KR100719371B1 - 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비 및 방법 - Google Patents

퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 혼합 가스로부터 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비 및 방법에 관한 것으로, 제1 및 제2 흡착 장치를 포함하는 흡착 장치에 퍼플루오르화 화합물을 함유하는 혼합물을 선택적으로 제공하는 제1 단계와, 상기 제1 흡착 장치로 제공된 혼합물로부터 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 제2 단계와, 상기 제1 흡착 장치에서 상기 퍼플루오르화 화합물의 흡착이 포화 상태가 된 경우 흡착 포화된 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키는 제3 단계와, 상기 제2 흡착 장치로 제공된 혼합물로부터 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 제4 단계와, 상기 제2 흡착 장치에서 상기 퍼플루오르화 화합물의 흡착이 포화 상태가 된 경우 흡착 포화된 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하면, 압력차와 온도차를 이용하여 저농도의 PFC 가스가 함유된 배기 가스로부터 고농도의 PFC 가스를 연속적인 공정으로 재생할 수 있다.
반도체, 퍼플루오르화 화합물(PFCs), 흡착, 탈착

Description

퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비 및 방법{ADSOPTION APPARATUS AND METHOD FOR RECYCLING PERFLUOROCOMPOUNDS}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법을 적용할 수 있는 흡착 설비의 일례를 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법을 적용할 수 있는 흡착 설비의 다른 예를 도시한 구성도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100; 흡착 설비
102,103,104,105,106,107,108; 배관
101,112,114,122,124,132; 밸브
110,120; 흡착탑
130; 저장 탱크
본 발명은 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡착 분리 기술을 이용하여 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비 및 방법에 관한 것이다.
현재 반도체 산업에서 퍼플루오르화 화합물(PFCs;Perfluorocompounds)은 화학기상증착 공정, 에칭 공정, 챔버 클리닝 공정 등에서 많이 사용되고 있다. 예를 들어, 반도체 에칭 공정에는 CF4, C2F6 가스가 주로 사용되고 있다. 이러한 PFC 가스는 대부분 비활성기체로 매우 안정적이며 대기중에서의 체류시간이 매우 길고 지구에서 복사되는 적외선을 흡수하기 때문에 매우 높은 GWP(Global Worming Potential)을 가지고 있다. 이와 같은 PFC의 특성에도 불구하고 반도체 산업에서 PFCs의 사용이 지속적으로 증가하고 있는 것이 현실이다.
현재에는 여러 기술을 사용하여 PFC 가스를 감소시키고 있다. PFC 가스가 대기로 방출되지 않도록 하기 위해 반도체 산업에서 사용하고 있는 한 방법은 대기로 배출되는 배기 가스에 함유된 PFC 가스를 연소시키는 것이다. 이러한 방법은 효과적으로 PFC 가스를 분해하여 환경 오염을 예방할 수 있지만, PFC 가스의 재사용은 불가능하게 된다. 특히, 이 방법은 플루오르화수소를 발생시켜 플루오르화수소에 의해 장치의 내구성 및 안정성에 문제점을 노출시키고 있다. 또한, 연소 공정은 조작을 위해 연료 및 산소가 필요하고, 추가적인 작업 및 비용을 초래한다. PFC 가스의 배출을 억제하는 다른 한 방법은 증류법이 있다. 그런데, 이러한 증류법은 특수한 설비를 필요로 하며, PFC 가스는 그 자체의 물성때문에 증류법으로 분리하기가 어렵다고 알려져 있다.
