KR102377982B1 - PLASMA REACTOR AND PFCs REDUCTION SCRUBBER - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은 하나의 전원장치를 사용하면서 아크 발생 영역을 분리하여 플라즈마 고온 반응부를 확보하는 플라즈마 반응기를 제공하는 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기는, 내부에 구비되는 격벽으로 제1아크 영역과 제2아크 영역을 구획하는 하우징, 상기 격벽을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 걸쳐지며 제1유입구와 제2유입구를 각각 구비하고 내부에 고온의 반응구간을 형성하여 가열된 반응물을 배출하는 배출구를 구비하는 고전압 전극, 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에서 상기 제1유입구와 상기 제2유입구를 향하여 구비되어 제1방전갭과 제2방전갭을 각각 형성하는 제1접지전극과 제2접지전극, 및 상기 고전압 전극과 상기 제1접지전극 및 상기 제2접지전극에 3상의 교류 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a plasma reactor that secures a plasma high-temperature reaction unit by separating an arc generating region while using a single power supply. A plasma reactor according to an embodiment of the present invention includes a housing that partitions a first arc region and a second arc region with a barrier rib provided therein, and passes through the barrier rib over the first arc region and the second arc region a high voltage electrode having a first inlet and a second inlet, respectively, and an outlet for discharging a reactant heated by forming a high-temperature reaction section therein, the first inlet in the first arc region and the second arc region and a first grounding electrode and a second grounding electrode facing the second inlet to form a first discharge gap and a second discharge gap, respectively, and 3 to the high voltage electrode, the first grounding electrode and the second grounding electrode It includes a power supply for supplying AC power to the phase.
Description
본 발명은 플라즈마 반응기 및 과불화합물 제거 스크러버에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 3상 교류 또는 바이폴라 전력을 사용하여 2개의 아크 발생 영역에 플라즈마 고온부를 형성하는 플라즈마 반응기 및 과불화합물 제거 스크러버에 관한 것이다.The present invention relates to a plasma reactor and a perfluorinated compound removal scrubber, and more particularly, to a plasma reactor and a perfluorinated compound removal scrubber for forming a plasma high temperature portion in two arc generating regions using one three-phase alternating current or bipolar power. .
알려진 바에 따르면, 플라즈마로 고온의 반응을 유도하거나 고온의 환경을 만들어 주기 위해, 아크 플라즈마(Arc Plasma), 마이크로웨이브 플라즈마(Microwave Plasma), 용량결합 플라즈마(Capacitively Coupled Plasma) 및 유도결합 플라즈마(Inductively Coupled Plasma) 등의 기술이 사용된다. 이 기술들은 각 기술에 따른 장점과 단점 및 플라즈마 발생을 위한 반응기에서 구조적인 차이점을 가진다.As is known, in order to induce a high-temperature reaction with plasma or to create a high-temperature environment, arc plasma, microwave plasma, capacitively coupled plasma, and inductively coupled plasma Plasma) is used. These technologies have advantages and disadvantages according to each technology and structural differences in the reactor for plasma generation.
아크 플라즈마 반응기는 고온의 반응 환경을 만드는 데, 전극과 반응기 벽면은 열손실을 유발하여, 반응기의 효율을 저하시킬 수 있다. 아크 플라즈마 반응기는 하나의 전원장치로 하나의 아크 발생 영역에 고온 반응부를 형성하므로 전력 효율 및 공간 효율을 저하시킬 수 있다.The arc plasma reactor creates a high-temperature reaction environment, and the electrode and the reactor wall cause heat loss, which can reduce the efficiency of the reactor. Since the arc plasma reactor forms a high-temperature reaction unit in one arc generation region with one power supply, power efficiency and space efficiency may be reduced.
즉, 고온으로 유지되는 아크 플라즈마 반응기는 반응기 벽면, 즉 하우징의 열손실로 인하여, 장기 운전 시 벽면이 변형되는 문제를 발생시키고, 용량을 키우는 과정에서 전원장치의 대수가 증가되어 가격을 상승시키고 공간적인 제약을 받게 된다.That is, the arc plasma reactor maintained at a high temperature causes a problem in that the wall surface is deformed during long-term operation due to heat loss of the reactor wall, that is, the housing, and the number of power devices increases in the process of increasing the capacity, increasing the price and space will be subject to limitations.
