KR20220105019A - 유동층 촉매 스크러버 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 입자상의 부산물과 난분해성 가스가 함께 배출되는 환경에서 촉매를 활용하여 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)을 제거할 때, 반응기의 막힘을 방지하는 유동층 촉매 스크러버를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 촉매 스크러버는, 과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스와 난분해성 가스를 분해하는 촉매를 유동시켜 과불화 화합물을 제거하기 위하여, 난분해성 가스를 공급하는 가스 공급구를 하부에 구비하고 내부에 촉매 유동층을 형성하는 유동층 반응기, 및 상기 유동층 반응기의 내부에 구비되어 촉매로 감싸지며 내부에서 반응하는 상기 난분해성 가스와 상기 촉매의 온도를 상승시키는 열원부를 포함한다.

Description

유동층 촉매 스크러버 {FLUIDIZED BED CATALYST SCRUBBER}
본 발명은 유동층 촉매 스크러버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유동층 촉매를 적용하여 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)을 제거하는 유동층 촉매 스크러버에 관한 것이다.
알려진 바에 따르면, 반도체나 디스플레이 생산 공정에서 과불화 화합물(PFCs)을 포함한 난분해성 가스가 발생한다. 반도체 공정에서 발생하는 과불화 화합물(PFCs)은 대표적으로 CF4, CHF3, C3F6, CH2F2, C2F4, C2F6, C3F8, C4F10, C5F8, SF6, NF3 등이 사용될 수 있다. PFCs는 독성이 없으나 지구 온난화 지수가 이산화탄소 대비 수천~수만 배 높아서 배출 규제 대상이며, 매우 안정한 물질로 PFCs 제거를 위한 다양한 기술이 연구되고 있다.
첫 번째 방법은 가연성 가스를 이용하여 난분해성 가스를 직접 연소하는 방법으로써 반응 온도가 1400℃ 이상으로 높아서 질소산화물과 같이 미세먼지의 원인이 되는 물질을 배출하는 문제점과 연소를 위한 연료를 필요로 하는 문제점을 가지고 있다.
두 번째 방법은 난분해성 가스를 플라즈마의 고온 반응 영역으로 통과시켜 처리하는 방법으로써 높은 소요 에너지와 고온 영역에서의 높은 전극 부식에 의하여 내구성이 저하되는 문제점을 가지고 있다.
세 번째 방법은 난분해성 가스를 700~800℃의 온도로 유지되는 촉매 반응기에서 처리하는 방법으로써 전기 히터의 부피와 촉매 반응기의 부피가 상대적으로 큰 단점을 가지고 있다.
또한, 플라즈마와 촉매의 융합기술을 적용하여 난분해성 가스를 처리 기술이 개발되고 있다. 플라즈마와 촉매를 적용하여, 소요 에너지 절감 및 촉매의 열원으로 활용한 난분해성 가스의 처리에 최적화된 스크러버 기술이 연구되었다.
그러나 실질 반도체나 디스플레이 생산 공정은 난분해성 가스와 더불어 대부분의 공정에서 입자물 및 부산물을 동시에 배출시킨다. 이러한 부산물 입자들이 난분해성 가스와 함께 촉매 반응기를 통과하면서 촉매 반응기에 내장된 촉매의 통로를 막게 된다.
본 발명의 목적은 입자상의 부산물과 난분해성 가스가 함께 배출되는 환경에서 촉매를 활용하여 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)을 제거할 때, 반응기의 막힘을 방지하는 유동층 촉매 스크러버를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 촉매 스크러버는, 과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스와 난분해성 가스를 분해하는 촉매를 유동시켜 과불화 화합물을 제거하기 위하여, 난분해성 가스를 공급하는 가스 공급구를 하부에 구비하고 내부에 촉매 유동층을 형성하는 유동층 반응기, 및 상기 유동층 반응기의 내부에 구비되어 촉매로 감싸지며 내부에서 반응하는 상기 난분해성 가스와 상기 촉매의 온도를 상승시키는 열원부를 포함한다.
