KR102286586B1 - Plasma-catalyst type scrubber - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 촉매의 길이 방향에서 온도 편차를 극복하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버는, 전기 에너지로 방전기체를 플라즈마 아크의 열 에너지로 변환하고 일측으로 유입되는 처리기체를 열 에너지로 가열하는 플라즈마 반응부, 및 상기 플라즈마 반응부에서 가열된 처리기체를 유입하여 촉매 반응으로 처리기체에 포함된 오염물질을 분해하는 촉매 반응부를 포함한다.It is an object of the present invention to provide a plasma-catalyzed scrubber that overcomes temperature variations in the longitudinal direction of the catalyst. A plasma catalytic scrubber according to an embodiment of the present invention includes a plasma reaction unit that converts a discharge gas into thermal energy of a plasma arc with electrical energy and heats a processing gas flowing into one side into thermal energy, and the plasma reaction unit and a catalytic reaction unit for decomposing contaminants contained in the treated gas through a catalytic reaction by introducing the heated treatment gas.

Description

플라즈마-촉매 방식의 스크러버 {PLASMA-CATALYST TYPE SCRUBBER}Plasma-catalyzed scrubber {PLASMA-CATALYST TYPE SCRUBBER}

본 발명은 처리기체에 포함된 오염물질을 제거하는 후처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 반도체 제조 공정이나 다양한 화학 산업에서 발생되는 과불화화합물(perfluorinated compounds, PFCs)을 포함하는 난분해성 공정가스(처리기체)를 분해하는 플라즈마-촉매 방식의 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to a post-treatment device for removing contaminants contained in a treatment gas, and more particularly, a recalcitrant process gas containing perfluorinated compounds (PFCs) generated in a semiconductor manufacturing process or various chemical industries. It relates to a plasma-catalyzed scrubber that decomposes (processed gas).

반도체 공정에서 발생하는 과불화화합물(PFCs)은 대표적으로 CF4, CHF3, C3F6, CH2F2, C2F4, C2F6, C3F8, C4F10, C5F8, SF6 및 NF3 등을 포함한다. 과불화화합물(PFCs)은 독성이 없으나 지구온난화 지수가 이산화탄소 대비 수천~수만 배 높기 때문에 배출 규제 대상이다. 매우 안정한 물질로 PFCs을 제거하기 위한 다양한 기술이 연구되고 있다.Perfluorinated compounds (PFCs) generated in the semiconductor process are typically CF 4 , CHF 3 , C 3 F 6 , CH 2 F 2 , C 2 F 4 , C 2 F 6 , C 3 F 8 , C 4 F 10 , C 5 F 8 , SF 6 and NF 3 , and the like. Perfluorinated compounds (PFCs) are non-toxic, but are subject to emission control because their global warming potential is thousands to tens of thousands of times higher than that of carbon dioxide. Various techniques for removing PFCs with very stable materials are being studied.

일례를 들면, 가연상 가스를 이용하여 과불화화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스를 직접 연소하는 방법이 있다. 직접 연소 방법은 반응 온도가 1400℃ 이상으로 높고 연소를 위한 연료를 필요로 한다.For example, there is a method of directly burning a non-decomposable gas containing perfluorinated compounds (PFCs) using a combustible gas. The direct combustion method has a high reaction temperature of 1400°C or higher and requires fuel for combustion.

다른 예로써, 플라즈마의 고온 반응 영역으로 과불화화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스를 통과시켜 처리하는 방법이 있다. 플라즈마 연소 방법은 필요 에너지를 높이고, 고온 영역에서 플라즈마 반응기의 부식을 크게 일으킨다.As another example, there is a method of processing by passing a non-decomposable gas containing perfluorinated compounds (PFCs) into the high-temperature reaction region of the plasma. The plasma combustion method increases the required energy and causes a large amount of corrosion of the plasma reactor in a high temperature region.

또 다른 예로써, 전기 히터와 촉매를 이용하여 과불화화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스를 처리하는 방법이 있다. 촉매 반응기는 700~800℃의 온도를 유지하여 난분해성 가스를 처리한다.As another example, there is a method of treating a hardly decomposable gas containing perfluorinated compounds (PFCs) using an electric heater and a catalyst. The catalytic reactor processes the difficult-to-decompose gas by maintaining the temperature of 700 ~ 800 ℃.

전기 히터와 촉매 처리 방법은 전기 히터의 부피와 촉매 반응기의 부피를 상대적으로 크게 하며, 촉매 반응기가 정상 작동되는 상태에서 전기 히터의 일 부분이 부식되어도 시스템 전체를 사용할 수 없게 한다.The electric heater and the catalyst treatment method increase the volume of the electric heater and the volume of the catalytic reactor relatively, and even if a part of the electric heater is corroded while the catalytic reactor is in normal operation, the entire system cannot be used.

본 발명의 목적은 과불화화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 공정가스(즉 처리기체)를 플라즈마와 촉매를 이용하여 분해 및 제거하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버를 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a plasma-catalyzed scrubber that decomposes and removes a hardly decomposable process gas (ie, a treatment gas) containing perfluorinated compounds (PFCs) using plasma and a catalyst.

본 발명의 목적은 촉매의 길이 방향에서 온도 편차를 극복하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a plasma-catalyzed scrubber that overcomes temperature variations in the longitudinal direction of the catalyst.

또한, 본 발명의 목적은 처리기체에 과불화화합물(PFCs)이 포함되었을 때, 플라즈마의 온도를 제어하여 운전 비용을 줄이는 플라즈마촉매 방식의 스크러버를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a plasma-catalyzed scrubber that reduces operating costs by controlling the temperature of plasma when perfluorinated compounds (PFCs) are included in the treatment gas.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버는, 전기 에너지로 방전기체를 플라즈마 아크의 열 에너지로 변환하고 일측으로 유입되는 처리기체를 열 에너지로 가열하는 플라즈마 반응부, 및 상기 플라즈마 반응부에서 가열된 처리기체를 유입하여 촉매 반응으로 처리기체에 포함된 오염물질을 분해하는 촉매 반응부를 포함한다.A plasma catalytic scrubber according to an embodiment of the present invention includes a plasma reaction unit that converts a discharge gas into thermal energy of a plasma arc with electrical energy and heats a processing gas flowing into one side into thermal energy, and the plasma reaction unit and a catalytic reaction unit for decomposing contaminants contained in the treated gas through a catalytic reaction by introducing the heated treatment gas.

상기 촉매 반응부는 가열된 처리기체가 흐르는 길이 방향으로 온도 편차를 해소하는 온도 편차 제거부를 더 포함한다.The catalytic reaction unit further includes a temperature deviation removing unit for resolving a temperature deviation in a longitudinal direction through which the heated process gas flows.

상기 촉매 반응부는 하우징에 내장되는 촉매를 포함하고, 상기 온도 편차 제거부는 상기 촉매 내에서 상기 길이 방향으로 배치되고 복수의 기체 통로들을 구비하는 튜브를 포함할 수 있다.The catalytic reaction unit may include a catalyst contained in a housing, and the temperature difference removing unit may include a tube disposed in the longitudinal direction within the catalyst and having a plurality of gas passages.

상기 튜브는 상기 길이 방향의 끝을 폐쇄하여 형성될 수 있다.The tube may be formed by closing the end in the longitudinal direction.

상기 촉매 반응부는 하우징에 내장되는 촉매를 포함하고, 상기 온도 편차 제거부는 상기 하우징의 외주에 배치되는 RF 유도 코일을 포함할 수 있다.The catalyst reaction unit may include a catalyst embedded in the housing, and the temperature deviation removing unit may include an RF induction coil disposed on the outer periphery of the housing.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버는, 상기 플라즈마 반응부와 상기 촉매 반응부 사이에 배치되어, 상기 플라즈마 반응부에서 가열된 처리기체를 상기 촉매 반응부에 균일한 분포로 제어하는 유동 제어부를 더 포함할 수 있다.A plasma catalytic scrubber according to an embodiment of the present invention is disposed between the plasma reaction unit and the catalyst reaction unit, and controls the processing gas heated in the plasma reaction unit to a uniform distribution in the catalyst reaction unit. It may further include a flow control unit.

상기 유동 제어부는 상기 플라즈마 반응부와 상기 촉매 반응부를 연결하는 하우징, 및 상기 하우징 내에 배치되어 유동을 제어하는 유동판을 포함하며, 상기 유동판은 상기 플라즈마 반응부 측에 평면으로 형성되어 중앙에 최소 직경부를 구비하고, 상기 최소 직경부에서 단계적으로 확산되어 처리기체의 흐름을 균일하게 하도록 상기 촉매 반응부 측에 최대 직경부를 형성할 수 있다.The flow control unit includes a housing connecting the plasma reaction unit and the catalyst reaction unit, and a flow plate disposed in the housing to control the flow, wherein the flow plate is formed in a plane on the side of the plasma reaction unit and has a minimum in the center A diameter portion may be provided, and a maximum diameter portion may be formed on the side of the catalyst reaction unit to uniformly flow the process gas by stepwise diffusion from the minimum diameter portion.