본 발명의 목적은 하나의 전원장치를 사용하면서 아크 발생 영역을 분리하여 플라즈마 고온 반응부를 확보하는 플라즈마 반응기를 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은 하우징의 벽면을 통한 열손실을 줄이는 플라즈마 반응기를 제공하는 것이다. 또한 본 발명의 다른 목적은 상기 플라즈마 반응기를 이용한 과불화합물 제거 스크러버를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a plasma reactor that secures a plasma high-temperature reaction unit by separating an arc generating region while using a single power supply. Another object of the present invention is to provide a plasma reactor that reduces heat loss through a wall surface of a housing. Another object of the present invention is to provide a scrubber for removing perfluorinated compounds using the plasma reactor.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기는, 내부에 구비되는 격벽으로 제1아크 영역과 제2아크 영역을 구획하는 하우징, 상기 격벽을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 걸쳐지며 제1유입구와 제2유입구를 각각 구비하고 내부에 고온 반응구간을 형성하여 가열된 반응물을 배출하는 배출구를 구비하는 고전압 전극, 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에서 상기 제1유입구와 상기 제2유입구를 향하여 구비되어 제1방전갭과 제2방전갭을 각각 형성하는 제1접지전극과 제2접지전극, 및 상기 고전압 전극과 상기 제1접지전극 및 상기 제2접지전극에 3상의 교류 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.A plasma reactor according to an embodiment of the present invention includes a housing that partitions a first arc region and a second arc region with a barrier rib provided therein, and passes through the barrier rib over the first arc region and the second arc region a high voltage electrode having a first inlet and a second inlet, respectively, and an outlet for discharging a heated reactant by forming a high-temperature reaction section therein, the first inlet in the first arc region and the second arc region A first grounding electrode and a second grounding electrode facing the second inlet to form a first discharge gap and a second discharge gap, respectively, and the high voltage electrode, the first grounding electrode, and the second grounding electrode having three phases and a power supply for supplying AC power.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기는, 상기 하우징을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 연결되는 제1가스 공급구와 제2가스 공급구로 가스를 개별적으로 공급하는 가스 공급부를 더 포함할 수 있다.In a plasma reactor according to an embodiment of the present invention, a gas supply unit for separately supplying gas to a first gas supply port and a second gas supply port connected to the first arc region and the second arc region through the housing may include more.
상기 제1가스 공급구와 상기 제2가스 공급구는, 상기 격벽 측에서 상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극 측으로 냉가스의 유동을 형성하도록 상기 격벽 가까이 양측에 형성되고, 상기 제1방전갭과 상기 제2방전갭에서 형성되는 제1플라즈마 아크와 제2플라즈마 아크를 상기 제1유입구와 상기 제2유입구로 유입되게 할 수 있다.The first gas supply port and the second gas supply port are formed on both sides close to the partition wall to form a flow of cold gas from the partition wall side toward the first ground electrode and the second ground electrode side, the first discharge gap and A first plasma arc and a second plasma arc formed in the second discharge gap may be introduced into the first inlet and the second inlet.
상기 하우징은 원통으로 형성되고, 상기 제1가스 공급구 및 상기 제2가스 공급구는 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역의 내주면에 대하여 접선 방향으로 형성되어 가스를 회전 공급할 수 있다.The housing may be formed in a cylindrical shape, and the first gas supply port and the second gas supply port may be formed in a tangential direction with respect to inner peripheral surfaces of the first arc region and the second arc region to rotate and supply gas.
상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1유입구와 상기 제2유입구는 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 각각 배치될 수 있다.The high voltage electrode may be formed in a cylinder and disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinder, and the first inlet and the second inlet may be disposed in the first arc region and the second arc region, respectively.
상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 돌출되어 최소갭을 형성하는 제1연결부와 제2연결부를 더 포함할 수 있다.The high voltage electrode is formed in a cylinder and disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinder, and a first and second connection portion protruding toward the first and second grounding electrodes to form a minimum gap. may include more.
상기 제1연결부와 상기 제2연결부는 상기 제1유입구와 상기 제2유입구에서 후퇴하여 연결될 수 있다.The first connection part and the second connection part may be connected by retreating from the first inlet and the second inlet.
상기 제1아크 영역은 상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 및 상기 제1연결부 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고, 상기 제2아크 영역은 상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 및 상기 제2연결부 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함할 수 있다.The first arc region includes a first concentration region established between the first ground electrode, the first inlet, and the first connector, and the second arc region includes the second ground electrode, the second inlet, and It may include a second concentration area established between the second connection parts.
상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 확장되어 최소갭을 상기 하우징의 내면과의 사이에 형성하는 제1확장부와 제2확장부를 더 포함할 수 있다.The high voltage electrode is formed in a cylinder and disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinder, and extends toward the first and second grounding electrodes to form a minimum gap between the inner surface of the housing. It may further include a first extension and a second extension.
상기 제1아크 영역은 상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 및 상기 제1확장부 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고, 상기 제2아크 영역은 상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 및 상기 제2확장부 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함할 수 있다.The first arc region includes a first concentration region set between the first ground electrode and the first inlet and the first extension, and the second arc region includes the second ground electrode and the second inlet. and a second concentration area set between the second extension parts.
상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 확장과 축소 변곡되어 변곡점과 최소갭을 상기 하우징의 내면과의 사이에 형성하는 제1확장축소부와 제2확장축소부를 더 포함할 수 있다.The high voltage electrode is formed in a cylinder and disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinder, and expands and contracts toward the first and second grounding electrodes to form an inflection point and a minimum gap between the inner surface of the housing and the inner surface of the housing. It may further include a first expansion-reduction part and a second expansion-reduction part formed between the.