상기 반응기는 상기 가스 공급구의 상방에 구비되는 혼합부재를 포함하고, 상기 촉매 유동층은 상기 혼합부재 상에 형성될 수 있다.
상기 혼합부재는 상기 반응기의 내경에 상응하도록 형성되어 상기 반응기의 횡단면 영역에 설치될 수 있다.
상기 혼합부재는 상기 횡단면 영역에 상응하는 다공판으로 형성될 수 있다.
상기 혼합부재는 두께와 높이 및 길이를 가지는 복수로 구비되어 직경 방향의 간격으로 이격 배치되는 제1배플들, 및 상기 제1배플들 중 이웃하는 2개의 제1배플들 사이에 배치되어 제1배플들을 서로 연결하는 제2배플들을 포함할 수 있다.
상기 제1배플들은 넓은 평면이 상하 방향과 나란하고, 좁은 두께가 평면 방향과 나란하며, 상기 제2배플들은 상기 제1배플들의 평면에 경사진 상태로 연결될 수 있다.
상기 제2배플들은 이웃하는 2개의 상기 제1배플들 사이의 제1간격, 및 상기 제1간격의 일측 제1배플과 이 제1배플에 이웃하는 다른 1개의 제1배플 사이에 설정되는 제2간격을 형성하며, 상기 제2배플들은 상기 제1간격에서 경사진 방향과 상기 제2간격에서 경사진 방향을 서로 반대로 형성할 수 있다.
상기 혼합부재는 상기 반응기에서 높이 방향으로 간격을 유지하여 하측의 제1부재와 상측의 제2부재로 설치될 수 있다.
상기 열원부는 상기 반응기의 내부에 설치되는 제1전기히터로 형성될 수 있다.
상기 열원부는 상기 반응기의 측벽 외면에 보조로 설치되는 제2전기히터를 더 포함할 수 있다.
상기 열원부는, 접지전극으로 작용하는 하우징과 상기 하우징에 내장되어 방전갭을 형성하고 고전압이 인가되는 전극을 포함하는 플라즈마 반응기로 형성되고, 과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스는 상기 반응기의 내부에 설치되는 상기 플라즈마 반응기의 플라즈마를 통하여 가열되어 상기 반응기의 내부로 공급될 수 있다.
상기 하우징은 상기 반응기의 내부에서 하방을 향하여 토출구를 구비할 수 있다.
상기 반응기는 상기 플라즈마 반응기 하측에 구비되는 제1부재, 및 상기 플라즈마 반응기 상측에 구비되는 제2부재를 포함할 수 있다.
상기 열원부는, 연료를 연소하는 연소기로 형성되고, 과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스는 상기 반응기의 내부에 설치되는 상기 연소기를 통하여 가열되어 상기 반응기의 내부로 공급될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예는 유동층 반응기 내에 촉매 유동층을 형성하고, 유동층 반응기 내부에 구비되어 촉매로 감싸지는 열원부로 반응하는 난분해성 가스와 촉매의 온도를 상승시키므로 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)을 유동하는 촉매의 촉매 작용으로 제거할 수 있다. 이때, 촉매가 유동하므로 난분해성 가스에 포함된 입자상의 부산물에 의하여 반응기의 막힘이 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유동층 촉매 스크러버의 단면도이다.
도 2는 도 1의 반응기에 설치되는 제1부재의 평면도이다.
도 3은 도 1의 반응기에 설치되는 제2부재의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 유동층 촉매 스크러버의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 유동층 촉매 스크러버의 단면도이다.
도 6은 유동층 입자 크기에 따른 종말속도를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 유동층 촉매 스크러버의 단면도이다. 도 1을 참조하면, 제1실시예의 유동층 촉매 스크러버(100)는 유동층 반응기(10)(이하 “반응기”라 함) 및 열원부(20)를 포함한다.
