JP2012531571A - Gas scrubber for removing ammonia contained in waste gas - Google Patents

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Abstract

【課題】 廃ガスに含まれたアンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を廃水の発生なしに熱分解及び燃焼処理する。
【解決手段】 本発明によるガススクラバーは、アンモニアを含む廃ガスを加熱し、廃ガスに含まれたアンモニアの一部または全部を窒素と水素に分解させる熱分解部と、前記熱分解部を通過した廃ガスに空気を注入して燃焼させる燃焼部とを含む。本発明によれば、廃ガスに含まれたアンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を、廃水を発生することなく、熱分解及び燃焼処理することができ、アンモニアの燃焼処理時に発生する燃焼部の熱エネルギーを容易に熱分解部に熱交換することができる効果がある。
【選択図】 図１PROBLEM TO BE SOLVED: To thermally decompose and burn ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen contained in waste gas without generating waste water.
A gas scrubber according to the present invention heats a waste gas containing ammonia, decomposes part or all of the ammonia contained in the waste gas into nitrogen and hydrogen, and passes through the thermal decomposition unit. And a combustion section that injects air into the waste gas and burns it. According to the present invention, ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen contained in waste gas can be thermally decomposed and burned without generating waste water, and the thermal energy of the combustion section generated during the combustion treatment of ammonia. Can be easily exchanged with the thermal decomposition section.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、ガススクラバーに関し、より詳細には、半導体、ＬＥＤ、ＬＣＤ及び／または太陽電池の製造工程時に発生するアンモニアを含む廃ガスを熱分解及び燃焼方式で完全に処理し、廃水の発生なしに無害ガスを大気に排出させることができるようにするガススクラバーに関する。   The present invention relates to a gas scrubber, and more particularly, waste gas containing ammonia generated during the manufacturing process of semiconductors, LEDs, LCDs and / or solar cells is completely treated by pyrolysis and combustion, and no waste water is generated. The present invention relates to a gas scrubber that enables a harmless gas to be discharged to the atmosphere.

一般的に、半導体、ＬＥＤ、ＬＣＤ及び／または太陽電池などは、水素（Ｈ2）グループなどのガスと、モノシラン、ジシランなどのシラン（ＳｉＨ4）系ガス及びアンモニア（ＮＨ3）などを利用して高温で製造されるものである。このような製造工程時に、水素グループ、シラン系ガス及びアンモニアなどが燃焼しながら発生する発火性ガスとこれに含有された有毒ガスなどの廃ガスが大気に濾過なしに排出されることによって、人体及び大気汚染に相当な悪影響を及ぼす問題点が提起されている。これにより、このような発火性ガス及び有毒ガスなどの廃ガスを処理するために、従来、多様な形態の処理方法が提供された。 In general, semiconductors, LEDs, LCDs, and / or solar cells use a gas such as a hydrogen (H 2 ) group, a silane (SiH 4 ) -based gas such as monosilane or disilane, and ammonia (NH 3 ). It is manufactured at a high temperature. During such a manufacturing process, waste gas such as flammable gas generated while hydrogen group, silane-based gas, ammonia and the like are burned and toxic gas contained therein is discharged to the atmosphere without filtration, and thus the human body And problems that have a significant adverse effect on air pollution have been raised. As a result, various types of treatment methods have been provided in order to treat waste gases such as ignitable gases and toxic gases.

前述した処理方法として代表的なものとして、乾式または湿式スクラバーなどを利用する方法がある。また、必要に応じて、前記スクラバーの前または後に別途のフィルタまたは吸着層などを具備することによって、処理効率を増加させることができる。   As a typical treatment method described above, there is a method using a dry or wet scrubber. Further, if necessary, the processing efficiency can be increased by providing a separate filter or adsorption layer before or after the scrubber.

特に、スクラバーの一例として、ガススクラバーは、通常、プレーウェット（pre-wet）、ヒーター（heater）またはバーナー（Burner）、及びメインウェット（main wet）で構成され、前記プレーウェットにおいて水によくとけるアンモニアを溶解させて除去し、アンモニアが除去された廃ガスをヒーターまたはバーナーに供給し、廃ガスに含まれた水素及びシランなどを熱分解処理する。   In particular, as an example of a scrubber, a gas scrubber is usually composed of a pre-wet, a heater or a burner, and a main wet, and is well-watered in the pre-wet. Ammonia is dissolved and removed, waste gas from which ammonia is removed is supplied to a heater or burner, and hydrogen, silane, and the like contained in the waste gas are thermally decomposed.

しかし、前述したガススクラバーの場合、プレーウェットにおいてアンモニアが水に溶解されて処理されるので、２次的な汚染物である廃水を処理するための別途の装置または工程を必要とするという問題点がある。   However, in the case of the gas scrubber described above, ammonia is dissolved in water and processed in the pre-wet process, so that a separate apparatus or process for treating waste water as a secondary contaminant is required. There is.

一方、廃ガスを処理するための他の一例として、バーニング方式と吸着方式を混合したガススクラバーを具備した後、引き込み管を通じてバーニング装置のバーニングチャンバの内部に排気ガスを吐出させる段階と、高温の熱（５００乃至８００℃）を提供するヒーターの間に排気ガスを通過させて発火性ガスを燃焼させる段階と、燃焼されない有毒ガスを吸着装置に吐出させる段階と、有毒ガスを吸着装置の吸着剤に通過させて物理または化学吸着で浄化させる方法があるが、これも、吸着装置に吸着された有毒ガスなどを別途に処理しなければならないという問題点がある。   On the other hand, as another example for treating waste gas, a gas scrubber mixed with a burning method and an adsorption method is provided, and then an exhaust gas is discharged into the burning chamber of the burning device through a lead-in pipe, Passing the exhaust gas through a heater that provides heat (500 to 800 ° C.) to burn the ignitable gas; discharging the unburned toxic gas to the adsorber; and the adsorbent of the toxic gas to the adsorber However, there is a problem that a toxic gas adsorbed by the adsorption device must be separately treated.

