WO2016208980A1 - 폐가스 성상에 따라 처리에 적합하도록 복수기능의 기액접촉수단으로 조합된 폐가스 처리 스크러버 - Google Patents

폐가스 성상에 따라 처리에 적합하도록 복수기능의 기액접촉수단으로 조합된 폐가스 처리 스크러버 Download PDF

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contact means
liquid contact
liquid
waste gas
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서익환
박대연
박승철
김지영
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주식회사 효진아이디에스
삼성엔지니어링 주식회사
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D47/00—Separating dispersed particles from gases, air or vapours by liquid as separating agent
    • B01D47/06—Spray cleaning
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere

Definitions

  • the exhaust gas (waste gas) discharged from a process of forming or etching a thin film on a wafer of a semiconductor manufacturing process includes acidic gases such as hydrogen fluoride, sulfur oxides, nitrogen oxides, hydrogen sulfide and sulfurous acid gas, and alkaline gases such as ammonia. Since these components are not only harmful to human body but also cause environmental pollution, the exhaust gas emitted from the semiconductor manufacturing process should be discharged to the atmosphere after purification.
  • the cleaning solution is sprayed on the exhaust gas (waste gas), which is a wet method, to contact gas-liquid contact.
  • the scrubber method to be used is widely known, and in the related art, for example, in the case of installing a gas flow path device, a gas-liquid reaction device, and a dehumidification device in a housing in Korean Patent Publication No. 10-0816822, the gas flow path device is used.
  • a multi scrubber for simultaneously treating a complex pollutant characterized in that No. 10-1020258 includes a waste gas inlet formed on one side and a waste gas outlet formed on the other side, and a housing formed in a box shape and an acid gas introduced into one side of the housing and introduced into the housing.
  • It is formed to include a first injection unit for removing the acid gas by injecting water to the waste gas to be included and a discharge dust collector for collecting the acid mist introduced from the first injection unit by the corona discharge formed inside the other side of the housing
  • An acidic waste gas treatment system is disclosed.
  • the gas-liquid contact device used for the scrubber plate-shaped body 10 made of a predetermined shape in the Korean Patent Publication No. 10-1320638; It is composed of a bent portion 20 having a certain curvature by folding the center of the plate 10, the plate 10 is a polyolefin such as polyethylene, polypropylene, vinylidene chloride, polyester, nylon And organic fibers such as aramid and carbon fiber, inorganic fibers, and metal fibers, and the grid 10 has a grid 12 having a predetermined shape therein, and the grid 12 2 to 10 mm in width and 2 to 10 mm in length, and the bent portion 20 discloses a porous filter and a gas-liquid contact device using the same, wherein the cross-sectional shape is formed in a U shape or a V shape.
  • the plate 10 is a polyolefin such as polyethylene, polypropylene, vinylidene chloride, polyester, nylon And organic fibers such as aramid and carbon fiber, inorganic fibers, and metal fibers
  • the prior art has a problem in the separation and removal efficiency of the waste gas according to the type of waste gas because it is a technology for uniformly separating and removing waste gas by the gas-liquid contact regardless of the type of the waste gas, that is, component, concentration.
  • the present invention differs in function according to the types and concentrations of toxic gas components such as hydrogen fluoride, sulfur oxides, nitrogen oxides, hydrogen sulfide, ammonia sulfite and the like in the exhaust gases emitted from the semiconductor manufacturing process.
  • the present invention has been confirmed by improving the exhaust gas removal efficiency by applying a plurality of unit gas-liquid contact means in combination.
  • An object of the present invention is to provide a scrubber for removing toxic waste gas.
  • the gas is exhausted by a multi-layer gas-liquid contact means combination of a plurality of unit gas-liquid contact means having different gas-liquid contact functions so as to be suitable for treatment according to the properties of the waste gas. It aims at providing the scrubber which processes a gas.
  • the present invention relates to a multi-layer gas-liquid contact means combination of a plurality of unit gas-liquid contact means having different gas-liquid contact functions so as to be suitable for the treatment according to the concentration of the acidic exhaust gas discharged from the semiconductor manufacturing process. It aims at providing the scrubber to process.
  • Exhaust gas, HF, HCl, Cl 2 Toxic waste gases which are acidic exhaust gases containing and the like, alkaline exhaust gases containing NH 3 , and combustible exhaust gases containing SiF 4 , HF and the like, are discharged, and the perfluorocarbon (PFC) exhaust gases, acidic exhaust gases, Alkaline exhaust gas and combustible exhaust gas are not only discharged depending on the conditions of the semiconductor manufacturing process, operating hours, and products, but also emitted at high concentrations (50 to 500 ppm) to low concentrations (less than 50 ppm).
  • PFC perfluorocarbon
  • the present invention is a waste gas treatment scrubber that combines two or more gas-liquid contact means units having different functions of gas-liquid contact by geometrical differences in order to optimize the treatment according to the type and concentration of the waste gas (G) to improve treatment efficiency. Is done.