유동층 반응기(10)는 과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스와 난분해성 가스를 분해하는 촉매를 유동시켜서 촉매 작용으로 과불화 화합물을 제거하도록 구성된다. 유동층 반응기(10)는 가스 공급구(11)를 하부에 구비하고 내부에 촉매 유동층(12)을 형성한다.
가스 공급구(11)는 난분해성 가스를 공급하며, 반응기(10)의 하부에 구비되어, 내부에 구비되는 촉매 유동층(12)으로 과불화 화합물이 포함된 난분해성 가스를 공급한다. 난분해성 가스에는 부산물 입자가 포함되어 촉매 유동층(12)으로 공급된다. 촉매는 반응기(10)의 내부에서 유동층을 형성하여 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)을 촉매 작용으로 제거한다.
열원부(20)는 유동층 반응기(10)의 내부에 구비되어 촉매로 감싸지며 내부에서 반응하는 난분해성 가스와 촉매의 온도를 상승시켜, 촉매 작용으로 과불화 화합물(PFCs)을 제거할 수 있게 한다. 예를 들면, 열원부(20)는 반응기(10)의 내부에 설치되는 제1전기히터로 형성될 수 있다. 또한 열원부(20)는 반응기(10)의 측벽 외면에 보조로 설치되는 제2전기히터(21)를 더 포함할 수 있다.
제1전기히터, 즉 열원부(20)는 유동층 반응기(10)의 내부에 설치되어 촉매에 감싸이므로 손실될 수 있는 열까지 반응기(10) 내의 촉매 유동층(12)에 전달하여 활용함으로써 열손실을 최소화 및 에너지 최적화를 구현할 수 있다. 제2전기히터(21)는 필요에 따라 추가적으로 구동될 수 있으므로 촉매 및 난분해성 가스에 열을 추가적으로 공급할 수 있다.
반응기(10)는 가스 공급구(11)의 상방에 구비되는 혼합부재(30)를 더 포함할 수있다. 이 경우, 촉매 유동층(12)은 혼합부재(30) 상에 형성된다. 일례로써, 혼합부재(30)는 반응기(10)의 내경에 상응하도록 형성되어 반응기(10)의 횡단면 영역에 설치된다.
혼합부재(30)는 반응기(10) 내에서 높이 방향으로 간격을 유지하여 하측의 제1부재(31)와 상측의 제2부재(32)로 설치될 수 있다. 제1부재(31)와 제2부재(32)는 대체로 반응기(10)의 내측 하측 부분에 이격되어 배치된다.
이와 동시에, 제1부재(31)와 제2부재(32)는 가스 공급구(11)로 공급되는 난분해성 가스를 유통시켜 촉매 유동층(12)으로 공급되게 하여 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)을 촉매 작용으로 제거하게 한다.
혼합부재(30)는 촉매 유동층(12) 내부에 배치되어 혼합부재(30) 하단에 촉매 희박영역을 형성하여 난분해성 가스의 분산 특성을 향상시키고, 반응기(10) 내부의 촉매와 반응 시간을 증가시켜 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)의 제거 성능을 향상시킬 수 있게 한다.
도 2는 도 1의 반응기에 설치되는 제1부재의 평면도이다. 도 2를 참조하면, 제1부재(31)는 횡단면 영역에 상응하는 크기의 원판(301)에 다공(302)을 형성한 다공판으로 이루어질 수 있다.
도 3은 도 1의 반응기에 설치되는 제2부재의 사시도이다. 도 3을 참조하면, 제2부재(32)는 제1배플들(321)과 제2배플들(322)을 포함한다.