このような一例として、 大韓民国特許公開第２００３−００６４１５７号には、活性炭と分子篩を吸着剤として同時に使用して中・低濃度、低流量で発生する硫化水素及びアンモニアを同時に除去する小規模のガススクラバーが開示されており、 大韓民国特許公開第２００４−００７０７５３号には、半導体生産装備から排出される廃ガスを浄化させた後、大気に放出する工程で、有害ガスが排出されることを防止した半導体工程用ガス洗浄装置としてガススクラバーが開示されている。   As an example of this, Korean Patent Publication No. 2003-0064157 discloses a small-scale gas that simultaneously removes hydrogen sulfide and ammonia generated at a medium, low concentration, and low flow rate using activated carbon and molecular sieve simultaneously as an adsorbent. A scrubber is disclosed, and in Korean Patent Publication No. 2004-0070753, waste gas discharged from semiconductor production equipment is purified and then released into the atmosphere in the process of preventing harmful gas from being discharged. Gas scrubbers are disclosed as gas cleaning apparatuses for semiconductor processes.

しかし、前述の従来技術は、廃ガスに含まれたアンモニアを除去するために、水または吸着剤を利用するものであって、追加的な２次汚染源が発生することを防止することができないという問題点がある。   However, the above-described conventional technology uses water or an adsorbent to remove ammonia contained in the waste gas and cannot prevent the generation of an additional secondary pollution source. There is a problem.

これより、アンモニアなどを含む廃ガスを処理するための方法として、追加的な別途の処理工程を必要としない燃焼方法を考慮することができ、この場合、廃ガスに含まれたアンモニアの燃焼温度が重要な変数になることができる。   As a result, a combustion method that does not require an additional separate processing step can be considered as a method for treating waste gas containing ammonia or the like. In this case, the combustion temperature of ammonia contained in the waste gas is considered. Can be an important variable.

特に、前記アンモニアの燃焼温度は、通常、約１，１００℃以上であるところ、このような燃焼温度を満たすために、燃焼のための反応器の温度を１，１００℃以上に維持するためのエネルギーを持続的に消費しなければならない。   In particular, the combustion temperature of the ammonia is usually about 1,100 ° C. or higher. In order to satisfy such combustion temperature, the temperature of the reactor for combustion is maintained at 1,100 ° C. or higher. We must consume energy continuously.

一方、前記アンモニアは、７００乃至１０００℃の温度、好ましくは、７５０乃至９５０℃の温度範囲で窒素及び水素に転換されることができるので、前記アンモニアが窒素及び水素に転換される転換率は、温度に比例するようになる。   Meanwhile, since the ammonia can be converted to nitrogen and hydrogen at a temperature of 700 to 1000 ° C., preferably 750 to 950 ° C., the conversion rate at which the ammonia is converted to nitrogen and hydrogen is: It becomes proportional to the temperature.

したがって、アンモニアを燃焼させて除去する場合、燃焼熱によって一部のアンモニアが窒素及び水素に転換される熱分解がともに発生することができ、このような熱分解に起因して発生した水素が燃焼時に爆発し、反応器の温度を持続的に上昇させる問題点がある。   Therefore, when removing ammonia by burning, both the thermal decomposition in which part of the ammonia is converted into nitrogen and hydrogen can be generated by the combustion heat, and the hydrogen generated due to such thermal decomposition is combusted. Sometimes it explodes and there is a problem of continuously raising the temperature of the reactor.

また、高熱に維持される反応器で行われる熱分解時において、水素に起因して急激に温度が上昇する場合、これを適切に制御しなければ、装置が爆発したり、誤作動するため、未処理の廃ガスが外部に排出されるような問題を発生させることができる。   In addition, when the temperature suddenly rises due to hydrogen during pyrolysis performed in a reactor maintained at a high temperature, if this is not properly controlled, the device will explode or malfunction, It is possible to generate a problem that untreated waste gas is discharged to the outside.

さらに、廃ガスに含まれたアンモニアを燃焼する反応器の温度を、アンモニアが燃焼され得る約１，１００℃以上に維持するためにバーナーを使用する場合、燃焼火炎から発生する窒素酸化物（Ｔｈｅｒｍａｌ ＮＯｘ）などが発生し、追加的な大気汚染が発生することができるという問題点がある。   Further, when a burner is used to maintain the temperature of a reactor for burning ammonia contained in waste gas at about 1,100 ° C. or higher at which ammonia can be burned, nitrogen oxides (Thermal) generated from the combustion flame are used. NOx) or the like occurs, and there is a problem that additional air pollution can occur.

本発明の目的は、廃ガスに含まれたアンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を廃水の発生なしに熱分解及び燃焼処理することにある。   An object of the present invention is to thermally decompose and burn ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen contained in waste gas without generating waste water.

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもので、本発明によるガススクラバーは、アンモニアを含む廃ガスを加熱し、廃ガスに含まれたアンモニアの一部または全部を窒素と水素に分解させる熱分解部と、前記熱分解部を通過した廃ガスに空気を注入して燃焼させる燃焼部とを含む。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. A gas scrubber according to the present invention heats waste gas containing ammonia, and converts some or all of the ammonia contained in the waste gas to nitrogen and hydrogen. And a combustion section that injects air into the waste gas that has passed through the thermal decomposition section and burns it.

特に、本発明は、アンモニアを窒素と水素に分解する熱分解部、及び分解された水素に空気を供給して燃焼させる燃焼部を二重管の内側管及び外側管に各々具備することによって、燃焼部で燃焼される燃焼熱を熱分解部で必要とする熱エネルギーとして活用することができるようにする。   In particular, the present invention comprises a thermal decomposition unit that decomposes ammonia into nitrogen and hydrogen, and a combustion unit that supplies air to the decomposed hydrogen and burns it in the inner tube and the outer tube of the double tube, respectively. The combustion heat burned in the combustion section can be utilized as the heat energy required in the thermal decomposition section.

