편, 본 발명의 제1 저장부(400)는, 제3 가스가 저장되는 제1 저장탱크(410) 및 제1 저장탱크(410)에 저장되는 제3 가스의 불순물 분석을 실시간으로 실시하기 위한 분석장치(미도시)를 포함한다.On the other hand, the first storage unit 400 of the present invention, the first storage tank 410 in which the third gas is stored and the impurity analysis of the third gas stored in the first storage tank 410 in real time. An analysis device (not shown) is included.

즉, 상기 분석장치(미도시)는 제3 가스에 포함된 제1 및 제2 불순물의 농도를 측정하기 위해 마련될 수 있다.That is, the analyzer (not shown) may be provided to measure the concentrations of the first and second impurities included in the third gas.

상기 분석장치(미도시)는, 제3 가스의 불순물의 농도 분석 결과값이 제1 및 제2 불순물에 대한 소정의 기준값을 초과하는 경우, 제1 저장탱크(410)에 저장된 제3 가스를 원료 공급부(100)로 재공급하도록 마련될 수 있다.The analysis device (not shown) uses the third gas stored in the first storage tank 410 as a raw material when the concentration analysis result of the impurities in the third gas exceeds a predetermined reference value for the first and second impurities. It may be provided to re-supply to the supply unit 100 .

구체적으로, 상기 제1 저장탱크(410)와 원료 공급부의 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112)는 제6 라인(L6)에 의해 유체 이동 가능하게 연결될 수 있다.Specifically, the first storage tank 410 and the first and second raw material storage tanks 111 and 112 of the raw material supply unit may be fluidly connected by a sixth line L6.

상기 제1 저장탱크(410)와 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112) 사이의 제6 라인(L6)에는, 제3 가스를 원료 공급부(100)로 공급하기 위한 리턴펌프(420)가 마련될 수 있다.In the sixth line L6 between the first storage tank 410 and the first and second raw material storage tanks 111 and 112 , a return pump 420 for supplying a third gas to the raw material supply unit 100 . can be provided.

상기 제3 가스는 리턴펌프(420)에 의해 원료 공급부(100)로 재공급 되어, 제1 가스와 함께 흡착 정제부(200) 및 저온 증류부(300)를 차례로 통과하여 제1 및 제2 불순물을 다시 제거하도록 마련될 수 있다.The third gas is re-supplied to the raw material supply unit 100 by the return pump 420, passes through the adsorption purification unit 200 and the low-temperature distillation unit 300 together with the first gas in sequence, and first and second impurities may be provided to remove again.

상기와 같이 제1 및 제2 불순물 기준치를 만족하지 못하는 제3 가스는, 원료로서 재사용 함에 따라 원료의 손실을 방지할 수 있는 이점이 있다.As described above, since the third gas that does not satisfy the first and second impurity reference values is reused as a raw material, there is an advantage in that the loss of the raw material can be prevented.

즉, 상기 제1 및 제2 불순물에 포함되는 수분(H2O), 비메탄 탄화수소(Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), 전 황(Total sulfur), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3), 총휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compounds), 일산화탄소(CO), 메탄(CH4), 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 수소(H2), 일산화질소(NO) 중 어느 하나라도 기준치(기준값)를 초과하는 경우, 제3 가스를 원료로 재 사용하도록 원료 공급부(100)로 재공급 된다.That is, moisture (H 2 O), non-methane hydrocarbon (NMHC), total sulfur, nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ) contained in the first and second impurities , Total Volatile Organic Compounds, carbon monoxide (CO), methane (CH 4 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), argon (Ar), hydrogen (H 2 ), nitrogen monoxide (NO) ) exceeds the reference value (reference value), the third gas is re-supplied to the raw material supply unit 100 to be reused as a raw material.

상기와 같이, 제3 가스를 원료로 재 사용 하도록 원료 공급부(100)로 이송 될 때, 제1 밸브(231)는 닫힘상태(Close)가 되어, 제1 밸브(231)의 후단의 모든 가스를 원료 공급부(100)로 재 이송하도록 마련될 수 있다.As described above, when the third gas is transferred to the raw material supply unit 100 to be reused as a raw material, the first valve 231 is in a closed state, and all gases at the rear end of the first valve 231 are removed. It may be provided to re-transfer to the raw material supply unit 100 .