상기 제1아크 영역은 상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 및 상기 제1확장축소부 사이에 설정되고, 상기 제2아크 영역은 상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 및 상기 제2확장축소부 사이에 설정될 수 있다.The first arc region is set between the first ground electrode, the first inlet, and the first expansion and contraction portion, and the second arc region includes the second ground electrode, the second inlet, and the second expansion and contraction. It can be set between parts.
상기 제1아크 영역은 상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고, 상기 제2아크 영역은 상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함할 수 있다.The first arc region includes a first concentration region established between the first ground electrode and the first inlet, and the second arc region includes a second region established between the second ground electrode and the second inlet. Concentration areas may be included.
상기 고전압 전극은 중간에서 최대 직경으로 형성되고 양단으로 가면서 직경이 감소되어 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 축소되어 상기 제1유입구와 상기 제2유입구에서 최소갭을 형성하는 제1축소부와 제2축소부를 더 포함할 수 있다.The high voltage electrode is formed with a maximum diameter in the middle, is reduced in diameter toward both ends, is disposed in the center of the housing, and is reduced toward the first and second ground electrodes, the first inlet and the second inlet. It may further include a first reduction portion and a second reduction portion forming a minimum gap in the.
상기 제1아크 영역은 상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 및 상기 제1축소부 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고, 상기 제2아크 영역은 상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 및 상기 제2축소부 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함할 수 있다.The first arc region includes a first concentration region set between the first ground electrode and the first inlet and the first reduced portion, and the second arc region includes the second ground electrode and the second inlet. and a second concentration area set between the second reduction units.
상기 하우징은 원통부의 양측에서 제1접지전극에 제1원뿔대통으로 연결되고 제2접지전극에 제2원뿔대통으로 형성되고, 상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통부 및 제1원뿔대통 및 제2원뿔대통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1유입구와 상기 제1원뿔대통의 내면 사이 및 상기 제2유입구와 상기 제2원뿔대통의 내면 사이에 최소갭을 형성할 수 있다.The housing is connected to the first grounding electrode by a first truncated cone on both sides of the cylindrical portion and is formed in a second truncated cone to the second grounding electrode, and the high voltage electrode is formed in a cylindrical shape, including the cylindrical portion, the first and second truncated cones. It is disposed at the center of the housing connecting the centers of the , and may form a minimum gap between the first inlet and the inner surface of the first truncated cone and between the second inlet and the inner surface of the second truncated cone.
상기 하우징은 원통부의 제1접지전극 측에 제1축소확장부로 연결되고 제2접지전극 측에 제2축소확장부로 형성되고, 상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 상기 원통부 및 제1축소확장부 및 제2축소확장부의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1유입구와 상기 제1축소확장부의 변곡점 사이 및 상기 제2유입구와 상기 제2축소확장부의 변곡점 사이에 최소갭을 형성할 수 있다.The housing is connected to the first reduced-expanded portion on the first grounding electrode side of the cylindrical portion and is formed with a second reduced-expanded portion on the second grounding electrode side. It is disposed at the center of the housing connecting the centers of the second reduced expansion part, and a minimum gap is formed between the first inlet and the inflection point of the first reduced expansion part and between the second inlet port and the inflection point of the second reduced expansion part. can
상기 제1아크 영역은 상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고, 상기 제2아크 영역은 상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함할 수 있다.The first arc region includes a first concentration region established between the first ground electrode and the first inlet, and the second arc region includes a second region established between the second ground electrode and the second inlet. Concentration areas may be included.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기는, 길이 방향의 중앙에 구비되는 격벽으로 제1아크 영역과 제2아크 영역을 구획하는 하우징, 상기 격벽을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 걸쳐지며 양단에 제1유입구와 제2유입구를 각각 구비하고 중앙에 배출구를 구비하여 상기 하우징 밖으로 인출되는 고전압 전극, 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 연결되는 제1가스 공급구와 제2가스 공급구를 상기 격벽의 양측에 구비하여 가스를 상기 하우징의 길이 방향 중앙에서 상기 고전압 전극의 외면으로 개별적으로 공급하는 가스 공급부, 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에서 상기 하우징의 길이 방향 양측에 구비되어 상기 제1유입구와 제1방전갭을 형성하고 상기 제2유입구와 제2방전갭을 형성하는 제1접지전극과 제2접지전극, 및 상기 고전압 전극과 상기 제1접지전극 및 상기 제2접지전극에 3상의 교류 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 가스는 상기 하우징의 중앙에서 양측으로 공급되어 상기 고전압 전극과 상기 제1접지전극 및 상기 제2접지전극 사이에서 발생되는 플라즈마 아크를 상기 제1유입구와 상기 제2유입구로 유입하여 상기 고전압 전극의 내부에서 고온의 반응구간을 형성하여 가열된 반응물을 중앙에 배치되는 배출구로 배출한다.A plasma reactor according to an embodiment of the present invention includes a housing that partitions a first arc region and a second arc region with a barrier rib provided at the center in a longitudinal direction, and the first arc region and the second arc pass through the barrier rib A high-voltage electrode that spans the region and has a first inlet and a second inlet at both ends, an outlet at the center, and is drawn out of the housing, a first gas supply port connected to the first arc region and the second arc region; A gas supply unit having second gas supply ports on both sides of the partition wall to separately supply gas from the center in the longitudinal direction of the housing to the outer surface of the high voltage electrode, the first arc region and the second arc region of the housing a first grounding electrode and a second grounding electrode provided on both sides in the longitudinal direction to form the first inlet and a first discharge gap and forming the second inlet and a second discharge gap, and the high voltage electrode and the first grounding electrode and a power supply unit supplying three-phase AC power to the second ground electrode, wherein gas is supplied from the center of the housing to both sides and generated between the high voltage electrode and the first ground electrode and the second ground electrode A plasma arc is introduced into the first inlet and the second inlet to form a high-temperature reaction section inside the high voltage electrode, and a heated reactant is discharged through an outlet disposed in the center.