ここで、前記アンモニアを窒素及び水素に分解させるための熱分解部の加熱温度は、７００乃至１，０００℃であり、前記燃焼部の燃焼温度は、９００乃至１，２００℃である。   Here, the heating temperature of the thermal decomposition unit for decomposing the ammonia into nitrogen and hydrogen is 700 to 1,000 ° C., and the combustion temperature of the combustion unit is 900 to 1,200 ° C.

本発明は、廃ガスに含まれたアンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を廃水発生なしに熱分解及び燃焼処理することができるという効果がある。   The present invention has an effect that ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen contained in waste gas can be subjected to thermal decomposition and combustion treatment without generation of waste water.

また、本発明は、アンモニアの燃焼処理時に発生する燃焼部の熱エネルギーを容易に熱分解部に熱交換することができるという効果がある。   Further, the present invention has an effect that the heat energy of the combustion part generated during the ammonia combustion process can be easily exchanged with the thermal decomposition part.

特に、本発明は、アンモニアを熱分解した後に燃焼させることによって、燃焼のためのアンモニアの量を初期に減少させて、燃焼時に発生する窒素酸化物の発生量を減少させることができるという効果がある。   In particular, the present invention has the effect of reducing the amount of nitrogen oxides generated during combustion by reducing the amount of ammonia for combustion initially by burning after ammonia is thermally decomposed. is there.

本発明によるガススクラバーの構成図である。It is a block diagram of the gas scrubber by this invention.

以下、添付の図面を参照して本発明について詳しく説明する。しかし、下記の説明は、ただ本発明を詳細に説明するためのものであって、下記説明によって本発明の範囲を限定するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the following description is merely for explaining the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited by the following description.

図１は、本発明によるガススクラバーの構成を示す図である。
図１に示されたように、本発明によるガススクラバーは、アンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を含む廃ガスを加熱し、廃ガスに含まれたアンモニアの一部または全部を窒素と水素に分解させる熱分解部６と、前記熱分解部６を通過した廃ガスに空気を注入して燃焼させる燃焼部８とを備える。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a gas scrubber according to the present invention.
As shown in FIG. 1, the gas scrubber according to the present invention heats waste gas containing ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen, and decomposes part or all of the ammonia contained in the waste gas into nitrogen and hydrogen. The thermal decomposition part 6 and the combustion part 8 which injects and injects air into the waste gas which passed the said thermal decomposition part 6 are provided.

ここで、前記ガススクラバーは、燃焼部８の一側に連設され、燃焼部８を通過しながら処理された廃ガスに水を供給して、廃ガスの温度を減少させる湿式スクラバー（図示せず）をさらに備えることができる。   Here, the gas scrubber is connected to one side of the combustion unit 8 and supplies a water to the treated waste gas while passing through the combustion unit 8 to reduce the temperature of the waste gas (not shown). Can be further provided.

本発明によるガススクラバーは、半導体、ＬＥＤ、ＬＣＤ及び／または太陽電池の製造工程時に発生するアンモニア、水素、モノシランなどを含む廃ガスを処理するための装置なら、いずれの装置でも本発明のガススクラバーに該当するが、好ましくは、廃ガスに含まれたアンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を熱分解した後に燃焼させて処理することができる装置、より好ましくは、廃ガスに含まれたアンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を熱分解した後に燃焼させて処理し、その後、湿式方式や空冷式または水冷式冷却手段、特定的には、熱交換機などを通じて温度を減少させて処理したガス、すなわち無害な処理ガスを大気に排出させることができるように構成された装置を意味する。   The gas scrubber according to the present invention can be any apparatus for treating waste gas containing ammonia, hydrogen, monosilane, etc. generated during the manufacturing process of semiconductors, LEDs, LCDs and / or solar cells. Preferably, it is an apparatus that can decompose and process ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen contained in the waste gas, and more preferably ammonia and ammonia contained in the waste gas. Gas that has been treated by burning it after pyrolyzing the hydrogen mixture and then reducing the temperature through a wet system, air-cooled or water-cooled cooling means, specifically a heat exchanger, etc., that is, a harmless process gas Means a device that can be discharged into the atmosphere.

ここで、前記廃ガスは、ＬＥＤ、ＬＣＤ及び／または太陽電池の製造工程によって発生したアンモニアが単独で含まれて排出されるか、または、アンモニア及び水素の両方ともを含む状態で排出されることができ、前記アンモニアは、熱分解部６の熱分解時に窒素及び水素に転換され、燃焼部８の燃焼時に、水、窒素及び窒素酸化物の一部に転換されて処理される。   Here, the waste gas is exhausted in a state where ammonia generated by the manufacturing process of the LED, LCD and / or solar cell is contained alone or in a state containing both ammonia and hydrogen. The ammonia is converted into nitrogen and hydrogen during the thermal decomposition of the thermal decomposition unit 6, and is converted into a part of water, nitrogen and nitrogen oxides during the combustion of the combustion unit 8.

本発明による熱分解部６は、アンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を含む廃ガスを加熱し、例えば、７００乃至１，０００℃に加熱し、廃ガスに含まれたアンモニアの一部または全部を窒素及び水素に転換するためのものであって、このような目的のための通常的な熱分解部６なら特に限定されない。   The thermal decomposition unit 6 according to the present invention heats waste gas containing ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen, for example, heats to 700 to 1,000 ° C., and part or all of the ammonia contained in the waste gas is nitrogen. In addition, there is no particular limitation as long as it is a normal pyrolysis section 6 for such purpose.

