KR100325197B1 - Gas Scrubber - Google Patents
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Abstract
적은 설치면적을 점유하면서도 대용량의 가스를 처리할 수 있는 가스 스크러버를 개시한다. 개시된 가스 스크러버는, 적어도 2개의 가스 인입관 및 공기 인입관이 연결된 케이스와 상기 케이스의 내부에 설치되어 가스 인입관을 통하여 케이스의 내부로 유입되는 배기가스를 연소에 적합한 온도로 가열하는 수단을 포함하여 구성되어 상기 가스 인입관을 통하여 유입되는 배기가스를 가열하여 배기가스 중에 포함되어 있는 폭발성 또는 발화성 가스를 연소시켜 제거하는 연소챔버; 상기 연소챔버 하단에 연결되고, 연소챔버를 거쳐 나온 배기가스를 안내하는 사각 깔때기 형상의 안내부를 가지는 두 장의 판상 부재를 내부에 소정의 공간부가 형성되도록 겹쳐 부착한 안내 플레이트와, 상기 안내 플레이트의 공간부를 통하여 파우더 고착 방지를 위한 공기 또는 질소를 분출하도록 안내 플레이트의 사면에 각각 설치된 분사 노즐을 포함하여 구성되는 파우더 고착방지수단; 및 상기 파우더 고착방지수단을 사이에 두고 상기 연소챔버의 하부에 결합되고 대략 중앙부에 상기 연소챔버로부터 유입되는 가스의 경로를 형성하기 위한 다수의 격벽이 설치되며 하부에는 물이 담겨져 있는 케이스와, 상기 케이스의 격벽에 의해 형성된 가스 경로상에 설치되어 가스를 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 교대로 통과시키면서 배기가스 중에 포함된 수용성의 유독성 가스를 용해시키는 다수의 업소버들, 상기 각 업소버의 상부에 위치하도록 설치되어 해당 업소버에 물을 분사하는 샤워 노즐을 포함하며, 상기 케이스의 일측에는 유해가스 성분이 제거된 가스를 대기 중으로 배출시키기 위한 배기관이 연결되어 연소챔버에서 연소되지 않은 수용성 가스를 물에 용해시켜 제거하는 웨팅챔버를 포함하여 구성된다.Disclosed is a gas scrubber capable of handling a large amount of gas while occupying a small installation area. The disclosed gas scrubber includes a case to which at least two gas inlet pipes and air inlet pipes are connected, and means for heating exhaust gas introduced into the case through the gas inlet pipes to a temperature suitable for combustion. A combustion chamber configured to heat the exhaust gas introduced through the gas inlet pipe to burn and remove the explosive or ignitable gas contained in the exhaust gas; A guide plate connected to a lower end of the combustion chamber and overlapping two plate-like members having a rectangular funnel-shaped guide part for guiding exhaust gas exiting the combustion chamber so that a predetermined space is formed therein; and the space of the guide plate. Powder sticking prevention means configured to include spray nozzles respectively installed on four sides of the guide plate to eject air or nitrogen for preventing powder sticking through the unit; And a case having a plurality of partitions coupled to a lower portion of the combustion chamber with the powder sticking preventing means interposed therebetween to form a path of the gas flowing from the combustion chamber at a central portion thereof, wherein the case contains water; A plurality of absorbers installed on the gas path formed by the partition walls of the case and dissolving water-soluble toxic gases contained in the exhaust gas while alternately passing the gas from the top to the bottom or from the bottom to the top of each absorber. And a shower nozzle installed to be positioned to inject water into the absorber, and one side of the case is connected to an exhaust pipe for discharging the gas from which noxious gas components have been removed to the atmosphere so that the water-soluble gas that is not combusted in the combustion chamber is connected to the water. It comprises a wetting chamber for dissolving and removing.
Description
본 발명은 배기가스, 특히 반도체 제조 공정시 발생되는 발화성 가스 및 유독성 가스를 포함하는 배기가스를 정화 처리하여 배출하는 가스 스크러버(Gas Scrubber)에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas scrubber for purifying and exhausting exhaust gases, in particular, exhaust gases including ignitable gases and toxic gases generated during semiconductor manufacturing processes.
가스 스크러버는 크게 웨팅(wetting) 방식과 버닝(burning) 방식으로 대별된다.Gas scrubbers are roughly classified into a wetting method and a burning method.
웨팅방식 스크러버는 물을 이용하여 배기가스를 세정 및 냉각하는 구조로써, 비교적 간단한 구성을 가지므로 제작이 용이하고 대용량화 할 수 있다는 장점은 있으나, 불수용성의 가스는 처리가 불가능하고, 특히 발화성이 강한 수소기를 포함하는 배기가스의 처리에는 부적절하다고 하는 문제가 있다.Wetting method scrubber is a structure that cleans and cools exhaust gas using water, and has a relatively simple configuration, so that it is easy to manufacture and can be large-capacity. There is a problem that the treatment of exhaust gas containing hydrogen groups is inappropriate.
버닝방식 스크러버는 수소 버너 등의 버너속을 배가가스가 통과되도록 하여 직접 연소시키거나, 또는 열원을 이용하여 고온의 챔버를 형성하고 그 속으로 배기가스가 통과되도록 하여 간접적으로 연소시키는 구조를 갖는다. 이러한 버닝방식 스크러버는 발화성 가스의 처리에는 탁월한 효과가 있으나, 잘 연소되지 않은 토직가스의 처리에는 부적절하다.The burning scrubber has a structure in which a burner, such as a hydrogen burner, is directly burned by passing a doubling gas, or indirectly burned by forming a high temperature chamber using a heat source and allowing exhaust gas to pass through the burner. Such a burning scrubber has an excellent effect on the treatment of ignitable gases, but is inadequate for the treatment of poorly burned earth gas.
한편, 수소 등의 발화성 가스 및 실란(SiH4) 등의 토직가스를 사용하는 반응공정 예컨대, 반도체 제조공정은 상온보다 높은 고온에서 이루어지므로, 배기가스를 처리함에 있어서, 유독성 가스의 정화와 동시에 배기가스를 냉각시킬 필요가 있다.On the other hand, reaction processes using ignitable gas such as hydrogen and earthwork gas such as silane (SiH4), for example, the semiconductor manufacturing process, are performed at a high temperature higher than normal temperature. It is necessary to cool.
이에 따라, 반도체 제조공정에서는, 웨팅방식의 스크러버와 버닝방식의 스크러버를 결합한 혼합형 가스 스크러버, 예컨대 미합중국의 델라테크 인코퍼레이션(Delatech Incoporation)사에 의해 개발된 가스 스크러버(모델명 CDO 857 V-M)가 사용되고 있다.Accordingly, in the semiconductor manufacturing process, a mixed gas scrubber combining a wet scrubber and a burning scrubber, such as a gas scrubber (model name CDO 857 VM) developed by Delatech Incorporation of the United States, is used. .
상기한 바와 같은 혼합형 가스 스크러버는 먼저, 배기가스를 연소실에서 1차로 연소시켜 발화성 가스 및 폭발성 가스를 제거한 후에, 2차적으로 수조에 수용시켜 수용성의 유독성 가스를 물에 용해시키는 구조를 가진다.The mixed gas scrubber as described above has a structure in which the exhaust gas is first combusted in a combustion chamber to remove ignition gas and explosive gas, and then secondarily contained in a water tank to dissolve a water-soluble toxic gas in water.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 혼합형 가스 스크러버는, 서로 분리된 수직형 연소챔버와 수직형 웨팅챔버를 연결관으로 접속한 형태로 구성됨으로써, 많은 설치 면적을 점유한다고 하는 단점이 있다.However, the conventional mixed gas scrubber as described above has a disadvantage in that it occupies a large installation area by being configured in the form of connecting the vertical combustion chamber and the vertical wetting chamber separated from each other by a connection pipe.