  • the waste gas treatment scrubber combined with a multi-functional gas-liquid contact means to fit the characteristics of the waste gas is provided with an exhaust pipe (1a) for discharging the purification gas upwards, the inside In the upper part of the cleaning liquid injection nozzle (1b) is installed, the middle part of the gas-liquid contact means combination (MS), the lower part of the scrubber (1), the waste liquid storage tank (1c) is installed, and the waste liquid storage tank (1c) of In the scrubber comprising a waste gas inlet pipe (2) connected to one side and a cleaning liquid supply pipe (3) connected to the cleaning liquid injection nozzle (1b) installed on the inside of the scrubber (1), the gas-liquid contact means combination (MS) Is HF, HCl, Cl 2 as waste gas (G) Multi-layer combining two or more gas-liquid contact means units selected from a plurality of gas-liquid contact means units M1 to gas-liquid contact means units M5 having different geometries so as to be suitable for treatment according to a
  • the present invention provides a plurality of gas-liquid contact means units combined with the gas-liquid contact means assembly (MS) according to the present invention in order to optimize the treatment according to the concentration of the waste gas (G), that is, the acidic exhaust gas, and to increase the treatment efficiency ( M1) to gas-liquid contact means units M5 have different geometrical structures, and the functions of gas-liquid contacting appear differently due to the geometrical differences.
  • G concentration of the waste gas
  • M1 treatment efficiency
  • the gas-liquid contact means unit (M1) is a structure of a filter structure in which a network sheet having a predetermined thickness intertwined in two layers is arranged in a zigzag manner between a plurality of vertical partition walls, and induces foaming to contaminate particles contained in waste gas by bubbles.
  • (B) having a function of filtering and absorbing particulate matter, mist, etc. generated when the substance and the gas-liquid contact.
  • Gas-liquid contact means unit (M2) is a reticular structure formed in a quadrangular concave opposite the square pyramid groove, has the function of coarsening droplets (c).
  • Gas-liquid contact means unit (M3) is a structure in which the porous plate-like body is arranged in a zigzag, and has inertial collision and turbulence generating function, (d).
  • the gas-liquid contact means unit M4 is a structure of a filter structure in which a network sheet is arranged in a zigzag manner between a plurality of vertical bulkheads, and has a function of absorbing gas into the liquid by repeatedly breaking and generating a water film generated from a descending washing liquid. (E).
  • Gas-liquid contact means unit (M5) is a bar-shaped circular rods are arranged in a plurality of layers while being arranged in parallel with a plurality of intervals, the interval and the circular rods are alternately arranged between the layers, depending on the flow rate of the gas The coarsening is repeated to promote the absorption of gas.
  • the scrubber 1 according to the present invention is a waste gas (G), that is, HF, HCl, Cl 2
  • G waste gas
  • the gas-liquid contact means according to the present invention by combining two or more from the gas-liquid contact means unit (M1) to the gas-liquid contact means unit (M5) according to the concentration of the acidic exhaust gas, that is, a high concentration of 50 to 500 ppm and a low concentration of less than 50 ppm. Combination MS is achieved.
  • Dispersion (S1) having an even distribution function of the cleaning solution is formed in a quadrangular through-hole is formed in four directions continuously by the partition wall, the four rectangular through-holes adjacent to the distribution structure in the center, the equal distribution of the cleaning solution Dispersion (S2) having a function is made of a structure in which the rectangular through-holes are arranged continuously in all directions by the partition wall.
  • the waste gas treatment scrubber combined with a multi-functional gas-liquid contact means to be suitably treated according to the characteristics of the waste gas according to the present invention is suitable for treatment according to the concentration of toxic waste gas (G) that is discharged from the semiconductor manufacturing process.
  • G toxic waste gas
  • 3 to 9 is a view schematically showing the gas-liquid contact means unit and the dispersion in the present invention
  • FIG. 1 and 2 are front and rear views schematically showing a scrubber for treating a high concentration of waste gas G containing 50 to 500 ppm of acidic exhaust gas in one embodiment according to the present invention. Reference will be made to the scrubber according to the present invention.
  • the gas-liquid contact means combination is a dispersion (S1) having an even distribution function of the cleaning liquid sequentially from the top, induces the generation of bubbles, particulate matter contained in the waste gas by the foam and particles generated when the gas-liquid contact , Gas-liquid contact means unit (M1) having a function of filtering and absorbing mist and the like, gas-liquid contact means unit (M2) having a function of coarsening droplets, and gas-liquid contact means unit (M3) having an inertial collision and turbulence generation function And dispersion (S2) having an even distribution function of the washing liquid.
