KR20220148974A - 여과 집진 세정 설비 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 여과 집진 세정 설비에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 여과 집진 세정 설비로서, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 유기물(THC) 함유 가스를 유입하고, 유입된 가스를 내부에 설치된 여과 섬유를 통해 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질을 집진하는 여과 집진부와, 여과 집진부를 통과하여 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 유입하고, 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스의 유기물(THC)이 함유된 오염물질을 효율적으로 잡기 위한 용해도를 높이기 위해 가스의 온도를 낮춰 냉각 처리하는 가스 냉각부와, 가스 냉각부를 통해 냉각 처리된 낮은 온도의 가스를 유입하고, 유입된 가스에 대한 세정 흡수를 통해 용해도 높은 유기물(THC) 오염물질을 제거하여 정화된 청정한 가스를 배출하는 가스 세정부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하고 있는 여과 집진 세정 설비에 따르면, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 유기물(THC) 함유 가스를 유입하고, 유입된 가스를 내부에 설치된 여과 섬유를 통해 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질을 집진하는 여과 집진부와, 여과 집진부를 통과하여 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 유입하고, 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스의 유기물(THC)이 함유된 오염물질을 효율적으로 잡기 위한 용해도를 높이기 위해 가스의 온도를 낮춰 냉각 처리하는 가스 냉각부와, 가스 냉각부를 통해 냉각 처리된 낮은 온도의 가스를 유입하고, 유입된 가스에 대한 세정 흡수를 통해 용해도 높은 유기물(THC) 오염물질을 제거하여 정화된 청정한 가스를 배출하는 가스 세정부를 포함하여 구성함으로써, 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스를 유입하여 여과 집진으로 먼지 입자상의 물질을 제거한 후 낮은 온도에서 유기물(THC)이 함유된 가스의 오염물질을 제거하기 때문에 유기물질을 소각 시 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하지 않고 낮은 온도에서 용해도를 높여 처리 효율을 극대화할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 여과 집진 세정 설비에 따르면, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 가스를 여과 집진, 가스 냉각, 세정 흡수를 통해 정화된 가스를 배출할 수 있도록 구성함으로써, 반도체 공정의 기존 방지시설인 THC를 처리하기 위한 소각시설에 의해 700도 이상에서 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하여 제대로 방지시설의 효과를 보지 못하는 문제와, 소각시설 다음으로 스크러버를 연결할 시 약품 소모량이 과하게 발생하는 문제를 해소하고, 반도체 공정이나 화학제조 공정에서 발생되는 THC 함유 가스의 오염물질 제거에 범용 적용하여 사용될 수 있도록 할 수 있다.

Description

여과 집진 세정 설비{A FILTRATION DUST COLLECTION CLEANING EQUIPMENT}
본 발명은 여과 집진 세정 설비에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스를 유입하여 여과 집진으로 먼지 입자상의 물질을 제거한 후 낮은 온도에서 가스의 오염물질을 제거하기 때문에 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하지 않고 낮은 온도에서 용해도를 높여 처리 효율을 극대화할 수 있도록 하는 여과 집진 세정 설비에 관한 것이다.
산업의 발달에 따라 불가피하게 생성이 되며, 환경오염의 주종을 이루고 인체에 가장 유해한 미세먼지 입자, 발암물질인 다이옥신, 중금속 물질 등은 산업체의 유류 및 화석연료 보일러, 자동차, 제철/제강공정, 시멘트 제조공정, 폐기물 소각공정 및 유해물질 처리공정 등의 각종 연소, 생산 및 제조공정에서 광범위하게 발생되고 있다.