또한, 종래의 혼합형 가스 스크러버는, 연소실을 통과하여 물과 접촉되는 부위에서 배기가스에 섞여있거나 연소과정에서 발생된 미세한 분진이 엉겨서 파우더가 형성되고 표면에 고착됨에 따라 잦은 정비가 요구된다고 하는 단점이 있다. 가스 스크러버의 정비는 곧바로 배기가스를 방출하는 주공정장치의 가동중단을 유발하게 되므로, 생산성 측면에서 대단히 불리하다.In addition, the conventional mixed gas scrubber is a disadvantage that the frequent maintenance is required as the powder is formed and adhered to the surface of the fine dust mixed in the exhaust gas at the site contacting the water through the combustion chamber or the combustion process is entangled. There is this. The maintenance of the gas scrubber is very disadvantageous in terms of productivity since it immediately leads to the shutdown of the main process equipment which emits the exhaust gas.
또한, 종래의 혼합형 가스 스크러버는, 물과 접촉시에 화학적인 결합에 의해 토직가스와 결합된 물분자가 대기와 접촉되는 부위에서 배기관을 부식시킨다고 하는 단점도 있다. 그 결과로 내부식성을 갖는 고가의 배기관을 필요로 하기 때문에 비경제적이다.In addition, the conventional mixed gas scrubber also has a disadvantage in that the water molecules bonded with the soil gas by the chemical bonding upon contact with the water corrode the exhaust pipe at the place where it is in contact with the atmosphere. The result is uneconomical because it requires expensive exhaust pipes that are corrosion resistant.
또한, 종래의 혼합형 가스 스크러버는, 크기가 제한되기 때문에 배기가스의 처리 능력에 한계가 있다고 하는 단점도 있다. 즉 가스 스크러버는 작은 면적에 설치되는 것이 요구됨에 따라 그 크기가 제한되는데, 종래의 버닝챔버는 배기가스를 연소시키기에 충분한 온도를 얻기 위해서는 그 내경이 작아야 되고 또 충분한 연소를 위해서는 그 길이가 길어야 하므로, 일시에 많은 양의 배기가스를 처리하는데 한계가 있다.In addition, the conventional mixed gas scrubber has a disadvantage in that the capacity of the exhaust gas is limited because of its limited size. That is, the size of the gas scrubber is limited as it is required to be installed in a small area, the conventional burning chamber has to have a small inner diameter in order to obtain a temperature sufficient to burn the exhaust gas and a long length for sufficient combustion However, there is a limit in processing a large amount of exhaust gas at one time.
상기와 같은 종래의 혼합형 가스 스크러버가 가지는 여러 단점들을 해소하고자, 연소용 챔버와 웨팅용 챔버를 결합하여 구성함으로써, 적은 설치면적을 점유하면서도 대용량의 처리 능력을 가지며, 또 장치의 가동을 중단할 필요없이 정비할 수 있는 가스 스크러버가 대한민국 특허 공고 제97-009311호(명칭 : 발화성 가스 및 토직가스 처리용 가스 스크러버)에 개시되어 있다.In order to solve the various disadvantages of the conventional mixed gas scrubber as described above, by combining the combustion chamber and the wetting chamber, it has a large capacity while occupying a small installation area, it is necessary to stop the operation of the device A gas scrubber that can be serviced without a charge is disclosed in Korean Patent Publication No. 97-009311 (name: gas scrubber for treating flammable gas and earth gas).
개시된 발화성 가스 및 토직가스 처리용 가스 스크러버는, 배기가스 처리를 위한 가스 스크러버에 있어서, 배기가스를 받아 들여 혼합하는 믹싱챔버와 열원을 이용하여 가열되며 상기 배기가스에 열을 전달하는 히팅챔버 및 상기 히팅챔버에서 열을 전달받은 배기가스가 연소되어지는 연소챔버가 수직방향으로 적층되어 형성되며, 그 하부에 가스가 수평방향으로 나선형 회전하면서 물이 공급되는 업소버 및 안개가 공급되는 챔버를 교대로 통과하도록 한 것을 특징으로 한다.The disclosed flammable gas and earth gas treatment gas scrubber is, in a gas scrubber for exhaust gas treatment, a heating chamber that is heated by using a mixing chamber and a heat source that receives and mixes the exhaust gas and transfers heat to the exhaust gas; Combustion chambers in which the exhaust gas, which receives heat from the heating chamber, is heated are burned in a vertical direction, and alternately pass through the absorber and the mist supply chamber while the gas is spirally rotated in the horizontal direction. It is characterized by that.
여기서, 상기 히팅챔버는, 챔버내부를 관통하며 브이(V)자 형태로 적어도 1열로 배열된 다수개의 인코넬관을 가지며, 상기 인코넬관들의 내부에 봉히터가 삽설되어 발열함으로써 그 외벽에서 열을 방출하도록 형성됨을 특징으로 한다. 따라서 배기가스는 상이 인코넬관들의 사이를 통과하면서 열을 전달받게 된다. 그리고 각각의 봉히터는 개별적으로 교체가 가능하므로, 만일 어떤 봉히터가 단선등의 원인으로 발열치 않을 시에는 나머지 봉히터들은 계속 발열하는 가운데 이를 교체할 수 있는 장점을 갖는다.Here, the heating chamber has a plurality of inconel tubes penetrating the inside of the chamber and arranged in at least one row in a V-shape, and a heat heater is inserted into the inconel tubes to generate heat, thereby releasing heat from the outer wall. It is characterized in that it is formed to. Therefore, the exhaust gas receives heat as the phase passes between the Inconel tubes. And since each rod heater can be replaced individually, if any rod heater does not generate heat due to the disconnection light, the remaining rod heaters have the advantage of being replaced while continuing to generate heat.
또한, 수조의 하단부가 브이(V)자 홈을 갖도록 형성되고, 그 부위에 드레인관 및 공기노즐이 인접 형성되므로, 슬러지의 형성시 곧바로 수조의 하부로 모이게 되며, 그 양이 어느 이상이 되면 자동적으로 상기 공기노즐을 통하여 공기 또는 질소 등이 공급되어 쌓인 슬러지를 드레인관으로 밀어내 배출되도록 한다.In addition, since the lower end of the tank is formed to have a V-shaped groove, and the drain pipe and the air nozzle are formed adjacent to the site, the sludge is immediately collected at the bottom of the tank when the sludge is formed. Air or nitrogen is supplied through the air nozzle to push the accumulated sludge into the drain pipe to be discharged.
그러나, 상기한 바와 같은 종래에 개시된 발화성 가스 및 토직 가스 처리용 가스 스크러버는 다음과 같은 문제점들이 있어, 개선이 요구되었다.However, the above-described gas scrubber for treating ignitable gas and toji gas as described above has the following problems, and improvement is required.
즉, 종래의 가스 스크러버는 히팅챔버 내부에 설치되는 다수의 인코넬관들을 브이(V)자 형태로 배열함으로써 배기가스와의 접촉면적을 크게 한다고 하는 장점은 있으나, 이로 인하여 각 인코넬관간의 간격이 좁기 때문에, 인코넬관의 표면에 고착되는 파우더에 의해 배기가스 유로가 좁아지거나 막힘에 따라 가스의 흐름을 방해한다는 문제가 있다.That is, the conventional gas scrubber has the advantage of increasing the contact area with the exhaust gas by arranging a plurality of Inconel tubes installed in the heating chamber in the form of a V (V), thereby reducing the spacing between each Inconel tube. Therefore, there is a problem that the flow of the gas is disturbed due to the narrowing or clogging of the exhaust gas flow path due to the powder adhered to the surface of the Inconel tube.