보다 구체적으로, 상기 제1 저장탱크(410)에서 분석장치를 통한 불순물 분석 결과값이, 제1 및 제2 불순물에 대한 소정의 기준값 이하인 경우(소정의 기준값을 만족하는 경우), 제1 저장탱크(410)에 저장된 제3 가스는 제4 라인(L4)을 따라 제1 이송펌프(430)에 의해 제2 저장부(500)로 이송된다.More specifically, when the impurity analysis result value through the analysis device in the first storage tank 410 is less than or equal to a predetermined reference value for the first and second impurities (when the predetermined reference value is satisfied), the first storage tank The third gas stored in 410 is transferred to the second storage unit 500 by the first transfer pump 430 along the fourth line L4.

여기서, 상기 제1 및 제2 불순물에 대한 소정의 기준값을 만족하는 제3 가스는 제4 가스로 지칭될 수 있다. 즉, 제4 가스는 분석 장치에 의해 불순물 기준치를 만족한 제3 가스를 의미한다.Here, the third gas satisfying predetermined reference values for the first and second impurities may be referred to as a fourth gas. That is, the fourth gas refers to the third gas that satisfies the impurity reference value by the analysis device.

상기 제2 저장부(500)는, 제1 저장탱크(410)에서 제1 및 제2 불순물 기준치를 만족한 제4 가스가 저장되도록 한 쌍의 제2 저장탱크(511,512)를 포함한다.The second storage unit 500 includes a pair of second storage tanks 511 and 512 to store the fourth gas satisfying the first and second impurity reference values in the first storage tank 410 .

여기서, 상기 제1 이송펌프(430)는 제1 저장탱크(410)와 한 쌍의 제2 저장탱크(511, 512) 사이에 배치될 수 있다.Here, the first transfer pump 430 may be disposed between the first storage tank 410 and the pair of second storage tanks 511 and 512 .

상기 한 쌍의 제2 저장탱크(511,512) 중 하나의 저장탱크는, 제1 저장탱크(410)로부터 공급되는 제4 가스를 저장하고, 나머지 하나의 저장탱크는 제4 가스를 저장하거나 미리 저장된 제4 가스를 후단의 공급부(600)로 공급할 수 있다. One storage tank of the pair of second storage tanks 511 and 512 stores the fourth gas supplied from the first storage tank 410, and the other storage tank stores the fourth gas or stores the first stored gas in advance. 4 The gas may be supplied to the supply unit 600 at the rear end.

이에 더하여, 상기 제1 저장탱크(410) 및 한 쌍의 제2 저장탱크(511, 512)는, 제1 및 제2 저장탱크의 사용 중 자연증발(기화)에 의해 발생하는 저장 탱크 내 자연기화가스(BOG: Boil Off Gas)를 저장하기 위한 버퍼탱크(710)와 유체이동 가능하게 연결될 수 있다.In addition, the first storage tank 410 and the pair of second storage tanks 511 and 512 are naturally vaporized in the storage tank generated by natural evaporation (vaporization) during use of the first and second storage tanks. It may be movably connected to a buffer tank 710 for storing gas (BOG: Boil Off Gas).

이에 더하여, 상기 버퍼탱크(710)와 제1 및 제2 원료 공급 탱크(111,112)는 제7 라인(L7)에 의해 유체이동 가능하게 연결될 수 있다.In addition, the buffer tank 710 and the first and second raw material supply tanks 111 and 112 may be connected to each other in a fluid movement manner by a seventh line L7.

상기 제7 라인(L7)에서, 버퍼탱크(710)와 원료 공급부(100) 사이에는 압축기(720)가 마련될 수 있다,In the seventh line (L7), a compressor 720 may be provided between the buffer tank 710 and the raw material supply unit 100,

구체적으로, 상기 압축기(720)에 의해 자연기화가스(BOG)는 제7 라인(L7)을 따라 버퍼탱크(710)에서 제1 및 제2 원료 저장 탱크(111, 112) 중 적어도 어느 하나로 공급된다.Specifically, the naturally vaporized gas (BOG) by the compressor 720 is supplied to at least one of the first and second raw material storage tanks 111 and 112 from the buffer tank 710 along the seventh line L7. .

이에 따라, 자연기화가스(BOG) 또한 원료로서 재사용 함으로써 이산화탄소의 대기 방출을 방지하고 원료의 손실을 줄일 수 있다.Accordingly, natural gas (BOG) is also reused as a raw material, thereby preventing carbon dioxide from being emitted to the atmosphere and reducing the loss of raw materials.

한편, 상기 제2 저장부(500) 즉, 한 쌍의 제2 저장탱크(511,512)는, 제4 가스를 승압하여 고압으로 공급부(600)에 공급하기 위한 부스터 펌프(521, 522)를 포함한다.On the other hand, the second storage unit 500, that is, the pair of second storage tanks 511 and 512 includes booster pumps 521 and 522 for supplying the fourth gas to the supply unit 600 at a high pressure by boosting the pressure. .