상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 돌출되어 플라즈마 아크를 모으는 제1연결부와 제2연결부를 더 포함할 수 있다.The high voltage electrode is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinder, and a first connection part and a second connection part protruding toward the first and second grounding electrodes to collect a plasma arc are further may include
상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 확장되어 플라즈마 아크를 이동시켜 방전을 유지하는 제1확장부와 제2확장부를 더 포함할 수 있다.The high voltage electrode is formed in a cylinder and disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinder, and is extended toward the first and second grounding electrodes to move a plasma arc to maintain a discharge. And it may further include a second extension.
상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 확장과 축소 변곡되어 축소된 영역으로 플라즈마 아크를 집중하는 제1확장축소부와 제2확장축소부를 더 포함할 수 있다.The high voltage electrode is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinder, and expands and contracts toward the first ground electrode and the second ground electrode to focus the plasma arc in a reduced area. It may further include a first expansion/reduction unit and a second expansion/reduction unit.
상기 하우징은 원통부의 양측에서 제1접지전극에 제1원뿔대통으로 연결되고 제2접지전극에 제2원뿔대통으로 형성되고, 상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통부 및 제1원뿔대통 및 제2원뿔대통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되어, 서로 대응하는 상기 제1유입구와 상기 제1원뿔대통의 내면 영역 및 서로 대응하는 상기 제2유입구와 상기 제2원뿔대통의 내면 영역으로 플라즈마 아크를 집중시킬 수 있다.The housing is connected to the first grounding electrode by a first truncated cone on both sides of the cylindrical portion and is formed in a second truncated cone to the second grounding electrode, and the high voltage electrode is formed in a cylindrical shape, including the cylindrical portion, the first and second truncated cones. Plasma arc is disposed in the center of the housing connecting the centers of the first inlet and the inner surface of the first truncated cone corresponding to each other, and the second inlet and the inner surface of the second truncated cone corresponding to each other. can focus
상기 하우징은 원통부의 제1접지전극 측에 제1축소확장부로 연결되고 제2접지전극 측에 제2축소확장부로 형성되고, 상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 상기 원통부 및 제1축소확장부 및 제2축소확장부의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 서로 대응하는 상기 제1유입구와 상기 제1축소확장부의 변곡점 사이 영역 및 상기 제2유입구와 상기 제2축소확장부의 변곡점 사이 영역으로 플라즈마 아크를 집중시킬 수 있다.The housing is connected to the first reduced-expanded portion on the first grounding electrode side of the cylindrical portion and is formed with a second reduced-expanded portion on the second grounding electrode side. It is disposed in the center of the housing connecting the centers of the second reduced expansion parts, and is a region between the inflection point of the first inlet and the first reduced expansion part corresponding to each other and a region between the inflection point of the second inlet and the second reduced expansion part. The plasma arc can be focused.