또한, 종래의 가스 스크러버에 있어서도 연소챔버와 웨팅챔버와의 경계부에서 양 챔버의 온도 차이로 인해 배기가스중의 미세분진이 엉긴 파우더가 표면에 고착되어 성능 저하를 피할 수 없고, 이를 제거하기 위한 잦은 정비가 요구된다고 하는 문제는 여전히 상존하고 있다.In addition, even in the conventional gas scrubber, due to the temperature difference between the two chambers at the boundary between the combustion chamber and the wetting chamber, fine powder entangled in the exhaust gas adheres to the surface, and performance degradation cannot be avoided. The problem of requiring maintenance still exists.
또한, 종래의 가스 스크러버는 인코넬관의 내부에 봉히터를 설치하여 구성하고 있는데, 이 경우에 장시간 운전시 히터의 열변형 등으로 히터와 인코넬관이 접촉하여 쇼트 등의 불량을 유발할 수 있다.In addition, the conventional gas scrubber is configured by installing a rod heater inside the Inconel tube. In this case, the heater and the Inconel tube may be in contact with the heater due to thermal deformation of the heater during a long time, and may cause a defect such as a short.
또한, 종래의 가스 스크러버에 있어서는, 히터챔버 외부까지 빠져나온 봉히터와 전류를 인가하는 전선이 스테인레스 재질의 클램프로 연결되어 있는데, 고온의 열이 계속적으로 전달되면서 클램프의 변형 및 산화가 발생되어 단선되거나 아킹이 발생하는 문제를 발생시킬 수 있다.In addition, in the conventional gas scrubber, the rod heater and the electric wire for applying the current to the outside of the heater chamber are connected by a clamp made of stainless steel, and the clamp is deformed and oxidized due to the continuous transfer of high temperature heat. Or arcing can occur.
또한, 연소챔버와 웨팅챔버가 일체형으로 제작된 스크러버의 경우, 웨팅챔버의 물의 적정 수위를 유지하는 것은 설비의 안정적인 관리를 위하여 매우 중요한 사항이다. 그러나 종래의 경우에는 웨팅챔버의 외부에 이 챔버내의 수위를 측정하는 센서를 장착하여 수위를 관리하고 있는데, 이 경우 센서의 오동작이나 불량시 수위를 확인할 수 없어, 성능 저하를 유발할 수 있다.In addition, in the case of a scrubber in which the combustion chamber and the wetting chamber are integrally formed, maintaining an appropriate level of water in the wetting chamber is very important for stable management of the equipment. However, in the conventional case, the water level is managed by attaching a sensor to measure the water level in the chamber outside the wetting chamber. In this case, the water level may not be confirmed when the sensor is malfunctioning or defective, which may cause performance deterioration.
또한, 종래의 가스 스크러버는 연소챔버에서 고온고압의 가스가 가스 인입관 쪽으로 역류하는 것을 방지할 수 있는 아무런 장치가 마련되지 않아, 가스의 역류로 인한 메인 설비의 고장을 배제할 수 없다고 하는 문제도 있다.In addition, the conventional gas scrubber is not provided with any device that can prevent the high-temperature, high-pressure gas from flowing back toward the gas inlet pipe in the combustion chamber, the problem that the failure of the main equipment due to the back flow of gas can not be excluded. have.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 발화성 가스 및 토직가스를 포함하는 배기가스를 안정적으로 처리할 수 있는 가스 스크러버를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a gas scrubber capable of stably treating an exhaust gas containing a ignitable gas and a soil gas.
본 발명의 다른 목적은, 연소용 챔버와 웨팅용 챔버가 결합됨으로써 작은 설치면적을 차지하면서도 대용량의 처리 능력을 갖는 가스 스크러버를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a gas scrubber having a large capacity processing capacity while occupying a small installation area by combining a combustion chamber and a wetting chamber.
본 발명의 또 다른 목적은, 연소용 챔버내의 인코넬관의 표면 및 연소용 챔버와 웨팅용 챔버의 경계부에서 표면에 파우더가 고착되지 않게 함으로써, 가스 흐름의 방해 문제를 해소하고, 또 고착된 파우더를 제거하기 위해 시스템을 정지시킬 필요가 없는 가스 스크러버를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to solve the problem of obstruction of gas flow and to prevent the powder from adhering to the surface of the Inconel tube in the combustion chamber and the boundary between the combustion chamber and the wetting chamber. It is to provide a gas scrubber that does not require stopping the system to be removed.
본 발명의 또 다른 목적은, 연소챔버에서 고온의 열전달 등으로 인해 발생할 수 있는 히터와 인코넬관과의 쇼트 불량 및 히터와 전선을 연결하는 클램프의 열변형 또는 산화를 방지할 수 있는 가스 스크러버를 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a gas scrubber that can prevent heat deformation or oxidation of a heater and an inconel tube, which may occur due to high temperature heat transfer in a combustion chamber, and thermal deformation or oxidation of a clamp connecting the heater and an electric wire. It is.
본 발명의 또 다른 목적은, 웨팅챔버내의 물의 적정 수위를 항상 일정하게 관리할 수 있는 가스 스크러버를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a gas scrubber capable of constantly controlling the proper level of water in the wetting chamber at all times.
본 발명의 또 다른 목적은, 연소챔버내의 가스 팽창으로 인하여 고온고압의 가스가 가스 인입관 쪽으로 역류하는 것을 차단할 수 있는 가스 스크러버를 제공하는데 있다.It is still another object of the present invention to provide a gas scrubber that can prevent the high temperature and high pressure gas from flowing back toward the gas inlet pipe due to gas expansion in the combustion chamber.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 스크러버를 나타낸 일부 절개 사시도,1 is a partial cutaway perspective view showing a gas scrubber according to an embodiment of the present invention,
도 2는 도 1에 나타낸 가스 스크러버의 분해 사시도,2 is an exploded perspective view of the gas scrubber shown in FIG. 1, FIG.