상기 유동 제어부는 상기 플라즈마 반응부와 상기 촉매 반응부를 연결하는 하우징, 상기 하우징 내에 배치되어 통로를 형성하는 유동판, 및 상기 유동판의 일측에서 상기 통로보다 좁은 미세 통로로 형성되어 처리기체의 흐름을 균일하게 하는 스트레이트너를 포함할 수 있다.The flow control unit is formed as a housing connecting the plasma reaction unit and the catalyst reaction unit, a flow plate disposed in the housing to form a passage, and a fine passage narrower than the passage at one side of the flow plate to control the flow of the processing gas. It may include a straightener for uniformity.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버는, 상기 촉매 반응부의 외곽에 구비되어 상기 촉매 반응부를 가열하는 히터를 더 포함할 수 있다.The plasma catalytic scrubber according to an embodiment of the present invention may further include a heater provided outside the catalytic reaction unit to heat the catalytic reaction unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버는, 상기 촉매 반응부의 후단에 구비되어 상기 플라즈마 반응부로 유입되는 상기 처리기체를 경유시켜 열을 회수하는 열교환부를 더 포함할 수 있다.The plasma catalytic scrubber according to an embodiment of the present invention may further include a heat exchange unit provided at the rear end of the catalytic reaction unit to recover heat by passing the processing gas flowing into the plasma reaction unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버는, 상기 촉매 반응부의 후단에 구비되어 상기 촉매 반응부에서 처리기체로부터 분해된 오염물질에 물을 분사하여 분해된 오염물질을 물로 고정 처리하는 수처리부를 더 포함할 수 있다.A plasma catalytic scrubber according to an embodiment of the present invention is provided at the rear end of the catalytic reaction unit and sprays water on the pollutants decomposed from the treatment gas in the catalytic reaction unit to fix the decomposed contaminants with water. It may include more wealth.

상기 플라즈마 반응부는 일측에 제1유입구와 제2유입구를 구비하여 방전기체와 처리기체를 유입하고 좁아지는 목부를 형성하는 하우징, 및 상기 하우징 내에 절연 장착되고 구동 전압이 인가되는 전극을 포함하며, 상기 하우징은 상기 목부에 연결되어 확장된 공간을 형성하고 전기적으로 접지되어 상기 전극에 연결되는 회전 아크를 길게 유도하는 확장부를 더 포함할 수 있다.The plasma reaction unit includes a housing having a first inlet and a second inlet on one side to introduce a discharge gas and a processing gas and forming a narrow neck, and an electrode mounted insulated in the housing and to which a driving voltage is applied, The housing may further include an extension that is connected to the neck to form an expanded space and is electrically grounded to induce a long rotating arc connected to the electrode.

상기 하우징은 상기 목부를 중심으로 상기 전극 측에서 좁아지는 직경보다 상기 확장부에서 확장되는 직경을 더 크게 형성할 수 있다.The housing may have a larger diameter than a diameter narrowing at the electrode side around the neck.

상기 플라즈마 반응부는 일측이 폐쇄된 원통으로 형성되고 구동 전압이 인가되는 전극, 및 상기 전극에 연결되고 전기적으로 접지되어 방전갭을 형성하며 상기 방전갭 측에 제1유입구를 구비하여 방전기체를 유입하는 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 상기 전극의 반대측에서 확장된 공간을 형성하는 확장부를 더 포함할 수 있다.The plasma reaction unit is formed of a cylinder with one side closed and includes an electrode to which a driving voltage is applied, and an electrode connected to the electrode and electrically grounded to form a discharge gap, and a first inlet at the side of the discharge gap to introduce discharge gas It includes a housing, wherein the housing may further include an extension portion forming an enlarged space on the opposite side of the electrode.

상기 하우징은 상기 방전갭 측에 제2유입구를 더 구비하여 처리기체를 유입할 수 있다.The housing may further include a second inlet on the discharge gap side to introduce the processing gas.

상기 하우징은 상기 확장부 측에 제2유입구를 더 구비하여 처리기체를 유입할 수 있다.The housing may further include a second inlet at the side of the extension to introduce the processing gas.

상기 플라즈마 반응부는 일측이 폐쇄된 원통으로 형성되고 제1유입구와 제2유입구를 구비하여 방전기체와 처리기체를 각각 유입하는 하우징, 및 상기 하우징의 외주에 배치되는 RF 유도 코일을 포함하며, 상기 하우징은 상기 RF 유도 코일의 반대측에서 확장된 공간을 형성하는 확장부를 더 포함할 수 있다.The plasma reaction unit is formed of a cylinder with one side closed and includes a housing having a first inlet and a second inlet to introduce discharge gas and processing gas, respectively, and an RF induction coil disposed on the outer periphery of the housing, the housing; The RF induction coil may further include an extension forming an extended space on the opposite side.

상기 플라즈마 반응부는 일측이 폐쇄된 원통으로 형성되고 제1유입구를 구비하여 방전기체를 유입하는 하우징, 및 상기 하우징의 외주에 배치되는 RF 유도 코일을 포함하며, 상기 하우징은 상기 RF 유도 코일의 반대측에서 확장된 공간을 형성하고, 제2유입구를 구비하여 처리기체를 유입하는 확장부를 더 포함할 수 있다.The plasma reaction unit includes a housing formed of a cylinder with one closed side and having a first inlet to introduce discharge gas, and an RF induction coil disposed on the outer periphery of the housing, wherein the housing is from the opposite side of the RF induction coil Forming an expanded space, and having a second inlet may further include an extension for introducing the processing gas.

상기 플라즈마 반응부는 중심에 길이 방향으로 배치되는 제1전극, 상기 제1전극의 외주에 방전갭을 형성하여 길이 방향으로 배치되고 상기 제1전극과의 사이에 제1유입구를 구비하여 방전기체를 유입하는 제2전극, 및 원통으로 형성되어 상기 제2전극을 수용하고, 상기 제2전극의 후방에 제2유입구를 구비하여 처리기체를 유입하는 하우징을 포함할 수 있다.The plasma reaction unit includes a first electrode disposed in the longitudinal direction at the center, a discharge gap formed on the outer periphery of the first electrode, disposed in the longitudinal direction, and a first inlet between the first electrode and the first electrode to introduce discharge gas. and a housing formed in a cylindrical shape to accommodate the second electrode, and having a second inlet at the rear of the second electrode to introduce a processing gas.

상기 제1전극과 상기 제2전극은 내부에 냉각수를 순환시키는 냉각수 통로를 구비할 수 있다.The first electrode and the second electrode may include a cooling water passage for circulating cooling water therein.

본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버는 플라즈마 아크의 열 에너지로 처리기체를 가열하는 플라즈마 반응부, 및 상기 플라즈마 반응부에서 가열된 처리기체에 포함된 오염물질을 촉매 반응으로 분해하는 촉매 반응부를 포함한다.A plasma-catalyzed scrubber according to an embodiment of the present invention includes a plasma reaction unit that heats a treatment gas with thermal energy of a plasma arc, and a catalytic reaction for decomposing contaminants included in the treatment gas heated in the plasma reaction unit. It includes a catalytic reaction unit.

이와 같이 본 발명의 일 실시예는 플라즈마 반응부와 촉매 반응부를 구비하여 플라즈마 아크의 열 에너지로 처리기체를 가열하여 촉매 반응부에 공급하므로 과불화화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 가스를 분해 및 제거할 수 있다.As described above, an embodiment of the present invention includes a plasma reaction unit and a catalyst reaction unit to heat the processing gas with the thermal energy of the plasma arc and supply it to the catalyst reaction unit, so that the hard-to-decompose gas containing perfluorinated compounds (PFCs) is decomposed and can be removed

촉매 반응부에 구비되는 온도 편차 제거부는 가열된 처리기체가 흐르는 길이 방향으로 촉매 반응부의 온도 편차를 해소할 수 있다.The temperature deviation removing unit provided in the catalytic reaction unit may eliminate the temperature deviation of the catalytic reaction unit in the longitudinal direction through which the heated processing gas flows.

처리기체에 포함된 과불화화합물의 유입량에 따라 플라즈마 반응부에 공급되는 구동 전력을 제어하여, 즉 플라즈마의 온도를 제어하므로 플라즈마 반응부의 운전 비용을 줄이는 효과가 있다.By controlling the driving power supplied to the plasma reaction unit according to the inflow amount of the perfluorinated compound contained in the processing gas, that is, controlling the temperature of the plasma, there is an effect of reducing the operating cost of the plasma reaction unit.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버의 구성도이다.
도 2는 도 1에 적용되는 촉매 반응부의 단면도이다.
도 3은 도 1에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 촉매 반응부의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버의 구성도이다.
도 6은 도 5에 적용되는 유동 제어부의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 유동 제어부의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버의 구성도이다.
도 9는 도 8에서 처리기체에 포함된 과불화화합물의 유입량에 따라 플라즈마 반응부에 공급되는 구동 전력을 제어하고 그에 따른 플라즈마의 온도 변화를 도시한 그래프이다.
도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제7실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제8실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제9실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제10실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다.1 is a block diagram of a plasma-catalyzed scrubber according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a catalytic reaction unit applied to FIG. 1 .
FIG. 3 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to FIG. 1 .
4 is a cross-sectional view of a catalytic reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a second embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of a plasma-catalyzed scrubber according to a third embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a flow control unit applied to FIG. 5 .
7 is a cross-sectional view of a flow controller applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a fourth embodiment of the present invention.
8 is a block diagram of a plasma-catalyzed scrubber according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a graph illustrating a temperature change of plasma by controlling driving power supplied to a plasma reaction unit according to an inflow amount of a perfluorinated compound included in a processing gas in FIG. 8 .
10 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a sixth embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a seventh embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to an eighth embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a ninth embodiment of the present invention.
14 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a tenth embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 제1실시예의 플라즈마촉매 방식의 스크러버(1)는 플라즈마 발생부(10), 촉매 반응부(20) 및 수처리부(30)를 포함한다.1 is a block diagram of a plasma-catalyzed scrubber according to a first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , the plasma catalytic scrubber 1 of the first embodiment includes a plasma generating unit 10 , a catalytic reaction unit 20 , and a water treatment unit 30 .