본 발명의 일 실시예에 따른 과불화합물 제거 스크러버는, 내부에 구비되는 격벽으로 제1아크 영역과 제2아크 영역을 구획하는 하우징, 상기 격벽을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 걸쳐지며 제1유입구와 제2유입구를 각각 구비하고 내부에 고온의 반응구간을 형성하여 가열된 반응물을 배출하는 배출구를 구비하는 고전압 전극, 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 연결되는 제1가스 공급구와 제2가스 공급구로 과불화합물 가스를 개별적으로 공급하는 가스 공급부; 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에서 상기 제1유입구와 상기 제2유입구를 향하여 구비되어 제1방전갭과 제2방전갭을 각각 형성하는 제1접지전극과 제2접지전극, 및 상기 고전압 전극과 상기 제1접지전극 및 상기 제2접지전극에 3상의 교류 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함하며, 상기 고전압 전극은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고, 상기 제1유입구를 향하여 물을 공급하는 제1물공급라인 및 상기 제2유입구를 향하여 물을 공급하는 제2물공급라인을 더 포함할 수 있다.The scrubber for removing perfluorinated compounds according to an embodiment of the present invention includes a housing that partitions a first arc region and a second arc region with a partition wall provided therein, and passes through the partition wall, the first arc region and the second arc region A high voltage electrode spanning across the a gas supply unit for individually supplying the perfluorinated compound gas to the first gas supply port and the second gas supply port; a first ground electrode and a second ground electrode provided toward the first inlet and the second inlet in the first arc region and the second arc region to form a first discharge gap and a second discharge gap, respectively; and A high voltage electrode and a power supply for supplying three-phase AC power to the first and second grounding electrodes, wherein the high voltage electrode is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinder, It may further include a first water supply line for supplying water toward the first inlet and a second water supply line for supplying water toward the second inlet.
상기 고전압 전극은 상기 고온 반응구간에 촉매를 더 구비할 수 있다.The high-voltage electrode may further include a catalyst in the high-temperature reaction section.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 반응기는, 내부에 구비되는 격벽으로 제1아크 영역과 제2아크 영역을 구획하는 하우징, 상기 격벽을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 걸쳐지며 제1유입구와 제2유입구를 각각 구비하고 내부에 고온 반응구간을 형성하여 가열된 반응물을 배출하는 배출구를 구비하는 접지전극, 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에서 상기 제1유입구와 상기 제2유입구를 향하여 구비되어 제1방전갭과 제2방전갭을 각각 형성하는 제1전압 전극과 제2전압 전극, 및 상기 접지전극과 상기 제1전압 전극 및 상기 제2전압 전극에 바이폴라 전력을 공급하는 전원 공급부를 포함한다.A plasma reactor according to an embodiment of the present invention includes a housing that partitions a first arc region and a second arc region with a barrier rib provided therein, and passes through the barrier rib over the first arc region and the second arc region a ground electrode having a first inlet and a second inlet, respectively, and an outlet for discharging a heated reactant by forming a high-temperature reaction section therein, the first inlet in the first arc region and the second arc region; Bipolar power to a first voltage electrode and a second voltage electrode provided toward the second inlet to respectively form a first discharge gap and a second discharge gap, and the ground electrode, the first voltage electrode, and the second voltage electrode Includes a power supply for supplying
상기 전원 공급부는 대칭되는 양의 전압과 음의 전압을 동시에 생성하여 제1전원선을 통하여 제1전압 전극 및 제2전원선을 통하여 제2전압 전극에 각각 공급하여 공통의 접지전극에 대한 각각의 전위차를 발생하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 방전을 동시에 일어나게 할 수 있다.The power supply unit simultaneously generates symmetrical positive and negative voltages and supplies them to the first voltage electrode through the first power line and the second voltage electrode through the second power line, respectively, for each of the common ground electrodes. By generating a potential difference, discharge may be simultaneously generated in the first arc region and the second arc region.
이와 같이, 일 실시예의 플라즈마 반응기 및 과불화합물 제거 스크러버는 하나의 전원 공급부를 이용하여 제1, 제2아크 영역을 분리하여 플라즈마 고온 반응부를 확보하므로 더블 리버스 볼텍스 유동(DRVF; Double Reverse Vortex Flow)을 형성할 수 있다. 이 유동(DRVF)은 하우징의 벽면, 고전압 전극 및 접지전극을 통한 열손실을 줄일 수 있다.As such, the plasma reactor and the perfluorinated compound removal scrubber of an embodiment separate the first and second arc regions using a single power supply to secure a plasma high-temperature reaction unit, so double reverse vortex flow (DRVF) can be formed This flow (DRVF) can reduce heat loss through the wall of the housing, the high voltage electrode and the ground electrode.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따른 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 과불화합물 제거 스크러버의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 과불화합물 제거 스크러버의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제7실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제8실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 .
3 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a second embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a third embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a fourth embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a fifth embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a sixth embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view of the perfluorinated compound removal scrubber according to the first embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view of a perfluorinated compound removal scrubber according to a second embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a seventh embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to an eighth 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, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be embodied in several 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 given to the same or similar components throughout the specification.