この際、前記熱分解部６は、無酸素条件で運転され、熱分解時に、アンモニアが還元されながら発生した水素が燃焼されないようにし、前記熱分解部６の高熱、例えば７００℃以上の高熱で耐えることができる材質なら、その材質は特に限定されないが、好ましくは、ＳＴＳ３１０Ｓまたはインコネル材質を使用することがよろしい。   At this time, the thermal decomposition unit 6 is operated under an oxygen-free condition so that hydrogen generated while ammonia is reduced is not combusted at the time of thermal decomposition, and the thermal decomposition unit 6 is heated at a high temperature, for example, 700 ° C. or higher. The material is not particularly limited as long as it can withstand, but preferably, STS310S or Inconel material is used.

また、前記熱分解部６の温度に比例してアンモニアが窒素及び水素に転換される転換率が増加する。   Further, the conversion rate at which ammonia is converted into nitrogen and hydrogen increases in proportion to the temperature of the thermal decomposition unit 6.

特定的に、前記熱分解部６の外周面には、熱分解部６を加熱することができる加熱手段１６が連設されることができる。   Specifically, a heating means 16 that can heat the pyrolyzing unit 6 may be connected to the outer peripheral surface of the pyrolyzing unit 6.

本発明による燃焼部８は、前記熱分解部６に連設され、熱分解部６を通過した廃ガスに空気を注入して燃焼させるためのものであって、このような目的のための燃焼部８なら特に限定されない。   The combustion section 8 according to the present invention is connected to the thermal decomposition section 6 and is used for injecting and burning air into the waste gas that has passed through the thermal decomposition section 6. If it is the part 8, it will not specifically limit.

特に、前記燃焼部８は、９００乃至１，２００℃の温度範囲で廃ガス、好ましくは、廃ガスに含まれたアンモニアを燃焼させる。したがって、前記燃焼部８は、前述の高熱に耐えることができる材質、好ましくは、ＳＴＳ３１０Ｓまたはインコネル材質よりなることがよろしい。   In particular, the combustion unit 8 burns waste gas, preferably ammonia contained in the waste gas, in a temperature range of 900 to 1,200 ° C. Therefore, the combustion section 8 may be made of a material that can withstand the above-described high heat, preferably STS310S or Inconel material.

特定の様態として、前述の構成を有する本発明によるガススクラバーは、 アンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を含む廃ガスが流入される流入口２と；前記流入口２に連設されると同時に、一方の管が他方の管の内部に挿入される二重管の形態で構成され、前記二重管の外側管にアンモニアを含む廃ガスが移動し、アンモニアが窒素及び水素に転換される熱分解部６と、当該内側管に前記アンモニアが窒素及び水素に転換された廃ガスが流入され、燃焼しながら移動する燃焼部８とを備える反応器１８と； 前記燃焼部８の一側に連設され、外部の空気が燃焼部８の内部に流入されるようにする空気注入部１０と；前記空気注入部１０と隣り合うように連設され、熱分解部６の外側管から流入されるアンモニアが窒素及び水素に転換された廃ガスと空気が互いに接触することを防止する遮断部１２と；前記反応器１８の外周面に連設され、反応器１８の外側管を加熱する加熱手段１６と；前記燃焼部８の一側に設けられ、燃焼された廃ガスが排出される排出口４と；を含めて構成されることができる。   As a specific embodiment, the gas scrubber according to the present invention having the above-described configuration includes: an inlet 2 into which waste gas containing ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen is introduced; The pyrolysis unit is configured in the form of a double pipe inserted into the other pipe, and waste gas containing ammonia moves to the outer pipe of the double pipe, and ammonia is converted to nitrogen and hydrogen. 6 and a reactor 18 including a combustion part 8 in which a waste gas in which the ammonia is converted into nitrogen and hydrogen is flowed into the inner pipe and moves while burning; connected to one side of the combustion part 8 An air injection unit 10 that allows external air to flow into the combustion unit 8; ammonia that is connected to be adjacent to the air injection unit 10 and flows from the outer pipe of the thermal decomposition unit 6. Converted to nitrogen and hydrogen A blocking section 12 for preventing the waste gas and air from contacting each other; heating means 16 connected to the outer peripheral surface of the reactor 18 for heating the outer tube of the reactor 18; And a discharge port 4 provided on one side and from which the burned waste gas is discharged.

本発明による流入口２は、アンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を含む廃ガスが流入される。   The inlet 2 according to the present invention is fed with waste gas containing ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen.

本発明による反応器１８は、廃ガスに含まれたアンモニアを処理するための場所を提供するものであって、一方の管が他方の管の内部に挿入された二重管の形態で構成され、前記二重管の外側管にアンモニアを含む廃ガスが移動し、アンモニアが窒素及び水素に転換される熱分解部６と、当該内側管にアンモニア、窒素及び水素を含む廃ガスが流入され、燃焼しながら移動する燃焼部８とで構成されている。   The reactor 18 according to the present invention provides a place for treating ammonia contained in waste gas, and is configured in the form of a double pipe in which one pipe is inserted into the other pipe. The waste gas containing ammonia moves to the outer pipe of the double pipe, the pyrolysis unit 6 in which ammonia is converted into nitrogen and hydrogen, and the waste gas containing ammonia, nitrogen and hydrogen is flowed into the inner pipe, It is comprised with the combustion part 8 which moves while burning.

ここで、前記熱分解部６は、アンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を含む廃ガスを７００乃至１，０００℃に加熱し、廃ガスに含まれたアンモニアの一部または全部を還元させて窒素及び水素に転換される。   Here, the thermal decomposition unit 6 heats waste gas containing ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen to 700 to 1,000 ° C., and reduces part or all of the ammonia contained in the waste gas to generate nitrogen and Converted to hydrogen.

