KR101178918B1 - An apparatus for treatment of Fluorine compound and method of treating for Fluorine compound gas - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반응기 구조 내에서 저온 흡착제들과 PFCs 가스와의 접촉면적을 최대한 크게하기 위해 불소화합물 가스에 포함된 잔류 파우더 및 이물질을 제거하여 반응기 내 압력을 감소시키고 200℃ 내지 600℃의 비교적 낮은 온도에서 상기 불소화합물 가스를 정화하는 불소화합물 가스 처리장치 및 이를 이용한 처리방법이다.
본 발명은 상기 불소화합물 가스의 온도를 전체적으로 고르게 200℃ 내지 600℃로 유지시켜 흡착효율이 증대되고 친환경적으로 상기 불소화합물 가스를 정제할 수 있다.In order to maximize the contact area between low temperature adsorbents and PFCs gas in the reactor structure, the present invention removes residual powder and foreign substances contained in the fluorine compound gas to reduce the pressure in the reactor and relatively low temperature of 200 ° C to 600 ° C. In the fluorine compound gas treatment apparatus for purifying the fluorine compound gas and a treatment method using the same.
The present invention maintains the temperature of the fluorine compound gas evenly at 200 ° C to 600 ° C as a whole, so that the adsorption efficiency is increased and the fluorine compound gas can be purified in an environmentally friendly manner.
Description
본 발명은 불소화합물 가스의 저온 처리장치 및 이를 이용한 불소화합물 가스 처리방법에 대한 것으로, 특히 PFCs(Perfluorocarbon, 퍼플루오르 카본) 를 분해하여 친환경적으로 처리하기 위한 저온 흡착제를 이용한 불소화합물 가스 처리장치 및 이를 이용한 불소화합물 가스 처리방법에 대한 것이다. The present invention relates to a low temperature treatment apparatus for fluorine compound gas and a method for treating fluorine compound gas using the same, and in particular, a fluorine compound gas treating apparatus using a low temperature adsorbent for decomposing PFCs (Perfluorocarbon, perfluorocarbon) and environmentally friendly treatment. It relates to a fluorine compound gas treatment method used.
온난화 계수가 높은 불소화합물 가스의 배출량 감소를 위하여, 에칭 공정 등을 거친 후에 사용된 불소화합물 가스를 분해하여 처리하는 방법 및 장치가 제시되고 있다.
In order to reduce emissions of fluorine compound gas having a high warming coefficient, a method and apparatus for decomposing and treating used fluorine compound gas after an etching process and the like have been proposed.
예를 들어, 국제 공개특허 WO94/05399호에서는 연료와 함께 처리하는 연소분해법을 사용하는 장치가 제시되었으며, 일본 공개특허 평7-116466호에서는 실리카 또는 제올라이트 등의 반응제를 이용한 열분해법이 제시되어 있다. 또한, 일본 공개특허 평10-286434호에서는 알루미나 촉매 하의 촉매분해법이 제시되어 있다.
For example, International Patent Publication No. WO94 / 05399 discloses a device using a combustion cracking process with fuel, and Japanese Patent Laid-Open No. 7-116466 discloses a thermal decomposition method using a reagent such as silica or zeolite. have. In addition, JP-A-10-286434 discloses a catalytic decomposition method under an alumina catalyst.
다만, 상기 특허들에서 처리하는 가스로서 제시된 것은 탄소, 불소, 염소, 수소를 함유한 불소화합물이며, 특별히 PFCs 등의 가스에 대한 처리방법이 제시되지 아니하고 있다. PFCs 가스는 상기 분해법에 의하여 1차적으로 분해된 후에도 황(S)화합물 및 불소계 가스가 2차적으로 발생하여, 이에 대한 부차적 처리가 필요하며,
However, the gas to be treated in the above patents is a fluorine compound containing carbon, fluorine, chlorine, and hydrogen, and there is no method for treating gas such as PFCs. PFCs gas is secondary to the sulfur (S) compound and fluorine-based gas even after the first decomposition by the decomposition method, secondary treatment is required for this,
또한, PFCs가스는 사용 중에 아크방전 등에 의하여 그 일부가 분해되고, 또 분해된 일부가 수분과 반응하여 산성 가스가 발생하는 것으로 알려져 있으며, 이들의 부차적인 정제가스를 생성한다. 즉 PFCs 가스는 방전 내지는 아크 등에 의하여 고온 분해되어 HF, F2, SiF4, SOF2, SO2, H2SO3, SO2F2, SF4, SF2, S2F2 등의 산성가스와 금속 불화물을 생성한다.
In addition, PFCs gas is known to be partly decomposed by arc discharge or the like during use, and the partly decomposed part reacts with moisture to generate acidic gas, thereby producing a secondary purified gas thereof. That is, PFCs are decomposed at high temperatures by discharge or arc, and are acidic gases such as HF, F 2 , SiF 4 , SOF 2 , SO 2 , H 2 SO 3 , SO 2 F 2 , SF 4 , SF 2 , and S 2 F 2 . And produces metal fluorides.
PFCs 가스를 처리하기 위한 일반적인 방법으로서, LNG 등을 사용한 연소방식과 히터방식, 및 플라스마 방식이 적용되고 있으며, 이들 방식에 의할 경우, CF4의 경우 1,300℃ 이상의 고온에서 가스를 분해하기 때문에 과량의 에너지가 요구되고, 불소화합물의 분해로 인해 생성되는 부식성 가스로 인해 반응로의 반응로벽이 손상되는 문제점이 있는바, 2 차적으로 발생하는 불소류, 황화합물 등을 물로 처리하여야 하는 문제점이 있다.
As a general method for treating PFCs gas, a combustion method, a heater method, and a plasma method using LNG, etc., have been applied. When these methods are used, CF 4 decomposes the gas at a high temperature of 1,300 ° C. or higher. Energy is required, and there is a problem in that the reactor wall of the reactor is damaged due to the corrosive gas generated by decomposition of the fluorine compound. Therefore, there is a problem in that the secondary fluorine, sulfur compound, etc. have to be treated with water. .