본 발명은 종래 기술에서의 요구와 필요에 부응하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 흡착과 탈착을 통해 저농도의 PFC 가스를 고순도의 PFC 가스로 바꿈으로써 PFC 가스의 재활용이 가능한 흡착 설비 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성할 수 있는 본 발명에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비 및 방법은 연속적인 흡착과 탈착을 이용하여 배출 가스로부터 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 것을 특징으로 한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법은, 제1 및 제2 흡착 장치를 포함하는 흡착 장치에 퍼플루오르화 화합물을 함유하는 혼합물을 선택적으로 제공하는 제1 단계와, 상기 제1 흡착 장치로 제공된 혼합물로부터 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 제2 단계와, 상기 제1 흡착 장치에서 상기 퍼플루오르화 화합물의 흡착이 포화 상태가 된 경우 흡착 포화된 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키는 제3 단계와, 상기 제2 흡착 장치로 제공된 혼합물로부터 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 제4 단계와, 상기 제2 흡착 장치에서 상기 퍼플루오르화 화합물의 흡착이 포화 상태가 된 경우 흡착 포화된 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 제5 단계 이후에 상기 제1 내 지 제4 단계를 되풀이한다. 상기 제3 단계와 상기 제4 단계는 동시에 진행한다. 상기 제5 단계와 상기 제1 단계는 동시에 진행한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 제2 단계는 상기 제1 흡착 장치를 상온 상압 또는 저온 고압 상태로 설정하고, 상기 제3 단계는 상기 제1 흡착 장치를 상대적으로 고온 저압 상태로 설정한다. 또는, 상기 제2 단계는 상기 제1 흡착 장치를 상대적으로 저온 고압 상태로 설정하고, 상기 제3 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상대적으로 고온 저압 상태로 설정한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 제4 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상온 상압 상태로 설정하고, 상기 제5 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상대적으로 고온 저압 상태로 설정한다. 또는, 상기 제4 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상대적으로 저온 고압 상태로 설정하고, 상기 제5 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상대적으로 고온 저압 상태로 설정한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 제1 단계 이전에 상기 제1 흡착 장치를 가압하는 단계를 더 포함한다. 상기 제1 흡착 장치를 가압하는 단계는 상기 혼합물 중에서 상기 제2 흡착 장치에서 흡착되지 아니한 것을 상기 제1 흡착 장치로 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 제4 단계 이전에 상기 제2 흡착 장치를 가압하는 단계를 더 포함한다. 상기 제2 흡착 장치를 가압하는 단계는 상기 혼합물 중에서 상기 제1 흡착 장치에서 흡착되지 아니한 것을 상기 제2 흡착 장치로 제공하는 단계를 포함한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 변형 실시예에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법은, 제1 및 제2 흡착 장치에서 퍼플루오르화화 화합물을 재생하는 방법에 있어서, 상기 제1 흡착 장치를 가압하고 상기 제1 흡착 장치에 퍼플루오르화 화합물을 함유하는 혼합 가스를 제공하여 상기 혼합 가스로부터 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계와, 상기 제1 흡착 장치에서 상기 제1 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키고, 이와 병행하여 상기 제2 흡착 장치를 가압하고 상기 제2 흡착 장치에 상기 혼합 가스를 제공하여 상기 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계와, 상기 제2 흡착 장치에서 상기 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키고, 이와 병행하여 상기 제1 흡착 장치를 가압하고 상기 제1 흡착 장치에 상기 혼합 가스를 제공하여 상기 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 변형 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 제1 흡착 장치를 가압하고 상기 제1 흡착 장치에 퍼플루오르화 화합물을 함유하는 혼합 가스를 제공하여 상기 혼합 가스로부터 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계는, 상기 제1 흡착 장치에 질소를 제공하여 상기 제1 흡착 장치를 가압하는 단계를 포함한다.
본 발명의 변형 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 제1 흡착 장치에서 상기 제1 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키고, 이와 병행하여 상기 제2 흡착 장치를 가압하고 상기 제2 흡착 장치에 상기 혼합 가스를 제공하여 상기 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계는, 상기 혼합 가스 중에서 상기 제1 흡착 장치에서 흡착되지 아니한 가스를 상기 제2 흡착 장치에 제공하여 상기 제2 흡착 장치를 가압하는 단계를 포함한다.
본 발명의 변형 실시예에 따른 방법에 있어서, 상기 제2 흡착 장치에서 상기 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키고, 이와 병행하여 상기 제1 흡착 장치를 가압하고 상기 제1 흡착 장치에 상기 혼합 가스를 제공하여 상기 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계는, 상기 혼합 가스 중에서 상기 제2 흡착 장치에서 흡착되지 아니한 가스를 상기 제1 흡착 장치에 제공하여 상기 제1 흡착 장치를 가압하는 단계를 포함한다.