  • S1 gas-liquid contact means unit having a function of filtering and absorbing mist and the like
  • gas-liquid contact means unit (M2) having a function of coarsening droplets
  • gas-liquid contact means unit (M3) having an inertial collision and turbulence generation function
  • dispersion (S2) having an even distribution function of the washing liquid.
  • the cleaning liquid supply pipe (3) is connected to the cleaning liquid injection nozzle (1b) to one side of the upper portion of the scrubber (1), the waste liquid storage tank (1c) installed at the lower end is introduced into the waste gas inlet pump (P 1 )
  • the waste gas inlet pipe 2 is connected, and on the other side, a waste liquid discharge pipe 1d is installed, and the cleaning liquid supply pipe 3 is equipped with a cleaning liquid supply pump P 2 for introducing the cleaning liquid from the cleaning liquid storage tank 3a.
  • the waste gas (G) is introduced into the waste liquid of the waste liquid storage tank (1c) through the waste gas inflow pipe (2) by the waste gas inflow pump (P 1 ), and the washing liquid from the washing liquid storage tank (3a) is supplied with the washing liquid supply pump (P 2).
  • the cleaning liquid is lowered while being injected into the scrubber 1 while being supplied to the cleaning liquid injection nozzle 1b installed inside the scrubber 1 through the cleaning liquid supply pipe 3.
  • waste gas introduced into the waste liquid of the waste liquid storage tank 1c is pretreated by the waste liquid of the waste liquid storage tank 1c, and the gas-liquid contact means combination (MS) combined to be optimized for the treatment of the waste gas G which is a high concentration of acidic exhaust gas (MS).
  • Waste gas is purified and discharged to the outside through the exhaust pipe (1a) installed on the top of the scrubber (1) as the washing liquid and the gas-liquid contact is made falling while passing through.
  • the sprayed and descending washing liquid is first lowered while being dispersed more widely by the dispersion (S1) having an equal distribution function of the washing liquid, and the rising waste gas also firstly has a dispersion having an equal distribution function of the washing liquid. It is evenly distributed and risen by (S2). Ascending gas and descending washing liquid generate bubbles, inertia collision, and turbulence by gas-liquid contact means units M1 and M3, and coarsening of droplets is caused by a square pyramid groove of gas-liquid contact means units M2. As a result, gas-liquid absorption is promoted, so that a high concentration of acidic exhaust gas is processed more efficiently.
  • the gas-liquid contact means unit body M2 having a function of coarsening droplets has a structure in which a network 6 formed in quadrangular pyramid-shaped grooves 6a is formed in a continuous direction opposite to each other inside the frame F.
  • the waste gas to be treated (G) is a low concentration exhaust gas containing an acidic exhaust gas of less than 50 ppm
  • the gas-liquid contacting means assembly (MS) has a dispersion (S1) having an equal distribution function of the cleaning liquid sequentially from above, and descending
  • the gas-liquid contact means unit M4 having a function of absorbing gas into the liquid by repeating the destruction and formation of the water film generated from the cleaning liquid, the gas-liquid contact means unit M2 having the function of coarsening the droplets, and the flow rate of the gas.
  • the above embodiment is carried out except that the gas-liquid contact means unit M5 having a function of promoting reabsorption and coarsening to promote gas absorption and a dispersion S2 having an equal distribution function of the cleaning liquid are stacked.
  • the waste gas was treated by the same scrubber 1 as 1>.
  • the gas-liquid contact means unit (M1) to the gas-liquid contact means unit (M5) is preferably manufactured in the same standard to be integrally assembled, the material of each gas-liquid contact means unit is preferably a synthetic resin material.
  • the scrubber of the present invention described above has the advantage that it can be easily replaced by a combination of gas-liquid contact means suitable for treatment with respect to the change and concentration of the waste gas, thereby achieving the effect of improving the gas treatment efficiency of the scrubber and at the same time changing the scrubber Due to the advantage that the required cost is also reduced, the industrial availability is very high.

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Abstract

본 발명은 반도체 제조공정에서 배출하는 산성 배기가스의 성상 및 농도에 따라 그 처리에 적합하도록 기액접촉 기능이 상이한 단위 기액접촉수단을 복수개 조합한 다층의 기액접촉수단 조합체에 의해 배기가스를 처리하는 스크러버에 관한 것이다. 상기 스크러버는 세정액과 산성 배기가스를 접촉시켜 배기가스를 흡수 정화하는 습식 스크러버에 있어서, 스크러버 내부에 설치되는 기액접촉수단이 기액접촉 기능이 상이한 기액접촉수단 단위체를 복수개 조합한 다층구조로 이루어진다.