상기 한 쌍의 제2 저장탱크(511,512) 각각에는 부스터 펌프(521,522)가 유체이동 가능하게 연결되어, 제4 가스를 고압으로 승압하여 후단의 공급부(600)로 공급할 수 있다. Booster pumps 521 and 522 are movably connected to each of the pair of second storage tanks 511 and 512 to increase the pressure of the fourth gas to a high pressure and supply it to the supply unit 600 at the rear end.

한편, 상기 공급부(600)는 제2 저장부(500)로부터 공급된 제4 가스를 저장하고, 반도체 제조 공정으로 공급하기 위한 한 쌍의 고압 탱크(611,612)를 포함한다.Meanwhile, the supply unit 600 includes a pair of high-pressure tanks 611 and 612 for storing the fourth gas supplied from the second storage unit 500 and supplying it to the semiconductor manufacturing process.

상기 제2 저장부(500)와 공급부(600)는 제8 라인(L8)에 의해 유체이동 가능하게 연결될 수 있다.The second storage unit 500 and the supply unit 600 may be connected to each other by an eighth line L8 to be movably connected.

상기 제8 라인(L8)을 따라 한 쌍의 고압 탱크(611, 612)의 후단에는 제4 가스(초고순도 전자급 고압의 액체 이산화탄소)를 기화시키기 위한 제2 기화기(620)가 마련될 수 있다.A second vaporizer 620 for vaporizing the fourth gas (ultra-high-purity electronic-grade high-pressure liquid carbon dioxide) may be provided at the rear end of the pair of high-pressure tanks 611 and 612 along the eighth line L8. .

또한, 상기 제8 라인(L8)을 따라 제2 기화기(620)의 후단에는 제4 가스 내에 포함된 미립자(Particle)을 제거하기 위한 필터(630)가 마련될 수 있다.In addition, a filter 630 for removing particles included in the fourth gas may be provided at a rear end of the second vaporizer 620 along the eighth line L8.

구체적으로, 상기 부스터 펌프(521,522)는 초고순도 전자급 액체 이산화탄소(제4 가스)를 초임계 압력에 인접하는 약 55bar 이상으로 승압하여 한 쌍의 고압 탱크(611,612) 중 적어도 어느 하나로 공급할 수 있다.Specifically, the booster pumps 521 and 522 pressurize the ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide (the fourth gas) to about 55 bar or more adjacent to the supercritical pressure, and supply it to at least one of the pair of high-pressure tanks 611 and 612.

상기와 같이 한 쌍의 고압 탱크(611, 612)에 저장된 초고순도 전자급 액체 이산화탄소는, 고압의 액체상태로 저장되기 때문에 별도의 가스 압축기 또는 부스터 펌프 없이 그대로 기화시켜 고압의 가스로 공급할 수 있어 공정을 보다 간소화 할 수 있는 이점이 있다.As described above, since the ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide stored in the pair of high-pressure tanks 611 and 612 is stored in a high-pressure liquid state, it can be vaporized and supplied as a high-pressure gas without a separate gas compressor or booster pump. has the advantage of being more simplified.

상기와 같이 공급된 제4 가스는 제2 기화기(620)를 통과하여 기화된 후 필터(630)에 의해 미립자를 제거한 후 사용처(반도체 공정)에 공급될 수 있다.The fourth gas supplied as described above passes through the second vaporizer 620 and is vaporized, and then particles are removed by the filter 630 and then supplied to a place of use (semiconductor process).

즉, 상기의 과정은 반도체 공정에 별도의 이송과정 없이, 예를 들어 탱크로리를 이용한 이송과정 없이, 반도체 공정에 바로 공급될 수 있으므로 생산된 초고순도 전자급 액체 이산화탄소는 이송과정에 따른 오염 및 손실을 최소화 할 수 있는 이점이 있다.That is, since the above process can be directly supplied to the semiconductor process without a separate transfer process for the semiconductor process, for example, without a transfer process using a tank lorry, the produced ultra-high-purity electronic grade liquid carbon dioxide avoids contamination and loss due to the transfer process. There are advantages to being minimized.

한편, 상기 한 쌍의 제2 저장탱크(511, 512)에서 토출되는 제4 가스는, 부스터 펌프(522)에 의해 탱크로리로 공급하여 반도체 공정에 공급할 수도 있다.Meanwhile, the fourth gas discharged from the pair of second storage tanks 511 and 512 may be supplied to the tank lorry by the booster pump 522 to be supplied to the semiconductor process.