また、前記燃焼部８は、前記熱分解部６を通過した廃ガスに空気を注入し、９００乃至１，２００℃の温度範囲で廃ガスに含まれたアンモニアを燃焼させて処理する。   The combustion unit 8 injects air into the waste gas that has passed through the thermal decomposition unit 6 and burns and treats ammonia contained in the waste gas in a temperature range of 900 to 1,200 ° C.

この際、前記熱分解部６及び燃焼部８は、各々二重管形状の反応器１８の外側管及び内側管に各々設けられ、燃焼部８の燃焼熱が内側管を通じて熱分解部６に熱伝逹されることができる。   At this time, the thermal decomposition unit 6 and the combustion unit 8 are respectively provided in the outer tube and the inner tube of the double tube reactor 18, and the combustion heat of the combustion unit 8 is heated to the thermal decomposition unit 6 through the inner tube. Can be communicated.

一方、前記熱分解部６及び燃焼部８を構成する二重管は、高熱、例えば７００乃至１，２００℃の高熱に耐えることができる材質なら、いずれの材質でも構わないが、好ましくは、ＳＴＳ３１０Ｓまたはインコネル材質よりなることが良い。   On the other hand, the double pipe constituting the pyrolyzing unit 6 and the combusting unit 8 may be any material as long as it can withstand high heat, for example, 700 to 1,200 ° C., but preferably, STS310S. Alternatively, it is preferably made of Inconel material.

本発明による空気注入部１０は、燃焼部８で行われるアンモニア及び水素ガスなどの燃焼のために提供されるものであって、このような目的のための当業界の通常的な空気注入部１０なら特に限定されない。   The air injection unit 10 according to the present invention is provided for the combustion of ammonia, hydrogen gas and the like performed in the combustion unit 8, and is a typical air injection unit 10 in the industry for such purpose. If it does not specifically limit.

本発明による遮断部１２は、前記熱分解部６から排出される水素、特定的には、アンモニアが転換された水素及び／または初期廃ガスに含まれた水素が燃焼部８に流入される初期に空気と接触し、燃焼、特定的には、爆発することを防止するためのものであって、このような目的のための遮断部１２なら特に限定されないが、好ましくは、燃焼部８の空気注入部１０と隣り合うように連設されることが良い。   The shut-off unit 12 according to the present invention is an initial stage in which hydrogen discharged from the pyrolysis unit 6, specifically, hydrogen converted into ammonia and / or hydrogen contained in the initial waste gas flows into the combustion unit 8. Is not particularly limited as long as it is a shut-off part 12 for such purpose, but preferably air in the combusting part 8 is preferably used. It is preferable that the injection unit 10 be adjacent to the injection unit 10.

特に、前記遮断部１２は、二重管の形態よりなる反応器１８の外側管（熱分解部）から流入される廃ガスと空気の接触を遮断するために、前記二重管の長さ方向に沿って燃焼部８の上部の一側から一定の長さだけ垂直に形成されることがよろしい。   In particular, the blocking section 12 is arranged in the longitudinal direction of the double pipe in order to block the contact between waste gas and air flowing from the outer pipe (thermal decomposition section) of the reactor 18 in the form of a double pipe. It is preferable that a certain length is formed vertically from one side of the upper portion of the combustion portion 8 along the vertical axis.

必要によって、本発明によるガススクラバーの燃焼部８の一側には、窒素を注入するための窒素注入口１４をさらに備えることができる。   If necessary, a nitrogen inlet 14 for injecting nitrogen can be further provided on one side of the combustion portion 8 of the gas scrubber according to the present invention.

ここで、前記窒素注入口１４は、廃ガスに含まれた水素が燃焼、特定的には、爆発しながら発生する反応熱に起因して熱分解部６内部の温度が急激に上昇することを防止するために、前記窒素注入口１４に不活性ガスとしての窒素を注入し、水素を含む廃ガスの水素濃度を減少させるためのものである。   Here, the nitrogen inlet 14 indicates that the hydrogen contained in the waste gas is burned, specifically, that the temperature inside the pyrolysis unit 6 rises rapidly due to reaction heat generated while exploding. In order to prevent this, nitrogen as an inert gas is injected into the nitrogen inlet 14 to reduce the hydrogen concentration of the waste gas containing hydrogen.

本発明による加熱手段１６は、前記反応器１８の外周面に連設され、反応器１８の外側管、すなわち熱分解部６を加熱、好ましくはアンモニアを熱分解し得る温度、例えば７００乃至１，０００℃の温度に加熱するためのものであって、このような目的のための当業界の通常的な加熱手段１６なら特に限定されない。   The heating means 16 according to the present invention is connected to the outer peripheral surface of the reactor 18, and heats the outer tube of the reactor 18, that is, the thermal decomposition unit 6, preferably thermally decomposes ammonia, for example, 700 to 1, for example. The heating means 16 is for heating to a temperature of 000 ° C. and is not particularly limited as long as it is a conventional heating means 16 in the industry for such a purpose.

特定的に、本発明によるガススクラバーは、前記燃焼部８に設けられる空気注入部１０と隣り合うようにバッフル２０をさらに備えることができる。   Specifically, the gas scrubber according to the present invention may further include a baffle 20 adjacent to the air injection unit 10 provided in the combustion unit 8.

この際、前記バッフル(baffle)２０は、空気注入口１０と隣り合うように設置され、空気注入口１０を通じて反応器１８の燃焼部８に流入される空気が局地的に噴射されず、燃焼部８に均一に噴射されるようにするものであって、このような目的のための当業界の通常的なバッフル２０ならいずれのものを使用しても関系ない。   At this time, the baffle 20 is installed adjacent to the air inlet 10 so that the air flowing into the combustion section 8 of the reactor 18 through the air inlet 10 is not locally injected and burned. Any conventional baffle 20 in the industry for such purposes may be used, as long as it is sprayed uniformly on the section 8.