Description

폐가스 성상에 따라 처리에 적합하도록 복수기능의 기액접촉수단으로 조합된 폐가스 처리 스크러버
본 발명은 폐가스를 처리하는 스크러버에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 반도체 제조공정에서 배출하는 유독성 배기가스의 성상에 따라 처리에 적합하도록 복수기능의 기액 접촉수단으로 조합한 폐가스 처리 스크러버에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체 제조공정의 웨이퍼 상에 박막을 형성 또는 식각 등의 공정으로부터 배출되는 배기가스(폐가스)에는 불화수소, 황산화물, 질소산화물, 황화수소, 아황산가스 등의 산성가스 및 암모니아 등의 알칼리성 가스들을 포함하고 있으므로 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경오염을 유발시키기 때문에 반도체 제조공정에서 배출되는 배기가스는 정화시킨 후에 대기 중에 배출하여야 한다.
상기 반도체 제조 공정에서 배출되는 불화수소, 황산화물, 질소산화물, 황화수소, 아황산가스 암모나아 등과 같은 유독성 가스성분을 제거하기 위한 방법으로 습식 방법인 배기가스(폐가스)에 세정용액을 분무하여 기액접촉을 이용하는 스크러버 방식이 널리 알려져 있으며, 이와 관련된 선행기술로 예를 들면, 국내 등록특허공보 제10-0816822호에 하우징에 가스유로장치와 기액반응장치 및 제습장치를 설치하여서 된 것에 있어서, 가스유로장치를 굴곡 유로판(21)과 사선 유로판(22)으로 구성시키고, 기액반응장치를 충전재층을 가진 반응기(31)와 분사장치로 형성시키되 분사장치를 기액반응장치의 상부와 입측에 설치하여 구성시켜서 된 것을 특징으로 하는 복합오염물질을 동시에 처리하는 멀티스크러버를 개시하고 있으며, 국내 등록특허공보 등록번호 제10-1020258호에는 일측에 형성되는 폐가스 유입구와, 타측에 형성되는 폐가스 유출구를 포함하며, 내부가 박스 형상으로 형성되는 하우징과 상기 하우징의 일측 내부에 형성되어 하우징의 내부로 유입되는 산성가스를 포함하는 폐가스에 물을 분사하여 산성 가스를 제거하는 제1분사부 및 상기 하우징의 타측 내부에 형성되어 코로나 방전에 의하여 상기 제1분사부로부터 유입되는 산미스트를 집진하는 방전 집진부를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 산성 폐가스 처리 시스템을 개시하고 있다.
또 스크러버에 이용되는 기액접촉장치와 관련하여 국내 등록특허공보 등록번호 제10-1320638호에 소정의 형상으로 이루어진 판상체(10)와; 상기 판상체(10)의 가운데를 접어서 일정한 곡률을 갖는 절곡부(20)로 구성되고, 상기 판상체(10)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀(polyolefin)이나, 염화비닐리덴, 폴리에스테르, 나일론, 아라미드, 탄소섬유 등의 유기섬유나, 무기섬유, 금속섬유로 구성되며, 상기 판상체(10)에는 내부에 소정의 형상으로 이루어진 격자망(12)이 형성되며, 상기 격자망(12)은 가로 2∼10㎜, 세로 2∼10㎜로 형성되며, 상기 절곡부(20)는 단면형상이 U형 또는 V형으로 형성됨을 특징으로 하는 다공성 필터 및 이를 이용한 기액접촉장치를 개시하고 있다.
상기 선행기술들은 폐가스의 유형 즉 성분, 농도와 상관없이 일률적으로 기액접촉체에 의해 폐가스를 분리 제거하는 기술이므로 폐가스의 유형에 따라 폐가스의 분리 제거효율에 문제점을 지니고 있다.
본 발명은 폐가스의 유형 특히, 반도체 제조공정에서 배출되는 배기가스 중에 불화수소, 황산화물, 질소산화물, 황화수소, 아황산가스 암모니아 등과 같은 유독성 가스성분의 종류 및 농도에 따라 그 처리에 적합하게 기능이 상이한 단위 기액접촉수단을 복수개 조합하여 다층으로 적용함으로써 배기가스 제거효율을 향상시키는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 유독성 폐가스를 제거하는 스크러버의 제공을 목적으로 하며, 구체적으로는 폐가스의 성상에 따라 처리에 적합하도록 기액접촉 기능이 상이한 단위 기액접촉수단을 복수개 조합한 다층의 기액접촉수단 조합체에 의해 배기가스를 처리하는 스크러버의 제공을 목적으로 하는 것이다.
보다 구체적으로는, 본 발명은 반도체 제조공정에서 배출하는 산성 배기가스의 농도에 따라 그 처리에 적합하도록 기액접촉 기능이 상이한 단위 기액접촉수단을 복수개 조합한 다층의 기액접촉수단 조합체에 의해 배기가스를 처리하는 스크러버의 제공을 목적으로 하는 것이다.