한편, 도 9 및 도 10은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산장치(20)를 나타낸다.Meanwhile, FIGS. 9 and 10 show an ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production apparatus 20 according to another embodiment of the present invention.

도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산장치(20)는, 전술한 생산 장치(10)의 저온 증류부(300)의 증류탑에서 환류비를 향상시키기 위한 리보일링 방식이 다른 것이다.9 and 10 , the ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production device 20 is a reboiling method for improving the reflux ratio in the distillation column of the low-temperature distillation unit 300 of the production device 10 described above. It's different.

즉, 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산장치(20)는, 전술한 생산 장치(10)의 제3 라인(L)의 연결 구성과 상이한 제3 라인(L3A)를 갖는다.That is, the ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production apparatus 20 has a third line L3A different from the connection configuration of the third line L of the production apparatus 10 described above.

이하에서는 전술한 생산 장치(10) 동일한 구성 및 공정에 대해서는 그 설명을 생략하고, 차이가 있는 구성 및 공정에 대해서만 설명한다.Hereinafter, the description of the same configuration and process of the above-described production apparatus 10 will be omitted, and only the configuration and process having a difference will be described.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산장치(20)는 전술한 생산 장치(10)와 동일한 구성 및 공정을 포함할 수 있다.Accordingly, the ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production apparatus 20 according to another embodiment of the present invention may include the same configuration and process as the above-described production apparatus 10 .

상기 제3 라인(L3A)은, 본 발명의 다른 실시예에 따른 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산장치(20)의 흡착 정제부(200)와 저온 증류부(300)를 유체 이동 가능하게 연결하며, 전술한 생산 장치(10)의 제3 라인(L3)과 차이를 두기 위하여, 이하에서는 제3A 라인(L3A)로 지칭한다.The third line (L3A) connects the adsorption purification unit 200 and the low temperature distillation unit 300 of the ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production device 20 according to another embodiment of the present invention to a fluid movement, In order to be different from the third line L3 of the above-described production apparatus 10 , it is hereinafter referred to as a third line L3A.

구체적으로, 상기 제3A 라인(L3A)은, 흡착 정제부(200)를 통과하여 토출된 제2 가스가 흡착 정제부(200)로 공급되는 제1 가스와 열교환이 이루어지도록, 흡착 정제부(200)에서 제1 열교환기(210)를 통과하여 증류탑(310)으로 유체이동 가능하게 연결될 수 있다.Specifically, the 3A line L3A is connected to the adsorption refining unit 200 so that the second gas discharged through the adsorption refining unit 200 exchanges heat with the first gas supplied to the adsorption refining unit 200 . ) through the first heat exchanger 210 may be movably connected to the distillation column 310.

여기서, 상기 제1 열교환기(210)를 통과한 제2 가스가 증류탑(310)으로 공급되기 전, 제2 가스를 응축시키기 위한 제2 응축기(350)가 증류탑(310) 전단에 마련될 수 있다.Here, before the second gas that has passed through the first heat exchanger 210 is supplied to the distillation column 310 , a second condenser 350 for condensing the second gas may be provided in front of the distillation column 310 . .

상기 흡착 정제부(200)에서 토출된 제2 가스는 제1 열교환기(210)를 통과하며 -15 내지 -18도(℃)로 냉각된 후 제2 응축기(350)를 거쳐 증류탑(310)으로 공급된다.The second gas discharged from the adsorption purification unit 200 passes through the first heat exchanger 210, is cooled to -15 to -18 degrees (℃), and then passes through the second condenser 350 to the distillation column 310. is supplied

이 때, 증류탑(310) 하부에 연결된 리보일러(320)에는, 별도의 온수발생기(390)가 연결되어 있어 증류탑(310) 하부를 통과하는 제3 가스(초고순도 액체 이산화탄소)는 온수발생기(390)에 의해 온수와 열교환하여 리보일링 될 수 있다.At this time, a separate hot water generator 390 is connected to the reboiler 320 connected to the lower portion of the distillation column 310, so that the third gas (ultra-high-purity liquid carbon dioxide) passing through the lower portion of the distillation column 310 is generated by the hot water generator 390. ), it can be reboiled by heat exchange with hot water.