特定的に、本発明によるガススクラバーの排出口１４の一側には、排出口１４を通じて排出される廃ガスを冷却させるための冷却手段（図示せず）、例えば、湿式スクラバーや空冷式または水冷式熱交換機などの冷却手段が設けられ、排出口１４から排出される廃ガスを冷却させて大気に排出することができる。   Specifically, at one side of the gas scrubber outlet 14 according to the present invention, a cooling means (not shown) for cooling the waste gas discharged through the outlet 14, such as a wet scrubber, air-cooled or water-cooled, is provided. Cooling means such as a heat exchanger is provided, and the waste gas discharged from the discharge port 14 can be cooled and discharged to the atmosphere.

この際、前記湿式スクラバー及び空冷式または水冷式熱交換機は、当業界において通常的に使用される湿式スクラバー及び熱交換機なら特に限定されない。   At this time, the wet scrubber and the air-cooled or water-cooled heat exchanger are not particularly limited as long as they are wet scrubbers and heat exchangers that are normally used in the industry.

以下では、このような構成を有する本発明によるガススクラバーの作用を説明する。
まず、半導体、ＬＥＤ、ＬＣＤ及び／または太陽電池の製造工程時に発生するアンモニアまたはアンモニアと水素の混合物を含む廃ガスが流入口２に流入され、二重管の形態よりなる反応器１８の外側管、すなわち熱分解部６に流入される。 Below, the effect | action of the gas scrubber by this invention which has such a structure is demonstrated.
First, waste gas containing ammonia or a mixture of ammonia and hydrogen generated during the manufacturing process of semiconductors, LEDs, LCDs and / or solar cells is introduced into the inlet 2 and the outer tube of the reactor 18 in the form of a double tube. That is, it flows into the thermal decomposition part 6.

この際、前記熱分解部６は、加熱手段１６によって７００乃至１，０００℃に加熱され、廃ガスに含まれたアンモニアの一部または全部を窒素及び水素に転換させる。   At this time, the thermal decomposition unit 6 is heated to 700 to 1,000 ° C. by the heating means 16 to convert part or all of the ammonia contained in the waste gas into nitrogen and hydrogen.

次に、前記窒素及び水素に転換されたガスを含む廃ガスは、二重管の形態よりなる反応器１８の内側管、すなわち燃焼部８に流入される。   Next, the waste gas containing the gas converted into nitrogen and hydrogen flows into the inner tube of the reactor 18 in the form of a double tube, that is, the combustion section 8.

この際、燃焼部８に流入された廃ガスに空気注入部１０を通じて空気を注入し、水素を爆発させることによって、９００乃至１，２００℃の温度でアンモニアを燃焼処理する。   At this time, by injecting air into the waste gas flowing into the combustion unit 8 through the air injection unit 10 to explode hydrogen, ammonia is combusted at a temperature of 900 to 1,200 ° C.

次に、燃焼処理された廃ガスは、前記燃焼部８に一側に設けられた排出口４に排出される。   Next, the combustion-treated waste gas is discharged to the discharge port 4 provided on one side of the combustion unit 8.

ここで、前記排出口４の一側に湿式スクラバーや水冷式または空冷式熱交換機などの冷却手段を設置し、高温の廃ガスを冷却排出することができる。   Here, cooling means such as a wet scrubber or a water-cooled or air-cooled heat exchanger can be installed on one side of the discharge port 4 to cool and discharge high-temperature waste gas.

（実施例）
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。しかし、下記の実施例は、ただ本発明を詳細に説明するためのものであって、これらの実施例によって本発明の範囲を限定するものではない。 (Example)
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. However, the following examples are merely for explaining the present invention in detail, and the scope of the present invention is not limited by these examples.

（実施例１乃至実施例５）
図１に示されたように、１２５Ａの直径を有するＳＵＳ３１０Ｓ材質の管内に１００Ａの直径を有するインコネル(Inconel)材質の管を位置させて、二重管の形態で反応器を製造した後、前記反応器の外周面に加熱手段としてヒーター［セラミックモールドヒーター］を設置し、前記反応器の外側に位置する管、すなわち外側管の内部温度を７００乃至１，０００℃に調節することができるようにした。 (Example 1 to Example 5)
As shown in FIG. 1, after a reactor is manufactured in the form of a double tube by positioning an Inconel material tube having a diameter of 100A in a SUS310S material tube having a diameter of 125A, A heater [ceramic mold heater] is installed as a heating means on the outer peripheral surface of the reactor so that the internal temperature of the tube located outside the reactor, that is, the outer tube can be adjusted to 700 to 1,000 ° C. did.

次に、二重管の外側管の内部に、処理ガスとしてアンモニアガスを注入し、その内部の温度を７５０乃至１，０００℃に変化させながら、アンモニアを窒素と水素に熱分解した。   Next, ammonia gas was injected as a processing gas into the outer tube of the double tube, and ammonia was thermally decomposed into nitrogen and hydrogen while changing the temperature inside the tube from 750 to 1,000 ° C.

次に、前記熱分解されたガスを二重管の内側に位置する管、すなわち内側管に流入させた。   Next, the pyrolyzed gas was allowed to flow into a tube located inside the double tube, that is, the inner tube.

この際、前記内側管に流入される熱分解ガスに空気をともに噴射し、熱分解ガスに含まれた水素ガスを爆発させてアンモニアを燃焼させた。   At this time, air was jetted together with the pyrolysis gas flowing into the inner pipe, and the hydrogen gas contained in the pyrolysis gas was exploded to burn ammonia.

次に、燃焼されたガスは、後段に連設される湿式スクラバー［ＫＯＣＡＴ、韓国］を利用して冷却排出した。   Next, the combusted gas was cooled and discharged using a wet scrubber [KOCAT, Korea] provided in a subsequent stage.