일반적으로 반도체 제조공정에서는 NF3, CF4, C2F6, C3F8, F2, OF2, SiO2, SiF4, NH3, HF 등을 함유하는 과불화탄소(PFC: Per-Fluorocompounds) 배기가스, HF, HCl, Cl2 등을 함유하는 산성 배기가스, NH3 등을 함유하는 알칼리성 배기가스 및 SiF4, HF 등을 함유하는 가연 배기가스인 유독성 폐가스가 배출되고 있으며, 상기 과불화탄소(PFC) 배기가스, 산성 배기가스, 알칼리성 배기가스, 가연 배기가스는 반도체 제조공정의 조건, 가동시간, 생산제품에 따라 유형을 달리하여 배출되고 있을 뿐 아니라 고농도(50~500ppm) 내지 저농도(50ppm 미만)로 배출되고 있다.
본 발명은 상기 폐가스(G)의 유형과 농도에 따라 그 처리를 최적화하여 처리효율을 향상시키기 위하여 기하학적 구조의 상이성에 의해 기액접촉의 기능이 상이한 기액접촉수단 단위체를 2이상 조합한 폐가스 처리 스크러버로 이루어진다.
구체적으로는 본 발명의 목적을 달성하기 위한 해결수단으로서, 폐가스의 성상에 적합하도록 복수기능의 기액접촉수단으로 조합한 폐가스 처리 스크러버는 상측으로 정화가스가 배출되는 배기관(1a)이 설치되며, 내부에는 상부에 세정액 분사노즐(1b)이 설치되고, 중간부에 기액접촉수단 조합체(MS)가 장착되며, 하부에 폐액저장조(1c)가 설치되는 스크러버(1)와, 상기 폐액저장조(1c)의 일측에 연결되는 폐가스 유입관(2) 및 스크러버(1)의 내부의 상부에 설치된 세정액 분사노즐(1b)에 연결되는 세정액 공급관(3)을 포함하는 스크러버에 있어서, 상기 기액접촉수단 조합체(MS)는 유입되는 폐가스(G)인 HF, HCl, Cl2 등이 함유된 산성 배기가스의 농도 변화에 따라 처리에 적합하도록 기하학적 구조가 상이한 복수개의 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 기액접촉수단 단위체(M5)로부터 선택되는 2이상의 기액접촉수단 단위체를 조합한 다층구조로 이루어진다.
본 발명은 상기한 폐가스(G) 즉 산성 배기가스의 농도에 따라 그 처리를 최적화하고, 처리효율을 높이기 위하여 본 발명에 따른 상기 기액접촉수단 조합체(MS)에 조합되는 복수개의 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 기액접촉수단 단위체(M5)들은 상호 기하학적 구조를 달리하고 있으며, 기하학적 구조의 상이성에 의해 기액접촉의 기능이 상이하게 나타난다.
상기 본 발명에 따른 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 기액접촉수단 단위체(M5)의 기능 및 구조를 구체적으로 설명하면, (a). 기액접촉수단 단위체(M1)는 2겹으로 엮어진 일정두께의 망상시트가 다수의 수직하는 격벽사이로 지그재그식으로 배치된 필터구조체의 구조이며, 거품발생을 유도하여 거품에 의해 폐가스에 함유된 오염입자물질 및 기액 접촉시 발생하는 입자물질, 미스트 등을 여과 및 흡수하는 기능을 가지며, (b). 기액접촉수단 단위체(M2)는 사각뿔 형상의 요홈이 상반되게 사방연속으로 형성된 망상체 구조이며, 액적을 조대화하는 기능을 가지며, (c). 기액접촉수단 단위체(M3)은 다공성 판상체가 지그재그로 배치된 구조이며, 관성충돌과 난류발생기능을 가지며, (d). 기액접촉수단 단위체(M4)는 망상시트가 다수의 수직하는 격벽사이로 지그재그식으로 배치된 필터구조체의 구조이며, 하강하는 세정액으로부터 생성되는 수막의 파괴와 생성을 반복하여 기체를 액체에 흡수하는 기능을 가지며, (e). 기액접촉수단 단위체(M5)는 막대형상의 원형봉이 간격을 두고 다수개 평행되게 배치되면서 다수의 층으로 설치되고, 층간에는 간격과 원형봉이 교대로 배치된 구조이며, 기체의 유속에 따라 재비산과 조대화가 반복되어 기체의 흡수를 촉진시키는 기능을 가진다.
그리고 본 발명에 따른 스크러버(1)는 폐가스(G) 즉 HF, HCl, Cl2 등이 함유된 산성 배기가스의 농도 즉 50 ~ 500ppm의 고농도 내지 50ppm 미만의 저농도에 따라 상기 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 기액접촉수단 단위체(M5)로부터 2이상의 조합함으로써 본 발명에 따른 기액접촉수단 조합체(MS)가 이루어진다.
또 본 발명에 따른 기액접촉수단 조합체(MS)는 상기 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 기액접촉수단 단위체(M5)로부터 선택되는 2이상의 기액접촉수단 단위체가 조합될 때, 본 발명에 따른 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S1) 및 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S2)가 기액접촉수단 조합체(MS)의 최상단 및 최하단에 각각 장착된다.