이러한 산업공정에서 사용되는 분진처리 시스템은, 국내외 산업공정에서 발생되는 분진을 처리하는 집진설비로서, 오염 발생원에서 발생되는 분진을 포집후드를 통해 포집을 실시하고, 이어 인입 덕트를 이용하여 분진이 포함된 함진 가스를 여과 집진시스템에 공급하여 여과포를 이용하여 청정 가스를 배기 덕트를 통해 배기송풍기에서 스택으로 배출하는 방식을 채택하고 있다. 이러한 일반적인 발생분진 집진시스템은 여과포에 많은 분진 부하를 발생하게 되어 여과포의 사용압력을 상승시키게 되며, 잦은 탈진 작업으로 인해 많은 압축공기가 소모되고 여과포의 수명을 단축하고 있어 운전비의 상승을 가져오게 된다. 이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로 여과시스템 전단에 사이클론을 설치하여 여과시스템으로 공급되어지는 분진의 일부를 처리하여 분진의 부하량을 줄이는 방식이 사용되고 있는데 이는 사이클론의 제작, 건설비용의 상승을 가져오고, 많은 설비부지의 확보가 필수적이다. 또한, 사이클론의 특성상 미세한 입자를 가지고 있는 분진의 처리가 곤란하여 여과포의 눈막힘 현상을 방지하고 여과시스템의 미세먼지 제거 효율의 성능을 기대하기 어려운 문제가 있다.
한편, 여과시스템에 사용되는 필터는 2,000CMM 기준으로 필터사이즈
Figure pat00001
156×4000L의 필터가 약 1052개 정도 소요가 되고, 필터의 가격은 사용 재질에 따라 다르나 수천만 원이 소요되기도 한다. 먼지부하의 증대는 필터의 수명을 단축시키며, 잦은 탈진 작업으로 인해 필터의 손상을 가져와 유지관리비의 상승의 원인이 되며, 대다수의 중소기업에서는 이 필터 가격을 포함한 유지관리비의 상승으로 인해 많은 어려움을 호소하고 있는 실정이다. 여과 집진장치는 다수의 필터인 여과포를 설치하여 필터의 표면 또는 심층 여과방식을 이용한 시스템으로, 필연적으로 필터의 표면에 분진이 고착되는데 이를 필터의 눈막힘 현상이라 하고, 이를 클리닝하기 위해 고압의 압축공기를 분사하여 탈진 작업이 이루어지게 된다. 이때, 필터의 클리닝을 위해 고압의 압축공기를 분사하여 필터 표면의 분진을 탈리시키는 방식이 주로 이용되고 있지만, 여과 집진장치에 유동 흐름이 발생되어 탈리된 분진이 필터로 재비산, 재부착 되는 악순환이 지속적으로 발생되고 있어 효율 높은 탈진 작업은 기대하기 어려운 실정이다. 즉, 일단 필터의 눈막힘 현상이 발생되면 즉시 필터를 교환하여야 하는데 이렇게 되지 못할 경우 필터의 운전차압이 증가하게 되어 이를 통한 동력의 손실로 운전비의 상승을 가져오게 되고, 높은 여과필터의 가격과 교체 인원투입으로 인해 필터 교환 시 높은 유지관리비용이 소요되고, 많은 시간과 노력이 필요한 문제가 있었다. 대한민국 등록특허공보 제10-0817520호, 등록특허공보 제10-0453930호가 선행기술 문헌으로 개시되고 있다.
특히, 산업공정 중 반도체 공정에서 발생하는 염소와 시안의 경우, 수용성 유기물(THC)을 처리하기 위한 기존 방지시설인 소각시설에 의해 700도 이상에서는 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하여 제대로 방지시설의 효과를 보지 못하거나, 소각시설 다음으로 HCI, HCN을 처리하기 위한 스크러버를 연결할 시 약품 소모량이 과하게 많아지는 문제가 있었다.