상기 온수발생기(390)는, 가스에 비해 비열이 높은 온수를 이용하여 리보일링을 수행하기 때문에, 리보일링을 용이하게 할 수 있고, 온수발생기(390)의 온도 조절로 리보일링 환류비를 쉽게 제어할 수 있다는 이점이 있다.Since the hot water generator 390 performs reboiling using hot water having a higher specific heat than gas, reboiling can be facilitated, and the reboiling reflux ratio can be reduced by controlling the temperature of the hot water generator 390 . The advantage is that it can be easily controlled.

구체적으로, 상기 온수발생기(390)의 온도를 상승시키면 리보일링이 되어 증발하는 가스의 양이 많아져 환류비가 증가하게 되고, 반대로 온도를 강하시키면 환류비가 감소하게 되므로 상황에 따라 환류비를 제어하는데 용이하다.Specifically, when the temperature of the hot water generator 390 is raised, the amount of gas that evaporates due to reboiling increases and the reflux ratio increases. Conversely, when the temperature is lowered, the reflux ratio decreases. Easy.

10: 초고순도 전자급 액체 이산화탄소 생산 장치.
100: 원료 공급부
200: 흡착 정제부
300: 저온 증류부
400: 제1 저장부
500: 제2 저장부
600: 공급부10: Ultra-high purity electronic grade liquid carbon dioxide production device.
100: raw material supply unit
200: adsorption purification unit
300: low temperature distillation unit
400: first storage unit
500: second storage unit
600: supply

Claims (15)