플라즈마 발생부(10)는 공급되는 구동 전력의 전기 에너지에 의하여 방전기체에 플라즈마 아크를 발생시키도록 구성되어, 즉 전기 에너지를 열 에너지로 변환시킨다. The plasma generating unit 10 is configured to generate a plasma arc in the discharge gas by the electric energy of the supplied driving power, that is, converts the electric energy into thermal energy.

또한 오염물질(예를 들면, 과불화화합물(PFCs))이 포함된 공정가스(즉 처리기체)는 플라즈마 발생부(10)의 일측으로 유입되어 플라즈마 아크의 열 에너지에 의하여 가열될 수 있다.In addition, a process gas (ie, a processing gas) containing contaminants (eg, perfluorinated compounds (PFCs)) may be introduced into one side of the plasma generator 10 to be heated by the thermal energy of the plasma arc.

촉매 반응부(20)는 플라즈마 반응부(10)에서 발생된 열 에너지에 의하여 가열된 고온의 플라즈마 및 처리기체를 유입하여 촉매 반응으로 처리기체에 포함된 오염물질을 분해하도록 구성된다.The catalytic reaction unit 20 is configured to introduce high-temperature plasma and treatment gas heated by thermal energy generated in the plasma reaction unit 10 to decompose contaminants included in the treatment gas through a catalytic reaction.

촉매 반응부(20)는 처리 대상인 오염물질에 따라 다양한 종류의 촉매를 내장할 수 있다. 예를 들면, 촉매 반응부(20)는 산화망간계, 귀금속계, 루테늄(Ru) 또는 로디움(Rh) 촉매를 포함할 수 있다. 산화망간계, 귀금속계, 루테늄(Ru) 또는 로디움(Rh) 촉매는 처리기체에 포함된 산화질소(N20)를 분해할 수 있다.The catalyst reaction unit 20 may contain various kinds of catalysts according to the pollutants to be treated. For example, the catalyst reaction unit 20 may include a manganese oxide-based, noble metal-based, ruthenium (Ru) or rhodium (Rh) catalyst. A manganese oxide-based, noble metal-based, ruthenium (Ru) or rhodium (Rh) catalyst may decompose nitrogen oxide (N 2 0) contained in the treated gas.

촉매 반응으로 오염물질을 안정적으로 분해 및 제거하기 위하여, 촉매 반응부(20)는 온도 편차 제거부(25)를 구비한다. 온도 편차 제거부(25)는 촉매 반응부(20)에 내장되어 플라즈마 반응부(10)에서 발생된 플라즈마의 열 에너지에 의하여 가열된 처리기체가 흐르는 길이 방향으로의 온도 편차를 제거 및 최소화한다.In order to stably decompose and remove contaminants through a catalytic reaction, the catalytic reaction unit 20 includes a temperature deviation removing unit 25 . The temperature deviation removing unit 25 is built in the catalyst reaction unit 20 to remove and minimize the temperature deviation in the longitudinal direction through which the processing gas heated by the thermal energy of the plasma generated in the plasma reaction unit 10 flows.

구체적으로 보면, 촉매 반응부(20)는 고온의 플라즈마 및 가열된 처리기체를 유통시키는 하우징(21), 및 하우징(21)에 내장되어 플라즈마와 처리기체를 유통시켜 처리기체에 대하여 촉매 반응하는 촉매(22)를 포함한다. More specifically, the catalytic reaction unit 20 includes a housing 21 for circulating high-temperature plasma and heated processing gas, and a catalyst that is built in the housing 21 to circulate plasma and processing gas to catalytically react with the processing gas. (22).

온도 편차 제거부(25)는 촉매(22) 내에서 촉매 반응부(20)의 길이 방향 및 처리기체의 유동 방향으로 배치되는 튜브(23)와, 튜브(23)에 구비되는 복수의 기체 통로들(24)을 포함한다. The temperature deviation removing unit 25 includes a tube 23 disposed in the longitudinal direction of the catalytic reaction unit 20 and a flow direction of the process gas in the catalyst 22 , and a plurality of gas passages provided in the tube 23 . (24).

튜브(23)는 길이 방향의 끝을 폐쇄하여 형성되므로 일측으로 유입되는 고온의 플라즈마 및 처리기체가 튜브(23) 내부를 경유하면서 기체 통로들(24)을 통하여 분배되어 빠져나가게 한다.Since the tube 23 is formed by closing the end in the longitudinal direction, the high-temperature plasma and the processing gas introduced to one side are distributed through the gas passages 24 while passing through the tube 23 to be discharged.

즉 하우징(21)으로 유입되는 고온의 플라즈마와 처리기체의 일부는 바로 촉매들(22) 사이로 공급되어 촉매 반응되고, 다른 일부는 튜브(23)로 유입되어 길이 방향으로 진행되면서 기체 통로들(24)을 통하여 촉매들(22) 사이로 진행되면서 촉매(22)에 직접 접촉되어 촉매 반응된다.That is, a portion of the high-temperature plasma and processing gas flowing into the housing 21 is directly supplied between the catalysts 22 for catalytic reaction, and the other portion is introduced into the tube 23 and proceeds in the longitudinal direction through the gas passages 24 . ) as it proceeds between the catalysts 22 through direct contact with the catalyst 22 and a catalytic reaction.

이때, 튜브(23)가 촉매 반응부(20)의 길이 방향으로 배치되고 기체 통로들(24)을 구비하므로 고온의 플라즈마와 처리기체를 촉매 반응부(20)의 길이 방향 전체 범위에서 균일하게 공급할 수 있다. At this time, since the tube 23 is disposed in the longitudinal direction of the catalytic reaction unit 20 and provided with gas passages 24 , high-temperature plasma and processing gas can be uniformly supplied over the entire length direction of the catalytic reaction unit 20 . can

따라서 튜브(23)를 내장하는 촉매 반응부(20)는 길이 방향에서 대체로 균일한 온도 범위를 유지할 수 있다. 또한, 튜브(23)는 자체의 전도 열전달을 통하여 고온으로 가열되어 주변의 촉매(22)를 가열하므로 열전달을 더 효율적으로 유도할 수 있다.Accordingly, the catalytic reaction unit 20 housing the tube 23 may maintain a substantially uniform temperature range in the longitudinal direction. In addition, since the tube 23 is heated to a high temperature through its own conductive heat transfer to heat the surrounding catalyst 22, heat transfer can be induced more efficiently.

예를 들면, 촉매(22)는 고온의 플라즈마와 처리기체가 유입되는 유입측과 토출측에서 과불화화합물(CF4)의 분해 반응을 일으키는 700~800℃ 이상의 고온 조건을 유지하게 된다. For example, the catalyst 22 maintains a high temperature condition of 700 to 800° C. or higher to cause a decomposition reaction of the perfluorinated compound (CF 4 ) at the inlet side and the discharge side into which the high-temperature plasma and the processing gas are introduced.

즉 촉매(22)의 후단으로 갈수록 촉매(22)의 가열을 통한 열소실 및 하우징(21)을 통한 열손실의 원인에도 불구하고 튜브(23)는 촉매 반응부(20) 내부에서 전체적으로 온도 편차를 최소화할 수 있다.That is, in spite of the cause of heat loss through the heating of the catalyst 22 and the heat loss through the housing 21 toward the rear end of the catalyst 22 , the tube 23 reduces the overall temperature deviation inside the catalyst reaction unit 20 . can be minimized

이와 같이, 촉매 반응부(20) 및 촉매(22)가 길이 방향에서 균일한 온도 수준을 유지하므로 처리기체에 포함된 오염물질인 과불화화합물(CF4)은 촉매(22)에서 효과적으로 분해 반응될 수 있다.As such, since the catalyst reaction unit 20 and the catalyst 22 maintain a uniform temperature level in the longitudinal direction, the perfluorinated compound (CF 4 ), a contaminant contained in the treated gas, is effectively decomposed and reacted in the catalyst 22 . can

수처리부(30)는 촉매 반응부(20)의 후단에 구비되어, 촉매 반응부(20)에서 처리기체의 오염물질로부터 분해된 물질에 물을 분사하여 분해된 물질을 물로 고정 처리한다.The water treatment unit 30 is provided at the rear end of the catalytic reaction unit 20, and by spraying water to the decomposed material from the contaminants of the treated gas in the catalytic reaction unit 20, the decomposed material is fixed with water.