본 발명의 플라즈마 반응기는 가스의 더블 리버스 볼텍스 유동(double reverse vortex flow)의 구성을 통하여 플라즈마 반응기로 공급되는 상대적 저온의 처리기체가 플라즈마 반응기의 내부 공간 외주면을 둘러 싸게 되어 플라즈마 아크의 열이 반응기의 벽면으로 전달되는 것을 제한하므로 반응기의 열효율을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 플라즈마 반응기는 플라즈마 아크의 집중을 통하여 고온 반응부를 집중시키고, 이로 인하여 반응기의 운전 비용을 절감시킬 수 있다. 또한 본 발명의 플라즈마 반응기는 하나의 전원 공급부로 2개의 아크 영역을 형성할 수 있다. 플라즈마 반응의 구동전력은 3상 교류 또는 바이폴라(bi-polar) 전원일 수 있다.In the plasma reactor of the present invention, the relatively low temperature processing gas supplied to the plasma reactor through the configuration of a double reverse vortex flow of gas surrounds the outer circumferential surface of the inner space of the plasma reactor, so that the heat of the plasma arc is transferred to the reactor. By limiting the transfer to the wall, it is possible to improve the thermal efficiency of the reactor. The plasma reactor of the present invention concentrates the high-temperature reaction unit through the concentration of the plasma arc, thereby reducing the operating cost of the reactor. In addition, the plasma reactor of the present invention can form two arc regions with one power supply. The driving power of the plasma reaction may be a three-phase alternating current or a bipolar power supply.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이고, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ 선을 따른 단면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1실시예의 플라즈마 반응기(1)는 하우징(10), 고전압 전극(20), 제1접지전극(31), 제2접지전극(32) 및 전원 공급부(40)를 포함한다. 플라즈마 반응기(1)는 가스 공급부(50)를 더 포함할 수 있다.1 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II-II of FIG. 1 and 2 , the
하우징(10)은 내부에 구비되는 격벽(13)으로 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)을 구획하고 있다. 또한 하우징(10)은 더블 리버스 볼텍스 유동(double reverse vortex flow)이 형성되도록 원통형으로 형성되고, 원통형의 직경 방향에 대하여 내부에 측면 및 길이 방향에 대하여 중앙으로 가스 유동이 공급되고, 유동하는 가스는 플라즈마 아크와 함께 길이 방향 측면에서 원통형의 길이 방향에 대하여 중앙 및 직경 방향의 중심으로 공급된다.The
이를 위하여, 고전압 전극(20)은 격벽(13)을 관통하여 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)에 걸쳐지며 제1유입구(21)를 제2유입구(22)를 각각 구비하고, 내부에 고온 반응구간(23)을 형성하여 가열된 고온의 반응물을 배출하는 배출구(24)를 구비한다. 고온 반응구간(23), 배출구(24) 및 고전압 전극(20)은 하우징(10)과 전기적으로 절연되어 있다.To this end, the
제1접지전극(31) 및 제2접지전극(32)은 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)에서 제1유입구(21)와 제2유입구(22)를 향하여 구비되어 제1방전갭(G1)과 제2방전갭(G2)을 각각 형성한다. 제1접지전극(31) 및 제2접지전극(32)은 하우징(10)의 길이 방향 양단에 각각 형성되어 있다. 제1, 제2접지전극(31, 32)은 하우징(10)에 전기적으로 연결될 수 있다.The
전원 공급부(40)는 고전압 전극(20)과 제1접지전극(31) 및 제2접지전극(32)에 3상 교류 전력 또는 바이폴라(bi-polar) 전력을 공급한다. 고전압 전극(20)에 3상 교류 전력의 고전압이 인가되고, 3상 교류의 위상차에 의하여 제1접지전극(31)과 제2접지전극(32)과 고전압 전극(20) 사이에서 고전압의 조건이 교호적으로 생성된다.The
따라서 고전압 전극(20)과 제1접지전극(31) 사이의 제1방전갭(G1)에서 방전이 일어나고, 고전압 전극(20)과 제2접지전극(32) 사이의 제2방전갭(G2)에서 플라즈마 방전이 일어난다. 즉 제1, 제2방전갭(G1, G2)에서 플라즈마 방전이 교호적으로 일어나게 된다.Accordingly, discharge occurs in the first discharge gap G1 between the
또한 가스 공급부(50)는 하우징(10)을 관통하여 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)에 연결되는 제1가스 공급구(51)와 제2가스 공급구(52)로 가스를 개별적으로 공급한다. 제1가스 공급구(51)와 제2가스 공급구(52)는 격벽(13) 측에서 제1접지전극(31)과 제2접지전극(32) 측으로 냉가스의 유동을 각각 형성하도록 격벽(13) 가까이에 양측에 형성되고, 제1방전갭(G1)과 제2방전갭(G2)에서 형성되는 제1플라즈마 아크(PA1)와 제2플라즈마 아크(PA2)를 제1유입구(21)와 제2유입구(22)로 유입되게 한다.In addition, the
냉가스의 유동은 하우징(10)의 내주면을 따라 작동하므로 하우징(10) 외벽을 열적으로 보호할 수 있고, 열손실을 방지하므로 플라즈마 반응기(1)의 열효율을 높일 수 있다.Since the flow of the cold gas operates along the inner circumferential surface of the