본 발명은 기존에 제안된 방법들의 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 유기물(THC) 함유 가스를 유입하고, 유입된 가스를 내부에 설치된 여과 섬유를 통해 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질을 집진하는 여과 집진부와, 여과 집진부를 통과하여 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 유입하고, 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스의 유기물(THC)이 함유된 오염물질을 효율적으로 잡기 위한 용해도를 높이기 위해 가스의 온도를 낮춰 냉각 처리하는 가스 냉각부와, 가스 냉각부를 통해 냉각 처리된 낮은 온도의 가스를 유입하고, 유입된 가스에 대한 세정 흡수를 통해 용해도 높은 유기물(THC) 오염물질을 제거하여 정화된 청정한 가스를 배출하는 가스 세정부를 하여 구성함으로써, 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스를 유입하여 여과 집진으로 먼지 입자상의 물질을 제거한 후 낮은 온도에서 유기물(THC)이 함유된 가스의 오염물질을 제거하기 때문에 유기물질을 소각 시 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하지 않고 낮은 온도에서 용해도를 높여 처리 효율을 극대화할 수 있도록 하는, 여과 집진 세정 설비를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 가스를 여과 집진, 가스 냉각, 세정 흡수를 통해 정화된 가스를 배출할 수 있도록 구성함으로써, 반도체 공정의 기존 방지시설인 THC를 처리하기 위한 소각시설에 의해 700도 이상에서 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하여 제대로 방지시설의 효과를 보지 못하는 문제와, 소각시설 다음으로 스크러버를 연결할 시 약품 소모량이 과하게 발생하는 문제를 해소하고, 반도체 공정이나 화학제조 공정에서 발생되는 THC 함유 가스의 오염물질 제거에 범용 적용하여 사용될 수 있도록 하는, 여과 집진 세정 설비를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 여과 집진 세정 설비는,
여과 집진 세정 설비로서,
반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 유기물(THC) 함유 가스를 유입하고, 유입된 가스를 내부에 설치된 여과 섬유를 통해 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질을 집진하는 여과 집진부;
상기 여과 집진부를 통과하여 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 유입하고, 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스의 유기물(THC)이 함유된 오염물질을 효율적으로 잡기 위한 용해도를 높이기 위해 가스의 온도를 낮춰 냉각 처리하는 가스 냉각부; 및
상기 가스 냉각부를 통해 냉각 처리된 낮은 온도의 가스를 유입하고, 유입된 가스에 대한 세정 흡수를 통해 용해도 높은 유기물(THC) 오염물질을 제거하여 정화된 청정한 가스를 배출하는 가스 세정부를 포함하는 것을 그 구성상의 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 여과 집진부는,
반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스를 유입하는 인입부;
상기 인입부를 통해 유입되는 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스가 내부에 설치된 여과 섬유를 통과하여 가스에 포함된 먼지 입자상의 물질이 집진되도록 하는 필터부; 및
상기 필터부에 의해 여과 집진된 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 상기 가스 냉각부(120)로 유입시키기 위해 연결되는 연결덕트를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 여과 집진부는,
반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스가 상기 필터부의 여과 섬유를 통과할 때 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질은 섬유와 관성 충돌, 직접 차단, 확산, 중력 및 정전기력에 의해서 여과 섬유에 부착되어 가교를 형성하거나 1차 층을 형성하여 집진 처리될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 여과 집진부는,
상기 필터부의 여과 섬유에 의해 집진 처리된 먼지 입자상의 물질을 진동으로 탈진시키고, 탈진된 먼지 입자상의 물질을 하부의 배출구를 통해 배출할 수 있다.
바람직하게는, 상기 가스 냉각부는,
상기 여과 집진부를 통해 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 냉각시키기 위한 냉각수를 분사하는 냉각 스프레이;
상기 냉각 스프레이로부터 분사되는 냉각수에 의해 냉각된 가스를 상기 가스 세정부로 공급하기 위해 연결되는 연결 덕트; 및
상기 냉각 스프레이에 의해 냉각된 가스를 상기 연결 덕트를 통해 가스 세정부로 공급하기 위한 송풍기를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 가스 세정부는,
상기 가스 냉각부의 연결 덕트를 통해 냉각된 낮은 온도의 가스를 유입하기 위한 가스 유입부;
상기 가스 유입부를 통해 유입되는 냉각된 낮은 온도의 가스를 응축 제거하기 위한 충전 필터부;
상기 충전 필터부로 응축 제거되는 냉각된 낮은 온도의 가스에 흡수액을 분사하는 스프레이 노즐;
상기 스프레이 노즐로부터 분사되는 흡수액을 공급하기 위한 순환 펌프; 및
상기 충전 필터부의 상부에 형성되어, 세정 흡수를 통해 정회된 가스를 외기로 배출하는 가스 배기부를 포함하여 구성할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 상기 충전 필터부는,
상기 가스 세정부의 내부에 2중의 단으로 형성되어 냉각된 낮은 온도의 가스 내의 오염물 제거 효율을 높이기 위한 폴링과, 2중의 단으로 형성되는 폴링 중 상위에 배치되는 폴링의 상부에 배치되어 기류 중의 액적을 응축 제거하는 데미스터를 포함하여 구성될 수 있다.