제1배플들(321)은 두께(t)와 높이(h) 및 길이(l)를 가지는 복수로 구비되어 직경 방향의 간격으로 이격 배치된다. 반응기의 횡단면 영역에 따라 길이(l)는 다양하게 형성된다. 제2배플들(322)은 제1배플들(321) 중 이웃하는 2개의 제1배플들(321) 사이에 배치되어 제1배플들(321)을 서로 연결한다.
제1배플들(321)은 넓은 평면이 상하 방향과 나란하고, 좁은 두께(t)가 평면 방향과 나란하게 배치된다. 제1배플들(321)은 가스 공급구(11)로 공급되는 난분해성 가스의 흐름의 방해를 최소화한다. 제2배플들(322)은 제1배플들(321)의 평면에 경사진 상태로 연결된다.
제1부재(31)는 반응기(10) 내에 체류하여 제1부재(31)의 하단에 희박영역을 형성하고, 희박영역을 통하여 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)의 분산 및 촉매와의 접촉 효율을 향상시킨다.
제1부재(31)에 이어서, 제2부재(32)는 반응기(10) 내에 체류하여 제2부재(32)의 하단에 희박영역을 형성하고, 희박영역을 통하여 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)의 분산 및 촉매와의 접촉 효율을 향상시킨다.
제1배플들(321)은 이웃하는 2개의 제1배플들(321) 사이의 제1간격(G1), 및 제1간격(G1)의 일측 제1배플(321)과 이 제1배플(321)에 이웃하는 다른 1개의 제1배플(321) 사이에 설정되는 제2간격(G2)을 형성한다.
제2배플들(322)은 제1간격(G1)에서 경사진 방향과 제2간격(G2)에서 경사진 방향을 서로 반대로 형성한다. 따라서 제1간격(G1)에서 제2배플들(322)에 의하여 가스 공급구(11)로 공급되는 난분해성 가스의 상승 흐름과 이웃하는 제2간격(G2)에서 제2배플들(322)에 의하여 가스 공급구(11)로 공급되는 난분해성 가스의 상승 흐름이 서로 반대 방향을 형성한다. 따라서 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)과 촉매의 접촉 효율이 향상될 수 있다.
이하 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 제1실시예 및 기 설명된 실시예와 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고, 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 유동층 촉매 스크러버의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 제2실시예의 유동층 촉매 스크러버(200)에서, 열원부는 접지전극으로 작용하는 하우징(221)과 하우징(221)에 내장되어 방전갭을 형성하고 고전압이 인가되는 전극(222)을 포함하는 플라즈마 반응기(220)로 형성된다. 플라즈마 반응기(220)는 반응기(210) 내부에 설치된다.
부산물 입자와 과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스는 반응기(210)의 내부에 설치되는 플라즈마 반응기(220)의 플라즈마를 통하여 가열되어 반응기(210)의 내부로 공급된다. 난분해성 가스는 하우징(221)과 전극(222) 사이에서 방전가스로 작용하여 플라즈마를 발생시킨다.
하우징(221)은 반응기(210)의 내부에서 하방을 향하여 토출구(223)를 구비한다. 따라서 플라즈마 반응기(220)에서 발생되는 플라즈마는 토출구(223)를 통하여 반응기(210) 내부로 공급된다.
반응기(210)는 플라즈마 반응기(220) 하측에 구비되는 제1부재(31), 및 플라즈마 반응기(220) 상측에 구비되는 제2부재(32)를 포함할 수 있다. 제1부재(31)와 제2부재(32)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
플라즈마 발생 열과 더불어 플라즈마 반응기(220)를 통해 손실될 수 있는 열까지 반응기(210) 내의 촉매 유동층(12)에 전달하여 활용함으로써 열손실을 최소화 및 에너지 최적화를 구현할 수 있다.
토출구(223)로 토출되는 플라즈마 및 난분해성 가스는 제1부재(31)에 충돌되어 반응기(210) 내부의 촉매 유동층(12)으로 공급된다. 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)이 촉매 유동층(12)에 접촉되어 촉매 작용에 의하여 제거될 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 유동층 촉매 스크러버의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 제3실시예의 유동층 촉매 스크러버(300)에서, 열원부는 연료를 연소하는 연소기(320)로 형성된다. 연소기(320)는 반응기(210) 내부에 설치된다.