상기 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S1)은 격벽에 의해 4각형 통공이 사방연속으로 형성되며, 인접하는 4개의 사각형 통공이 중앙에서 유통되는 구조로 이루어지며, 상기 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S2)는 격벽에 의해 사각형 통공이 사방연속으로 배열된 구조로 이루어진다.
상기한 본 발명에 따른 폐가스의 성상에 따라 처리가 적합하도록 복수기능의 기액접촉수단으로 조합한 폐가스 처리 스크러버는 반도체 제조공정에서 배출되는 유독성 폐가스(G) 즉 산성 배기가스의 농도에 따라 처리에 적합하도록 최적화된 기액접촉수단 조합체를 적용함으로써 스크러버의 가스처리 효율을 향상시키는 작용효과를 나타낸다.
또한 본 발명은 폐가스의 농도변화에 대하여 처리에 적합한 기액접촉수단 조합체로 간편하게 대처할 수 있는 장점이 있으므로 스크러버의 변경에 따른 소요경비도 감소되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 스크러버를 개략적으로 나타내는 정면도
도 2는 본 발명에 따른 일 실시예의 스크러버를 개략적으로 나타내는 배면도
도 3 내지 도 9는 본 발명에 기액접촉수단 단위체 및 분산체를 개략적으로 나타내는 도면
이하에서는 본 발명을 첨부한 도면에 의해 구체적으로 설명하기로 하겠으나, 본 발명은 하기의 설명에 의하여 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 일 실시예로 산성 배기가스를 50 ~ 500ppm 함유하는 고농도의 폐가스(G)를 처리하기 위한 스크러버를 개략적으로 나타내는 정면도 및 배면도로써, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 스크러버를 설명한다.
본 발명의 스크러버(1)는 그 상단에 정화가스가 배출되는 배기관(1a)과 하단에 폐액저장조(1c)가 설치되고, 스크러버(1)의 내측으로 상부에 세정액 분사노즐(1b)이 설치되고, 폐액저장조(1c)의 상측에는 유입되는 고농도의 산성 배기가스인 폐가스(G)의 처리에 최적화되도록 조합된 기액접촉수단 조합체(MS)가 장착된다.
상기 기액접촉수단 조합체(MS)는 위에서부터 순차적으로 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S1), 거품발생을 유도하여 거품에 의해 폐가스에 함유된 오염입자물질 및 기액 접촉시 발생하는 입자물질, 미스트 등을 여과 및 흡수하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M1), 액적을 조대화하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M2), 관성충돌과 난류발생기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M3) 및 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S2)가 적층되어 있다.
또 상기 스크러버(1)의 상부에는 일 측으로 세정액 분사노즐(1b)에 세정액 공급관(3)이 연결되고, 그 하단에 설치된 폐액저장조(1c)에는 일 측으로 폐가스 유입펌프(P1)에 의해 유입되는 폐가스 유입관(2)이 접속되고, 타 측에는 폐액배출관(1d)이 설치되어 있으며, 상기 세정액 공급관(3)에는 세정액 저장조(3a)로부터 세정액을 유입시키기 위한 세정액 공급펌프(P2)가 장착되어 있다.
상기 도 1 및 도 2를 참조하여, 상기한 본 발명에 따른 복수기능의 기액접촉수단(MS)을 이용하여 산성 배기가스를 50 ~ 500ppm 함유하는 고농도의 폐가스를 처리과정을 설명하면,
폐가스(G)를 폐가스 유입펌프(P1)에 의해 폐가스 유입관(2)을 통하여 폐액저장조(1c)의 폐액 내부로 유입시키고, 이와 함께 세정액 저장조(3a)로부터 세정액이 세정액 공급펌프(P2)에 의해 세정액 공급관(3)을 통하여 스크러버(1) 내부에 설치된 세정액 분사노즐(1b)에 공급되면서 세정액이 스크러버(1) 내부에 분사되면서 하강한다.
상기 폐액저장조(1c)의 폐액 내부로 유입된 폐가스는 폐액저장조(1c)의 폐액에 의해 예비처리되고, 고농도의 산성 배기가스인 폐가스(G)의 처리에 최적화되도록 조합된 기액접촉수단 조합체(MS)를 통과하면서 하강하는 세정액과 기액접촉이 이루어지면서 폐가스는 정화되어 스크러버(1) 상단에 설치된 배기관(1a)을 통하여 외부로 배출된다.