도 3은 도 1에 나타낸 가스 스크러버의 조립 단면도,3 is an assembled cross-sectional view of the gas scrubber shown in FIG. 1;
도 4는 도 3의 A-A선 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 5는 도 1에 나타낸 가스 스크러버의 히팅수단의 구조도, 그리고,5 is a structural diagram of a heating means of the gas scrubber shown in FIG. 1, and
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 스크러버의 작용을 설명하기 위한 도면이다.6 and 7 are views for explaining the operation of the gas scrubber according to an embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)
10;연소챔버 11,11';가스 인입관10; combustion chamber 11, 11 '; gas inlet pipe
12;공기 인입관 13;연소챔버 케이스12; air inlet pipe 13; combustion chamber case
14;히터챔버 15;인코넬관14; heater chamber 15; Inconel tube
15a;세라믹 히터 15b;석영15a; ceramic heater 15b; quartz
16;질소공급노즐 17;클리닝 에어 노즐16; nitrogen supply nozzle 17; cleaning air nozzle
18;워터 재킷 30;웨팅챔버18; water jacket 30; wetting chamber
31;웨팅챔버 케이스 32;업소버31; wetting chamber case 32; absorber
33;샤워 노즐 34:수위 감지센서33; Shower nozzle 34: Water level sensor
41;드레인관 42;워터 노즐41; drain pipe 42; water nozzle
43;균압관 44;투명판43; pressure tube 44; transparent plate
50;배기관 61;안내 플레이트50; exhaust pipe 61; guide plate
62;분사 노즐62; spray nozzle
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 가스 스크러버는, 가스 인입관을 통하여 유입되는 배기가스를 가열하여 배기가스 중에 포함되어 있는 폭발성 또는 발화성 가스를 연소시켜 제거하는 연소챔버와, 상기 연소챔버의 하부에 결합되어 연소챔버에서 연소되지 않은 수용성의 유독성 가스를 물에 용해시켜 제거하는 웨팅챔버와, 상기 연소챔버와 웨팅챔버의 경계부에서 양 챔버의 온도 차이로 인해 파우더가 고착되는 것을 방지하기 위한 파우더 고착방지수단을 포함한다.연소챔버는, 적어도 2개의 가스 인입관 및 공기 인입관이 연결된 케이스와, 상기 케이스의 내부에 설치되어 가스 인입관을 통하여 케이스의 내부로 유입되는 배기가스를 연소에 적합한 온도로 가열하는 수단을 포함한다. 여기서, 상기 배기가스 가열수단은, 히터챔버와, 상기 히터챔버의 내부에 2열로 배치되며, 내부에는 외부에서 인가되는 전원에 의해 발열하는 세라믹 히터가 내장된 다수의 인코넬관과, 상기 인코넬관에 의한 배기가스의 가열시 인코넬관의 외주면에 배기가스에 포함되어 있던 파우더가 고착되는 것을 방지하기 위하여 고압의 에어를 주기적으로 분출할 수 있도록 상기 히터챔버의 상부 양측에 설치된 한 쌍의 클리닝 에어 노즐을 포함한다. 상기 인코넬관과 이에 삽입된 세라믹 히터와의 사이에는 히터와 인코넬관과의 쇼트를 방지하기 위한 절연체인 석영(Qz)이 개재된다. 그리고, 상기 히터챔버의 양 외측에는 다수의 세라믹 히터를 지지하여 전원과 연결하는 클램프의 열변형 및 산화를 방지하기 위하여 질소를 공급하는 질소 공급 노즐이 설치된다. 또한, 다수의 세라믹 히터는 전원과 2조 병렬로 연결되어, 어느 한 쪽 히터의 단선시 다른 쪽의 히터로 2배의 전류가 공급되도록 구성된다. 또한, 상기 가스 인입관에는 연소챔버에서의 역류 발생시 가스 인입관측으로 역류하는 고온고압의 가스를 냉각시키기 위한 워터 재킷이 설치되어, 고온고압의 가스가 메인 설비까지 역류하는 것을 차단할 수 있도록 구성된다.The gas scrubber according to the present invention for achieving the above object is a combustion chamber for heating the exhaust gas flowing through the gas inlet pipe to burn and remove the explosive or ignitable gas contained in the exhaust gas, and the combustion chamber Wetting chamber coupled to the lower part to dissolve and remove water-soluble toxic gases not combusted in the combustion chamber, and powder for preventing the powder from sticking due to the temperature difference between the two chambers at the boundary between the combustion chamber and the wetting chamber. The combustion chamber includes a case to which at least two gas inlet pipes and air inlet pipes are connected, and an exhaust gas installed in the case and adapted to burn exhaust gas introduced into the case through the gas inlet pipes. Means for heating to temperature. Here, the exhaust gas heating means, the heater chamber, and arranged in two rows in the interior of the heater chamber, a plurality of inconel tube in which the ceramic heater to generate heat by the power applied from the outside and the inconel tube In order to prevent the powder contained in the exhaust gas from sticking to the outer circumferential surface of the Inconel tube when the exhaust gas is heated, a pair of cleaning air nozzles installed at both sides of the upper part of the heater chamber may be ejected to periodically eject the high pressure air. Include. Quartz (Qz), which is an insulator for preventing a short between the heater and the Inconel tube, is interposed between the Inconel tube and the ceramic heater inserted therein. In addition, nitrogen supply nozzles are provided at both outer sides of the heater chamber to supply nitrogen to prevent thermal deformation and oxidation of a clamp that supports a plurality of ceramic heaters and is connected to a power source. In addition, the plurality of ceramic heaters are connected in parallel with the power supply, and is configured such that twice the current is supplied to the other heater when one heater is disconnected. In addition, the gas inlet pipe is provided with a water jacket for cooling the high temperature and high pressure gas flowing back to the gas inlet tube side when the back flow occurs in the combustion chamber, it is configured to block the high temperature and high pressure gas flow back to the main equipment.
웨팅챔버는, 대략 중앙부에 연소챔버로부터 유입되는 가스의 경로를 형성하기 위한 다수의 격벽이 설치되고, 하부에는 물이 담겨져 있는 케이스와, 상기 케이스의 격벽에 의해 형성된 가스 경로상에 설치되어 가스를 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 교대로 통과시키면서 배기가스 중에 포함된 수용성의 유독성 가스를 용해시키는 다수의 업소버와, 상기 각 업소버의 상부에 위치하도록 설치되어 해당 업소버에 물을 분사하는 샤워 노즐을 포함한다. 상기 케이스의 일측에는 유해가스 성분이 제거된 가스를 대기 중으로 배출시키기 위한 배기관이 연결된다. 그리고, 상기 케이스의 하부는 슬러지들이 쉽게 모이도록 V자 형상으로 형성되고, 이 V자 형상의 측면에 드레인관 및 워터 노즐이 인접되도록 설치되어, 케이스의 저면에 적층되는 슬러지가 일정한 양에 도달하면 상기 워터 노즐에서 물이 분사되면서 슬러지를 드레인관으로 배출시키도록 구성된다. 또한, 상기 케이스와 드레인관과의 사이에는 압력 버퍼를 위한 균압관이 연결 설치된다. 이에 의해 웨팅챔버내의 압력을 일정하게 유지시킬 수 있으므로, 배기압의 변화에도 항상 일정 수면을 유지할 수 있다. 또한 상기 케이스의 일측에는 내부의 수면을 외부에서 용이하게 확인할 수 있도록 하기 위한 투명판이 설치된다.The wetting chamber is provided with a plurality of partitions for forming a path of the gas flowing from the combustion chamber in a central portion thereof, the lower part of which contains water, and a gas path formed by the partition wall of the case to provide gas. A plurality of absorbers dissolving water-soluble toxic gases contained in the exhaust gas while passing from the upper part to the lower part or the lower part to the upper part, and a shower nozzle installed to be positioned above the respective absorbers to spray water to the absorbers. Include. One side of the case is connected to the exhaust pipe for discharging the gas from which noxious gas components have been removed. The lower part of the case is formed in a V shape so that sludges are easily collected, and the drain pipe and the water nozzle are installed adjacent to the side of the V shape so that the sludge stacked on the bottom of the case reaches a certain amount. Water is injected from the water nozzle is configured to discharge the sludge to the drain pipe. In addition, a equalization pipe for the pressure buffer is connected between the case and the drain pipe. As a result, the pressure in the wetting chamber can be kept constant, so that a constant sleep can be maintained at all times even when the exhaust pressure changes. In addition, one side of the case is provided with a transparent plate to easily check the water surface inside.