상기 특징을 구현할 수 있는 본 발명의 실시예에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비는, 흡착제가 충진된 제1 및 제2 흡착 장치와, 상기 제1 및 제2 흡착 장치로 퍼플루오르화 화합물을 포함하는 혼합 가스를 선택적으로 제공할 수 있도록 분기된 배관과, 상기 제1 및 제2 흡착 장치 각각과 연결되어 상기 혼합물 중에서 흡착된 퍼플루오르화 화합물을 회수하는 배관과, 상기 제1 및 제2 흡착 장치 사이에 연결되어 상기 제1 흡착 장치에서 미흡착된 가스를 상기 제2 흡착 장치로 제공하고, 상기 제2 흡착 장치에서 미흡착된 가스를 상기 제1 흡착 장치로 제공하는 배관을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 흡착 설비에 있어서, 상기 제1 및 제2 흡착 장치에서 흡착되어 회수되는 퍼플루오르화 화합물을 저장하는 저장 탱크를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 흡착 설비에 있어서, 상기 흡착제는 실리카겔, 활성알루미나, 제올라이트, 활성탄으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 포 함한다. 상기 흡착제는 상기 퍼플루오르화 화합물에 대하여 상대적으로 높은 흡착능을 가지는 활성탄을 포함한다.
본 발명에 의하면, 압력차와 온도차를 이용하여 제1 흡착탑에서 흡착을 하고 흡착이 포화 상태가 되면 제1 흡착탑이 탈착하는 동안 제2 흡착탑은 흡착을 하는 방법으로 연속적으로 PFC 가스를 회수하여 재생할 수 있게 된다.
이하 본 발명에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비 및 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명과 종래 기술과 비교한 이점은 첨부된 도면을 참조한 상세한 설명과 특허청구범위를 통하여 명백하게 될 것이다. 특히, 본 발명은 특허청구범위에서 잘 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 본 발명은 첨부된 도면과 관련해서 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 수 있다. 도면에 있어서 동일한 참조부호는 다양한 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.
(실시예)
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법을 적용할 수 있는 흡착 설비의 일례를 도시한 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 퍼플루오르화 화합물(이하, PFC)을 재생할 수 있는 일례의 흡착 설비(100)는 적어도 두 개의 흡착탑 내지 흡착 베드와 같은 흡착 장치(110,120)를 가진다. 두 개의 흡착탑(110,120)에는 배관(102,103,104)을 통해 혼합 가스가 공급된다. 여기서, 혼합 가스는 밸브(112,122)의 개폐에 의해 배관 (103,104)을 통해 선택적으로 제1 흡착탑(110) 또는 제2 흡착탑(120)으로 공급된다. 혼합 가스는 반도체 제조 공정시 배출되는 퍼플루오르화 화합물(PFC) 가스, 가령 반도체 에칭 공정에서 에칭 가스로 사용되는 테트라플루오로메탄(CF4) 또는 헥사플루오로에탄(C2F6)를 포함하는 배출 가스이다.
흡착탑(110,120)에는 흡착제, 가령 실리카겔, 활성알루미나, 제올라이트, 활성탄 등과 같은 흡착제가 충진되어 있다. 상술한 여러 가지 흡착제 중에서 PFC 가스에 대한 높은 흡착능을 가지는 활성탄을 여기서의 흡착제로 사용하는 것이 PFC 가스를 효율적으로 재생시키는데 바람직하다 할 것이다. 흡착탑(110,120)에서 선택적으로 흡착된 PFC는 포화될 때까지 흡착된 후 탈착을 거쳐 회수된다. 혼합 가스 중에서 PFC를 제외한 가스(이하, 미흡착 가스)는 흡착탑(110,120)에서 흡착되지 아니하고 대기중으로 방출되거나 또는 흡착탑(110,120)을 그대로 통과하여 배관(108)를 통해 다른 흡착탑(110,120)으로 유입된다. 제1 흡착탑(110)에서 탈착된 PFC 가스는 밸브(114,132)의 개폐 동작에 의해 배관(105,107)을 통해 회수된다. 마찬가지로, 제2 흡착탑(120)에서 탈착된 PFC 가스는 밸브(124,132)의 개폐 동작에 의해 배관(106,107)을 통해 회수된다. 제1 및 제2 흡착탑(110,120)에서 탈착되어 회수되는 PFC 가스는 저장탑(130)에 저장될 수 있다.