더더욱 바람직하게는, 상기 스프레이 노즐은,
상기 충전 필터부의 2중의 단으로 형성되는 폴링에 각각 형성되는 복수로 구성될 수 있다.
본 발명에서 제안하고 있는 여과 집진 세정 설비에 따르면, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 유기물(THC) 함유 가스를 유입하고, 유입된 가스를 내부에 설치된 여과 섬유를 통해 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질을 집진하는 여과 집진부와, 여과 집진부를 통과하여 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 유입하고, 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스의 유기물(THC)이 함유된 오염물질을 효율적으로 잡기 위한 용해도를 높이기 위해 가스의 온도를 낮춰 냉각 처리하는 가스 냉각부와, 가스 냉각부를 통해 냉각 처리된 낮은 온도의 가스를 유입하고, 유입된 가스에 대한 세정 흡수를 통해 용해도 높은 유기물(THC) 오염물질을 제거하여 정화된 청정한 가스를 배출하는 가스 세정부를 하여 구성함으로써, 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스를 유입하여 여과 집진으로 먼지 입자상의 물질을 제거한 후 낮은 온도에서 유기물(THC)이 함유된 가스의 오염물질을 제거하기 때문에 유기물질을 소각 시 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하지 않고 낮은 온도에서 용해도를 높여 처리 효율을 극대화할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 본 발명의 여과 집진 세정 설비에 따르면, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 가스를 여과 집진, 가스 냉각, 세정 흡수를 통해 정화된 가스를 배출할 수 있도록 구성함으로써, 반도체 공정의 기존 방지시설인 THC를 처리하기 위한 소각시설에 의해 700도 이상에서 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하여 제대로 방지시설의 효과를 보지 못하는 문제와, 소각시설 다음으로 스크러버를 연결할 시 약품 소모량이 과하게 발생하는 문제를 해소하고, 반도체 공정이나 화학제조 공정에서 발생되는 THC 함유 가스의 오염물질 제거에 범용 적용하여 사용될 수 있도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 여과 집진부의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 가스 냉각부의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 가스 세정부의 구성을 기능블록으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 가스 처리 공정도를 개략적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 개략적인 구성을 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 개략적인 평면도 구성을 도시한 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 개략적인 측면도 구성을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 가스 세정부의 개략적인 단면도 구성을 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 ‘연결’ 되어 있다고 할 때, 이는 ‘직접적으로 연결’ 되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 ‘간접적으로 연결’ 되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 ‘포함’ 한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 여과 집진부의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 가스 냉각부의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 가스 세정부의 구성을 기능블록으로 도시한 도면이다. 도 1 내지 도 4에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비(100)는 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 유기물(THC) 함유 가스를 유입하고, 유입된 가스를 내부에 설치된 여과 섬유를 통해 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질을 집진하는 여과 집진부(110)와, 여과 집진부(110)를 통과하여 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 유입하고, 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스의 유기물(THC)이 함유된 오염물질을 효율적으로 잡기 위한 용해도를 높이기 위해 가스의 온도를 낮춰 냉각 처리하는 가스 냉각부(120)와, 가스 냉각부(120)를 통해 냉각 처리된 낮은 온도의 가스를 유입하고, 유입된 가스에 대한 세정 흡수를 통해 용해도 높은 유기물(THC) 오염물질을 제거하여 정화된 청정한 가스를 배출하는 가스 세정부(130)를 포함하여 구성될 수 있다. 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 여과 집진 세정 설비의 구체적인 구성에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 가스 처리 공정도를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 개략적인 구성을 도시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 개략적인 평면도 구성을 도시한 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 개략적인 측면도 구성을 도시한 도면이며, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비의 가스 세정부의 개략적인 단면도 구성을 도시한 도면이다.