次に、流入されるアンモニアガス及び排出される燃焼ガスのアンモニア濃度をＦＴ−ＩＲ（ＭＩＤＡＣ）で測定し、前記内側管及び外側管の内部温度をサーモカップルを利用して測定した。   Next, the ammonia concentration of the inflowing ammonia gas and the exhausted combustion gas was measured by FT-IR (MIDAC), and the internal temperatures of the inner and outer tubes were measured using a thermocouple.

その処理条件及び結果を表１に示した。   The processing conditions and results are shown in Table 1.

Figure 2012531571
Figure 2012531571

表１から明らかなように、実施例１乃至実施例５の熱分解部の温度が増加するほどアンモニアの除去率がともに増加し、ＮＯの発生量が減少することが分かった。   As is clear from Table 1, it was found that as the temperature of the thermal decomposition section of Examples 1 to 5 increased, the ammonia removal rate both increased and the amount of NO generated decreased.

この際、実施例１の除去率は、９９．４％であり、これを除いたすべての実施例において、除去率は９９．９％であった。   At this time, the removal rate of Example 1 was 99.4%, and in all the examples except this, the removal rate was 99.9%.

（実施例６乃至実施例１０）
表２に記載されたように、流入ガスとしてアンモニア及び水素をともに供給することを除いて、実施例１乃至実施例５と同一の方法で行った。 (Example 6 to Example 10)
As described in Table 2, the same method as in Examples 1 to 5 was performed except that both ammonia and hydrogen were supplied as inflow gases.

その処理条件及び結果を表２に示した。   The processing conditions and results are shown in Table 2.

Figure 2012531571
Figure 2012531571

表２から明らかなように、実施例６乃至実施例１０の熱分解部の温度が増加するほどアンモニアの除去率がともに増加し、ＮＯの発生量が減少することが分かった。   As is apparent from Table 2, it was found that the ammonia removal rate increased and the NO generation amount decreased as the temperature of the thermal decomposition section of Examples 6 to 10 increased.

この際、すべての実施例において、除去率は９９．９％であった。   At this time, the removal rate was 99.9% in all Examples.

（比較例１乃至比較例５）
二重管形状の反応器の代わりに、１２５Ａの直径を有するインコネル材質の管を反応器として単独で使用し、反応器の入口に処理ガスとともに空気を注入することを除いて、実施例１乃至実施例５と同一の方法で行った。 (Comparative Examples 1 to 5)
Example 1 thru | or except using the pipe | tube of the Inconel material which has a diameter of 125A independently as a reactor instead of a double tube | pipe shape reactor, and inject | pouring air with process gas into the inlet of a reactor. The same method as in Example 5 was used.

その処理条件及び結果を表３に示した。   The processing conditions and results are shown in Table 3.

Figure 2012531571
Figure 2012531571

表３から明らかなように、比較例１乃至比較例５の熱分解部の温度が増加するほどアンモニアの除去率がともに増加したが、アンモニア除去率は６５乃至７８％であった。   As is apparent from Table 3, the ammonia removal rate increased as the temperature of the thermal decomposition part of Comparative Examples 1 to 5 increased, but the ammonia removal rate was 65 to 78%.

（比較例６乃至比較例１０）
表４に記載されたように、流入ガスとしてアンモニア及び水素をともに供給することを除いて、比較例１乃至比較例５と同一の方法で行った。 (Comparative Examples 6 to 10)
As described in Table 4, the same method as Comparative Examples 1 to 5 was performed except that both ammonia and hydrogen were supplied as inflow gases.

その処理条件及び結果を表４に示した。   The processing conditions and results are shown in Table 4.

Figure 2012531571
Figure 2012531571

表４から明らかなように、比較例６乃至比較例１０の熱分解部の温度が増加するほどアンモニアの除去率がともに増加したが、アンモニア除去率は９９％以上であった。   As is apparent from Table 4, the ammonia removal rate increased as the temperature of the thermal decomposition part of Comparative Examples 6 to 10 increased, but the ammonia removal rate was 99% or more.

比較例１乃至比較例１０から明らかなように、廃ガスにアンモニアのみ含まれる場合、アンモニアの除去率が低かったが、アンモニアと水素の混合物を処理する場合には、アンモニア除去率が９９％以上であった。   As is clear from Comparative Examples 1 to 10, the ammonia removal rate was low when the waste gas contained only ammonia, but when the mixture of ammonia and hydrogen was treated, the ammonia removal rate was 99% or more. Met.

以上説明したように、本発明が属する技術分野における当業者は、本発明がその技術的思想や必須的特徴を変更することなく、他の具体的な形態に実施されることができることを理解することができるだろう。したがって、以上で記述した実施例は、いずれも例示的なものであって、限定的なものではないことを理解すべきである。本発明の範囲は、前記詳細な説明よりは後述する特許請求範囲の意味及び範囲そしてその等価概念から導き出されるすべての変更または変形された形態が本発明の範囲に含まれることに解釈されなければならない。   As described above, those skilled in the art to which the present invention pertains understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical idea and essential features thereof. Will be able to. Accordingly, it should be understood that all of the embodiments described above are illustrative and not limiting. The scope of the present invention should not be construed as including, within the scope of the present invention, all modifications or variations derived from the meaning and scope of the claims described below and their equivalent concepts rather than the above detailed description. Don't be.