제1 및 제2 불순물이 포함된 제1 가스를 저장하고, 제1 가스를 공급하도록 마련된 원료 공급부;
원료 공급부로부터 이송된 제1 가스 중 제1 불순물을 흡착을 통해 제거하여, 제1 가스에서 제1 불순물이 제거된 제2 가스를 공급하도록 마련된 흡착 정제부; 및
흡착 정제부에서 이송된 제2 가스 중 제2 불순물을 증류를 통해 제거하여, 제2 가스에서 제2 불순물이 제거된 제3 가스를 생산하도록 마련된 저온 증류부를 포함하는 초고순도 이산화탄소 생산 장치.a raw material supply unit configured to store a first gas containing first and second impurities and supply the first gas;
an adsorption purification unit provided to supply a second gas from which the first impurity is removed from the first gas by removing a first impurity from the first gas transferred from the raw material supply unit through adsorption; and
An ultra-high purity carbon dioxide production apparatus comprising a low-temperature distillation unit provided to remove a second impurity from the second gas transferred from the adsorption refining unit through distillation to produce a third gas from which the second impurity is removed from the second gas. 제 1항에 있어서,
제1 불순물은, 수분(H2O), 비메탄 탄화수소(Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), 전 황(Total sulfur), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 및 총휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compounds) 중 적어도 하나를 포함하고,
제2 불순물은, 일산화탄소(CO), 메탄(CH4), 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 수소(H2) 및 일산화질소(NO) 중 적어도 하나를 포함하며,
흡착 정제부 및 저온 증류부를 통해 생산된 제3 가스 내 제1 및 제2 불순물은 소정의 농도값 이하를 갖는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치.The method of claim 1,
The first impurities are moisture (H 2 O), non-methane hydrocarbons (Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), total sulfur, nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ) and total volatile organic compounds (Total Volatile Organic Compounds) containing at least one,
The second impurity includes at least one of carbon monoxide (CO), methane (CH 4 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), argon (Ar), hydrogen (H 2 ), and nitrogen monoxide (NO), and ,
The apparatus for producing ultra-high purity carbon dioxide, wherein the first and second impurities in the third gas produced through the adsorption purification unit and the low temperature distillation unit have a predetermined concentration value or less. 제 2항에 있어서,
제3 가스 내 포함되는 수분(H2O)의 농도는 0.5ppm 이하이고, 비메탄 탄화수소(Non-Methane Hydro Carbon, NMHC), 전 황(Total sulfur), 이산화질소(NO2), 암모니아(NH3) 각각의 농도는 0.1ppm 이하이며, 총휘발성 유기화합물(Total Volatile Organic Compounds)의 농도는 0.1ppb 이하이고,
일산화탄소(CO), 메탄(CH4), 질소(N2), 산소(O2), 아르곤(Ar), 수소(H2) 및 일산화질소(NO) 각각의 농도는 0.1ppm 이하인, 초고순도 이산화탄소 생산 장치.3. The method of claim 2,
The concentration of moisture (H 2 O) contained in the third gas is 0.5 ppm or less, non-methane hydrocarbon (NMHC), total sulfur, nitrogen dioxide (NO 2 ), ammonia (NH 3 ) each concentration is 0.1ppm or less, and the concentration of Total Volatile Organic Compounds is 0.1ppb or less,
Each concentration of carbon monoxide (CO), methane (CH 4 ), nitrogen (N 2 ), oxygen (O 2 ), argon (Ar), hydrogen (H 2 ) and nitrogen monoxide (NO) is 0.1 ppm or less, ultra-high purity carbon dioxide production device. 제 1항에 있어서,
원료 공급부는,
제1 가스를 저장 및 공급하기 위한 원료저장탱크 유닛을 포함하며,
원료 저장 탱크 유닛은,
제1 가스를 저장하기 위한 제1 및 제2 원료 저장 탱크;
제1 및 제2 원료 저장 탱크의 내부 압력이 소정의 제1 압력을 유지하도록, 제1 및 제2 원료 저장 탱크에 각각 유체이동 가능하게 연결되어, 제1 가스의 적어도 일부를 각각 기화시키기 위해 마련된 제1 및 제2 가압기화기; 및
제1 및 제2 원료 저장 탱크 각각의 내부 압력이 소정의 제1 압력을 유지하도록, 제1 및 제2 원료 저장 탱크에 저장된 제1 가스를 각각 외부로 배출시키기 위해 마련된 배출밸브; 를 포함하며,
제1 및 제2 원료 저장 탱크 중 적어도 어느 하나의 원료 저장 탱크 내부 압력이 제1 압력 미만이 되는 경우, 상기 원료 저장 탱크와 연결된 가압기화기는 제1 가스의 적어도 일부를 기화시켜 상기 원료 저장 탱크로 공급하고,
상기 원료 저장 탱크의 내부 압력이 제1 압력을 초과하는 경우, 상기 원료 저장 탱크에 마련된 배출밸브에 의해 저장된 제1 가스가 외부로 배출되는 초고순도 이산화탄소 생산 장치.The method of claim 1,
The raw material supplier,
It includes a raw material storage tank unit for storing and supplying the first gas,
The raw material storage tank unit,
first and second raw material storage tanks for storing the first gas;
The first and second raw material storage tanks are respectively fluidly connected to the first and second raw material storage tanks so that the internal pressure of the raw material storage tank maintains a predetermined first pressure, and is provided to vaporize at least a portion of the first gas, respectively. first and second pressurized vaporizers; and
a discharge valve provided to discharge the first gas stored in the first and second raw material storage tanks to the outside, respectively, so that the internal pressure of each of the first and second raw material storage tanks maintains a predetermined first pressure; includes,
When the internal pressure of the raw material storage tank of at least one of the first and second raw material storage tanks is less than the first pressure, the pressurized vaporizer connected to the raw material storage tank vaporizes at least a portion of the first gas to the raw material storage tank supply,