여과 집진부(110)는, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 유기물(THC) 함유 가스를 유입하고, 유입된 가스를 내부에 설치된 여과 섬유를 통해 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질을 집진하는 구성이다. 이러한 여과 집진부(110)는 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스를 유입하는 인입부(111)와, 인입부(111)를 통해 유입되는 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스가 내부에 설치된 여과 섬유를 통과하여 가스에 포함된 먼지 입자상의 물질이 집진되도록 하는 필터부(112)와, 필터부(112)에 의해 여과 집진된 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 가스 냉각부(120)로 유입시키기 위해 연결되는 연결덕트(113)를 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 여과 집진부(110)는 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스가 필터부(112)의 여과 섬유를 통과할 때 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질은 섬유와 관성 충돌, 직접 차단, 확산, 중력 및 정전기력에 의해서 여과 섬유에 부착되어 가교를 형성하거나 1차 층을 형성하여 집진 처리될 수 있다. 여기서, 여과 집진부(110)의 여과 집진 원리는, 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스가 필터부(112)의 여과 섬유를 통과할 때 먼지 입자상의 물질은 여재를 구성하는 섬유와 관성 충돌, 직접 차단, 확산, 그리고 중력 및 정전기력에 의해서 필터부(112)의 여과 섬유에 부착되어 가교를 형성하거나 초층(1차층)을 형성하여 집진하게 된다.
또한, 여관 집진부(110)의 집진 원리 중 관성 충돌은 분진의 입경(질량)이 커서 충분한 관성력이 있을 때, 유선의 발산과 관계없이 관성에 의해 분진은 필터에 충돌 부착되는 것을 의미한다. 또한, 직접 차단은 입자가 작아져서 가벼워지면 관성도 상대적으로 작아져 유선을 따라 섬유에 접근하게 되며, 그 결과 유선과 같이 발산하여 이동한다. 이때 분진의 중심과 섬유 표면의 거리가 분진 반경보다 짧으면 이 분진은 섬유에 부착되는 것을 의미한다. 확산은 1마이크로미터 이상의 분진은 관성 충돌과 직접 차단에 의해 99%가 처리되며, 분진 입경이 0.1마이크로미터 이하인 아주 작은 입자는 유선을 따라 운동하지 않고 브라운운동, 즉 무작위 운동을 통한 확산에 의하여 포집되는 것을 의미한다.
또한, 여과 집진부(110)는 필터부(112)의 여과 섬유에 의해 집진 처리된 먼지 입자상의 물질을 진동으로 탈진시키고, 탈진된 먼지 입자상의 물질을 하부의 배출구를 통해 배출할 수 있다. 이러한 여과 집진부(110)는 진동형 탈진 방법으로서, 여포를 기계적으로 진동하여 분진을 털어줄 수 있다, 즉, 진동형은 분진 입경이 크고 비교적 털기 쉬운 분진에 적당하다. 한편 흄(Fume) 등의 연기 미립자에는 부적당하므로 진폭을 크게 하고, 진동수를 크게 하면 효과적이다. 흡수성의 부착성 분진은 진폭을 어느 정도 크게 해야 하므로 유연한 여포를 사용해야 하면, 간이형 집진기에 이용될 수 있다.
가스 냉각부(120)는, 여과 집진부(110)를 통과하여 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 유입하고, 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스의 오염물질을 효율적으로 잡기 위한 용해도를 높이기 위해 가스의 온도를 낮춰 냉각 처리하는 구성이다. 이러한 가스 냉각부(120)는 여과 집진부(110)를 통해 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 냉각시키기 위한 냉각수를 분사하는 냉각 스프레이(121)와, 냉각 스프레이(121)로부터 분사되는 냉각수에 의해 냉각된 가스를 가스 세정부(130)로 공급하기 위해 연결되는 연결 덕트(122)와, 냉각 스프레이(121)에 의해 냉각된 가스를 연결 덕트(122)를 통해 가스 세정부(130)로 공급하기 위한 송풍기(123)를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 송풍기(123)는 냉각된 가스의 미스트(MIST)와 가스 상태 및 미센 분진의 오염물질을 가스 세정부(130)로 불어 넣어주는 역할을 한다.