한편, 반도체 공정에서 배출되는 혼합 가스에는 PFC 가스의 농도가 비교적 저농도이다. 따라서, 보다 효과적인 PFC 가스의 흡착을 위해 흡착탑(110,120)에 혼합 가스가 유입되기 이전에 흡착탑(110,120)을 질소(N2)를 이용하여 가압할 수 있 다. 또는, 흡착탑(110,120)은 배관(108)을 통해 다른 흡착탑(110,120)에서 미흡착된 가스의 유입으로 가압할 수 있다.
예를 들어, 진행 초기시 제1 흡착탑(110)은 혼합 가스가 유입되기 이전에 질소에 의해 가압된다. 제1 흡착탑(110)의 질소 가압 후 혼합 가스가 배관(103)을 타고 유입되어 PFC 는 선택적으로 흡착되고 미흡착 가스는 배관(108)을 통해 제2 흡착탑(120)으로 전달되어 제2 흡착탑(120)이 가압된다. 제1 흡착탑(110)에서 미흡착된 가스에 의해 가압된 제2 흡착탑(120)에는 혼합 가스가 배관(102,104)을 통해 유입되어 PFC 를 선택적으로 흡착되어 배관(106)을 통해 회수된다. 제2 흡착탑(120)에서의 흡착은 제1 흡착탑(110)에서의 탈착이 진행되는 동안 이루어진다.
제2 흡착탑(120)에서 미흡착된 가스는 배관(108)을 타고 다시 제1 흡착탑(110)으로 유입되어 제1 흡착탑(110)을 가압한다. 가압된 제1 흡착탑(110)에 혼합 가스가 배관(103)을 타고 유입되어 PFC가 선택적으로 흡착된다. 제1 흡착탑(120)에서의 흡착은 제2 흡착탑(120)에서의 탈착이 진행되는 동안 이루어진다.
이와 같이, PFC 를 포함한 혼합 가스는 밸브(112,122)의 개폐 동작에 의해 제1 흡착탑(110) 또는 제2 흡착탑(120)에 선택적으로 공급되고 제1 흡착탑(110)에서의 탈착이 이루어지는 동안 제2 흡착탑(120)에서는 흡착이 이루어진다. 그리고, 제1 흡착탑(110)의 사전 가압은 초기에만 질소를 이용하지만 그 이후에는 제2 흡착탑(120)에서 미흡착된 가스를 이용하고 제2 흡착탑(120)의 사전 가압은 제1 흡착탑(110)에서 미흡착된 가스를 이용하는 것이다. 더욱이 이러한 연속적인 흡착 및 탈착의 일련의 과정을 통해 PFC 는 지속적으로 회수된다.
흡착탑(110,120)에서의 흡착 및 탈착은 압력차와 온도차를 이용한다. 가령, 흡착은 흡착탑(110,120)의 내부 조건을 상온 상압으로 설정하거나 또는 후술하는 탈착에 비해 상대적으로 저온 고압으로 설정함으로써 이루어진다. 탈착은 흡착탑(110,120)의 내부 조건을 고온 저압 조건으로 설정하여 이루어진다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 퍼플루오르화 화합물의 재생 방법을 설명한 흐름도이다. 후술하는 방법은 도 1에 도시된 흡착 설비(100)를 이용하는 것이지만, 본 방법을 적용할 수 있는 흡착 설비는 도 1의 흡착 설비(100)에 국한되지 않음에 유의하여야 할 것이다.
도 2를 참조하면, 흡착탑(110,120)에 PFC를 함유하는 혼합 가스를 배관(102)을 통해 유입시킨다. 혼합 가스는 상술한 바와 같이 반도체 제조 공정시 배출되는 퍼플루오르화 화합물(PFC) 가스, 가령 반도체 에칭 공정에서 에칭 가스로 사용되어 반응 챔버에서 미반응된 테트라플루오로메탄(CF4) 및/또는 헥사플루오로에탄(C2F6)를 포함하는 배출 가스이다. 혼합 가스는 밸브(112,122)의 개폐 동작에 의해 제1 흡착탑(110) 또는 제2 흡착탑(120)에 선택적으로 공급되는데, 본 실시예에서는 밸브(112)을 개방시키고 밸브(122)를 폐쇄시켜 먼저 제1 흡착탑(110)에 혼합 가스를 먼저 공급하는 것을 가정한다.