When the internal pressure of the raw material storage tank exceeds the first pressure, the ultra-high purity carbon dioxide production apparatus in which the stored first gas is discharged to the outside by a discharge valve provided in the raw material storage tank. 제 1항에 있어서,
흡착 정제부는, 제1 불순물을 흡착을 통해 제거하기 위한 흡착 유닛; 및 흡착 유닛으로 공급되는 제1 가스를 제1 압력보다 낮은 일정한 제2 압력으로 공급하기 위한 레귤레이터; 를 포함하며,
흡착 유닛은, 한 쌍의 제1 및 제2 흡착탑; 제1 불순물을 제거하기 위해 각각의 흡착탑 내부에 충진된 흡착제를 포함하는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치.The method of claim 1,
The adsorption purification unit includes an adsorption unit for removing the first impurity through adsorption; and a regulator for supplying the first gas supplied to the adsorption unit at a constant second pressure lower than the first pressure; includes,
The adsorption unit includes a pair of first and second adsorption towers; A device for producing ultra-high purity carbon dioxide, comprising an adsorbent filled inside each adsorption tower to remove the first impurity. 제 1항에 있어서,
흡착제는, 분자체 3A(Molecular Sieve 3A, MS 3A), 활성 알루미나(Activated Alumina) 및 활성탄(Activated Carbon) 중 적어도 하나를 포함하는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치.The method of claim 1,
The adsorbent, molecular sieve 3A (Molecular Sieve 3A, MS 3A), activated alumina (Activated Alumina), and activated carbon (Activated Carbon) comprising at least one, ultra-high purity carbon dioxide production apparatus. 제 1항에 있어서,
저온 증류부를 통해 생산된 제3 가스를 저장하기 위한 제1 저장부, 제1 저장부에서 이송되는 제4 가스를 저장하기 위한 제2 저장부 및 제2 저장부에서 이송되는 제4 가스를 반도체 제조 공정으로 공급하기 위한 공급부를 추가로 포함하며,
제1 저장부는, 제3 가스가 저장되는 제1 저장탱크; 및
제1 저장탱크에 저장되는 제3 가스에 포함된 제1 및 제2 불순물의 농도를 측정하기 위한 분석장치를 포함하며,
분석장치에 의한 제3 가스의 제1 및 제2 불순물 농도 분석 결과 값이 소정의 기준값을 초과하는 경우, 제1 저장탱크에 저장된 제3 가스를 원료 공급부로 재 이송하고,
분석장치에 의한 제3 가스의 제1 및 제2 불순물 농도 분석 결과 값이 소정의 기준값 이하인 경우, 제1 및 제2 불순물에 대한 소정의 기준값을 만족하는 제3 가스로 정의되는 제4 가스를 제2 저장부로 이송하도록 마련된, 초고순도 이산화탄소 생산 장치.The method of claim 1,
A first storage unit for storing the third gas produced through the low-temperature distillation unit, a second storage unit for storing the fourth gas transferred from the first storage unit, and a fourth gas transferred from the second storage unit are manufactured as a semiconductor Further comprising a supply unit for supplying to the process,
The first storage unit may include: a first storage tank in which the third gas is stored; and
And an analysis device for measuring the concentration of the first and second impurities contained in the third gas stored in the first storage tank,
When the first and second impurity concentration analysis results of the third gas by the analysis device exceed a predetermined reference value, the third gas stored in the first storage tank is retransferred to the raw material supply unit,
When the analysis result of the first and second impurity concentration analysis of the third gas by the analyzer is less than or equal to a predetermined reference value, a fourth gas defined as a third gas satisfying predetermined reference values for the first and second impurities is removed. 2 A device for producing ultra-high-purity carbon dioxide, arranged for transfer to storage. 제 7항에 있어서,
제2 저장부는, 제1 저장탱크에서 공급되는 제4 가스가 저장되도록 마련된 한 쌍의 제2 저장탱크; 및 한 쌍의 제2 저장탱크 중 적어도 어느 하나의 탱크로부터 제4 가스를 승압하여 소정의 압력으로 공급하기 위한 부스터 펌프; 를 포함하고,
부스터 펌프는 제4 가스를 승압하여 55bar 이상의 압력으로 공급부에 공급하는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치.8. The method of claim 7,
The second storage unit, a pair of second storage tanks provided to store the fourth gas supplied from the first storage tank; and a booster pump for supplying the fourth gas to a predetermined pressure by increasing the pressure from at least one of the pair of second storage tanks. including,
The booster pump boosts the fourth gas and supplies it to the supply unit at a pressure of 55 bar or higher, an ultra-high purity carbon dioxide production device. 제 8항에 있어서,
제1 저장탱크 및 한 쌍의 제2 저장탱크는,
제1 및 제2 저장탱크 내에서 자연증발에 의해 발생하는 자연기화가스를 저장하기 위해 마련된 버퍼탱크와 유체이동 가능하게 연결되고,
버퍼탱크는, 제1 및 제2 원료 저장 탱크 중 적어도 어느 하나로 공급되는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치. 9. The method of claim 8,
A first storage tank and a pair of second storage tanks,
The first and second storage tanks are fluidly connected to a buffer tank provided to store naturally vaporized gas generated by natural evaporation,
The buffer tank is supplied to at least one of the first and second raw material storage tanks, an ultra-high purity carbon dioxide production device. 제 1항에 있어서,
원료 공급부와 흡착 정제부는 제1 라인에 의해 유체이동 가능하게 연결되고,
흡착 정제부와 저온 증류부는, 제2 라인에 의해 유체이동 가능하게 연결되고,