파우더 고착방지수단은, 연소챔버를 거쳐 나온 배기가스를 웨팅챔버로 안내하는 사각 깔때기 형상의 안내부를 가지는 두 장의 판상 부재를 내부에 소정의 공간부가 형성되도록 겹쳐 부착한 안내 플레이트와, 상기 안내 플레이트의 공간부를 통하여 파우더가 고착되지 않도록 공기 또는 질소를 분출하도록 안내 플레이트의 사면에 각각 설치된 분사 노즐을 포함한다.The powder sticking prevention means includes a guide plate in which two plate-like members having a square funnel-shaped guide part for guiding exhaust gas from the combustion chamber to the wetting chamber are superposed and attached to form a predetermined space therein, It includes a spray nozzle respectively provided on the slope of the guide plate to eject air or nitrogen so that the powder is not fixed through the space portion.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명한다.Best Mode for Carrying Out the Invention Preferred embodiments of the present invention will now be described based on the accompanying drawings.
첨부한 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 스크러버를 나타낸 일부 절개 사시도 이고, 도 2는 도 1에 나타낸 가스 스크러버의 분해 사시도 이며, 도 3은 도 1에 나타낸 가스 스크러버의 조립 단면도 이고, 도 4는 도 3의 A-A선 단면도이다. 또한 도 5는 도 1에 나타낸 가스 스크러버의 가열수단의 구조를 보인 도면이고, 도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 스크러버의 작용을 설명하기 위한 도면이다.1 is a partially cutaway perspective view showing a gas scrubber according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the gas scrubber shown in FIG. 1, FIG. 3 is an assembled cross-sectional view of the gas scrubber shown in FIG. 1, 4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. In addition, Figure 5 is a view showing the structure of the heating means of the gas scrubber shown in Figure 1, Figures 6 and 7 are views for explaining the operation of the gas scrubber according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 가스 스크러버는, 크게 배기가스를 가열하여 배기가스 중에 포함된 발화성 또는 폭발성 가스를 연소시켜 제거하는 연소챔버(10)와, 이 연소챔버(10)의 하부에 결합되어 연소챔버(10)에서 연소되지 않은 수용성의 유독성 가스를 물에 용해시켜 제거하는 웨팅챔버(30)와, 상기 연소챔버(10)와 웨팅챔버(30)의 경계부에서 양 챔버(10)(30)의 온도 차이로 인해 표면에 파우더가 고착되는 것을 방지하기 위한 파우더 고착방지수단을 포함한다.As shown, the gas scrubber according to the present invention is coupled to a combustion chamber 10 for heating the exhaust gas to burn and remove flammable or explosive gas contained in the exhaust gas, and a lower portion of the combustion chamber 10. And a wetting chamber 30 which dissolves and removes water-soluble toxic gases which are not burned in the combustion chamber 10 in water, and both chambers 10 and 30 at the boundary between the combustion chamber 10 and the wetting chamber 30. It includes a powder preventing means for preventing the powder is fixed to the surface due to the temperature difference of).
여기서, 연소챔버(10)와 웨팅챔버(30)를 순차적으로 거치면서 유해가스 성분이 제거된 가스는 웨팅챔버(30)의 일측으로부터 연장된 배기관(50)을 통하여 대기(또는 별도로 설치된 방출장치)로 배출된다.Here, the gas from which noxious gas components are removed while sequentially passing through the combustion chamber 10 and the wetting chamber 30 is atmospheric (or separately installed discharge device) through an exhaust pipe 50 extending from one side of the wetting chamber 30. Is discharged.
상기 연소챔버(10)는 적어도 2개의 가스 인입관(11)(11')과 적어도 하나의공기 인입관(12)이 연결된 케이스(13)와, 이 케이스(13)의 내부에 설치되어 상기 가스 인입관(11)(11')을 통하여 케이스(13)의 내부로 인입되는 배기가스를 가열하는 수단으로 구성된다.The combustion chamber 10 includes a case 13 to which at least two gas inlet pipes 11 and 11 ′ and at least one air inlet pipe 12 are connected, and is installed in the case 13 so as to provide the gas. It consists of means for heating the exhaust gas drawn into the case 13 through the inlet pipes 11 and 11 '.
상기 가열수단은 히터챔버(14)와 이 히터챔버(14)의 내부에 상부에서 하부로 일렬로 배치되는 수개의 인코넬관(15)을 포함한다. 상기 인코넬관(15)들의 수는 요구되는 온도에 따라 적절하게 증감할 수 있으며, 배기가스의 균일한 가열이라는 관점에서 볼 때, 수직하게 2열로 배치하는 것이 바람직하다. 상기 인코넬관(15)의 내부에는 외부로부터 전원을 인가 받아 발열하는 세라믹 히터(15a)가 각각 설치되어 있다. 또한 상기 세라믹 히터(15a)와 인코넬관(15)의 사이에는 절연물질인 석영(15b)이 개재되어 있다. 이에 의해 장시간 사용하는 경우에도 히터의 열변형 등으로 인한 히터와 인코넬관과의 쇼트를 방지할 수 있다.The heating means comprises a heater chamber 14 and several inconel tubes 15 arranged in a row from top to bottom in the heater chamber 14. The number of the Inconel tubes 15 can be appropriately increased or decreased according to the required temperature, and from the viewpoint of uniform heating of the exhaust gas, it is preferable to arrange them in two rows vertically. Inside the Inconel tube 15, ceramic heaters 15a are generated, respectively, which generate heat by receiving power from the outside. In addition, a quartz 15b as an insulating material is interposed between the ceramic heater 15a and the inconel tube 15. Thus, even when used for a long time, it is possible to prevent a short between the heater and the Inconel tube due to heat deformation of the heater.
한편, 히터챔버(14)내의 고온의 열발생은 히터(15a)에 인가되는 전류의 양으로 조절하도록 되어 있는 바, 히터(15a)들은 전원(도시되지 않음)과 2조 병렬로 연결되어 있어, 어느 한 쪽의 히터가 단선되는 경우에는 다른 쪽의 히터로 2배의 전류가 공급되면서 계속적으로 가동이 이루어지도록 되어 있다. 그리고, 히터챔버(14)의 양측으로 빠져나온 히터(15a)와 전류를 인가하기 위한 전선과는 스테인레스 재질의 클램프에 의해 연결되어 있는데, 이 때 고온의 열이 전달되면서 클램프의 변형 및 산화가 발생되어 단선이 되거나 아킹이 일어날 수 있다. 본 발명에서는 상기와 같은 문제를 해소하기 위해 히터의 양외측으로 클램프의 열변형 및 산화 방지를 위한 질소를 공급하는 질소공급노즐(16)을 설치하고 있다.On the other hand, the heat generation of the high temperature in the heater chamber 14 is adjusted to the amount of current applied to the heater 15a, the heaters 15a are connected in parallel to the power supply (not shown) in two sets, When either heater is disconnected, the current is supplied twice as much as the other heater to continue operation. In addition, the heater 15a, which has escaped to both sides of the heater chamber 14, and the wire for applying the current are connected by a stainless steel clamp. At this time, deformation and oxidation of the clamp occur while high temperature heat is transmitted. This can cause a break or arcing. In the present invention, in order to solve the above problems, a nitrogen supply nozzle 16 for supplying nitrogen for thermal deformation and oxidation prevention of the clamp is provided on both sides of the heater.