도 4 는 종래 기술의 불소화합물 가스 처리장치의 단면도이다. 상기한 문제점을 해결하기 위해 출원번호 10-2008-73659 "불소화합물 가스의 저온 흡착처리제, 그를 이용한 불소화합물 가스 처리방법 및 불소화합물 가스 처리장치"가 발명되었으나,
4 is a cross-sectional view of a fluorine compound gas treating apparatus of the prior art. In order to solve the above problems, Patent Application No. 10-2008-73659 "Low temperature adsorption treatment agent of fluorine compound gas, fluorine compound gas treatment method and fluorine compound gas treatment device using the same" was invented,
상기 종래기술은 유입구(10)에서 유입된 불소화합물 가스를 가열하도록 외주면의 일부 또는 전부를 둘러싸는 히터(412)와, 내부 공간에 저온 흡착처리제(411b)가 충진되어 이루어진 제 1 차 흡착처리제 충진부(411)를 포함하여, 상기 불소화합물 가스가 상기 제 1 차 흡착처리제 충진부(411)를 통과하며 이루어진 제 1 차 반응기(41)와 상기 제1차 반응기(41)와 연통되고 제2차 흡착처리제(421b)가 충진되어 이루어진 제2차 흡착처리제 충진부(421)를 포함하는 제2차 반응기(42)와 상기 처리된 불소화합물 가스가 배출되는 배출구(50)를 포함하여 이루어진 불소화합물 가스 처리장치와 이를 이용한 불소화합물 처리방법을 제공한다.
The prior art is a
그러나 상기와 같이 유입된 불소화합물 가스를 가열하도록 외주면의 일부 또는 전부를 둘러싸는 히터를 채용하는 경우 유입된 불소화합물 가스의 중심부에는 충분히 열이 전달되지 않아 반응온도에 이르지 못한 중심부는 저온 흡착제와의 접촉에 불구하고 분해되지 않는 문제가 있었다. However, in the case of employing a heater that surrounds part or all of the outer circumferential surface to heat the introduced fluorine compound gas as described above, the central portion of the introduced fluorine compound gas does not reach the reaction temperature due to insufficient heat transfer. There was a problem that it did not disintegrate despite the contact.
본 발명은 반응기 구조 내에서 저온 흡착제들과 PFCs 가스와의 접촉면적을 최대한 크게하기 위해 불소화합물 가스에 포함된 잔류 파우더 및 이물질을 전처리로 제거하여 반응기 내 압력을 감소시키고 200℃ 내지 600℃의 비교적 낮은 온도에서 상기 불소화합물 가스를 정화하는 불소화합물 가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to maximize the contact area between the low temperature adsorbents and the PFCs gas in the reactor structure, the present invention removes residual powder and foreign matter contained in the fluorine compound gas by pretreatment to reduce the pressure in the reactor and to relatively reduce the pressure in the reactor. An object of the present invention is to provide a fluorine compound gas treating apparatus for purifying the fluorine compound gas at a low temperature.
또한, 본 발명은 상기 불소화합물 가스에 고루 열이 전달될 수 있도록 예열하고 예열가스의 압력에 의한 와류를 방지하여 균일하게 혼합되도록 한 불소화합물 가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, an object of the present invention is to provide a fluorine compound gas treating apparatus which is preheated so that heat can be evenly transferred to the fluorine compound gas and is uniformly mixed by preventing vortices caused by the pressure of the preheating gas.
또한, 본 발명은 상기 불소화합물 가스의 외측면 뿐만 아니라 중심부까지 200℃ 내지 600℃의 온도를 유지하여 분해능이 향상된 불소화합물 가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
In addition, an object of the present invention is to provide a fluorine compound gas treatment device having improved resolution by maintaining a temperature of 200 ℃ to 600 ℃ not only the outer surface of the fluorine compound gas but also the central portion.
또한, 본 발명은 상기 불소화합물 가스의 미반응 가스 및 2차 생성물을 정화하는 불소화합물 가스 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a fluorine compound gas treating apparatus for purifying unreacted gas and secondary products of the fluorine compound gas.
또한, 본 발명은 상기 불소화합물 가스 처리장치를 이용한 불소화합물 가스 처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Another object of the present invention is to provide a fluorine compound gas treatment method using the fluorine compound gas treatment device.
본 발명은 불소화합물 가스가 유입되는 유입부와The present invention and the inlet that the fluorine compound gas is introduced
상기 유입구에서 유입된 불소화합물 가스에 포함된 잔류 파우더 및 이물질 을 제거하는 필터부와A filter unit for removing residual powder and foreign substances contained in the fluorine compound gas introduced from the inlet;
상기 필터부를 통과한 불소화합물 가스를 200℃ 내지 600℃로 예열하는 예열부와Preheater for preheating the fluorine compound gas passing through the filter to 200 ℃ to 600 ℃ and
상기 예열부를 통과한 불소화합물 가스가 200℃ 내지 600℃의 저온에서 흡착처리되는 흡착처리부와 An adsorption treatment unit for adsorbing the fluorine compound gas passing through the preheater at a low temperature of 200 ° C. to 600 ° C .;
상기 흡착처리부를 통과한 불소화합물 가스가 배출되는 배출부를 포함한 불소화합물 가스 처리장치를 특징으로 한다.
Characterized in that the fluorine compound gas treatment apparatus including a discharge portion for discharging the fluorine compound gas passing through the adsorption treatment unit.
본 발명의 상기 예열부는 아르곤, 헬륨 및 질소 중 적어도 하나로 이루어진 비활성 가스 또는 공기와 상기 불소화합물 가스를 혼합하여 200℃ 내지 300℃로 예열시키는 제 1 예열부와 상기 혼합된 불소화합물 가스를 200℃ 내지 600℃의 온도로 예열시키는 제 2 예열부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스 처리장치를 특징으로 한다.