따라서 촉매 반응부(20)에서 오염물질이 분해되고 수처리부(30)에서 수처리된 처리기체가 수처리부(30)로부터 배출된다. 배출되는 처리기체는 오염물질이 제거된 상태이다.Accordingly, pollutants are decomposed in the catalytic reaction unit 20 and the treated gas treated by the water treatment unit 30 is discharged from the water treatment unit 30 . The discharged treatment gas is in a state in which contaminants have been removed.

일례를 들면, 수처리부(30)는 과불화화합물(PFC)로부터 분해된 물질에 물(H20)을 분사하여 분해된 물질을 불화수소(HF)로 고정 처리하고, 불화수소(HF)를 물로 고정 처리한다. 수처리부(30)는 물을 분사하는 노즐(미도시)을 구비할 수 있다. For example, the water treatment unit 30 injects water (H 2 0) to the material decomposed from the perfluorinated compound (PFC) to fix the decomposed material with hydrogen fluoride (HF), and hydrogen fluoride (HF) fixed with water. The water treatment unit 30 may include a nozzle (not shown) for spraying water.

또한 수처리부(30)는 불화수소(HF)를 포함하는 수처리 생성물을 중화하기 위하여 중화제를 공급하고, 오염물질인 과불화화합물(PFC)이 제거된 처리기체를 배출할 수 있다. 즉 수처리부(30)에는 중화제 공급라인(미도시)이 연결되고, 오염물질이 제거된 처리기체를 배출하는 배출라인(미도시)이 연결될 수 있다.In addition, the water treatment unit 30 may supply a neutralizing agent to neutralize the water treatment product including hydrogen fluoride (HF), and discharge the treated gas from which the contaminant perfluorinated compound (PFC) is removed. That is, a neutralizing agent supply line (not shown) may be connected to the water treatment unit 30 , and a discharge line (not shown) for discharging the treated gas from which contaminants are removed may be connected.

도 3은 도 1에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 플라즈마 반응부(10)는 방전기체와 처리기체를 유입하고 좁아지는 목부(113)를 형성하는 하우징(11), 및 하우징(11) 내에 절연 장착되고 구동 전압(HV)이 인가되는 전극(12)을 포함한다.FIG. 3 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to FIG. 1 . Referring to FIG. 3 , the plasma reaction unit 10 introduces discharge gas and processing gas and forms a narrow neck 113 , and is insulated and mounted in the housing 11 , and the driving voltage HV is It includes an applied electrode (12).

하우징(11)은 일측에 제1유입구(111)와 제2유입구(112)를 구비하여, 플라즈마 방전을 위한 방전기체와 오염물질을 포함하는 공정가스인 처리기체를 각각 내부로 유입한다. The housing 11 is provided with a first inlet 111 and a second inlet 112 on one side to introduce a discharge gas for plasma discharge and a processing gas, which is a process gas containing contaminants, respectively.

제1유입구(111)가 일측에 구비되고 하우징(11) 내면의 원주 방향에 대한 접선 방향으로 형성될 수 있다. 따라서 방전기체는 제1유입구(111)의 접선 방향으로 유입되어 하우징(11) 내에서 회전을 유도시킬 수 있다.The first inlet 111 may be provided on one side and formed in a tangential direction to the circumferential direction of the inner surface of the housing 11 . Accordingly, the discharge gas may flow in a tangential direction of the first inlet 111 to induce rotation within the housing 11 .

하우징(11)은 목부(113)에 연결되어 확장된 공간(S)을 형성하고 전기적으로 접지되며, 목부(113)에서 확장되는 확장부(114)를 더 포함한다. 확장부(114)의 넓은 부분이 전기적으로 접지되므로 전극(12)과 확장부(114)의 넓은 부분을 연결하는 회전 아크(rotating arc)(RA)가 길게 유도될 수 있다.The housing 11 is connected to the neck 113 to form an expanded space S and is electrically grounded, and further includes an extension 114 extending from the neck 113 . Since the wide portion of the extension 114 is electrically grounded, a rotating arc RA connecting the electrode 12 and the wide portion of the extension 114 may be induced to be long.

회전 아크(RA)는 플라즈마 아크의 회전으로 발생된다. 회전 아크(RA)는 중심의 전극(12)과 하우징(11)의 접지 부분에서 플라즈마 아크의 집중을 완화시키므로 플라즈마 아크에 의한 하우징(11)의 부식을 완화시킨다. 즉 회전 아크(RA)는 부식에 대한 하우징(11)의 저항성을 증대시킬 수 있다.The rotating arc RA is generated by the rotation of the plasma arc. The rotating arc RA relieves the concentration of the plasma arc at the center electrode 12 and the ground portion of the housing 11 , and thus reduces corrosion of the housing 11 by the plasma arc. That is, the rotating arc RA may increase the resistance of the housing 11 to corrosion.

하우징(11)은 처리기체의 흐름 방향에서 목부(113)를 중심으로 전극(12) 측에서 좁아지는 직경보다 확장부(114) 측에서 확장되는 직경을 더 크게 형성할 수 있다.The housing 11 may have a larger diameter extending from the extension part 114 side than a diameter narrowing from the electrode 12 side around the neck part 113 in the flow direction of the processing gas.

이와 같이, 플라즈마 아크 및 처리기체가 목부(113)에서 집중된 후 목부(113)의 후방에서 확장부(114)의 넓은 공간(S)으로 신속하게 확장 및 팽창됨에 따라 하우징(11) 및 확장부(114) 내에서 플라즈마 아크 및 처리기체에 대한 직경 방향의 온도 균일성이 향상될 수 있다.In this way, as the plasma arc and the processing gas are concentrated in the neck 113 and then rapidly expand and expand from the rear of the neck 113 to the wide space S of the extension 114, the housing 11 and the extension ( 114), the temperature uniformity in the radial direction with respect to the plasma arc and the processing gas may be improved.

이러한 플라즈마 반응부(10)는 플라즈마 발생을 위하여 N2 또는 Ar 등과 같은 방전가스만으로 운전될 수도 있고, 또한 처리기체의 일부 또는 전부를 사용해서 방전가스로 사용할 수 있다. 도 3의 플라즈마 반응부(10)는 처리기체의 전부와 방전기체를 방전가스로 사용하고 있다.The plasma reaction unit 10 may be operated only with a discharge gas such as N 2 or Ar for plasma generation, and may also be used as a discharge gas using some or all of the processing gas. The plasma reaction unit 10 of FIG. 3 uses all of the processing gas and the discharge gas as discharge gas.

이와 같이, 처리기체의 일부 또는 전부가 플라즈마 반응부(10)로 공급되는 경우, 플라즈마 반응부(10) 내에서 부식 문제가 발생하지 않도록 전극(12) 및 하우징(11)의 설계가 요구된다. 이를 위하여 전극(12) 및 하우징(11)의 내부가 유선형으로 형성되어 있다. 또한 목부(113)가 유선형으로 형성되어 플라즈마 아크의 집중을 피할 수 있다.As described above, when a part or all of the processing gas is supplied to the plasma reaction unit 10 , the design of the electrode 12 and the housing 11 is required so that a corrosion problem does not occur in the plasma reaction unit 10 . For this purpose, the inside of the electrode 12 and the housing 11 is formed in a streamlined shape. In addition, the neck 113 is formed in a streamlined shape to avoid the concentration of the plasma arc.

플라즈마 반응부(10)에서 촉매 반응부(20)로 공급되는 고온의 플라즈마 아크 및 처리기체가 확장부(114)에서 직경 방향에 대하여 균일한 온도 분포를 가지므로 촉매 반응부(20)의 하우징(21) 내에서 플라즈마 아크 및 처리기체가 균일한 온도 분포를 형성한다.Since the high-temperature plasma arc and processing gas supplied from the plasma reaction unit 10 to the catalyst reaction unit 20 have a uniform temperature distribution in the radial direction in the expansion unit 114 , the housing ( 21) in the plasma arc and process gas to form a uniform temperature distribution.

플라즈마 반응부(10)에서 직경 방향으로 균일한 온도 분포를 가지는 플라즈마 아크 및 처리기체는 촉매 반응부(20)에서 길이 방향으로 온도 편차가 제거된 온도 분포를 가지게 된다.The plasma arc and the processing gas having a uniform temperature distribution in the radial direction in the plasma reaction unit 10 have a temperature distribution in which the temperature deviation is removed in the longitudinal direction in the catalyst reaction unit 20 .