제1플라즈마 아크(PA1)와 제2플라즈마 아크(PA2)는 제1유입구(21)와 제2유입구(22)로 유입되고, 가열된 가스(예, 반응물 포함)가 고온 반응구간(23)에 고온을 형성한다. 고온 반응구간(23)에서 고온 처리된 기체(예, 반응물 포함)는 배출구(24)를 통하여 하우징(10)의 외부로 배출된다.The first plasma arc PA1 and the second plasma arc PA2 are introduced into the
하우징(10)은 원통으로 형성되고, 제1가스 공급구(51) 및 제2가스 공급구(52)는 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)의 내주면에 대하여 접선 방향으로 형성되어 가스를 회전 공급한다.The
제1가스 공급구(51)와 제2가스 공급구(52)로 공급되는 가스는 제1, 제2아크 영역(11, 12)으로 각각 공급되어, 고전압 전극(20)의 고온 반응구간(23)의 외주를 회전하면서 제1, 제2방전갭(G1, G2) 측으로 각각 공급되어 제1, 제2플라즈마 아크(PA1, PA2)를 발생시킨다.The gas supplied to the first
고전압 전극(20)은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 하우징(10)의 중심에 배치되고, 원통의 양단에 구비되는 제1유입구(21)와 제2유입구(22)는 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)에 각각 배치된다. 따라서 제1방전갭(G1)과 제2방전갭(G2)에서 형성되는 제1플라즈마 아크(PA1)와 제2플라즈마 아크(PA2)는 제1유입구(21)와 제2유입구(22)로 유입될 수 있다.The
즉 제1, 제2가스 공급구(51, 52)로 공급되는 가스는 하우징(10)의 중앙에서 양측으로 공급되어 고전압 전극(20)과 제1, 제2접지전극(31, 32) 사이에서 발생되는 제1, 제2플라즈마 아크(PA1, PA2)를 제1, 제2유입구(21, 22)로 유입하여 고전압 전극(20)의 내부에서 고온 반응구간(23)을 형성하여 가열된 반응물을 중앙에 배치되는 배출구(24)로 배출한다.That is, the gas supplied to the first and second
이와 같이 제1실시예의 플라즈마 반응기(1)는 하나의 전원 공급부(40)를 통하여 3상 교류를 공급하여, 더블 리버스 볼텍스 유동(외측의 냉가스 유동과 내측의 제1, 제2플라즈마 아크(PA1, PA2) 유동)을 형성하고, 고온 반응부(23)를 집중하므로 하우징(10)으로의 열전달을 제한하여 운전 비용과 제조원가를 절감할 수 있다.In this way, the
이하 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명한다. 제1실시예 및 기 설명된 실시예들과 비하여 동일한 구성을 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 embodiments, the same configuration will be omitted and different configurations will be described.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다. 도 3을 참조하면, 제2실시예의 플라즈마 반응기(2)에서, 고전압 전극(220)은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 하우징(10)의 중심에 배치되고, 제1연결부(251)와 제2연결부(252)를 더 포함한다.3 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3 , in the
제1연결부(251)와 제2연결부(252)는 제1접지전극(31)과 제2접지전극(32)을 향하여 돌출되어 최소갭(G21, G22)을 형성한다. 제1연결부(251)와 제2연결부(252)는 제1유입구(21)와 제2유입구(22)에서 후퇴하여 연결된다. 제1연결부(251)와 제2연결부(252)는 발생되는 제1, 제2플라즈마 아크(PA21, PA22)에도 불구하고 구조적인 손상이 방지될 수 있다.The first connection part 251 and the second connection part 252 protrude toward the
제1아크 영역(11)은 제1접지전극(31)과 제1유입구(21) 및 제1연결부(251) 사이에 설정되는 제1집중영역(211)을 포함한다. 제2아크 영역(12)은 제2접지전극(32)과 제2유입구(22) 및 제2연결부(252) 사이에 설정되는 제2집중영역(212)을 포함한다.The
따라서 리버스 볼텍스 유동에 의하여, 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(220) 사이에서 발생되는 제1, 제2플라즈마 아크(PA21, PA22)가 제1, 제2집중영역(211, 212)으로 제한된다.Accordingly, by the reverse vortex flow, the first and second plasma arcs PA21 and PA22 generated between the first and
최소갭(G21, G22)에서 점화가 된 후, 제1, 제2플라즈마 아크(PA21, PA22)가 성장(develop)되면서 길이가 길어지고, 결국에는 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(220)의 원주 사이에 제1, 제2플라즈마 아크(예, 도시된 가장 긴 플라즈마 아크)가 형성된다. 적절한 고전압 조건이 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(220)에 인가되면, 제1, 제2플라즈마 아크(PA21, PA22)는 지속적으로 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(220)의 제1, 제2유입구(21, 22) 원주 사이에서 발생하게 된다.After ignition at the minimum gaps G21 and G22, the lengths of the first and second plasma arcs PA21 and PA22 are developed as they grow, and eventually the first and