그리고, 상기한 히터챔버(14)의 상부 양측에는 각각의 인코넬관(15)의 표면에 파우더가 고착되는 것을 방지하기 위한 클리닝 에어 노즐(17)이 설치되어 있다. 이 노즐(17)은 스크러버에 설정되어 있는 시간에 맞추어 주기적으로 일정시간만큼 일정압의 에어를 분출시켜 인코넬관(15)의 표면에 쌓이는 파우더를 자동으로 청소해 준다. 따라서 인코넬관(15)에 파우더가 고착됨으로써 발생되는 효율저하를 방지할 수 있고, 또 고착된 파우더를 청소하기 위하여 장비를 정지시킬 필요가 없다.In addition, cleaning air nozzles 17 are installed at both upper sides of the heater chamber 14 to prevent the powder from adhering to the surfaces of the respective Inconel tubes 15. The nozzle 17 periodically blows air of a constant pressure for a predetermined time in accordance with the time set in the scrubber to automatically clean the powder accumulated on the surface of the Inconel tube 15. Therefore, it is possible to prevent the decrease in efficiency caused by the powder is fixed to the Inconel tube 15, it is not necessary to stop the equipment to clean the stuck powder.
상기와 같이 구성되는 연소챔버(10)는 일정이상의 고온이 항상 유지되어야 원활한 연소작용이 일어난다. 그러나 일정이상의 온도유지가 어려운 경우에는 가스들간의 급격한 반응이 일어나 고온고압의 가스 팽창이 일어날 수 있으며, 이 경우 일정량의 고온고압의 가스가 가스 인입관(11)(11') 쪽으로 역류할 수 있다. 이와 같이 역류하는 가스는 메인 설비에 심각한 영향을 끼칠 수 있는 바, 이를 차단하여야 한다. 본 발명에서는 상기 가스 인입관(11)(11')에 냉각수가 흐르는 워터재킷(18)을 설치하여 역류하는 고온의 가스를 냉각시키도록 구성하고 있다. 이에 의해 고온의 가스가 역류함으로써 발생되는 폭발의 위험 등을 사전에 예방할 수 있다.Combustion chamber 10 is configured as described above smooth combustion occurs only when a certain temperature is maintained at a certain temperature at all times. However, if it is difficult to maintain a certain temperature or more, a rapid reaction between the gases may occur to cause high-temperature, high-pressure gas expansion, and in this case, a certain amount of high-temperature and high-pressure gas may flow back toward the gas inlet pipes 11 and 11 '. . This backflow of gas can seriously affect the mains installation and must be shut off. In the present invention, a water jacket 18 through which cooling water flows is provided in the gas inlet pipes 11 and 11 'so as to cool the hot gas flowing back. As a result, the risk of explosion caused by the backflow of hot gas can be prevented in advance.
상기와 같은 구성을 가지는 연소챔버(10)를 통과하면서 발화성 및 폭발성 가스가 제거된 배기가스는 연소챔버(10)의 하부에 결합되어 있는 웨팅챔버(30)로 유입된다.Exhaust gas from which the ignition and explosive gases are removed while passing through the combustion chamber 10 having the above configuration is introduced into the wetting chamber 30 coupled to the lower portion of the combustion chamber 10.
상기 웨팅챔버(30)는 대략 중앙부에 연소챔버(10)로부터 유입되는 가스의 경로를 형성하기 위한 다수의 격벽(31a)이 설치되고, 하부에는 물이 담겨져 있는 케이스(31)와, 상기 케이스(31)의 격벽(31a)에 의해 형성된 가스 경로상에 설치되어 가스를 상부에서 하부로 또는 하부에서 상부로 교대로 통과시키면서 배기가스 중에 포함된 수용성의 유독성 가스를 용해시키는 다수의 업소버(32)와, 상기 각 업소버(32)의 상부에 위치하도록 설치되어 해당 업소버(32)에 물을 분사하는 샤워 노즐(33)을 포함하여 구성된다.The wetting chamber 30 is provided with a plurality of partition walls 31a for forming a path of the gas flowing from the combustion chamber 10 at a central portion thereof, a case 31 in which water is contained in the lower portion, and the case ( A plurality of absorbers 32 installed on the gas path formed by the partition walls 31a of 31 to dissolve the water-soluble toxic gases contained in the exhaust gas while passing gas from the top to the bottom or the bottom to the top alternately; And a shower nozzle 33 installed to be positioned above the respective absorbers 32 to spray water to the absorbers 32.
상기 케이스(31)의 일측에는 유해가스 성분이 제거된 가스를 대기 중으로 배출시키기 위한 배기관(50)이 연결되어 있다.One side of the case 31 is connected with an exhaust pipe 50 for discharging the gas from which noxious gas components have been removed.
상기 케이스(31)의 하부는 슬러지들이 쉽게 모이도록 V자 형상으로 되어 있고, 이 V자 형상의 측면에는 드레인관(41) 및 워터 노즐(42)이 인접되도록 설치되어 있다. 상기 워터 노즐(42)은 케이스(31)의 저면에 일정량의 슬러지가 적층된 것이 감지되면, 물을 분사하여 슬러지가 드레인관(41)을 통하여 외부로 배출되게 한다. 이를 위하여 케이스(31)의 일측에는 물의 수위를 감지하여 수위가 높아지는 경우 워터 노즐(42)에 신호를 인가하는 수위 감지센서(34)가 설치되어 있다.The lower part of the case 31 is V-shaped so that sludges are easily collected, and the drain pipe 41 and the water nozzle 42 are provided adjacent to the V-shaped side. When it is detected that a certain amount of sludge is stacked on the bottom surface of the case 31, the water nozzle 42 sprays water to allow the sludge to be discharged to the outside through the drain pipe 41. To this end, one side of the case 31 detects the water level of the water level and is provided with a water level detection sensor 34 for applying a signal to the water nozzle 42 when the water level is increased.
그리고, 상기 케이스(31)와 드레인관(41)과의 사이에는 압력 버퍼를 위한 균압관(43)이 연결 설치되어, 웨팅챔버내의 압력을 일정하게 유지시키도록 되어 있다. 따라서 메인 배기압이 변화는 경우에도 웨팅챔버내의 수면은 항상 일정 수면을 유지한다.A pressure equalizing pipe 43 for pressure buffer is connected between the case 31 and the drain pipe 41 to maintain a constant pressure in the wetting chamber. Therefore, even if the main exhaust pressure changes, the water surface in the wetting chamber is always kept constant.
또한, 상기 케이스(31)의 일측에는 내부의 수면을 외부에서 용이하게 확인할 수 있도록 하기 위한 투명판(44)이 설치되어 있으며, 이 투명판(44)은 내화학성을 가진 재료로 형성된다.In addition, one side of the case 31 is provided with a transparent plate 44 for easily checking the inner surface of the water from the outside, the transparent plate 44 is formed of a material having chemical resistance.
그리고, 상기 케이스(31)의 내부와 배기관(50)의 내부는 테프론으로 코팅 처리되어 있다. 따라서, 부식성 가스들의 흄(hume) 등으로 인한 케이스 및 배기관의 부식 문제를 원천적으로 방지할 수 있다.In addition, the inside of the case 31 and the inside of the exhaust pipe 50 are coated with Teflon. Therefore, it is possible to fundamentally prevent the problem of corrosion of the case and the exhaust pipe due to the hume (hume) of the corrosive gases.
파우더 고착방지수단은, 연소챔버(10)를 거쳐 나온 배기가스를 웨팅챔버(30)로 안내하는 사각 깔때기 형상의 안내부(61a)를 가지는 두 장의 판상 부재를 내부에 소정의 공간부가 형성되도록 겹쳐 부착한 안내 플레이트(61)와, 상기 안내 플레이트(61)의 공간부를 통하여 파우더가 고착되는 것을 방지하기 위한 공기 또는 질소를 분출하도록 안내 플레이트(61)의 사면에 각각 설치된 분사 노즐(62)을 포함한다.The powder sticking prevention means overlaps two plate members having a rectangular funnel-shaped guide portion 61a for guiding the exhaust gas from the combustion chamber 10 to the wetting chamber 30 so that a predetermined space is formed therein. A guide nozzle 61 attached to each other, and spray nozzles 62 respectively provided on four sides of the guide plate 61 to eject air or nitrogen to prevent the powder from adhering through the space of the guide plate 61; do.