부산물 입자와 과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스는 반응기(210)의 내부에 설치되는 연소기(320)를 통하여 가열되어 반응기(210)의 내부로 공급된다. 연소기(320)는 공급되는 연료와 공기로 연소되어 공급되는 난분해성 가스를 가열시킨다.
연소 열과 더불어 연소기(320)를 통해 손실될 수 있는 열까지 반응기(210) 내의 촉매 유동층(12)에 전달하여 활용함으로써 열손실을 최소화 및 에너지 최적화를 구현할 수 있다.
도 6은 유동층 입자 크기에 따른 종말속도를 도시한 그래프이다. 한편, 도 6을 참조하면, 유동층 입자의 크기에 따라 종말속도(terminal velocity)에 차이가 나타난다. 종말속도 이상의 유속에서는 입자가 유동을 따라 흐르고, 종말속도 이하에서는 입자가 체류한다.
난분해성 가스를 분해하는 촉매의 입자를 크게 제작하여 촉매 유동층(12)의 상태로 반응기(10, 210) 내에 체류하게 하며, 부산물 입자 크기의 종말속도보다 높은 유속으로 유동층 반응기(100, 200, 300)를 설계하여 구동한다.
따라서 난분해성 가스에 포함된 부산물 입자는 촉매 유동층(12) 및 반응기(10, 210) 내부에 체류하지 않고 배출되며, 난분해성 가스에 포함된 과불화 화합물(PFCs)은 촉매 유동층(12)의 촉매에 접촉되고 촉매 작용으로 제거될 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10, 210: 반응기 11: 가스 공급구
12: 촉매 유동층 20: 열원부(제1전기히터)
21: 제2전기히터 30: 혼합부재
31, 32: 제1, 제2부재 100, 200, 300: 유동층 촉매 스크러버
220: 플라즈마 반응기 221: 하우징
222: 전극 223: 토출구
301: 원판 302: 다공
320: 연소기 321: 제1배플
322: 제2배플 G1: 제1간격
G2: 제2간격 h: 높이
l: 길이 t: 두께

Claims (14)

  1. 과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스와 난분해성 가스를 분해하는 촉매를 유동시켜 과불화 화합물을 제거하기 위하여, 난분해성 가스를 공급하는 가스 공급구를 하부에 구비하고 내부에 촉매 유동층을 형성하는 유동층 반응기; 및
    상기 유동층 반응기의 내부에 구비되어 촉매로 감싸지며 내부에서 반응하는 상기 난분해성 가스와 상기 촉매의 온도를 상승시키는 열원부
    를 포함하는 유동층 촉매 스크러버.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반응기는
    상기 가스 공급구의 상방에 구비되는 혼합부재를 포함하고,
    상기 촉매 유동층은
    상기 혼합부재 상에 형성되는, 유동층 촉매 스크러버.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 혼합부재는
    상기 반응기의 내경에 상응하도록 형성되어 상기 반응기의 횡단면 영역에 설치되는, 유동층 촉매 스크러버.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 혼합부재는
    상기 횡단면 영역에 상응하는 다공판으로 형성되는, 유동층 촉매 스크러버.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 혼합부재는
    두께와 높이 및 길이를 가지는 복수로 구비되어 직경 방향의 간격으로 이격 배치되는 제1배플들, 및
    상기 제1배플들 중 이웃하는 2개의 제1배플들 사이에 배치되어 제1배플들을 서로 연결하는 제2배플들
    을 포함하는, 유동층 촉매 스크러버.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1배플들은
    넓은 평면이 상하 방향과 나란하고, 좁은 두께가 평면 방향과 나란하며,
    상기 제2배플들은
    상기 제1배플들의 평면에 경사진 상태로 연결되는, 유동층 촉매 스크러버.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1배플들은
    이웃하는 2개의 상기 제1배플들 사이의 제1간격, 및
    상기 제1간격의 일측 제1배플과 이 제1배플에 이웃하는 다른 1개의 제1배플 사이에 설정되는 제2간격을 형성하며,
    상기 제2배플들은
    상기 제1간격에서 경사진 방향과 상기 제2간격에서 경사진 방향을 서로 반대로 형성하는, 유동층 촉매 스크러버.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 혼합부재는