The preheating unit of the present invention is a mixture of the inert gas or air consisting of at least one of argon, helium, and nitrogen and the fluorine compound gas to preheat the first preheating unit and the mixed fluorine compound gas at 200 ℃ to 300 ℃ 200 ℃ to And a second preheating unit for preheating to a temperature of 600 占 폚.
본 발명의 상기 제 1 예열부는 상기 아르곤, 헬륨 및 질소 중 적어도 하나로 이루어진 비활성 가스 또는 공기를 유입하는 공급부와 상기 공급부에서 배출된 가스 또는 공기가 원주면을 따라 회전하는 싸이클론부를 포함하는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스 처리장치를 특징으로 한다.The first preheating unit of the present invention comprises a supply unit for introducing an inert gas or air made of at least one of the argon, helium and nitrogen, and a cyclone unit in which the gas or air discharged from the supply unit rotates along the circumferential surface thereof. It is characterized by a fluorine compound gas treatment device.
본 발명의 상기 흡착처리부는 상기 불소화합물 가스가 상기 제1차 흡착처리제 충진부를 통과하며 처리되도록 상기 예열부와 일측단이 연통된 제1차 반응기와 The adsorption treatment part of the present invention includes a first reactor in which one side end is in communication with the preheating part so that the fluorine compound gas is processed while passing through the first adsorption treatment agent filling part;
상기 제 1 차 반응기 내에 설치되어 200℃ 내지 600℃ 의 반응온도로 예열된 히터와A heater installed in the first reactor and preheated to a reaction temperature of 200 ° C. to 600 ° C .;
상기 히터의 외주면을 둘러싸고 철 산화물 또는 철과, 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물을 포함하는 저온 흡착처리제가 충진되어 이루어진 제 1차 흡착처리제 충진부를 포함하는 것을 불소화합물 가스 처리장치를 특징으로 한다.
A fluorine compound gas treatment apparatus includes a first adsorption treatment agent filling part formed by filling a low temperature adsorption treatment agent containing iron oxide or iron, and an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound around the outer circumferential surface of the heater.
본 발명의 상기 제1차 반응기의 타측단과 연통되며, 상기 제 1차 반응기를 통과한 상기 불소화합물의 미반응 가스 및 2차 생성물을 추가로 처리하는, 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물을 포함하여 이루어진 제2차 흡착처리제가 충진되어 이루어진 제 2차 흡착처리제 충진부를 갖는 제 2 차 반응기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스 처리장치를 특징으로 한다.
An alkali metal compound and an alkaline earth metal compound, which are in communication with the other end of the primary reactor of the present invention and further treat unreacted gas and secondary product of the fluorine compound passed through the primary reactor, A fluorine compound gas treating apparatus further comprises a secondary reactor having a secondary adsorption treatment agent filling part filled with a secondary adsorption treatment agent.
본 발명의 상기 제 1차 흡착처리제 충진부 및 제 2차 흡착처리제 충진부는,The first adsorption treatment agent filling unit and the second adsorption treatment agent filling unit of the present invention,
다수의 관통공이 형성된 철(Fe) 재질의 내부 타공판 및Inner perforated plate made of iron (Fe) formed with a plurality of through holes and
상기 저온 흡착처리제 또는 상기 제2차 흡착처리제가 교대로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스 처리장치를 특징으로 한다.
The low temperature adsorption treatment agent or the secondary adsorption treatment agent is characterized in that the fluorine compound gas treatment device characterized in that the stack is formed alternately.
본 발명은 상기의 장치를 이용하여 유입된 불소화합물 가스 내 잔류 파우더 및 이물질을 필터링하는 단계와 200℃ 내지 600℃ 온도에서 상기 불소화합물 가스를 예열하는 단계와 철 산화물 또는 철(Fe)과, 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물을 포함하는 저온 흡착처리제를 200℃ 내지 600℃ 온도에서 불소화합물 가스와 접촉시키는 단계를 포함하는 불소화합물 가스의 처리방법을 특징으로 한다.
The present invention comprises the steps of filtering the residual powder and foreign matter in the fluorine compound gas introduced by using the above device and preheating the fluorine compound gas at a temperature of 200 ℃ to 600 ℃ and iron oxide or iron (Fe) and alkali And a method of treating a fluorine compound gas comprising contacting a low temperature adsorption treatment agent comprising a metal compound and an alkaline earth metal compound with a fluorine compound gas at a temperature of 200 ° C to 600 ° C.
본 발명의 200℃ 내지 600℃ 온도에서 상기 불소화합물 가스를 예열하는 단계는 상기 불소화합물 가스를 200℃ 내지 300℃로 1 차 예열하는 단계와 상기 예열된 불소화합물 가스를 200℃ 내지 600℃로 2 차 예열하는 단계를 포함하고,Preheating the fluorine compound gas at a temperature of 200 ° C to 600 ° C of the present invention may include preheating the fluorine compound gas at 200 ° C to 300 ° C and preheating the preheated fluorine compound gas at 200 ° C to 600 ° C. Preheating the car,
상기 1차 예열단계는 공급부에서 배출되는 가스 및 공기가 싸이클론부를 통과하면서 강한 회전력을 일으켜 상기 싸이클론부 내부의 상부에서 공급되는 불소화합물 가스와 균질하게 혼합되어 전체적으로 200 내지 300℃ 온도를 유지시키는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스의 처리방법을 특징으로 한다.
In the first preheating step, the gas and air discharged from the supply part generate a strong rotational force while passing through the cyclone part to be homogeneously mixed with the fluorine compound gas supplied from the upper part of the cyclone part to maintain a temperature of 200 to 300 ° C. overall. A method of treating a fluorine compound gas is characterized by the above-mentioned.