그런데, 흔히 반도체 제공 공정시 미반응되어 배출되는 PFC 가스는 비교적 저농도이다. 따라서, 저농도의 PFC 가스를 보다 효과적으로 흡착시키기 위한 일환의 하나로 제1 흡착탑(110)을 미리 가압하는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 혼 합 가스를 공급하기 이전에 제1 흡착탑(110)에 질소 가스를 유입시켜 제1 흡착탑(110)을 사전에 가압한다.
제1 흡착탑(110)에 유입된 혼합 가스 중에서 PFC 가스는 흡착제에 선택적으로 흡착된다. PFC 가스의 선택적 흡착을 위해 PFC 가스에 대한 비교적 높은 흡착능을 가진 활성탄을 제1 흡착탑(110)의 흡착제로 사용하는 것이 바람직하다. 그리고, 여기서의 흡착은 압력차로 인한 흡착과 온도차에 의한 흡착법을 이용한다. 즉, 후술하는 바와 같이 가스의 압력을 올리고 온도를 낮춰주게 되면 가스의 농도가 높아지게 되고(흡착), 반대로 압력을 낮추고 온도를 높여주면 가스의 농도가 낮아지게 되는(탈착) 현상을 이용한다.
흡착제인 활성탄에 대한 PFC 가스의 선택도가 다른 가스에 비해 상대적으로 높으므로 혼합 가스를 활성탄으로 충진된 제1 흡착탑(110)으로 주입하여 압력을 올려주고 온도를 낮춰주면 PFC 가스는 선택적으로 흡착되고 다른 가스는 제1 흡착탑(110)에서 흡착되지 아니하고 그대로 통과한다. 흡착되지 아니한 가스(미흡착 가스)는 배관(108)을 통해 제2 흡착탑(120)으로 전달되어 제2 흡착탑(120)을 사전 가압한다. 한편, 제1 흡착탑(110)에서의 흡착은 상술한 바와 같이 고압 저온 조건을 이용할 수 있고, 또는 상온 상압 조건을 이용할 수 있다.
일정 시간이 경과하게 되면 흡착선택도가 높은 PFC 가스는 흡착제에 흡착되어 포화된다. 흡착 포화가 되면 제1 흡착탑(110)을 탈착 조건, 즉 저압 고온 조건으로 설정하여 PFC 가스를 탈착시킨다. 탈착된 PFC 가스는 배관(105)을 통해 회수된다. 회수되는 PFC 가스는 저장 탱크(130)에 저장될 수 있다.
제1 흡착탑(110)에서 탈착 반응이 일어나게 되면 제1 흡착탑(110)에서는 동시에 흡착 진행이 되지 않는다. 따라서, 제1 흡착탑(110)에서의 탈착이 진행되는 동안 밸브(122)를 열어 혼합 가스가 배관(104)을 타고 제2 흡착탑(120)에 공급되도록 하여 흡착이 진행되도록 한다. 제2 흡착탑(120)에서의 흡착 조건은 앞서 설명한 제1 흡착탑(110)에서 설명한 것이 그대로 적용된다. 그리고, 제1 흡착탑(110)에서 미흡착 가스에 의해 사전에 가압되면 더욱 효과적인 흡착 공정이 실현된다.
제2 흡착탑(120)에서 일정 시간 경과되어 흡착이 포화되면 제2 흡착탑(120)을 저압 고온 상태로 설정하여 PFC 가 탈착되도록 하여 배관(106)을 통해 PFC 를 회수한다. 이때, 제2 흡착탑(120)에서 미흡착된 가스는 배관(108)을 타고 제1 흡착탑(110)에 유입되도록 하여 제1 흡착탑(110)을 미리 가압한다. 즉, 제1 흡착탑(110)은 초기 진행시에만 질소를 공급하여 가압하고 그 이후에는 제2 흡착탑(120)에서 미흡착 가스를 이용한다. 제2 흡착탑(120)에서 탈착이 일어나는 동안 밸브(112)를 열어 혼합 가스가 제1 흡착탑(110)에 유입되도록 하여 흡착 공정이 일어나게 한다.