상기와 같은 분사 노즐(62)로부터 안내 플레이트(61)의 안내부(61a) 단부를 향하여 지속적으로 공기 또는 질소가 공급되므로, 이 부분에서 고온 가스와 저온 가스가 직접 접촉하지 않고, 따라서 연소챔버(10)와 웨팅챔버(30)의 경계부에서 양 챔버의 온도 차이로 인해 파우더가 엉겨서 표면에 고착되는 것을 방지할 수 있고, 표면에 고착되지 않고 배기가스와 함께 웨팅챔버로 이동하게 되며, 웨팅챔버에서 슬러지와 함께 드레인관(41)을 통하여 외부로 배출되게 된다.Since air or nitrogen is continuously supplied from the injection nozzle 62 to the end of the guide portion 61a of the guide plate 61, the hot gas and the low temperature gas do not directly contact at this portion, and thus the combustion chamber ( 10) due to the temperature difference between the two chambers at the boundary of the wetting chamber 30 can prevent the powder from tangling and sticking to the surface, and move to the wetting chamber with the exhaust gas without being stuck to the surface, the wetting chamber In with the sludge is discharged to the outside through the drain pipe (41).
이하, 상기와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 가스 스크러버의 작용을 도 6 및 도 7를 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the gas scrubber according to the present invention having the above configuration will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
반응로, 예컨대 화학기상증착 퍼니스에서 반응에 참여하지 않은 잔류 토직가스 및 수소기등의 발화성 가스들을 포함한 배기가스는 가스 인입관(11)(11')을 통하여 연소챔버(10)로 인입된다. 상기 가스 인입관(11)(11')은 스크러버의 최대 처리능력을 고려하여 적절한 수로 형성한다. 예컨대 가스 스크러버의 최대 처리능력이 2000SLM 이라면, 500SLM의 배기가스를 배출하는 4대의 장비가 접속되도록 4개의 배기가스 인입관을 형성할 수도 있다. 도시예에서는 2개의 가스 인입관이 형성된예를 도시하고 있다. 배기가스의 인입과 동시에 연소챔버(10)에는 공기 인압관(12)을 통한 공기의 유입이 이루어지고, 공기와 적당히 혼합하면서 연소챔버(10)에서 골고루 확산된 배기가스는 히터챔버(14)를 통과하면서 가열되게 된다.Exhaust gases including residual fire gas and ignitable gases such as hydrogen groups, which do not participate in the reaction in a chemical vapor deposition furnace, for example, are introduced into the combustion chamber 10 through gas inlet pipes 11 and 11 '. The gas inlet pipes 11 and 11 'are formed in an appropriate number in consideration of the maximum processing capacity of the scrubber. For example, if the maximum processing capacity of the gas scrubber is 2000 SLM, four exhaust gas inlet pipes may be formed so that four equipment for discharging the exhaust gas of 500 SLM may be connected. In the example of illustration, the example in which two gas inlet pipes were formed is shown. At the same time as the inlet of the exhaust gas, air is introduced into the combustion chamber 10 through the air inlet tube 12, and the exhaust gas evenly diffused from the combustion chamber 10 while properly mixed with the air causes the heater chamber 14 to be introduced. It is heated while passing.
상기 히터챔버(14)에는 내부에 세라믹 히터(15a)가 내장되어 외부표면이 약 800도 정도의 온도로 가열되어지는 다수의 인코넬관(15)이 설치되어 있으므로, 배기가스는 상기 인코넬관(15)들의 사이를 통과하면서 열을 획득하게 되고, 그 결과로 연소챔버(10) 내에서 수소기 등의 연소 가능한 발화성 가스 또는 폭발성 가스들이 모두 연소되어진다. 이 때 상기와 같은 가스 연소 과정에서 형성되거나 배기가스에 포함되어 있던 미세분진이 엉긴 파우더가 인코넬관(15)의 외주면에 고착될 수 있는데, 히터챔버(14)의 상부에 설치된 클리닝 에어 노즐(16)에서부터 주기적으로 고압의 공기가 인코넬관(15)으로 분출되므로 파우더들은 모두 하부로 떨어진다.Since the heater chamber 14 is provided with a plurality of inconel tubes 15 in which a ceramic heater 15a is embedded inside and the external surface thereof is heated to a temperature of about 800 degrees, exhaust gas is supplied to the inconel tubes 15. Heat is obtained while passing through, and as a result, all combustible ignitable gases or explosive gases such as hydrogen groups are burned in the combustion chamber 10. At this time, the fine powder tangled in the gas combustion process or contained in the exhaust gas may be fixed to the outer circumferential surface of the Inconel tube 15, the cleaning air nozzle 16 is installed on the heater chamber 14 Since the high pressure air is blown into the Inconel tube 15 periodically from), all the powders fall to the bottom.
상기와 같이 연소챔버(10)를 거치면서 폭발성 및 발화성 가스가 제거된 배기가스는 안내 플레이트(61)에 의해 하부의 웨팅챔버(30)로 유입된다. 여기서, 연소챔버(10)의 고온 처리 과정과 웨팅챔버(30)의 저온 처리 과정에 의한 양 챔버의 온도 차이로 안내 플레이트(61)에 배기가스의 파우더가 고착될 수 있는데, 안내 플레이트(61)의 공간부를 통하여 지속적으로 공기 또는 질소가 공급되고 있으므로, 온도차가 큰 양측의 공기가 서로 만나지 않고 따라서 파우더가 엉겨서 표면에 고착되지 않고 하부로 떨어진다.As described above, the exhaust gas from which the explosive and ignition gases are removed while passing through the combustion chamber 10 is introduced into the lower wetting chamber 30 by the guide plate 61. Here, the powder of the exhaust gas may be fixed to the guide plate 61 due to the temperature difference between the two chambers due to the high temperature treatment of the combustion chamber 10 and the low temperature treatment of the wetting chamber 30, and the guide plate 61. Since air or nitrogen is continuously supplied through the space portion of the air, the air of both sides having a large temperature difference does not meet with each other and thus the powder is entangled and falls to the bottom without being adhered to the surface.
웨팅챔버(30)로 유입되는 배기가스는 먼저 업소버(32)의 중앙부로 유입된 후, 덕트(31a) 구조에 의해 웨팅챔버(30)의 내부를 하부에서 상부로, 다시 상부에서 하부로 진행하면서 다수의 업소버(32) 들을 교대로 반복하여 거치게 된다. 이 과정에서 업소버(32)의 상부에 설치된 샤워 노즐(33)로부터 물이 지속적으로 공급되고, 따라서 배기가스 중에 포함되어 있는 수용성의 유독성 가스는 물에 용해되어 제거된다. 아울러 이 과정에서 배기가스에 포함되어 이동되어 온 미세 분진과 파우더는 물에 씻겨 떨어지고, 물의 냉각작용에 의해 배기가스가 냉각되어 진다.The exhaust gas flowing into the wetting chamber 30 first flows into the center portion of the absorber 32, and then the inside of the wetting chamber 30 is moved from the bottom to the top and back to the bottom by the structure of the duct 31 a. The plurality of absorbers 32 are alternately repeated. In this process, water is continuously supplied from the shower nozzle 33 installed on the upper part of the absorber 32, so that the water-soluble toxic gas contained in the exhaust gas is dissolved in the water and removed. In addition, the fine dust and powder transported in the exhaust gas are washed away by the water, and the exhaust gas is cooled by the water cooling action.