본 발명의 상기 저온 흡착처리제를 200℃ 내지 600℃ 온도에서 불소화합물 가스와 접촉시키는 단계는 히터의 외주면에는 200℃ 내지 600℃ 온도로 예열된 불소화합물 가스와 접촉되고 중심부는 히터가 200℃ 내지 600℃ 온도를 유지하므로 전체적으로 균질한 온도분포가 형성되고, The step of contacting the low temperature adsorption treatment agent of the present invention with the fluorine compound gas at a temperature of 200 ℃ to 600 ℃ is in contact with the fluorine compound gas preheated to a temperature of 200 ℃ to 600 ℃ on the outer peripheral surface of the heater and the heater is 200 ℃ to 600 It maintains the temperature of ℃, so a homogeneous temperature distribution is formed throughout.
상기 불소화합물 가스는 1차 반응기의 일측하단에서 유입되고 타측 하단으로 배출되는 반응 경로를 거쳐 흡착면적이 증대되는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스의 처리방법을 특징으로 한다.The fluorine compound gas is characterized in that the adsorption area is increased through the reaction path that is introduced from the lower end of the primary reactor and discharged to the lower end of the other side, characterized in that the fluorine compound gas treatment method.
본 발명의 상기 저온 흡착처리제와 접촉된 가스를 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물로 이루어진 제2차 흡착처리제를 이용하여 추가적으로 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스의 처리방법을 특징으로 한다.And further treating the gas contacted with the low temperature adsorption treatment agent of the present invention using a secondary adsorption treatment agent comprising an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound. do.
본 발명은 불소화합물 가스에 포함된 잔류 파우더 및 이물질을 제거하는 반응기 내의 압력을 감소시키고 저온 흡착제들과 PFCs 가스와의 접촉면적을 최대한 크게하여 200℃ 내지 600℃의 비교적 낮은 온도에서 상기 불소화합물 가스를 흡착처리제와 접촉하여 분해되도록 함으로써 특히, PFCs 가스를 저온에서, 물 등의 추가적인재료의 투입없이도 효율적으로 분해하는 효과가 있다.
The present invention is to reduce the pressure in the reactor to remove the residual powder and foreign matter contained in the fluorine compound gas and to increase the contact area between the low temperature adsorbents and the PFCs gas as much as possible, the fluorine compound gas at a relatively low temperature of 200 ℃ to 600 ℃ By decomposing in contact with the adsorption treatment agent, in particular, there is an effect of efficiently decomposing the PFCs gas at low temperatures, without the addition of additional materials such as water.
또한, 본 발명은 200 내지 300℃의 외부가스 또는 외부공기가 싸이클론부의 외주면을 통해 회전하도록 함으로써 직접 분사되는 경우에 발생하는 와류를 방지하고 상기 불소화합물 가스와 질소가스 등이 균질하게 혼합되어 전체적으로 열이 전달될 수 있도록 함으로써 SF6 가스를 저온에서, 물 등의 추가적인 재료의 투입없이도 더욱 효율적으로 분해하는 효과가 있다.
In addition, the present invention is to prevent the vortices generated when directly injected by the external gas or the external air of 200 to 300 ℃ rotates through the outer circumferential surface of the cyclone portion and the fluorine compound gas and nitrogen gas and the like is mixed as a whole By allowing heat to be transferred, there is an effect of more efficiently decomposing SF6 gas at low temperatures, without the addition of additional materials such as water.
또한, 본 발명은 흡착처리부내에 200℃ 내지 600℃의 히터를 중심부에 배치하여 상기 불소화합물 가스의 외측면 뿐만 아니라 중심부까지 200℃ 내지 600℃의 온도를 유지하여 저온 흡착제와 접촉시 분해능이 향상될 수 있도록 함으로써 PFCs가스를 저온에서, 물 등이 추가적인 재료의 투입없이도 더 더욱 효율적으로 분해하는 효과가 있다. In addition, the present invention by placing a heater of 200 ℃ to 600 ℃ in the center of the adsorption treatment unit to maintain the temperature of 200 ℃ to 600 ℃ not only the outer surface of the fluorine compound gas but also the center to improve the resolution when contacted with the low temperature adsorbent. This allows the PFCs to be decomposed more efficiently at low temperatures without the need for additional materials.
또한, 본 발명은 2차 흡착처리부를 채용하여 PFCs 등 설퍼 플루오라이드 화합물을 함유하는 경우에는 분해에 의해 발생하는 F 원자를 알칼리토금속 플루오라이드 염 형태 및 알칼리금속 플루어라이드 염 형태로 저온흡착제에 고정함으로써 플루오라이드가 함유된 산성가스의 생성을 방지할 수 있어 PFCs 가스의 분산물을 저온에서, 물 등이 추가적인 재료의 투입없이도 친환경적으로 처리하는 효과가 있다.
In addition, in the present invention, when the secondary adsorption treatment unit is used to contain sulfur fluoride compounds such as PFCs, F atoms generated by decomposition are fixed to the low temperature adsorbent in the form of alkaline earth metal fluoride salts and alkali metal fluoride salts. As a result, it is possible to prevent the generation of acidic gas containing fluoride, so that the dispersion of PFCs gas can be environmentally friendly at low temperature and without water added to the material.
도 1 은 본 발명의 일실시예의 불소화합물 가스 처리과정을 개략적으로 나타낸 도면.
도 2 는 본 발명의 일실시예의 불소화합물 가스 처리장치를 개략적으로 나타낸 도면.
도 3 은 본 발명의 일실시예의 싸이클론부를 나타낸 도면.
도 4 는 종래 기술의 불소화합물 가스 처리장치의 단면도.1 is a view schematically showing a fluorine compound gas treatment process of an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic view showing a fluorine compound gas treatment apparatus of an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a view showing a cyclone portion of an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a fluorine compound gas treating apparatus of the prior art.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 은 본 발명의 일실시예의 불소화합물 가스 처리과정을 개략적으로 나타낸 도면을, 도 2 는 본 발명의 일실시예의 불소화합물 가스 처리장치를 개략적으로 나타낸 도면을, 도 3 은 본 발명의 일실시예의 싸이클론부를 나타낸 도면을 도시한다.