따라서 처리기체에 포함된 오염물질인 과불화화합물(PFC)은 플라즈마 반응부(10) 및 촉매 반응부(20)를 경유하면서 직경 방향 및 길이 방향에서 균일한 온도 분포를 형성함에 따라 촉매(22)에서 촉매 반응에 의하여 효과적으로 분해 및 제거될 수 있다Therefore, the perfluorinated compound (PFC), which is a contaminant contained in the treated gas, passes through the plasma reaction unit 10 and the catalyst reaction unit 20 to form a uniform temperature distribution in the radial and longitudinal directions of the catalyst 22 . It can be effectively decomposed and removed by a catalytic reaction in

이하 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 제1실시예 및 기설명된 실시예와 비교하여, 동일한 구성에 대한 설명을 생략하고 서로 다른 구성에 대하여 설명한다.Hereinafter, various embodiments of the present invention will be described. Compared with the first embodiment and the previously described embodiment, descriptions of the same configuration will be omitted and different configurations will be described.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 촉매 반응부의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 제2실시예에서 촉매 반응부(220)은 하우징(21)에 내장되는 촉매(22)를 포함하고, 온도 편차 제거부(225)를 포함한다.4 is a cross-sectional view of a catalytic reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , in the second embodiment, the catalytic reaction unit 220 includes the catalyst 22 embedded in the housing 21 , and includes a temperature deviation removing unit 225 .

온도 편차 제거부(225)는 하우징(21)의 외주에 배치되는 RF 유도 코일로 형성될 수 있다. 온도 편차 제거부(225)에는 수 ~ 수백 MHz 대역의 RF 전력이 인가되어, RF 방전으로 하우징(21)의 내부에 플라즈마를 발생시킨다. RF 방전은 높은 온도 및 높은 밀도의 플라즈마를 발생시킬 수 있다.The temperature deviation removing unit 225 may be formed of an RF induction coil disposed on the outer periphery of the housing 21 . RF power of several to several hundred MHz band is applied to the temperature deviation removing unit 225 to generate plasma inside the housing 21 by RF discharge. RF discharge can generate high temperature and high density plasma.

즉 RF(radio frequency) 유도 코일로 형성되는 온도 편차 제거부(225)는 촉매 반응부(220)의 내부 자체에서 RF 방전으로 플라즈마를 발생시켜 촉매 반응부(220)의 길이 방향의 온도 편차를 제거한다.That is, the temperature deviation removing unit 225 formed of a radio frequency (RF) induction coil generates plasma through RF discharge in the inside of the catalytic reaction unit 220 to remove the temperature deviation in the longitudinal direction of the catalytic reaction unit 220 . do.

따라서 처리기체에 포함된 오염물질인 과불화화합물(PFC)은 플라즈마 반응부(10) 및 촉매 반응부(220)를 경유하면서 직경 방향 및 길이 방향에서 균일한 온도 분포를 형성함에 따라 촉매(22)에서 촉매 반응에 의하여 효과적으로 분해 및 제거될 수 있다.Therefore, the perfluorinated compound (PFC), which is a contaminant contained in the treated gas, passes through the plasma reaction unit 10 and the catalyst reaction unit 220 to form a uniform temperature distribution in the radial and longitudinal directions of the catalyst 22 . It can be effectively decomposed and removed by a catalytic reaction in

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버의 구성도이다. 도 5를 참조하면, 제3실시예의 플라즈마촉매 방식의 스크러버(3)는 플라즈마 반응부(10)와 촉매 반응부(20) 사이에 배치되는 유동 제어부(40)를 포함한다.5 is a block diagram of a plasma-catalyzed scrubber according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , the plasma-catalyzed scrubber 3 of the third embodiment includes a flow control unit 40 disposed between the plasma reaction unit 10 and the catalyst reaction unit 20 .

유동 제어부(40)는 플라즈마 반응부(10)에서 발생된 고온의 플라즈마 아크 및 가열된 처리기체를 직경 방향에서 균일한 온도 분포를 가지도록 제어하여 촉매 반응부(20)에 공급하도록 구성된다.The flow control unit 40 is configured to control the high-temperature plasma arc and the heated process gas generated in the plasma reaction unit 10 to have a uniform temperature distribution in the radial direction to supply it to the catalyst reaction unit 20 .

도 6은 도 5에 적용되는 유동 제어부의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 유동 제어부(40)는 플라즈마 반응부(10)와 촉매 반응부(20)를 연결하는 하우징(41), 및 하우징(41) 내에 배치되어 플라즈마 아크 및 처리기체의 유동을 제어하는 유동판(42)을 포함한다.6 is a cross-sectional view of a flow control unit applied to FIG. 5 . Referring to FIG. 6 , the flow control unit 40 is disposed in the housing 41 connecting the plasma reaction unit 10 and the catalyst reaction unit 20 and the housing 41 to control the plasma arc and the flow of the processing gas. and a flow plate 42 that

유동판(42)은 플라즈마 반응부(10) 측에 평면(421)으로 형성되어 중앙에 통로(424)를 형성하는 최소 직경부(422)를 구비하고, 최소 직경부(422)에서 단계적으로 확산되어 플라즈마 아크 및 처리기체의 흐름을 직경 방향에서 균일하게 하는 최대 직경부(423)를 구비한다. 최대 직경부(423)는 촉매 반응부(20) 측에 형성된다.The flow plate 42 is formed in a plane 421 on the side of the plasma reaction unit 10 and has a minimum diameter portion 422 forming a passage 424 in the center, and is diffused stepwise from the minimum diameter portion 422 . and has a maximum diameter portion 423 for uniforming the plasma arc and the flow of the processing gas in the radial direction. The maximum diameter portion 423 is formed on the side of the catalyst reaction portion 20 .

유동 제어부(40)는 하우징(41) 내에서 플라즈마 아크 및 처리기체에 대한 직경 방향의 온도 균일성을 향상시킬 수 있다. 즉 플라즈마 아크 및 처리기체는 평면(421) 및 최소 직경부(422)에서 높은 밀도를 형성한 후, 통로(424)를 경유하면서 최대 직경부(423)에서 직경 방향으로 확산되면서 균일한 온도 분포를 가지게 된다.The flow control unit 40 may improve the temperature uniformity in the radial direction with respect to the plasma arc and the processing gas within the housing 41 . That is, the plasma arc and the processing gas form a high density in the plane 421 and the minimum diameter portion 422 , and then spread through the passage 424 in the radial direction in the maximum diameter portion 423 to obtain a uniform temperature distribution. will have

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 유동 제어부의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제4실시예에서 유동 제어부(240)는 하우징(41) 및 하우징(41) 내에 배치되어 통로(242)를 형성하는 유동판(243), 및 스트레이트너(straightener)(244)을 포함한다.7 is a cross-sectional view of a flow controller applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7 , in the fourth embodiment, the flow control unit 240 includes a housing 41 and a flow plate 243 disposed in the housing 41 to form a passage 242 , and a straightener 244 . ) is included.

스트레이트너(244)는 유동판(243)의 일측에서 확산 공간에 배치되어 통로(242)보다 좁은 미세 통로(245)로 형성되어 플라즈마 아크 및 처리기체의 흐름을 균일하게 한다. 미세 통로(245)를 가지는 스트레이트너(244)는 메시 또는 허니컴 구조로 형성될 수 있다.The straightener 244 is disposed in the diffusion space at one side of the flow plate 243 and is formed as a narrow passage 245 than the passage 242 to uniform the flow of the plasma arc and the processing gas. The straightener 244 having the micro passages 245 may be formed in a mesh or honeycomb structure.

즉 플라즈마 아크 및 처리기체는 유동판(243)의 통로(242)에서 높은 밀도를 형성한 후, 확산 공간에서 확산된 후, 스트레이트너(244)의 미세 통로(245)를 경유하여 촉매 반응부(20)로 공급되면서 직경 방향에서 균일한 온도 분포를 가지게 된다.That is, the plasma arc and the processing gas form a high density in the passage 242 of the flow plate 243, diffuse in the diffusion space, and then pass through the micro passage 245 of the straightener 244 to the catalytic reaction unit ( 20) to have a uniform temperature distribution in the radial direction.

도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버의 구성도이다. 도 8을 참조하면, 제5실시예의 플라즈마촉매 방식의 스크러버(5)는 촉매 반응부(20)의 외곽에 구비되는 히터(50)를 더 포함한다.8 is a block diagram of a plasma-catalyzed scrubber according to a fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8 , the plasma-catalyzed scrubber 5 of the fifth embodiment further includes a heater 50 provided outside the catalytic reaction unit 20 .

히터(50)는 플라즈마 반응부(10)와 별도로 촉매 반응부(20)를 간헐적으로 가열할 수 있다. 즉 오염물질인 과불화화합물(PFC) 중 가장 분해가 어려운 CF4를 분해하는 경우, 750~800℃의 온도가 필요하다. 그리고 처리기체에 CF4가 연속적으로 배출되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 플라즈마 반응부(10)는 운전 정지되고, 히터(50)가 보조로 구동된다. 따라서 플라즈마 반응부(10)의 운전 비용이 줄어들 수 있다.The heater 50 may intermittently heat the catalytic reaction unit 20 separately from the plasma reaction unit 10 . That is, in the case of decomposing CF 4, which is the most difficult to decompose among perfluorinated compounds (PFCs), which are pollutants, a temperature of 750 to 800° C. is required. In addition, CF 4 may not be continuously discharged to the treatment gas. In this case, the plasma reaction unit 10 is stopped, and the heater 50 is driven auxiliary. Accordingly, the operating cost of the plasma reaction unit 10 may be reduced.