상기 폐가스가 복수기능의 기액접촉수단(MS)을 통과하면서 하강하는 세정액과 기액접촉이 이루어지는 과정을 보다 구체적으로 설명하면,
상기 분사되어 하강하는 세정액은 1차적으로 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S1)에 의해 보다 더 넓게 분산되면서 하강하고, 상승하는 폐가스 역시 1차적으로 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S2)에 의해 균등하게 분배되어 상승하게 된다. 상승하는 기체와 하강하는 세정액은 기액접촉수단 단위체(M1) 및 (M3)에 의해 거품발생, 관성충돌 및 난류가 발생되고, 기액접촉수단 단위체(M2)의 사각뿔 형상의 요홈에 의해 액적이 조대화되면서 기액 흡수가 촉진되면서 고농도의 산성 배기가스가 보다 효율적으로 처리된다.
<기액접촉단위체 및 분산체의 구체적 예>
그리고 3 도 내지 9도를 참조하여 본 발명에 따른 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 (M5)와 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S1) 및 (S2)를 아래에서 구체적으로 설명하면, (a). 거품발생을 유도하여 거품에 의해 폐가스에 함유된 오염입자물질 및 기액 접촉시 발생하는 입자물질, 미스트 등을 여과 및 흡수하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M1)는 프레임(F) 내부에 2겹으로 엮어진 일정두께의 망상시트(4)가 일정간격으로 배치된 대략‘Π’형상의 수직하는 격벽(5)들 사이로 지그재그식으로 통과하면서 배치된 필터구조체의 구조로 이루어져 있다.
(b). 액적을 조대화하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M2)는 프레임(F) 내부에 사각뿔 형상의 요홈(6a)들이 서로 상반되게 사방연속으로 형성된 망상체(6)가 설치된 구조로 이루어져 있다.
(c). 관성충돌과 난류발생기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M3)은 다수개의 다공성 판상체(7)가 프레임(F) 내부에 지그재그로 설치된 구조로 이루어지며, (d). 하강하는 세정액으로부터 생성되는 수막의 파괴와 생성을 반복하여 기체를 액체에 흡수하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M4)는 프레임(F) 내부에 망상시트(8)가 일정간격으로 배치된 대략‘Π’형상의 수직하는 격벽(5)들 사이로 지그재그식으로 통과하면서 배치된 구조로 이루어져 있다.
(e). 기체의 유속에 따라 재비산과 조대화가 반복되어 기체의 흡수를 촉진시키는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M5)는 프레임(F) 내부에 막대형상의 원형봉(9)이 일정간격을 두고 다수개 평행되게 배치되면서 다수의 층으로 설치되고, 층과 층간에는 간격과 원형봉(9)이 교대로 배치된 구조로 이루어져 있다.
그리고 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S1)은 프레임(F) 내에 격벽으로 이루어진 사각형 통공(Ha)이 사방연속으로 형성되고, 인접하는 4개의 사각형 통공(Ha)이 중앙에서 유통되는 구조이며, 분산체(S2)는 프레임(F) 내에 격벽으로 이루어진 사각형 통공(Hb)이 사방연속으로 배열된 구조로 이루어진다.
<실시예 2>
처리되는 폐가스(G)가 산성 배기가스를 50ppm 미만으로 함유된 저농도의 배기가스이고, 기액접촉수단 조합체(MS)가 위에서부터 순차적으로 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S1), 하강하는 세정액으로부터 생성되는 수막의 파괴와 생성을 반복하여 기체를 액체에 흡수하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M4), 액적을 조대화하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M2), 기체의 유속에 따라 재비산과 조대화가 반복되어 기체의 흡수를 촉진시키는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M5) 및 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S2)가 적층되어 있는 것을 제외하고는 상기 <실시예 1>과 동일한 스크러버(1)에 의해 폐가스를 처리하였다.
상기한 기액접촉수단 단위체(M1) 내지 기액접촉수단 단위체(M5)은 일체로 조립되기 위하여 동일한 규격으로 제작되는 것이 바람직하며, 각각의 기액접촉수단 단위체의 재질은 합성수지 재질이 바람직하다.
또 상기 각각의 기액접촉수단 단위체의 규격의 크기 및 높이는 스크러버(1)에서 폐가스 처리용량에 따라 정하여지므로 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야의 숙련가이면 폐가스 처리용량에 따라 어려움 없이 제작할 수가 있다고 하겠다.
상기에서 설명한 본 발명에 따른 복수기능의 기액접촉수단을 이용한 폐가스 처리 스크러버는 반도체 제조공정에서 배출되는 유독성 폐가스(G) 즉 산성 배기가스의 농도에 따라 처리에 적합하도록 최적화된 기액접촉수단 조합체를 적용함으로써 스크러버의 가스처리 효율을 향상시키는 작용효과를 나타내며, 폐가스의 성상변화에 대하여 처리에 적합한 기액접촉수단 조합체로 간편하게 대처할 수 있는 장점이 있다.
상기한 본 발명의 스크러버는 폐가스의 성상변화 및 농도에 대하여 처리에 적합한 기액접촉수단 조합체로 간편하게 교체하여 대처할 수 있는 장점이 있으므로 스크러버의 가스처리 효율을 향상시키는 작용효과를 달성함과 동시에 스크러버의 변경에 따른 소요경비도 감소되는 장점이 있어 산업상 이용가능이 매우 높다.