이상과 같이 제1 흡착탑(110)에서 탈착 공정이 진행되는 동안에 제2 흡찹탑(120)에서는 흡착 공정이 일어나게 함으로써 흡착 탈착의 공정의 단절없이 PFC 를 효율적으로 회수한다. 게다가, 미흡착된 가스를 이용하여 흡착탑(110,120)을 미리 가압함으로써 PFC 회수를 보다 효과적으로 진행시키는 것이다.
한편, 회수된 PFC 에는 순수한 PFC 이외에 다른 가스가 미량이나마 혼합되어 있을 수 있다. 이러한 경우, 회수된 PFC 를 제1 흡착탑(110) 및 제2 흡착탑(120)으 로 다시 공급하여 흡착 및 탈착 공정을 반복하게 되면 더욱 더 고순도의 PFC 를 얻을 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법을 적용할 수 있는 흡착 설비의 다른 예를 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예의 방법을 적용할 수 있도록 본 실시예의 설비(200)는 두 개의 흡착탑(210,220)을 가지며 혼합 가스가 배관(201)에 의해 공급된다. 혼합 가스는 밸브(212,214,222,224)의 개폐에 의해 배관(203,204)에 선택적으로 흐르게 된다. 흡착탑(210,220)에서 흡착된 PFC 는 배관(205,206)을 통해 회수되는데 배관(207)의 일단과 연결된 저장 탱크(230)에 저장될 수 있다. 흡착탑(210,220)에서 미흡착된 가스는 배관(208)을 통해 흡착탑(210,220)에 유입되어 흡착탑(210,220)의 가압에 사용된다.
이상과 같이 구성된 흡착 설비(200)에 있어서 제1 흡착탑(210)에서 탈착이 일어나는 동안 제2 흡착탑(220)에서 흡착이 일어나도록 하여 PFC를 연속 공정으로 재생시키고, 미흡착 가스를 이용한 흡착탑(210,220)의 가압으로써 FPC를 보다 효과적으로 재생시킨다.
이상의 상세한 설명은 본 발명을 예시하는 것이다. 또한 전술한 내용은 본 발명의 바람직한 실시 형태를 나타내고 설명하는 것에 불과하며, 본 발명은 다양한 다른 조합, 변경 및 환경에서 사용할 수 있다. 그리고, 본 명세서에 개시된 발명의 개념의 범위, 저술한 개시 내용과 균등한 범위 및/또는 당업계의 기술 또는 지식의 범위 내에서 변경 또는 수정이 가능하다. 전술한 실시예들은 본 발명을 실시하는데 있어 최선의 상태를 설명하기 위한 것이며, 본 발명과 같은 다른 발명을 이용하는데 당업계에 알려진 다른 상태로의 실시, 그리고 발명의 구체적인 적용 분야 및 용도에서 요구되는 다양한 변경도 가능하다. 따라서, 이상의 발명의 상세한 설명은 개시된 실시 상태로 본 발명을 제한하려는 의도가 아니다. 또한 첨부된 청구범위는 다른 실시 상태도 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 압력차와 온도차를 이용하여 저농도의 PFC 가스가 함유된 배기 가스로부터 고농도의 PFC 가스를 연속적인 공정으로 재생할 수 있다. 이에 따라, 지구 온난화 가스로 배출규제 대상인 PFC 가스의 대기로의 배출을 방지할 수 있다. 또한, 반도체 산업에서 배출되는 배기 가스로부터 고농도의 PFC 가스를 분리해 낼 수 있어서 그 재사용이 가능한 효과가 있다.