    상기 반응기에서 높이 방향으로 간격을 유지하여 하측의 제1부재와 상측의 제2부재로 설치되는, 유동층 촉매 스크러버.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 열원부는
    상기 반응기의 내부에 설치되는 제1전기히터로 형성되는, 유동층 촉매 스크러버.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열원부는
    상기 반응기의 측벽 외면에 보조로 설치되는 제2전기히터를 더 포함하는, 유동층 촉매 스크러버.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 열원부는,
    접지전극으로 작용하는 하우징과 상기 하우징에 내장되어 방전갭을 형성하고 고전압이 인가되는 전극을 포함하는 플라즈마 반응기로 형성되고,
    과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스는
    상기 반응기의 내부에 설치되는 상기 플라즈마 반응기의 플라즈마를 통하여 가열되어 상기 반응기의 내부로 공급되는, 유동층 촉매 스크러버.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하우징은
    상기 반응기의 내부에서 하방을 향하여 토출구를 구비하는, 유동층 촉매 스크러버.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 반응기는
    상기 플라즈마 반응기 하측에 구비되는 제1부재, 및
    상기 플라즈마 반응기 상측에 구비되는 제2부재
    를 포함하는 유동층 촉매 스크러버.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 열원부는,
    연료를 연소하는 연소기로 형성되고,
    과불화 화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스는
    상기 반응기의 내부에 설치되는 상기 연소기를 통하여 가열되어 상기 반응기의 내부로 공급되는, 유동층 촉매 스크러버.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100461758B1 (ko) * 2002-09-16 2004-12-14 한국화학연구원 폐가스 중의 과불화화합물 분해제거용 촉매와 이를 이용한폐가스중의 과불화화합물 분해제거 방법
KR20100004586A (ko) * 2008-07-04 2010-01-13 한국에너지기술연구원 합성가스를 이용한 고정층 및 유동층 수성가스 반응장치와이를 이용한 수소 생산방법
JP2010095451A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Asahi Kasei Chemicals Corp 気相発熱反応方法
KR20140103669A (ko) * 2013-02-19 2014-08-27 주식회사 엘지화학 수평 방해판을 구비한 탄소나노구조물 제조장치
KR101774710B1 (ko) * 2016-10-27 2017-09-05 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 플라즈마와 촉매를 이용한 하이브리드 건식 유해가스 처리 장치 및 이의 운전방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100461758B1 (ko) * 2002-09-16 2004-12-14 한국화학연구원 폐가스 중의 과불화화합물 분해제거용 촉매와 이를 이용한폐가스중의 과불화화합물 분해제거 방법
KR20100004586A (ko) * 2008-07-04 2010-01-13 한국에너지기술연구원 합성가스를 이용한 고정층 및 유동층 수성가스 반응장치와이를 이용한 수소 생산방법
JP2010095451A (ja) * 2008-10-14 2010-04-30 Asahi Kasei Chemicals Corp 気相発熱反応方法
KR20140103669A (ko) * 2013-02-19 2014-08-27 주식회사 엘지화학 수평 방해판을 구비한 탄소나노구조물 제조장치
KR101774710B1 (ko) * 2016-10-27 2017-09-05 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 플라즈마와 촉매를 이용한 하이브리드 건식 유해가스 처리 장치 및 이의 운전방법

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