1 is a view schematically showing a fluorine compound gas treatment process according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view schematically showing a fluorine compound gas treating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. The figure which shows the example cyclone part is shown.
본 발명은 불소화합물 가스가 유입되는 유입부(10)와The present invention and the
상기 유입부(10)에서 유입된 불소화합물 가스에 포함된 잔류 파우더 및 이물질 을 제거하는 필터부(20)와 상기 필터부(20)를 통과한 불소화합물 가스를 200℃ 내지 600℃로 예열하는 예열부(30)와 상기 예열부(30)를 통과한 불소화합물 가스가 200℃ 내지 600℃의 저온에서 흡착처리되는 흡착처리부(40)와 상기 흡착처리부(40)를 통과한 불소화합물 가스가 배출되는 배출부(50)를 포함한 불소화합물 가스 처리장치를 특징으로 한다.
Preheating to preheat the
상기 필터부(20)에 설치된 필터는 부식성에 강한 필터로 일예로 파이버글라스나 세라믹계열의 다공성 필터를 들 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
The filter installed in the
상기 예열부(30)는 아르곤, 헬륨 및 질소 중 적어도 하나로 이루어진 비활성 가스 또는 공기와 상기 불소화합물 가스를 혼합하여 200 ~ 300℃로 예열시키는 제 1 예열부(31)와 상기 혼합된 불소화합물 가스를 200℃ 내지 600℃의 온도로 예열시키는 제 2 예열부(32)를 포함한다.
The preheating
상기 제 1 예열부(31)는 상기 아르곤, 헬륨 및 질소 중 적어도 하나로 이루어진 비활성 가스 또는 공기를 배출하는 공급부(311)와 상기 공급부(311)에서 배출된 가스 또는 공기가 원주면을 따라 회전하는 싸이클론부(312)를 포함한다.
The
상기 싸이클론부(312)는 상기 공급부(311)에서 배출되는 가스 및 공기와 상기 불소화합물 가스가 바로 충돌하는 경우 와류가 발생하여 상기 배출가스 및 공기의 열이 고르게 전달되지 않는 현상을 방지하고자 하는 것으로,The
상기 배출가스 및 공기는 싸이클론부(312)의 외벽을 돌면서 하강하는 동시에 강한 회오리 바람을 일으켜 상기 싸이클론부(312) 내부의 상부에서 공급되는 불소화합물 가스와 균질하게 혼합되도록 한다.
The exhaust gas and the air descend while rotating the outer wall of the
상기 제 2 예열부(32)는 상기 배출가스 또는 공기와 균질하게 혼합된 상기 불소화합물 가스를 200℃ 내지 600℃로 예열하는 히터(321)를 구비한다.
The
상기 히터(321)는 상기 흡착처리부(40)에서의 반응온도인 200℃ 내지 600℃의 온도로 예열시키는 것으로 상기 히터(321)를 통해 상기 흡착처리부(40)에 유입되기 전에 반응온도 200℃ 내지 600℃를 유지할 수 있어 흡착효율이 향상되는 효과가 있다.
The
상기 흡착처리부(40)는 상기 불소화합물 가스가 제1차 흡착처리제 충진부(411)를 통과하며 처리되도록 상기 예열부(30)와 일측단이 연통된 제 1차 반응기(41)와 상기 제 1차 반응기(41) 내에 설치되어 200℃ 내지 600℃의 반응온도로 예열된 히터(412)와 상기 제 1차 반응기(41) 내 상기 히터(412)의 외주면을 둘러싸고 철 산화물 또는 철과, 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물을 포함하는 저온 흡착처리제(411b)가 충진되어 이루어진 제 1차 흡착처리제 충진부(411)를 포함한다.
The
상기 저온 흡착처리제(411b)는 상기 불소화합물류 가스를 고온에서 처리하지 않고, 물 등의 추가적인 재료 없이 친환경적으로 처리하는데 사용되며, 저온 흡착처리제에 포함된 철(Fe) 또는 철 산화물의 금속 성분 조촉매를 이용하여 불소화합물 가스, 특히 SF6 가스를 화학적으로 분해한 후,
The low temperature
상기 불소화합물이 분해될 때 발생하는 불소류 가스를 철 금속을 포함하는 화합물과, 알칼리금속 화합물, 및 알칼리토금속 화합물에 의하여 고정하는 메커니즘에 따라 불소 화합물 가스를 처리하는 것으로,
By treating the fluorine compound gas according to a mechanism for fixing the fluorine gas generated when the fluorine compound is decomposed by a compound containing an iron metal, an alkali metal compound, and an alkaline earth metal compound,
본 발명자의 선출원 발명인 출원번호 10-2008-0073659 에서 사용된 저온 흡착처리제(411b)를 사용하였으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
Since the low-temperature
상기 히터(412)는 세라믹으로 감싸져 있고 이는 불소화합물 가스와의 직접적인 접촉을 방지하여 상기 히터(412)의 내구성을 향상시키기 위함이다.
The
상기 제 1차 반응기(41)의 타측단과 연통되고, 상기 제 1차 반응기(41)를 통과한 상기 불소화합물의 미반응 가스 및 2차 생성물을 추가로 처리하는 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물을 포함하여 이루어진 제2차 흡착처리제(421b)가 충진되어 이루어진 제 2차 흡착처리제 충진부(421)를 갖는 제 2 차 반응기(42)를 더 포함한다.
An alkali metal compound and an alkaline earth metal compound in communication with the other end of the
상기 제 1 차 반응기(41)내의 제 1 차 흡착처리제 충진부(411a)는 반응물이 상기 반응온도 하에서 제 1 차 흡착처리부(411)를 통과하며 제 1차 반응이 일어나는 영역이고, 제 2 차 반응기(42)내의 제 2 차 흡착처리제 충진부(421)는 상기 제 1차 반응을 거친 반응물에 대한 제 2차 반응이 일어나는 영역이다.