저온 증류부와 제1 저장부는 제3 라인에 의해 유체이동 가능하게 연결되는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치. The method of claim 1,
The raw material supply unit and the adsorption purification unit are fluidly connected by a first line,
The adsorption purification unit and the low-temperature distillation unit are fluidly connected by a second line,
The low-temperature distillation unit and the first storage unit are fluidly connected by a third line, the ultra-high purity carbon dioxide production apparatus. 제 10항에 있어서,
저온 증류부는, 흡착 정제부에서 공급되는 제2 가스 내에 포함된 제2 불순물을 증류를 통해 제거하기 위한 증류탑, 증류탑의 하부에 연결된 리보일러 및 증류탑의 상부에 연결된 제1 응축기 및 제2 가스를 소정의 온도로 가열시키기 위한 제1 히터를 포함하고,
흡착 정제부는, 원료 공급부로부터 공급된 제1 가스가 통과하는 제1 열교환기, 제1 열교환기를 통과한 제1 가스를 기화시켜 제1 및 제2 흡착탑으로 공급하기 위한 제1 기화기를 추가로 포함하고,
제3 라인은, 제2 가스가 제1 히터에 의해 가열되어 리보일러를 통과한 후 제1 열교환기를 통과하며 제1 가스와 열교환이 이루어지도록 마련되는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치. 11. The method of claim 10,
The low-temperature distillation unit includes a distillation column for removing the second impurity contained in the second gas supplied from the adsorption purification unit through distillation, a reboiler connected to the lower part of the distillation column, and a first condenser connected to the upper part of the distillation column and a second gas. A first heater for heating to a temperature of
The adsorption purification unit further includes a first heat exchanger through which the first gas supplied from the raw material supply unit passes, a first vaporizer for vaporizing the first gas passing through the first heat exchanger and supplying the first and second adsorption towers to the first and second adsorption towers, ,
In the third line, the second gas is heated by the first heater, passes through the reboiler, and then passes through the first heat exchanger, and is provided to exchange heat with the first gas. 제 11항에 있어서,
저온 증류부는, 증류탑에서 배출되는 폐가스를 제1 및 제2 흡착탑 중 적어도 어느 하나로 공급하도록 마련되며,
증류탑에서 배출되는 소정의 제1 온도를 갖는 폐가스가 제1 온도 보다 높은 제2 온도를 갖도록, 외부 온도와 열교환 하기 위해 마련된 대기식 기화기 및
대기식 기화기를 통과한 폐가스가 제2 온도보다 높은 제3 온도를 갖도록 가열하기 위한 제2 히터를 추가로 포함하는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치.12. The method of claim 11,
The low-temperature distillation unit is provided to supply the waste gas discharged from the distillation column to at least one of the first and second adsorption towers,
An atmospheric vaporizer provided to exchange heat with an external temperature so that the waste gas having a predetermined first temperature discharged from the distillation column has a second temperature higher than the first temperature; and
The apparatus for producing ultra-high purity carbon dioxide, further comprising a second heater for heating the waste gas that has passed through the atmospheric vaporizer to have a third temperature higher than the second temperature. 제 12항에 있어서,
제2 기화기에서 외부 공기와 열교환하여 제2 온도로 상승된 후, 제2 히터에 의해 제3 온도로 가열된 폐가스는, 제1 및 제2 흡착탑 내부에 충진된 흡착제에 흡착된 제1 불순물을 탈착시켜 흡착제를 재생하도록 1 및 제2 흡착탑 중 적어도 어느 하나로 공급되는, 초고순도 이산화탄소 생산장치.13. The method of claim 12,
The waste gas heated to the third temperature by the second heater after heat exchange with external air in the second vaporizer is heated to the second temperature, and the first impurities adsorbed on the adsorbents filled in the first and second adsorption towers are desorbed. A device for producing ultra-high purity carbon dioxide that is supplied to at least one of the first and second adsorption towers to regenerate the adsorbent. 제 11항에 있어서,
증류탑 하부에 마련된 리보일러는, 리보일러와 연결된 온수 발생기를 추가로 포함하는 경우,
제3 라인은, 제2 가스가 제1 열교환기를 통과하여 제1 가스와 열교환된 후 증류탑으로 공급되도록 마련되는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치.12. The method of claim 11,
When the reboiler provided in the lower part of the distillation column further includes a hot water generator connected to the reboiler,
In the third line, the second gas passes through the first heat exchanger to exchange heat with the first gas, and then is provided to be supplied to the distillation column, an ultra-high purity carbon dioxide production apparatus. 제 7항에 있어서,
공급부는,
제2 저장부에서 공급된 제4 가스를 저장하고, 반도체 제조 공정으로 제4 가스를 공급하기 위한 한 쌍의 고압 탱크;
고압 탱크에서 공급되는 제4 가스를 기화시키기 위한 제2 기화기; 및
기화된 제4 가스가 이송되는 라인 내에 포함된 미립자를 제거하기 위한 필터를 포함하는, 초고순도 이산화탄소 생산 장치.8. The method of claim 7,
supply department,
a pair of high-pressure tanks for storing the fourth gas supplied from the second storage unit and supplying the fourth gas to the semiconductor manufacturing process;
a second vaporizer for vaporizing the fourth gas supplied from the high-pressure tank; and
A device for producing ultra-high purity carbon dioxide, including a filter for removing particulates contained in the line through which the vaporized fourth gas is transferred.
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