이를 위하여, 플라즈마 반응부(10)로 처리기체를 공급하는 통로(51)에 센서(52)가 구비된다. 센서(52)는 공급되는 처리기체에 특정 성분, 예를 들면, CF4를 감지하여, 플라즈마 반응부(10)와 히터(50)를 선택적으로 제어할 수 있게 한다.To this end, a sensor 52 is provided in the passage 51 for supplying the processing gas to the plasma reaction unit 10 . The sensor 52 detects a specific component, for example, CF 4 , in the supplied processing gas, thereby selectively controlling the plasma reaction unit 10 and the heater 50 .

예를 들면, 센서(52)의 감지에 따라 처리기체에 CF4가 배출되지 않는 구간에서는 플라즈마 반응부(10)를 정지하고 히터(50)를 이용하여 촉매 반응부(20)의 온도를 일정 수준으로 유지하고, CF4가 배출되는 구간에서는 플라즈마 반응부(10)를 구동할 수 있다. For example, in a section in which CF 4 is not discharged to the processing gas according to the detection of the sensor 52 , the plasma reaction unit 10 is stopped and the temperature of the catalyst reaction unit 20 is adjusted to a certain level by using the heater 50 . to be maintained, and the plasma reaction unit 10 may be driven in a section where CF 4 is discharged.

즉 특정 구간에서, 히터(50)와 플라즈마 반응부(10)가 구동되어 CF4의 분해 온도까지 처리기체의 온도를 상승시키므로 촉매 반응에 적합한 온도가 효과적으로 조성될 수 있다.That is, in a specific section, the heater 50 and the plasma reaction unit 10 are driven to increase the temperature of the processing gas up to the decomposition temperature of CF4, so that a temperature suitable for the catalytic reaction can be effectively created.

도 9는 도 8에서 처리기체에 포함된 과불화화합물의 유입량에 따라 플라즈마 반응부에 공급되는 구동 전력을 제어하고 그에 따른 플라즈마의 온도 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 9 is a graph illustrating a temperature change of plasma by controlling driving power supplied to a plasma reaction unit according to an inflow amount of a perfluorinated compound included in a processing gas in FIG. 8 .

도 9를 참조하면, 센서(52)에 의하여 CF4의 배출이 감지되면(a), 플라즈마 반응부(10)에 구동 전력(HV)을 공급하여(b), 플라즈마 반응부(10)를 운전하여 처리기체의 온도를 높인다(c).Referring to FIG. 9 , when emission of CF 4 is detected by the sensor 52 (a), driving power (HV) is supplied to the plasma reaction unit 10 (b), and the plasma reaction unit 10 is operated to increase the temperature of the treated gas (c).

이때 플라즈마 반응부(10)의 운전 초기에는 구동 전력을 크게 공급하여 처리기체의 온도를 급속히 승온시킨(예, CF4의 분해 온도인 750℃ 초과) 후에, 구동 전력 공급을 점차 감소시키면 처리기체에 포함된 CF4의 유입량 변화에 빠르게 응답할 수 있다.At this time, at the initial stage of operation of the plasma reaction unit 10, a large amount of driving power is supplied to rapidly increase the temperature of the processing gas (eg, more than 750° C., which is the decomposition temperature of CF 4 ), and then gradually decrease the supply of driving power to the processing gas. It can respond quickly to changes in the inflow of CF 4 contained therein.

그리고 센서(52)에 의하여 CF4의 배출이 감지되지 않으면(a), 플라즈마 반응부(10)에 구동 전력(HV)을 차단하여(b), 히터(50)만의 구동으로 플라즈마 온도는 낮게 유지할 수 있다(c). And if the emission of CF 4 is not detected by the sensor 52 (a), the driving power HV is cut off in the plasma reaction unit 10 (b), and the plasma temperature is maintained low by driving only the heater 50 . can (c).

또한, 제5실시예의 플라즈마촉매 방식의 스크러버(5)는 촉매 반응부(20)의 후단에 구비되는 열교환부(60)를 더 포함한다. 열교환부(60)는 플라즈마 반응부(10)로 유입되는 처리기체를 경유시켜 촉매 반응부(20)의 후단으로 배출되는 폐열을 회수하여, 처리기체를 가열하여 플라즈마 반응부(10)로 공급할 수 있다. 따라서 플라즈마 반응부(10) 및 히터(50)를 구동하는 운전 비용이 더욱 낮아질 수 있다.In addition, the plasma catalytic scrubber 5 of the fifth embodiment further includes a heat exchange unit 60 provided at the rear end of the catalytic reaction unit 20 . The heat exchange unit 60 recovers waste heat discharged to the rear end of the catalytic reaction unit 20 through the treatment gas flowing into the plasma reaction unit 10 , heats the treatment gas and supplies it to the plasma reaction unit 10 . there is. Accordingly, the operating cost of driving the plasma reaction unit 10 and the heater 50 may be further reduced.

도 10은 본 발명의 제6실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다. 도 10을 참조하면, 제6실시예에서 플라즈마 반응부(610)는 일측이 폐쇄된 원통으로 형성되고 구동 전압(HV)이 인가되는 전극(612), 및 전극(612)에 연결되고 전기적으로 접지되어 방전갭(G)을 형성하는 하우징(611)을 포함한다.10 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a sixth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10 , in the sixth embodiment, the plasma reaction unit 610 is formed of a cylinder with one side closed and is connected to an electrode 612 to which a driving voltage HV is applied, and the electrode 612 and is electrically grounded. and a housing 611 forming a discharge gap (G).

하우징(611)과 전극(612) 사이에 절연부재(613)가 구비되어 양자를 전기적으로 절연시킨다. 절연부재(613)는 제1유입구(631)를 구비하여 전극(612) 및 하우징(611)의 내부로 방전기체를 유입한다. 그리고 절연부재(613)는 제2유입구(632)를 더 구비하여 처리기체를 전극(612) 및 하우징(611)의 내부로 유입한다. 즉 절연부재(613)는 방전갭(G) 측에 설치된다.An insulating member 613 is provided between the housing 611 and the electrode 612 to electrically insulate them. The insulating member 613 has a first inlet 631 to introduce the discharge gas into the electrode 612 and the housing 611 . In addition, the insulating member 613 further includes a second inlet 632 to introduce the processing gas into the electrode 612 and the housing 611 . That is, the insulating member 613 is provided on the discharge gap (G) side.

또한, 하우징(611)은 전극(612)의 반대측에서 확장된 공간을 형성하는 확장부(614)를 더 포함한다. 확장부(614)는 촉매 반응부(20)에 연결된다. 하우징(611)은 확장부(614)의 직전에 제3유입구(633)를 구비한다. 제3유입구(633)는 과불화화합물(PFC)로부터 분해된 물질에 물(H20)을 분사하여 분해된 물질을 불화수소(HF)로 고정 처리한다.In addition, the housing 611 further includes an extension portion 614 forming an enlarged space on the opposite side of the electrode 612 . The extension part 614 is connected to the catalytic reaction part 20 . The housing 611 has a third inlet 633 just before the extension 614 . The third inlet 633 sprays water (H 2 0) to the decomposed material from the perfluorinated compound (PFC) to fix the decomposed material with hydrogen fluoride (HF).

플라즈마 반응부(610)는 플라즈마 아크(PA)의 접점이 고전압의 전극(612) 및 하우징(611)의 접지에 고정되지 않으므로 플라즈마 아크의 접점에서 주로 발생되는 전극(612)의 침식을 최소화 할 수 있다.The plasma reaction unit 610 minimizes the erosion of the electrode 612 mainly generated at the contact point of the plasma arc because the contact point of the plasma arc PA is not fixed to the high voltage electrode 612 and the ground of the housing 611 . there is.

또한, 플라즈마 반응부(610)는 전극(612) 및 하우징(611)의 내부에서 설정되는 유로가 단순하고 처리기체를 플라즈마 아크(PA)에 직접 공급하여 오염물질을 분해 및 처리하는 방식이므로 처리기체의 유량을 크게 증가시킬 수 있다.In addition, since the plasma reaction unit 610 has a simple flow path set inside the electrode 612 and the housing 611 and supplies the processing gas directly to the plasma arc PA to decompose and treat contaminants, the processing gas can significantly increase the flow rate.

도 11은 본 발명의 제7실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다. 도 11을 참조하면, 제7실시예에서 플라즈마 반응부(710)은 전기적으로 접지되는 하우징(711)과 구동 전압(HV)이 인가되는 전극(712)를 구비한다.11 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a seventh embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11 , in the seventh embodiment, the plasma reaction unit 710 includes a housing 711 electrically grounded and an electrode 712 to which a driving voltage HV is applied.

하우징(711)과 전극(712) 사이에 절연부재(713)가 구비되고, 절연부재(713)는 제1유입구(731)를 구비하여 방전기체를 전극(712) 및 하우징(711)의 내부로 유입한다.An insulating member 713 is provided between the housing 711 and the electrode 712 , and the insulating member 713 has a first inlet 731 to allow discharge gas into the electrode 712 and the housing 711 . influx

하우징(711)은 확장부(714) 측에 인접하여 제2유입구(732)를 더 구비한다. 제2유입구(732)는 처리기체를 하우징(711)의 후단, 즉 방전갭(G)에 형성되는 플라즈마 아크(PA2)의 후방에 처리기체를 공급한다. 즉 제2유입구(732)는 플라즈마 아크(PA2)가 안정된 상태에서 처리기체를 공급하며, 처리기체의 유량을 증가시킬 수 있다.The housing 711 further includes a second inlet 732 adjacent to the extension 714 side. The second inlet 732 supplies the processing gas to the rear end of the housing 711 , that is, to the rear of the plasma arc PA2 formed in the discharge gap G. That is, the second inlet 732 may supply the processing gas in a state in which the plasma arc PA2 is stable, and may increase the flow rate of the processing gas.