The primary adsorption treatment
상기 제 2 차 반응기(42)의 하단에는 제 2 차 흡착처리제 충진부(421)와 상단에는 배출가스의 일부를 추출하여 그 성분을 측정하기 위한 배출가스 측정부(422)를 포함한다.
The lower end of the
상기 제 2 차 흡착처리제 충진부(421b)는 2 차적으로 발생하는 불소화합물 가스의 미반응가스 및 2차 생성물을 처리하기 위한 것으로, The secondary adsorption treatment
제 1 차 흡착처리제(411b)와 동일하게 구성하는 것도 가능하나, 알칼리토금속 화합물과 알칼리 금속 화합물만으로 이루어진 흡착처리제를 사용하여도 무방하다.
Although it can also be comprised similarly to the 1st
제 1 차 및 제 2 차 반응을 마친 상기 불소화합물 가스는 상기 제 2 반응기(42) 상단에 연결된 배출관을 통하여 배출부(50)로 연결되고 상기 배출부(50)에는 흡기장치가 설치되어 배출가스를 외부로 배출시킬 수 있다. 상기 배출장치(51)로는 흡기모터와 팬(fan)등을 예로 들 수 있다.
After the first and second reactions, the fluorine compound gas is connected to the
상기 제 1차 흡착처리제 충진부(411) 내 및 제 2차 흡착처리제 충진부(421)는, 다수의 관통공이 형성된 철(Fe) 재질의 타공판(411a,421a) 및 상기 저온 흡착처리제(411b) 또는 상기 제2차 흡착처리제(421b)가 교대로 적층되어 이루어진다.
The first adsorption treatment
충진된 흡착처리제(411b,421b)사이에 설치된 철 재질의 타공판(411a,421a)은 각각 하나 이상의 다수로 구비하는 것이 반응물의 흐름을 원활하게 하여 흡착효율을 높게 하기 위하여 바람직하다.
The iron punched
한편 본 발명의 일실시예는 상기 필터부(20) 및/또는 예열부(30)와 흡착처리부(40)가 정상적으로 작동하지 않는 경우 상기 유입부(10)로부터 유입된 불소화합물 가스를 상기 필터부(20)를 거치지 않고 상기 유입부(10)에서 직접 예열부(30)로 유입되게 하거나 또는 배출부(50)를 통해 외부로 배출되도록 하는 바이패스(by-pass)부(60)를 갖는다.
On the other hand, one embodiment of the present invention is the
본 발명의 일실시예의 불소화합물 가스의 저온 흡착고정 처리장치가 정상적으로 작동하는 경우에는 유입된 불소화합물 가스는 제 1 밸브(V1)와 제 2 밸브(V2)와 제 3 밸브(V3)를 통해 배출부(50)로 배출된다.
In the case where the low temperature adsorption fixed treatment apparatus for fluorine compound gas of one embodiment of the present invention operates normally, the introduced fluorine compound gas is discharged through the first valve V1, the second valve V2, and the third valve V3. It is discharged to the
다만, 상기 필터부(20)가 유입된 불소화합물 가스 내 잔류 파우더 및 이물질의 여과용량을 초과하여 필터 내 압력이 상승하면 상기 필터부(20)내에서 역압이 발생하여 상기 불소화합물 가스가 유입되지 못하므로 필터의 막힘에 의해 압력 상승 시 자동으로 질소(N2)가스를 투입시켜 잔류 파우더 및 이물질을 털어낸다.
However, if the pressure in the filter rises beyond the filtration capacity of the residual powder and foreign matter in the fluorine compound gas into which the
이와 동시에 제 1 밸브(V1)가 차단되어 더 이상 상기 유입부(10)로부터 불소화합물 가스가 상기 필터부(20)로 유입되지 못하고 닫혀있던 제 4 밸브(V4)가 열려 불소화합물 가스는 바이패스 부(60)를 통해 상기 예열부(30)로 유입된다.
At the same time, the first valve V1 is shut off, and the fourth valve V4, in which the fluorine compound gas is no longer introduced into the
또한, 상기 예열부(30)로 유입된 불소화합물 가스는 상기 예열부(30) 및/또는 흡착처리부(40)가 정상적으로 작동하지 않는 경우에도 제 3 밸브(V3)가 차단되고 제 5 밸브(V5)가 열려 유입된 불소화합물 가스는 바이패스부(60)을 통해 배출부(50)로 배출된다.
In addition, even when the
상기 바이패스부(60)는 상기 불소화합물 가스의 저온 흡착고정 처리장치가 정상적으로 작동되지 않는 경우 발생할 수 있는 폭발과 같은 안전사고를 예방하는 효과가 있다.
The
또한, 본 발명은 상기의 장치를 이용하여 유입된 불소화합물 가스 내 잔류 파우더 및 이물질을 필터링하는 단계(S1)와 200℃ 내지 600℃ 온도에서 상기 불소화합물 가스를 예열하는 단계(S2)와 철 산화물 또는 철(Fe)과, 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물을 포함하는 저온 흡착처리제(411b)를 200℃ 내지 600℃ 온도에서 불소화합물 가스와 접촉시키는 단계(S3)를 포함하는 불소화합물 가스의 처리방법을 특징으로 한다.
In addition, the present invention is the step of filtering the residual powder and foreign matter in the fluorine compound gas introduced by using the above device (S1) and the step of preheating the fluorine compound gas (S2) at 200 ℃ to 600 ℃ temperature and iron oxide Or contacting a low temperature
상기 200℃ 내지 600℃ 온도에서 상기 불소화합물 가스를 예열하는 단계(S2)는 상기 불소화합물 가스를 200내지 300℃로 1차 예열하는 단계와 상기 예열된 불소화합물 가스를 200℃ 내지 600℃로 2차 예열하는 단계를 포함하고,Preheating the fluorine compound gas at the temperature of 200 ° C. to 600 ° C. (S2) includes first preheating the fluorine compound gas to 200 to 300 ° C., and converting the preheated fluorine compound gas to 200 ° C. to 600 ° C. 2. Preheating the car,
상기 1차 예열단계는 공급부(311)에서 배출되는 가스 및 공기가 싸이클론부(312)를 통과하면서 강한 회전력을 일으켜 상기 싸이클론부(312) 내부의 상부에서 공급되는 불소화합물 가스와 균질하게 혼합되어 전체적으로 200 내지 300℃ 온도를 유지시키는 것을 특징으로 한다.