Claims (3)

  1. 상측으로 정화가스가 배출되는 배기관(1a)이 설치되며, 내부에는 상부에 세정액 분사노즐(1b)이 설치되고, 분사노즐(1b)의 하측으로 거품발생을 유도하여 거품에 의해 폐가스에 함유된 오염입자물질 및 기액 접촉시 발생하는 입자물질, 미스트를 여과 및 흡수하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M1), 액적을 조대화하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M2), 관성충돌과 난류발생기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M3), 하강하는 세정액으로부터 생성되는 수막의 파괴와 생성을 반복하여 기체를 액체에 흡수하는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M4) 및 기체의 유속에 따라 재비산과 조대화가 반복되어 기체의 흡수를 촉진시키는 기능을 갖는 기액접촉수단 단위체(M5)로부터 선택되는 2이상의 기액접촉수단 단위체를 조합하여, 유입되는 반도체 제조공정에서 배출되는 산성 배기가스인 폐가스(G)의 농도 변화에 따라 처리에 적합하도록 다층구조로 이루어진 기액접촉수단 조합체(MS)가 장착되고, 또 상기 기액접촉수단 조합체(MS)의 최상단 및 최하단에는 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S1) 및 세정액의 균등한 분배기능을 갖는 분산체(S2)가 각각 장착되며, 하부에 폐액저장조(1c)가 설치되는 스크러버(1)와, 상기 폐액저장조(1c)의 일측에 연결되는 폐가스 유입관(2) 및 스크러버(1)의 내부의 상부에 설치된 세정액 분사노즐(1b)에 연결되는 세정액 공급관(3)을 포함하는 상기 폐가스(G)를 처리하는 스크러버(1)에 있어서,
    상기 기액접촉수단 단위체(M1)는 프레임(F) 내부에 2겹으로 엮어진 일정두께의 망상시트(4)가 일정간격으로 배치된 ‘Π’형상의 수직하는 격벽(5)들 사이로 지그재그식으로 통과하면서 배치된 필터구조체 구조이고, 상기 기액접촉수단 단위체(M2)는 프레임(F) 내부에 사각뿔 형상의 요홈(6a)들이 서로 상반되게 사방연속으로 형성된 망상체(6)가 설치된 구조이고, 상기 기액접촉수단 단위체(M3)는 다수개의 다공성 판상체(7)가 프레임(F) 내부에 지그재그로 설치된 구조이고, 상기 기액접촉수단 단위체(M4)는 프레임(F) 내부에 망상시트(8)가 일정간격으로 배치된 ‘Π’형상의 수직하는 격벽(5)들 사이로 지그재그식으로 통과하면서 배치된 구조이고, 상기 기액접촉수단 단위체(M5)는 프레임(F) 내부에 막대형상의 원형봉(9)이 일정간격을 두고 다수개 평행되게 배치되면서 다수의 층으로 설치되고, 층과 층간에는 간격과 원형봉(9)이 교대로 배치된 구조이고,
    또 상기 분산체(S1)은 프레임(F) 내에 격벽으로 이루어진 사각형 통공(Ha)이 사방연속으로 형성되고, 인접하는 4개의 사각형 통공(Ha)이 중앙에서 유통되는 구조이며, 상기 분산체(S2)는 프레임(F) 내에 격벽으로 이루어진 사각형 통공(Hb)이 사방연속으로 배열된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 폐가스 성상에 따라 처리에 적합하도록 복수기능의 기액접촉수단으로 조합된 폐가스 처리 스크러버.
  2. 청구항 1에 있어서, 폐가스(G)가 산성 배기가스를 50 ~ 500ppm 고농도로 함유하고, 기액접촉수단 조합체(MS)는 상기 분산체(S1), 상기 기액접촉수단 단위체(M1), 상기 기액접촉수단 단위체(M2), 상기 기액접촉수단 단위체(M3) 및 상기 분산체(S2)가 위로부터 순차 적층되는 것을 특징으로 하는 폐가스 성상에 따라 처리에 적합하도록 복수기능의 기액접촉수단으로 조합된 폐가스 처리 스크러버.
  3. 청구항 1에 있어서, 폐가스(G)가 산성 배기가스를 50ppm 미만의 저농도로 함유하고, 기액접촉수단 조합체(MS)는 상기 분산체(S1), 상기 기액접촉수단 단위체(M4), 상기 기액접촉수단 단위체(M2), 상기 기액접촉수단 단위체(M5) 및 상기 분산체(S2)가 위로부터 순차 적층되는 것을 특징으로 하는 폐가스 성상에 따라 처리에 적합하도록 복수기능의 기액접촉수단으로 조합된 폐가스 처리 스크러버.
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