즉, 웨팅챔버(30) 내로 유입된 배기가스는 상하 방향으로 다수의 업소버(32)를 교대로 통과하게 되는데, 이에 따라 물에 접촉되는 경로가 더 길어져, 가스 용해 효과가 커지게 된다. 물분자와 결합된 가스 입자들은 웨팅챔버에 담겨 있는 물에 투입되어 용해된다.That is, the exhaust gas introduced into the wetting chamber 30 alternately passes through the plurality of absorbers 32 in the vertical direction. Accordingly, the path of contact with water becomes longer, and the gas dissolving effect is increased. Gas particles combined with water molecules are dissolved in the water contained in the wetting chamber.
따라서, 최종적으로 업소버를 통과한 배기가스는 토직가스 및 발화성 또는 폭발성 가스가 모두 제거된 가스이며, 이는 배기관(50)을 통하여 대기로 방출된다.Therefore, the exhaust gas finally passed through the absorber is a gas from which both the tomic gas and the flammable or explosive gas are removed, which is discharged to the atmosphere through the exhaust pipe 50.
상기 업소버들에서 물에 수용된 가스 입자들과 파우더는 웨팅챔버(30)의 하부에 슬러지 형태로 모이게 되고, 그 양이 일정 이상이 되면, 수위가 높아지게 된다. 이와 같이 수위가 높아지게 되면, 이를 센서(도시되지 않음)가 감지하여 워터 노즐(42)에 신호를 주어, 물을 분사되게 한다. 따라서 슬러지들은 워터 노즐(42)에 분사되는 수압에 의해 드레인관(41)을 통하여 배출된다. 즉 별도의 정비시간을 필요로 하지 않고 자동적으로 슬러지를 배출시킬 수 있다.The gas particles and the powder contained in the water in the absorbers are collected in the form of sludge in the lower portion of the wetting chamber 30, when the amount is more than a certain level, the water level is increased. When the water level is increased in this way, a sensor (not shown) senses this and signals the water nozzle 42 to spray water. Therefore, the sludges are discharged through the drain pipe 41 by the water pressure injected into the water nozzle 42. That is, the sludge can be discharged automatically without requiring any maintenance time.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가스 스크러버는 웨팅챔버(30) 내에서 배기가스가 하부에서 상부로, 다시 상부에서 하부로 진행하는 경로를 가지면서 다수의 업소버들을 반복하여 통과하는 구조로 되어 있으므로, 배기가스와 물이 접촉하는 경로가 대폭 늘어나게 된다. 따라서 가스의 용해 정도가 종래에 비하여 대폭 늘어나게 되므로, 좁은 설치면적을 점유하면서도 충분한 가스 용해가 이루어지기 때문에, 대용량화에 적합하다.As described above, the gas scrubber according to the present invention has a structure in which the exhaust gas repeatedly passes through the plurality of absorbers while the exhaust gas flows from the bottom to the top and back from the top to the bottom in the wetting chamber 30. Therefore, the path where the exhaust gas and water contact is greatly increased. Therefore, since the degree of dissolution of the gas is greatly increased as compared with the prior art, since sufficient gas dissolution is achieved while occupying a narrow installation area, it is suitable for large capacity.
또한, 히터챔버(14)는 그 내부를 관통하는 인코넬관(15)들에 의해 간접 가열되도록 형성되며, 상기 인코넬관(15) 사이를 배기가스가 통과되도록 하는 구조를 갖고 있으므로, 배기가스에 포함된 발화성 입자들을 연소시키기에 충분한 열을 용이하게 얻을 수 있고, 종래의 버닝챔버에 비하여 열효율이 대단히 높으므로 소비전력이 대폭 감소된다. 아울러, 각 인코넬관 내부에 삽입된 세라믹 히터들의 교체 및 수리를 배기가스의 인입여부와 관계없이 개별적으로 진행할 수 있으므로, 스크러버의 정비를 위하여 주공정장치의 가동을 중단하지 않아도 되는 장점을 갖는다. 이는 생산성 향상의 측면에서 대단히 유리한 장점이 된다.In addition, the heater chamber 14 is formed to be indirectly heated by the Inconel tubes 15 penetrating the inside thereof, and has a structure that allows the exhaust gas to pass between the Inconel tubes 15, and thus included in the exhaust gas. Sufficient heat can be easily obtained for burning the ignited particles, and the thermal efficiency is significantly higher than that of the conventional burning chamber, thereby greatly reducing the power consumption. In addition, since the replacement and repair of ceramic heaters inserted into the respective Inconel tubes can be performed independently regardless of whether the exhaust gas is introduced, the main process device does not have to be stopped for maintenance of the scrubber. This is a very advantageous advantage in terms of productivity improvement.
또한, 본 발명에 의한 가스 스크러버는, 히터챔버의 인코넬관에 고착되는 파우더를 자동으로 청소해주고, 또 연소챔버와 웨팅챔버의 경계부에서도 파우더가 고착되지 않으므로, 고착된 파우더를 제거하기 위하여 스크러버를 정지시킬 필요가 없다.In addition, the gas scrubber according to the present invention automatically cleans the powder adhered to the Inconel tube of the heater chamber, and stops the scrubber to remove the stuck powder since the powder does not adhere to the boundary between the combustion chamber and the wetting chamber. You don't have to.
또한, 본 발명에 의한 가스 스크러버는, 인코넬관과 히터와의 사이에 절연물질인 석영을 충진함으로써, 장시간 사용하는 경우에도 인코넬관과 히터가 쇼트되는 불량이 발생하지 않는다고 하는 장점이 있으며, 또 연소챔버 외부의 클램프 설치 부위에 지속적으로 퍼지용 질소를 공급하므로, 고온에 의한 클램프의 열변형 및 산화를 미연에 방지할 수 있다는 장점도 있다.In addition, the gas scrubber according to the present invention has an advantage that a defect in which the Inconel tube and the heater are shorted does not occur even when used for a long time by filling quartz, which is an insulating material, between the Inconel tube and the heater. Since the purge nitrogen is continuously supplied to the clamp installation site outside the chamber, there is an advantage that thermal deformation and oxidation of the clamp due to high temperature can be prevented in advance.
또한, 본 발명에 의한 가스 스크러버는, 웨팅챔버의 일측에 설치된 투명판을통하여 물의 적정 수위를 육안으로 보면서 확인할 수 있기 때문에, 보다 안정적인 수위 관리를 할 수 있다.In addition, the gas scrubber according to the present invention can be confirmed while visually checking the proper level of water through the transparent plate provided on one side of the wetting chamber, so that more stable water level management can be performed.
또한, 본 발명에 의한 가스 스크러버는, 연소챔버내에서의 가스 팽창으로 인한 가스의 역류시, 역류하는 고온의 가스를 냉각시킬 수 있으므로, 고온의 가스가 역류함으로써 발생될 수 있는 메인 설비의 치명적인 고장을 예방할 수 있다는 장점이 있다.In addition, the gas scrubber according to the present invention can cool the hot gas flowing back when the gas flows back due to the expansion of the gas in the combustion chamber, and therefore, a fatal failure of the main equipment which may be caused by the hot gas flowing back. There is an advantage that can be prevented.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능함은 물론 이며, 그와 같은 변형은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.Although the preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the present invention is not limited to the above-described claims, and the present invention is not limited to the scope of the present invention. Of course, any person skilled in the art can make various modifications, and such modifications fall within the scope of the claims.
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