또한, 가스 냉각부(120)는 여과 집진부(110)와 가스 세정부(130)의 사이에 배치하여 가스를 냉각하는 기능을 한다. 이러한, 가스 냉각부(120)는 냉각 타워의 내부에 냉각 스프레이(121)가 설치되고, 냉각 타워에 연결된 연결 덕트(122)가 송풍기(123)에 연결되고, 송풍기(123)에 연결된 연결 덕트(122)가 가스 세정부(130)의 가스 유입부(131)에 연결된다. 여기서, 가스 냉각부(120)는 여과 집진부(110)에서 여과 집진을 통해 먼지 입자상의 물질을 제거하고, 가스 세정부(130)의 세정집진 시설에 의한 유기물(THC) 함유 오염물질을 효율적으로 잡기 위해 온도를 낮춰 용해도를 높이기 위한 냉각 시설이다.
가스 세정부(130)는, 가스 냉각부(120)를 통해 냉각 처리된 낮은 온도의 가스를 유입하고, 유입된 가스에 대한 세정 흡수를 통해 용해도 높은 오염물질을 제거하여 정화된 청정한 가스를 배출하는 구성이다. 이러한 가스 세정부(130)는 가스 냉각부(120)의 연결 덕트(122)를 통해 냉각된 낮은 온도의 가스를 유입하기 위한 가스 유입부(131)와, 가스 유입부(131)를 통해 유입되는 냉각된 낮은 온도의 가스를 응축 제거하기 위한 충전 필터부(132)와, 충전 필터부(132)로 응축 제거되는 냉각된 낮은 온도의 가스에 흡수액을 분사하는 스프레이 노즐(133)와, 스프레이 노즐(133)로부터 분사되는 흡수액을 공급하기 위한 순환 펌프(134)와, 충전 필터부(132)의 상부에 형성되어, 세정 흡수를 통해 정회된 가스를 외기로 배출하는 가스 배기부(135)를 포함하여 구성할 수 있다. 여기서, 가스 세정부(130)는 세정 흡수탑을 이용하여 세정 흡수를 통해 정화된 가스를 배출하는 역할을 한다.
또한, 충전 필터부(132)는 가스 세정부(130)의 내부에 2중의 단으로 형성되어 냉각된 낮은 온도의 가스 내의 오염물 제거 효율을 높이기 위한 폴링(132a)과, 2중의 단으로 형성되는 폴링(132a) 중 상위에 배치되는 폴링(132a)의 상부에 배치되어 기류 중의 액적을 응축 제거하는 데미스터(132b)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 스프레이 노즐(133)은 충전 필터부(132)의 2중의 단으로 형성되는 폴링(132a)에 각각 형성되는 복수로 구성될 수 있다.
또한, 가스 세정부(130)는 흡수에 의한 습식 스크러버(wet scrubber)로서, 액적, 액막, 기포 등에 의해 함진 배기를 세정하여 입자에 부착, 입자 상호의 응집을 촉진시켜 입자를 분리시키는 방법의 집진 원리를 사용한다. 즉, 관성 충돌, 직접흡수, 확산에 의해 액적에 입자가 충돌 집진되게 되며, 온도가 내려가 수증기, 황산화물, 유기물 등의 응축성분이 분진표면에 흡착 또는 흡수되어 응집된 큰 입자를 형성하여 제진하게 된다. 여기서, 가스 세정부(130)의 세정 집진 시설은 가연성, 폭발성 분진, 미스트, 고온가스의 처리가 가능하며, 부식성 가스, 분진의 중화가스와 분진을 동시에 포집할 수 있도록 기능할 수 있다.