In the first preheating step, the gas and the air discharged from the
상기 저온 흡착처리제(411b)를 200℃ 내지 600℃ 온도에서 불소화합물 가스와 접촉시키는 단계(S3)는 히터(412)의 외주면에는 200℃ 내지 600℃ 온도로 예열된 불소화합물 가스와 접촉되고 중심부는 히터(412)가 200℃ 내지 600℃ 온도를 유지하므로 전체적으로 균질한 온도분포가 형성되고, Contacting the low temperature
상기 불소화합물 가스는 제 1차 반응기(41)의 일측 하단에서 유입되고 타측 하단으로 배출되는 반응 경로를 거쳐 흡착면적이 증대되는 것을 특징으로 한다.
The fluorine compound gas is characterized in that the adsorption area is increased through a reaction path introduced from one lower end of the
상기 저온 흡착처리제(411b)와 접촉된 가스를 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물로 이루어진 제2차 흡착처리제(421b)를 이용하여 추가적으로 처리하는 단계(S4)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
The method may further include the step S4 of further treating the gas contacted with the low temperature
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 구체적으로 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 상기 실시예에 한정되는 것이 아니라, 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 가능한 다양한 변형 가능 범위까지 본 발명의 권리범위내에 있는 것으로 본다.
The present invention has been described above in detail with reference to preferred embodiments of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the above embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the appended claims. have. Without departing from the gist of the invention as claimed in the claims, any person of ordinary skill in the art to the present invention is considered to be within the scope of the invention to the various possible modifications possible range.
10 : 유입부, 20 : 필터부, 30 : 예열부
31 : 제 1 예열부, 311 : 공급부, 312 : 싸이클론부,
32 : 제 2 예열부, 321 : 히터
40 : 흡착처리부
41 : 제 1 차 반응기, 411 : 제 1 차 흡착처리제 충진부, 412 : 히터
411a : 타공판, 411b : 제 1 차 흡착처리제,
42 : 제 2 차 반응기, 421 : 제 2 차 흡착처리제 충진부,
421a : 타공판, 421b : 제 2차 흡착처리제, 422 : 배출가스 측정부
50 : 배출부, 51 : 배출장치,
60 : 바이패스 부
S1 : 필터링 단계, S2 : 예열단계,
S3 : 제 1차 흡착처리단계, S4 : 제 2 차 흡착처리단계 10: inlet part, 20: filter part, 30: preheating part
31: first preheating unit, 311: supplying unit, 312: cyclone unit,
32: second preheating unit, 321: heater
40: adsorption treatment unit
41: primary reactor, 411 primary adsorbent filler, 412: heater
411a: perforated plate, 411b: primary adsorption treatment agent,
42: secondary reactor, 421 secondary adsorbent filler,
421a: perforated plate, 421b: second adsorbent treatment agent, 422: exhaust gas measuring unit
50: discharge part, 51: discharge device,
60: bypass section
S1: filtering step, S2: preheating step,
S3: first adsorption treatment step, S4: second adsorption treatment step
Claims (10)
상기 유입부(10)에서 유입된 불소화합물 가스에 포함된 잔류 파우더 및 이물질 을 제거하는 필터부(20)와
상기 필터부(20)를 통과한 불소화합물 가스를 200℃ 내지 600℃로 예열하는 예열부(30)와
상기 예열부(30)를 통과한 불소화합물 가스가 200℃ 내지 600℃의 저온에서 흡착처리되는 흡착처리부(40)와
상기 흡착처리부(40)를 통과한 불소화합물 가스가 배출되는 배출부(50)를 포함한 불소화합물 가스 처리장치.Inlet portion 10 through which the fluorine compound gas is introduced
A filter unit 20 for removing residual powder and foreign substances contained in the fluorine compound gas introduced from the inlet 10;
A preheater 30 for preheating the fluorine compound gas that has passed through the filter unit 20 to 200 ° C to 600 ° C;
Adsorption processing unit 40 that the fluorine compound gas passing through the preheater 30 is adsorbed at a low temperature of 200 ℃ to 600 ℃ and
Fluorine compound gas processing apparatus including a discharge unit 50 for discharging the fluorine compound gas passing through the adsorption treatment unit (40).
상기 예열부(30)는 아르곤, 헬륨 및 질소 중 적어도 하나로 이루어진 비활성 가스 또는 공기와 상기 불소화합물 가스를 혼합하여 200 ~ 300℃로 예열시키는 제 1 예열부(31)와 상기 혼합된 불소화합물 가스를 200 ~ 600℃의 온도로 예열시키는 제 2 예열부(32)를 포함하는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스 처리장치.The method according to claim 1,
The preheating unit 30 is a mixture of the first preheating unit 31 and the mixed fluorine compound gas preheated to 200 ~ 300 ℃ by mixing the inert gas or air consisting of at least one of argon, helium and nitrogen with the fluorine compound gas And a second preheating part (32) for preheating to a temperature of 200 to 600 ° C.
상기 제 1 예열부(31)는 상기 아르곤, 헬륨 및 질소 중 적어도 하나로 이루어진 비활성 가스 또는 공기를 유입하는 공급부(311)와 상기 공급부(311)에서 배출된 가스 또는 공기가 원주면을 따라 회전하는 싸이클론부(312)를 포함하는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스 처리장치.The method of claim 2,
The first preheating unit 31 includes a supply unit 311 for introducing an inert gas or air including at least one of argon, helium, and nitrogen, and a gas or air discharged from the supply unit 311 to rotate along a circumferential surface thereof. Fluorine compound gas processing apparatus comprising a clone portion 312.