하우징(711)은 확장부(714)의 직전에 제2유입구(732)에 마주하여 제3유입구(733)를 구비한다. 제3유입구(733)는 과불화화합물(PFC)로부터 분해된 물질에 물(H20)을 분사하여 분해된 물질을 불화수소(HF)로 고정 처리한다.The housing 711 has a third inlet 733 facing the second inlet 732 just before the extension 714 . The third inlet 733 sprays water (H 2 0) to the decomposed material from the perfluorinated compound (PFC) to fix the decomposed material with hydrogen fluoride (HF).

도 12는 본 발명의 제8실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다. 도 12를 참조하면, 제8실시예에서 플라즈마 반응부(810)는 일측이 폐쇄된 원통으로 형성되는 하우징(811)과 하우징(811)의 외주에 배치되는 RF 유도 코일(812)을 포함한다.12 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to an eighth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 12 , in the eighth embodiment, the plasma reaction unit 810 includes a housing 811 formed of a cylinder with one side closed and an RF induction coil 812 disposed on the outer periphery of the housing 811 .

하우징(811)은 일측에 제1유입구(831)와 제2유입구(832)를 구비하여 방전기체와 처리기체를 각각 유입한다. 방전기체와 처리기체가 유입되는 상태에서, RF 유도 코일(812)에 수 ~ 수백 MHz 대역의 RF 전력을 인가하면, 하우징(811) 내에서 플라즈마 아크(PA)가 발생된다. RF 방전은 높은 온도와 밀도의 플라즈마 아크(PA3)를 발생시킬 수 있다.The housing 811 has a first inlet 831 and a second inlet 832 on one side to introduce the discharge gas and the processing gas, respectively. In a state in which the discharge gas and the processing gas are introduced, when RF power of several to several hundred MHz band is applied to the RF induction coil 812 , a plasma arc PA is generated in the housing 811 . The RF discharge can generate a plasma arc PA3 of high temperature and density.

또한, 하우징(811)은 RF 유도 코일(812)의 반대측에서 확장된 공간을 형성하는 확장부(814)를 더 포함한다. 확장부(814)는 촉매 반응부(20)에 연결된다. 하우징(811)은 확장부(814)에 제3유입구(833)를 구비한다. 제3유입구(833)는 과불화화합물(PFC)로부터 분해된 물질에 물(H20)을 분사하여 분해된 물질을 불화수소(HF)로 고정 처리한다.In addition, the housing 811 further includes an extension 814 forming an enlarged space on the opposite side of the RF induction coil 812 . The extension part 814 is connected to the catalytic reaction part 20 . The housing 811 has a third inlet 833 in the extension 814 . The third inlet 833 sprays water (H 2 0) to the decomposed material from the perfluorinated compound (PFC) to fix the decomposed material with hydrogen fluoride (HF).

도 13은 본 발명의 제9실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다. 도 13을 참조하면, 제9실시예에서 플라즈마 반응부(910)는 일측이 폐쇄된 원통으로 형성되는 하우징(911)과 하우징(911)의 외주에 배치되는 RF 유도 코일(912)을 포함한다.13 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a ninth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 13 , in the ninth embodiment, the plasma reaction unit 910 includes a housing 911 formed of a cylinder with one side closed and an RF induction coil 912 disposed on the outer periphery of the housing 911 .

하우징(911)은 일측에 제1유입구(931)를 구비하여 방전기체를 유입한다. 하우징(911)은 RF 유도 코일(912)의 반대측에서 확장된 공간을 형성하는 확장부(914)를 구비한다.The housing 911 is provided with a first inlet 931 on one side to introduce the discharge gas. The housing 911 has an extension 914 that forms an enlarged space on the opposite side of the RF induction coil 912 .

하우징(911)은 확장부(914)에 제2유입구(932)를 구비하여 처리기체를 유입하고, 제3유입구(933)를 구비한다. 제3유입구(933)는 과불화화합물(PFC)로부터 분해된 물질에 물(H20)을 분사하여 분해된 물질을 불화수소(HF)로 고정 처리한다.The housing 911 is provided with a second inlet 932 in the extension 914 to introduce the processing gas, and has a third inlet 933 . The third inlet 933 sprays water (H 2 0) to the decomposed material from the perfluorinated compound (PFC) to fix the decomposed material with hydrogen fluoride (HF).

도 14는 본 발명의 제10실시예에 따른 플라즈마촉매 방식의 스크러버에 적용되는 플라즈마 반응부의 단면도이다. 도 14를 참조하면, 제10실시예에서 플라즈마 반응부(510)는 제1전극(511), 제2전극(512) 및 하우징(513)을 포함한다.14 is a cross-sectional view of a plasma reaction unit applied to a plasma-catalyzed scrubber according to a tenth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14 , in the tenth embodiment, the plasma reaction unit 510 includes a first electrode 511 , a second electrode 512 , and a housing 513 .

예를 들면, 제1전극(511)은 중심에 길이 방향으로 배치되어 음극(cathode)로 작용한다. 제2전극(512)은 제1전극(511)의 외주에 방전갭(G5)을 형성하여 길이 방향으로 배치되어 양극(anode)로 작용하고, 제1전극(511)과의 사이에 제1유입구(531)를 구비하여 방전기체를 유입한다.For example, the first electrode 511 is disposed at the center in the longitudinal direction to act as a cathode. The second electrode 512 is disposed in the longitudinal direction by forming a discharge gap G5 on the outer periphery of the first electrode 511 to act as an anode, and a first inlet port between the second electrode 511 and the first electrode 511 . (531) is provided to introduce the discharge gas.

하우징(513)은 원통으로 형성되어 제2전극(512)을 수용한다. 그리고 제2전극(512)은 제1전극(511)의 단부에서 좁아진 토출구(515)를 구비한다. 따라서 직류 전원에 연결되는 제1, 제2전극(511, 512) 사이에서 발생되는 플라즈마 아크(PA)는 좁은 토출구(515)로 토출되면서 하우징(513) 내에서 급속하게 팽창한다. 즉 하우징(513)의 직경 방향에서 플라즈마 아크(PA5)는 균일한 온도 분포를 형성할 수 있다.The housing 513 is formed in a cylindrical shape to accommodate the second electrode 512 . In addition, the second electrode 512 has a narrowed discharge port 515 at the end of the first electrode 511 . Accordingly, the plasma arc PA generated between the first and second electrodes 511 and 512 connected to the DC power supply is discharged through the narrow discharge port 515 and rapidly expands in the housing 513 . That is, in the radial direction of the housing 513 , the plasma arc PA5 may form a uniform temperature distribution.

하우징(513)은 제2전극(512)의 후방에 제2유입구(532)를 구비하고, 제2유입구(532)로 처리기체와 물을 유입한다. 따라서 고온의 플라즈마 아크 및 처리기체는 온도 분포를 균일하게 형성하여 촉매 반응부(20)로 공급된다.The housing 513 has a second inlet 532 at the rear of the second electrode 512 , and a process gas and water are introduced through the second inlet 532 . Accordingly, the high-temperature plasma arc and the processing gas are supplied to the catalytic reaction unit 20 by uniformly forming a temperature distribution.

즉 제10실시예의 플라즈마 반응부(510)는 직류 토치 타입으로 높은 에너지를 전달하는 데 유리하다.That is, the plasma reaction unit 510 of the tenth embodiment is advantageous in delivering high energy in a DC torch type.

또한, 제1전극(511)과 제2전극(512)은 내부에 냉각수를 순환시키는 냉각수 통로(541, 542)를 구비한다. 냉각수 통로(541, 542)는 냉각수를 순환시켜 플라즈마 방전으로 인하여 과열되는 제1, 제2전극(511, 512)을 적절한 온도로 냉각시킬 수 있다.In addition, the first electrode 511 and the second electrode 512 have cooling water passages 541 and 542 for circulating the cooling water therein. The cooling water passages 541 and 542 may circulate cooling water to cool the first and second electrodes 511 and 512, which are overheated due to plasma discharge, to an appropriate temperature.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the claims, the detailed description of the invention, and the accompanying drawings, and this It goes without saying that it falls within the scope of the invention.