또한, 가스 세정부(130)는 도 9에 도시된 바와 같이, 스크러버 처리 시스템으로, 가스를 유입하는 유입부와 스크러버의 본체, 배출하는 배출부, 그리고 순환펌프 및 배관 등으로 구성된다. 이때, 미스트와 가스 상태, 및 미세 분진의 오염물질은 송풍기를 통하여 스크러버 충전충에 의한 액적, 액막, 기포 등에 의해 세정되어 스프레이 노즐에 의해 공급된 흡수액이 오염물질과 입자에 부착, 입자 상호 간의 응집을 촉진하며, 다시 데미스터에 의해 입자를 분리시켜 청정공기는 배출구를 통해하여 배출되는 구조로 구성되어 있다.
이와 같은 본 발명의 여과 집진 세정 설비(100)는 반도체 공정 중 건조기에서 발생되는 오염물질 제거를 위해 스크러버를 설치 가동하였을 때 반응에 의해 CO2의 농도가 올라가는 문제로 인해서 전처리에 수세공정이나 여과 공정을 추가하여 효율적으로 제거 가능하도록 하며, 반도체 공정이나 화학제조 공정에 적용하면 효율적인 오염물질을 제거하는데 사용될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비는, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 유기물(THC) 함유 가스를 유입하고, 유입된 가스를 내부에 설치된 여과 섬유를 통해 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질을 집진하는 여과 집진부와, 여과 집진부를 통과하여 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 유입하고, 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스의 유기물(THC)이 함유된 오염물질을 효율적으로 잡기 위한 용해도를 높이기 위해 가스의 온도를 낮춰 냉각 처리하는 가스 냉각부와, 가스 냉각부를 통해 냉각 처리된 낮은 온도의 가스를 유입하고, 유입된 가스에 대한 세정 흡수를 통해 용해도 높은 유기물(THC) 오염물질을 제거하여 정화된 청정한 가스를 배출하는 가스 세정부를 하여 구성함으로써, 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스를 유입하여 여과 집진으로 먼지 입자상의 물질을 제거한 후 낮은 온도에서 유기물(THC)이 함유된 가스의 오염물질을 제거하기 때문에 유기물질을 소각 시 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하지 않고 낮은 온도에서 용해도를 높여 처리 효율을 극대화할 수 있도록 하고, 또한, 반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 가스를 여과 집진, 가스 냉각, 세정 흡수를 통해 정화된 가스를 배출할 수 있도록 구성함으로써, 반도체 공정의 기존 방지시설인 THC를 처리하기 위한 소각시설에 의해 700도 이상에서 HCI, HCN, CO2의 가스가 발생하여 제대로 방지시설의 효과를 보지 못하는 문제와, 소각시설 다음으로 스크러버를 연결할 시 약품 소모량이 과하게 발생하는 문제를 해소하고, 반도체 공정이나 화학제조 공정에서 발생되는 THC 함유 가스의 오염물질 제거에 범용 적용하여 사용될 수 있도록 할 수 있게 된다.
이상 설명한 본 발명은 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형이나 응용이 가능하며, 본 발명에 따른 기술적 사상의 범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 본 발명의 일실시예에 따른 여과 집진 세정 설비
110: 여과 집진부
111: 인입부
112: 필터부
113: 연결덕트
120: 가스 냉각부
121: 냉각 스프레이
122: 연결덕트
123: 송풍기
130: 가스 세정부
131: 가스 유입부
132: 충전 필터부
132a: 폴링
132b: 데미스터
133: 스프레이 노즐
134: 순환 펌프
135: 가스 배기부

Claims (8)

  1. 여과 집진 세정 설비(100)로서,
    반도체 공정의 건조시설에서 발생되는 유기물(THC) 함유 가스를 유입하고, 유입된 가스를 내부에 설치된 여과 섬유를 통해 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질을 집진하는 여과 집진부(110);
    상기 여과 집진부(110)를 통과하여 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 유입하고, 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스의 유기물(THC)이 함유된 오염물질을 효율적으로 잡기 위한 용해도를 높이기 위해 가스의 온도를 낮춰 냉각 처리하는 가스 냉각부(120); 및
    상기 가스 냉각부(120)를 통해 냉각 처리된 낮은 온도의 가스를 유입하고, 유입된 가스에 대한 세정 흡수를 통해 용해도 높은 유기물(THC) 오염물질을 제거하여 정화된 청정한 가스를 배출하는 가스 세정부(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 여과 집진 세정 설비.