상기 흡착처리부(40)는 상기 불소화합물 가스가 제1차 흡착처리제 충진부(411)를 통과하며 처리되도록 상기 예열부(30)와 일측단이 연통된 제 1차반응기(41)와
상기 제 1차 반응기(41) 내에 설치되어 200℃ 내지 600℃의 반응온도로 예열된 히터(412)와
상기 제 1차 반응기(41) 내 상기 히터(412)의 외주면을 둘러싸고 철 산화물 또는 철과, 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물을 포함하는 저온 흡착처리제(411b)가 충진되어 이루어진 제 1차 흡착처리제 충진부(411)를 포함하는 것을 불소화합물 가스 처리장치.The method of claim 3,
The adsorption treatment unit 40 may include a first reactor 41 in which one side end is in communication with the preheater 30 so that the fluorine compound gas passes through the first adsorption treatment agent filling unit 411.
A heater 412 installed in the first reactor 41 and preheated to a reaction temperature of 200 ° C. to 600 ° C .;
The first adsorption treatment agent filling is formed by surrounding the outer circumferential surface of the heater 412 in the primary reactor 41 and filled with a low temperature adsorption treatment agent 411b containing iron oxide or iron, an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound. A fluorine compound gas processing apparatus comprising a portion 411.
상기 제 1차 반응기(41)의 타측단과 연통되고, 상기 제 1차 반응기(41)를 통과한 상기 불소화합물의 미반응 가스 및 2차 생성물을 추가로 처리하는 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물을 포함하여 이루어진 제2차 흡착처리제(421b)가 충진되어 이루어진 제 2차 흡착처리제 충진부(421)를 갖는 제 2 차 반응기(42)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스 처리장치.The method of claim 4,
An alkali metal compound and an alkaline earth metal compound in communication with the other end of the primary reactor 41 and further treating unreacted gas and secondary products of the fluorine compound passed through the primary reactor 41 are included. And a secondary reactor (42) having a secondary adsorption agent filler (421) formed by filling the secondary adsorption agent (421b).
상기 제 1차 흡착처리제 충진부(411) 내 및 제 2차 흡착처리제 충진부(421)는,
다수의 관통공이 형성된 철(Fe) 재질의 내부 타공판(411a,421a) 및
상기 저온 흡착처리제(411b) 또는 상기 제2차 흡착처리제(421b)가 교대로 적층되어 이루어진 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스 처리장치.The method according to claim 5,
The first adsorption treatment agent filler 411 and the second adsorption treatment agent filler 421,
Internal perforated plates 411a and 421a made of iron (Fe) material having a plurality of through holes, and
The low temperature adsorption treatment agent (411b) or the secondary adsorption treatment agent (421b) are alternately laminated, characterized in that the fluorine compound gas treatment device.
상기 200℃ 내지 600℃ 온도에서 상기 불소화합물 가스를 예열하는 단계(S2)는 상기 불소화합물 가스를 200내지 300℃로 1차 예열하는 단계와 상기 예열된 불소화합물 가스를 200℃ 내지 600℃로 2차 예열하는 단계를 포함하고,
상기 1차 예열단계는 공급부(311)에서 배출되는 가스 및 공기가 싸이클론부(312)를 통과하면서 강한 회오리 바람을 일으켜 상기 싸이클론부(312) 내부의 상부에서 공급되는 불소화합물 가스와 균질하게 혼합되어 전체적으로 200 내지 300℃ 온도를 유지시키는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스의 처리방법. The method of claim 7,
Preheating the fluorine compound gas at the temperature of 200 ° C. to 600 ° C. (S2) includes first preheating the fluorine compound gas to 200 to 300 ° C., and converting the preheated fluorine compound gas to 200 ° C. to 600 ° C. 2. Preheating the car,
In the first preheating step, the gas and air discharged from the supply part 311 generate a strong whirlwind while passing through the cyclone part 312 so as to be homogeneous with the fluorine compound gas supplied from the upper part of the cyclone part 312. Method of treating fluorine compound gas, characterized in that the mixture is maintained at 200 to 300 ℃ temperature as a whole.
상기 저온 흡착처리제(411b)를 200℃ 내지 600℃ 온도에서 불소화합물 가스와 접촉시키는 단계(S3)는 히터(412)의 외주면에는 200℃ 내지 600℃ 온도로 예열된 불소화합물 가스와 접촉되고 중심부는 히터(412)가 200℃ 내지 600℃ 온도를 유지하므로 전체적으로 균질한 온도분포가 형성되고,
상기 불소화합물 가스는 제 1차 반응기(41)의 일측 하단에서 유입되고 타측 하단으로 배출되는 반응 경로를 거쳐 흡착면적이 증대되는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스의 처리방법.The method according to claim 8,
Contacting the low temperature adsorption treatment agent 411b with the fluorine compound gas at a temperature of 200 ° C. to 600 ° C. (S3) is contacted with a fluorine compound gas preheated to a temperature of 200 ° C. to 600 ° C. on the outer circumferential surface of the heater 412, and the center portion is Since the heater 412 maintains a temperature of 200 ° C to 600 ° C, a homogeneous temperature distribution is formed as a whole.
The fluorine compound gas is a treatment method of the fluorine compound gas, characterized in that the adsorption area is increased through the reaction path flowing from the lower end of one side of the first reactor (41) and discharged to the lower end of the other side.
상기 저온 흡착처리제(411b)와 접촉된 가스를 알칼리금속 화합물 및 알칼리토금속 화합물로 이루어진 제2차 흡착처리제(421b)를 이용하여 추가적으로 처리하는 단계(S4)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 불소화합물 가스의 처리방법.The method according to claim 9,
The fluorine compound gas further comprises the step (S4) of further processing the gas in contact with the low temperature adsorption treatment agent (411b) using a secondary adsorption treatment agent (421b) made of an alkali metal compound and an alkaline earth metal compound. How to deal with
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