1, 3, 5: 플라즈마촉매 방식의 스크러버
10, 510, 610, 710, 810, 910: 플라즈마 발생부
11, 513, 611, 711, 811, 911: 하우징
12, 612, 712: 전극 20, 220: 촉매 반응부
21: 하우징 22: 촉매
23: 튜브 24: 기체 통로
25: 온도 편차 제거부 30: 수처리부
40, 240: 유동 제어부 41: 하우징
42, 243: 유동판 50: 히터
51: 통로 52: 센서
60: 열교환부 111, 531, 631, 731, 831, 931: 제1유입구
113: 목부 112, 532, 632, 732, 832, 932: 제2유입구
114, 614, 714, 814, 914: 확장부 225: 온도 편차 제거부(RF 유도 코일)
242, 424: 통로 244: 스트레이트너
245: 미세 통로 421: 평면
423: 최대 직경부 511, 512: 제1, 제2전극
515: 토출구 522: 최소 직경부
541, 542: 냉각수 통로 613, 713: 절연부재
633, 733, 833, 933: 제3유입구 812, 912: RF 유도 코일
G, G5: 방전갭 HV: 구동 전압
RA: 회전 아크 S: 공간1, 3, 5: Plasma catalyst type scrubber
10, 510, 610, 710, 810, 910: plasma generator
11, 513, 611, 711, 811, 911: housing
12, 612, 712: electrodes 20, 220: catalytic reaction unit
21: housing 22: catalyst
23: tube 24: gas passage
25: temperature deviation removal unit 30: water treatment unit
40, 240: flow control 41: housing
42, 243: fluid plate 50: heater
51: passage 52: sensor
60: heat exchanger 111, 531, 631, 731, 831, 931: first inlet
113: neck 112, 532, 632, 732, 832, 932: second inlet
114, 614, 714, 814, 914: extended part 225: temperature deviation eliminating part (RF induction coil)
242, 424: passage 244: straightener
245: microchannel 421: plane
423: maximum diameter portion 511, 512: first, second electrode
515: outlet 522: minimum diameter part
541, 542: cooling water passage 613, 713: insulating member
633, 733, 833, 933: third inlet 812, 912: RF induction coil
G, G5: Discharge gap HV: Driving voltage
RA: rotating arc S: space

Claims (22)

전기 에너지로 방전기체를 플라즈마 아크의 열 에너지로 변환하고 일측으로 유입되는 처리기체를 열 에너지로 가열하는 플라즈마 반응부; 및
상기 플라즈마 반응부에서 가열된 처리기체를 유입하여 촉매 반응으로 처리기체에 포함된 오염물질을 분해하는 촉매를 내장하는 촉매 반응부
를 포함하며,
상기 방전기체는 질소가스이며,
상기 처리기체는 과불화화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 공정가스이고,
상기 촉매는
적어도 750~800℃의 구동 온도를 가지는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.a plasma reaction unit that converts the discharge gas into electrical energy into thermal energy of the plasma arc and heats the processing gas flowing into one side into thermal energy; and
A catalytic reaction unit for introducing a catalyst heated in the plasma reaction unit to decompose contaminants contained in the treatment gas through a catalytic reaction
includes,
The discharge gas is nitrogen gas,
The treatment gas is a hard-to-decompose process gas containing perfluorinated compounds (PFCs),
The catalyst is
A plasma-catalyzed scrubber having a driving temperature of at least 750-800°C. 제1항에 있어서,
상기 촉매 반응부는,
가열된 처리기체가 흐르는 길이 방향으로 온도 편차를 해소하는 온도 편차 제거부를 더 포함하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.According to claim 1,
The catalytic reaction unit,
Plasma catalyst scrubber further comprising a temperature deviation removing unit for resolving a temperature deviation in the longitudinal direction in which the heated processing gas flows. 삭제delete 삭제delete 제2항에 있어서,
상기 촉매 반응부는 하우징에 내장되는 촉매를 포함하고,
상기 온도 편차 제거부는,
상기 하우징의 외주에 배치되는 RF 유도 코일을 포함하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.3. The method of claim 2,
The catalytic reaction unit includes a catalyst embedded in a housing,
The temperature deviation removing unit,
A plasma catalytic scrubber including an RF induction coil disposed on the outer periphery of the housing. 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 반응부와 상기 촉매 반응부 사이에 배치되어, 상기 플라즈마 반응부에서 가열된 처리기체를 상기 촉매 반응부에 균일한 분포로 제어하는 유동 제어부를 더 포함하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.According to claim 1,
Plasma catalytic scrubber further comprising a flow control unit disposed between the plasma reaction unit and the catalytic reaction unit to control the processing gas heated in the plasma reaction unit to a uniform distribution in the catalytic reaction unit. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 촉매 반응부의 외곽에 구비되어 상기 촉매 반응부를 가열하는 히터를 더 포함하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.According to claim 1,
Plasma catalyst scrubber further comprising a heater provided outside the catalytic reaction unit to heat the catalytic reaction unit. 제1항에 있어서,
상기 촉매 반응부의 후단에 구비되어 상기 플라즈마 반응부로 유입되는 상기 처리기체를 경유시켜 열을 회수하는 열교환부를 더 포함하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.According to claim 1,
Plasma catalyst scrubber further comprising a heat exchange unit provided at the rear end of the catalytic reaction unit to recover heat by passing the processing gas flowing into the plasma reaction unit. 제1항에 있어서,
상기 촉매 반응부의 후단에 구비되어 상기 촉매 반응부에서 처리기체로부터 분해된 오염물질에 물을 분사하여 분해된 오염물질을 물로 고정 처리하는 수처리부를 더 포함하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.According to claim 1,
Plasma catalyst scrubber further comprising a water treatment unit provided at the rear end of the catalytic reaction unit to spray water on the pollutants decomposed from the treatment gas in the catalyst reaction unit to fix the decomposed contaminants with water. 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 반응부는
일측에 제1유입구와 제2유입구를 구비하여 방전기체와 처리기체를 유입하고 좁아지는 목부를 형성하는 하우징, 및
상기 하우징 내에 절연 장착되고 구동 전압이 인가되는 전극을 포함하며,
상기 하우징은
상기 목부에 연결되어 확장된 공간을 형성하고 전기적으로 접지되어 상기 전극에 연결되는 회전 아크를 길게 유도하는 확장부를 더 포함하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.According to claim 1,
The plasma reaction unit
A housing having a first inlet and a second inlet on one side to introduce a discharge gas and a processing gas and form a narrow neck;
It includes an electrode which is insulated and mounted in the housing and to which a driving voltage is applied,
the housing is
Plasma catalyst scrubber further comprising an extension connected to the neck to form an extended space and electrically grounded to induce a long rotating arc connected to the electrode. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 플라즈마 반응부는
일측이 폐쇄된 원통으로 형성되고 구동 전압이 인가되는 전극, 및
상기 전극에 연결되고 전기적으로 접지되어 방전갭을 형성하며 상기 방전갭 측에 제1유입구를 구비하여 방전기체를 유입하는 하우징을 포함하며,
상기 하우징은
상기 전극의 반대측에서 확장된 공간을 형성하는 확장부를 더 포함하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.According to claim 1,
The plasma reaction unit
An electrode formed in a cylinder with one side closed and to which a driving voltage is applied, and
and a housing connected to the electrode and electrically grounded to form a discharge gap and having a first inlet on the discharge gap side to introduce discharge gas,
the housing is
Plasma catalytic scrubber further comprising an extension for forming an extended space on the opposite side of the electrode. 제14항에 있어서,
상기 하우징은
상기 방전갭 측에 제2유입구를 더 구비하여 처리기체를 유입하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.15. The method of claim 14,
the housing is
A plasma catalyst scrubber further comprising a second inlet on the discharge gap side to introduce a processing gas. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 방전기체를 플라즈마 아크의 열 에너지로 변환하여 처리기체를 가열하는 플라즈마 반응부; 및
상기 플라즈마 반응부에서 가열된 처리기체에 포함된 오염물질을 촉매 반응으로 분해하는 촉매를 내장하는 촉매 반응부
를 포함하며,
상기 방전기체는 질소가스이며,
상기 처리기체는 과불화화합물(PFCs)을 포함하는 난분해성 공정가스이고,
상기 촉매는
적어도 750~800℃의 구동 온도를 가지는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.a plasma reaction unit converting the discharge gas into thermal energy of the plasma arc to heat the processing gas; and
Catalyst reaction unit containing a catalyst for decomposing pollutants contained in the treated gas heated in the plasma reaction unit through a catalytic reaction
includes,
The discharge gas is nitrogen gas,
The treatment gas is a hard-to-decompose process gas containing perfluorinated compounds (PFCs),
The catalyst is
A plasma-catalyzed scrubber having a driving temperature of at least 750-800°C. 제21항에 있어서,
상기 플라즈마 반응부는
일측에 제1유입구와 제2유입구를 구비하여 방전기체와 처리기체를 유입하고 좁아지는 목부를 형성하는 하우징, 및
상기 하우징 내에 절연 장착되고 구동 전압이 인가되는 전극을 포함하며,
상기 하우징은
상기 목부에 연결되어 확장된 공간을 형성하고 전기적으로 접지되어 상기 전극에 연결되는 회전 아크를 길게 유도하는 확장부
를 더 포함하는 플라즈마촉매 방식의 스크러버.22. The method of claim 21,
The plasma reaction unit
A housing having a first inlet and a second inlet on one side to introduce a discharge gas and a processing gas and form a narrow neck;
It includes an electrode which is insulated and mounted in the housing and to which a driving voltage is applied,
the housing is
An extension part connected to the neck to form an expanded space and electrically grounded to induce a long rotating arc connected to the electrode
Plasma catalyst scrubber further comprising a.
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