  2. 제1항에 있어서, 상기 여과 집진부(110)는,
    반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스를 유입하는 인입부(111);
    상기 인입부(111)를 통해 유입되는 반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스가 내부에 설치된 여과 섬유를 통과하여 가스에 포함된 먼지 입자상의 물질이 집진되도록 하는 필터부(112); 및
    상기 필터부(112)에 의해 여과 집진된 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 상기 가스 냉각부(120)로 유입시키기 위해 연결되는 연결덕트(113)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 여과 집진 세정 설비.
  3. 제2항에 있어서, 상기 여과 집진부(110)는,
    반도체 공정의 건조시설에서 발생하는 가스가 상기 필터부(112)의 여과 섬유를 통과할 때 가스에 포함되는 먼지 입자상의 물질은 섬유와 관성 충돌, 직접 차단, 확산, 중력 및 정전기력에 의해서 여과 섬유에 부착되어 가교를 형성하거나 1차 층을 형성하여 집진 처리되는 것을 특징으로 하는, 여과 집진 세정 설비.
  4. 제3항에 있어서, 상기 여과 집진부(110)는,
    상기 필터부(112)의 여과 섬유에 의해 집진 처리된 먼지 입자상의 물질을 진동으로 탈진시키고, 탈진된 먼지 입자상의 물질을 하부의 배출구를 통해 배출하는 것을 특징으로 하는, 여과 집진 세정 설비.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가스 냉각부(120)는,
    상기 여과 집진부(110)를 통해 유입되는 먼지 입자상의 물질이 제거된 가스를 냉각시키기 위한 냉각수를 분사하는 냉각 스프레이(121);
    상기 냉각 스프레이(121)로부터 분사되는 냉각수에 의해 냉각된 가스를 상기 가스 세정부(130)로 공급하기 위해 연결되는 연결 덕트(122); 및
    상기 냉각 스프레이(121)에 의해 냉각된 가스를 상기 연결 덕트(122)를 통해 가스 세정부(130)로 공급하기 위한 송풍기(123)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 여과 집진 세정 설비.
  6. 제5항에 있어서, 상기 가스 세정부(130)는,
    상기 가스 냉각부(120)의 연결 덕트(122)를 통해 냉각된 낮은 온도의 가스를 유입하기 위한 가스 유입부(131);
    상기 가스 유입부(131)를 통해 유입되는 냉각된 낮은 온도의 가스를 응축 제거하기 위한 충전 필터부(132);
    상기 충전 필터부(132)로 응축 제거되는 냉각된 낮은 온도의 가스에 흡수액을 분사하는 스프레이 노즐(133);
    상기 스프레이 노즐(133)로부터 분사되는 흡수액을 공급하기 위한 순환 펌프(134); 및
    상기 충전 필터부(132)의 상부에 형성되어, 세정 흡수를 통해 정회된 가스를 외기로 배출하는 가스 배기부(135)를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는, 여과 집진 세정 설비.
  7. 제6항에 있어서, 상기 충전 필터부(132)는,
    상기 가스 세정부(130)의 내부에 2중의 단으로 형성되어 냉각된 낮은 온도의 가스 내의 오염물 제거 효율을 높이기 위한 폴링(132a)과, 2중의 단으로 형성되는 폴링(132a) 중 상위에 배치되는 폴링(132a)의 상부에 배치되어 기류 중의 액적을 응축 제거하는 데미스터(132b)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는, 여과 집진 세정 설비.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스프레이 노즐(133)은,
    상기 충전 필터부(132)의 2중의 단으로 형성되는 폴링(132a)에 각각 형성되는 복수로 구성되는 것을 특징으로 하는, 여과 집진 세정 설비.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102583387B1 (ko) * 2023-05-18 2023-09-26 김진호 친환경 소재를 이용한 습식 스크러버 충전물 세정방법

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