Claims (20)

  1. 제1 및 제2 흡착 장치를 포함하는 흡착 장치에 퍼플루오르화 화합물을 함유하는 혼합물을 선택적으로 제공하는 제1 단계와;
    상기 제1 흡착 장치로 제공된 혼합물로부터 상기 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키고, 상기 제1 흡착 장치에서 미흡착된 혼합물을 상기 제2 흡착 장치로 제공하여 상기 제2 흡착 장치를 가압하는 제2 단계와;
    상기 제1 흡착 장치에서 상기 퍼플루오르화 화합물의 흡착이 포화 상태가 된 경우 흡착 포화된 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키는 제3 단계와;
    상기 제2 흡착 장치로 제공된 혼합물로부터 상기 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키고, 상기 제2 흡착 장치에서 미흡착된 혼합물을 상기 제1 흡착 장치로 제공하여 상기 제1 흡착 장치를 가압하는 제4 단계와;
    상기 제2 흡착 장치에서 상기 퍼플루오르화 화합물의 흡착이 포화 상태가 된 경우 흡착 포화된 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키는 제5 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제5 단계 이후에 상기 제1 내지 제4 단계를 되풀이하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제3 단계와 상기 제4 단계는 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 퍼플 루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제5 단계와 상기 제2 단계는 동시에 진행하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제2 단계는 상기 제1 흡착 장치를 상온 상압 또는 저온 고압 상태로 설정하고, 상기 제3 단계는 상기 제1 흡착 장치를 상대적으로 고온 저압 상태로 설정하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제2 단계는 상기 제1 흡착 장치를 상대적으로 저온 고압 상태로 설정하고, 상기 제3 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상대적으로 고온 저압 상태로 설정하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제4 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상온 상압 상태로 설정하고, 상기 제5 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상대적으로 고온 저압 상태로 설정하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 제4 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상대적으로 저온 고압 상태로 설정하고, 상기 제5 단계는 상기 제2 흡착 장치를 상대적으로 고온 저압 상태로 설정하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 단계 이전에 상기 제1 흡착 장치를 가압하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1 및 제2 흡착 장치에서 퍼플루오르화화 화합물을 재생하는 방법에 있어서,
    상기 제1 흡착 장치를 가압하고 상기 제1 흡착 장치에 상기 퍼플루오르화 화합물을 함유하는 혼합 가스를 제공하여 상기 혼합 가스로부터 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계와;
    상기 제1 흡착 장치에서 상기 제1 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키고, 이와 병행하여 상기 제1 흡착 장치에서 미흡착된 혼합 가스를 상기 제2 흡착 장치로 제공하여 상기 제2 흡착 장치를 가압하고 상기 제2 흡착 장치에 상기 혼합 가스를 제공하여 상기 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계와;
    상기 제2 흡착 장치에서 상기 퍼플루오르화 화합물을 탈착시키고, 이와 병행하여 상기 제2 흡착 장치에서 미흡착된 혼합 가스를 상기 제1 흡착 장치로 제공하여 상기 제1 흡착 장치를 가압하고 상기 제1 흡착 장치에 상기 혼합 가스를 제공하여 상기 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 흡착 장치를 가압하고 상기 제1 흡착 장치에 퍼플루오르화 화합물을 함유하는 혼합 가스를 제공하여 상기 혼합 가스로부터 퍼플루오르화 화합물을 선택적으로 흡착시키는 단계는,
    상기 제1 흡착 장치에 질소를 제공하여 상기 제1 흡착 장치를 가압하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 흡착제가 충진된 제1 및 제2 흡착 장치와;
    상기 제1 및 제2 흡착 장치로 퍼플루오르화 화합물을 포함하는 혼합 가스를 선택적으로 제공할 수 있도록 분기된 배관과;
    상기 제1 및 제2 흡착 장치 각각과 연결되어 상기 혼합물 중에서 흡착된 퍼플루오르화 화합물을 회수하는 배관과;
    상기 제1 및 제2 흡착 장치 사이에 연결되어 상기 제1 흡착 장치에서 미흡착된 가스를 상기 제2 흡착 장치로 제공하고, 상기 제2 흡착 장치에서 미흡착된 가스를 상기 제1 흡착 장치로 제공하는 배관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 흡착 장치에서 흡착되어 회수되는 퍼플루오르화 화합물을 저장하는 저장 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 흡착제는 실리카겔, 활성알루미나, 제올라이트, 활성탄으로 이루어진 그룹 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 흡착제는 상기 퍼플루오르화 화합물에 대하여 상대적으로 높은 흡착능을 가지는 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 퍼플루오르화 화합물을 재생하는 흡착 설비.
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