２ 流入口
４ 排出口
６ 熱分解部
８ 燃焼部
１０ 空気注入部
１２ 遮断部
１４ 窒素注入部
１６ 加熱手段
１８ 反応器
２０ バッフル 2 Inflow port 4 Discharge port 6 Pyrolysis unit 8 Combustion unit 10 Air injection unit 12 Blocking unit 14 Nitrogen injection unit 16 Heating means 18 Reactor 20 Baffle

Claims (15)

アンモニアを含む廃ガスを加熱し、廃ガスに含まれたアンモニアの一部または全部を窒素と水素に分解させる熱分解部と、
前記熱分解部を通過した廃ガスに空気を注入して燃焼させる燃焼部と、を含むガススクラバー。 A thermal decomposition section that heats waste gas containing ammonia and decomposes part or all of the ammonia contained in the waste gas into nitrogen and hydrogen;
A gas scrubber comprising: a combustion section that injects air into the waste gas that has passed through the thermal decomposition section and burns the waste gas. 前記廃ガスが水素をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のガススクラバー。   The gas scrubber according to claim 1, wherein the waste gas further contains hydrogen. 前記熱分解部において廃ガスの加熱温度は、７００乃至１，０００℃であることを特徴とする請求項１に記載のガススクラバー。   The gas scrubber according to claim 1, wherein the heating temperature of the waste gas in the pyrolysis section is 700 to 1,000 ° C. 前記燃焼部の温度は、９００乃至１，２００℃であることを特徴とする請求項１に記載のガススクラバー。   The gas scrubber according to claim 1, wherein the temperature of the combustion section is 900 to 1,200 ° C. 前記熱分解部と燃焼部が互いに接触するように連設され、前記燃焼部の燃焼熱が前記熱分解部に伝達されることを特徴とする請求項１に記載のガススクラバー。 2. The gas scrubber according to claim 1, wherein the thermal decomposition unit and the combustion unit are connected in series so as to contact each other, and combustion heat of the combustion unit is transmitted to the thermal decomposition unit. 前記ガススクラバーが、
アンモニアを含む廃ガスが流入される流入口と、
前記流入口に連設されると共に、一方の管が他方の管の内部に挿入される二重管の形態で構成され、前記二重管の外側管にアンモニアを含む廃ガスが移動し、アンモニアが窒素と水素に転換される熱分解部と、当該内側管に前記アンモニアが窒素及び水素に転換された廃ガスが流入され、燃焼しながら移動する燃焼部とを備える反応器と、
前記燃焼部の一側に連設され、外部の空気が燃焼部の内部に流入されるようにする空気注入部と、
前記空気注入部と隣り合うように連設され、熱分解部の外側管から流入されるアンモニアが窒素及び水素に転換された廃ガスと空気が互いに接触することを防止する遮断部と、
前記反応器の外周面に連設され、反応器の外側管を加熱する加熱手段と、
前記燃焼部の一側に設けられ、燃焼された廃ガスが排出される排出口と、を含むことを特徴とする請求項１に記載のガススクラバー。 The gas scrubber is
An inlet into which waste gas containing ammonia is introduced;
Constructed in the form of a double pipe connected to the inlet and one pipe inserted into the other pipe, waste gas containing ammonia moves to the outer pipe of the double pipe, and the ammonia A reactor comprising: a pyrolysis unit that is converted into nitrogen and hydrogen; and a combustion unit that moves into the inner pipe while the waste gas in which the ammonia is converted into nitrogen and hydrogen flows into the inner pipe and burns.
An air injection unit that is connected to one side of the combustion unit and allows external air to flow into the combustion unit;
A blocking unit that is connected to be adjacent to the air injection unit and prevents waste gas and air in which ammonia flowing from the outer pipe of the thermal decomposition unit is converted into nitrogen and hydrogen from contacting each other,
Heating means connected to the outer peripheral surface of the reactor and heating the outer tube of the reactor;
2. The gas scrubber according to claim 1, further comprising: an exhaust port provided on one side of the combustion unit and configured to discharge the combusted waste gas. 前記反応器の燃焼部の一側に窒素注入口をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のガススクラバー。   The gas scrubber according to claim 6, further comprising a nitrogen inlet on one side of the combustion section of the reactor. 前記空気注入部と隣り合うようにバッフルが設けられることを特徴とする請求項６に記載のガススクラバー。   The gas scrubber according to claim 6, wherein a baffle is provided adjacent to the air injection part. 前記排出口の一側に排出口を通じて排出される廃ガスを冷却させることができる冷却手段をさらに備えることを特徴とする請求項６に記載のガススクラバー。   The gas scrubber according to claim 6, further comprising a cooling unit capable of cooling waste gas discharged through the discharge port on one side of the discharge port. アンモニアを含む廃ガスを加熱し、廃ガスに含まれたアンモニアの一部または全部を窒素と水素に分解させる分解段階と、
前記熱分解部を通過した廃ガスに空気を注入して水素を燃焼させることによって、廃ガスを燃焼させる燃焼段階と、を含む廃ガス処理方法。 A decomposition stage in which waste gas containing ammonia is heated, and part or all of the ammonia contained in the waste gas is decomposed into nitrogen and hydrogen;
A waste gas treatment method comprising: burning a waste gas by injecting air into the waste gas that has passed through the thermal decomposition section to burn hydrogen. 前記廃ガスが水素をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の廃ガス処理方法。   The waste gas treatment method according to claim 10, wherein the waste gas further contains hydrogen. 前記分解段階の加熱温度が７００乃至１，０００℃であることを特徴とする請求項１０に記載の廃ガス処理方法。   The waste gas treatment method according to claim 10, wherein a heating temperature in the decomposition step is 700 to 1,000 ° C. 前記燃焼段階の燃焼温度が９００乃至１，２００℃であることを特徴とする請求項１０に記載の廃ガス処理方法。   The waste gas treatment method according to claim 10, wherein a combustion temperature in the combustion stage is 900 to 1,200 ° C. 前記燃焼部の燃焼熱を分解段階の分解熱として提供することを特徴とする請求項１０に記載の廃ガス処理方法。   The waste gas treatment method according to claim 10, wherein combustion heat of the combustion section is provided as decomposition heat in a decomposition stage. 前記燃焼段階の後段に燃焼された廃ガスを冷却させる冷却段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の廃ガス処理方法。   The waste gas treatment method according to claim 10, further comprising a cooling step of cooling the waste gas combusted after the combustion step.
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