도 4는 본 발명의 제3실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다. 도 4를 참조하면, 제3실시예의 플라즈마 반응기(3)에서, 고전압 전극(320)은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 하우징(10)의 중심에 배치되고, 제1확장부(351)와 제2확장부(352)를 더 포함한다.4 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4 , in the
제1아크 영역(11)은 제1접지전극(31)과 제1유입구(321) 및 제1확장부(351) 사이에 설정된다. 제2아크 영역(12)은 제2접지전극(32)과 제2유입구(322) 및 제2확장부(352) 사이에 설정된다.The
제1확장부(351)와 제2확장부(352)는 제1접지전극(31)과 제2접지전극(32)을 향하여 확장되어 최소갭(G31, G32)을 하우징(10)의 내면과의 사이에 형성한다.The
제1아크 영역(11)은 제1접지전극(31)과 제1유입구(321) 및 제1확장부(351) 사이에 설정되는 제1집중영역(311)을 포함한다. 제2아크 영역(12)은 제2접지전극(32)과 제2유입구(322) 및 제2확장부(352) 사이에 설정되는 제2집중영역(312)을 포함한다. The
따라서 리버스 볼텍스 유동에 의하여, 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(320) 사이에서 발생되는 제1, 제2플라즈마 아크(PA31, PA32)가 제1, 제2집중영역(311, 312)으로 제한된다.Accordingly, by the reverse vortex flow, the first and second plasma arcs PA31 and PA32 generated between the first and
최소갭(G31, G32)에서 점화가 된 후, 제1, 제2플라즈마 아크(PA31, PA32)가 성장(develop)되면서 길이가 길어지고, 결국에는 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(320)의 원주 사이에 제1, 제2플라즈마 아크(예, 도시된 가장 긴 플라즈마 아크)가 형성된다. 적절한 고전압 조건이 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(320)에 인가되면, 제1, 제2플라즈마 아크(PA31, PA32)는 지속적으로 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(320)의 제1, 제2유입구(321, 322) 원주 사이에서 발생하게 된다.After ignition at the minimum gaps G31 and G32, the lengths of the first and second plasma arcs PA31 and PA32 grow and grow, and eventually the first and
도 5는 본 발명의 제4실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다. 도 5를 참조하면, 제4실시예의 플라즈마 반응기(4)에서, 고전압 전극(420)은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 하우징(10)의 중심에 배치되고, 제1확장축소부(451)와 제2확장축소부(452)를 더 포함한다.5 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5 , in the plasma reactor 4 of the fourth embodiment, the
제1확장축소부(451)와 제2확장축소부(452)는 제1접지전극(31)과 제2접지전극(32)을 향하여 확장과 축소 변곡되어 변곡점(453, 454)과 최소갭(G41, G42)을 하우징(10)의 내면과의 사이에 형성한다.The first expansion/
제1아크 영역(11)은 제1접지전극(31)과 제1유입구(421) 및 제1확장축소부(451) 사이에 설정된다. 제2아크 영역(12)은 제2접지전극(32)과 제2유입구(422) 및 제2확장축소부(452) 사이에 설정된다. The
제1아크 영역(11)은 제1접지전극(31)과 제1유입구(421) 및 제1확장축소부(451) 사이에 설정되는 제1집중영역(411)을 포함한다. 제2아크 영역(12)은 제2접지전극(32)과 제2유입구(422) 및 제2확장축소부(452) 사이에 설정되는 제2집중영역(412)을 포함한다. The
따라서 리버스 볼텍스 유동에 의하여, 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(420) 사이에서 발생되는 제1, 제2플라즈마 아크(PA41, PA42)가 제1, 제2집중영역(411, 412)으로 제한된다.Therefore, by the reverse vortex flow, the first and second plasma arcs PA41 and PA42 generated between the first and
최소갭(G41, G42)에서 점화가 된 후, 제1, 제2플라즈마 아크(PA41, PA42)가 성장(develop)되면서 길이가 길어지고, 결국에는 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(420)의 원주 사이에 제1, 제2플라즈마 아크(예, 도시된 가장 긴 플라즈마 아크)가 형성된다. 적절한 고전압 조건이 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(420)에 인가되면, 제1, 제2플라즈마 아크는 지속적으로 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(420)의 제1, 제2유입구(421, 422) 원주 사이에서 발생하게 된다.After ignition at the minimum gaps G41 and G42, the lengths of the first and second plasma arcs PA41 and PA42 grow as they develop, and eventually the first and
도 6은 본 발명의 제5실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다. 도 6을 참조하면, 제5실시예의 플라즈마 반응기(5)에서, 하우징(510)은 원통부(503)의 양측에서 제1접지전극(31)에 제1원뿔대통(501)으로 연결되고 제2접지전극(32)에 제2원뿔대통(502)으로 형성된다.6 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a fifth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6 , in the
고전압 전극(20)은 원통으로 형성되어 원통부(503) 및 제1원뿔대통(501) 및 제2원뿔대통(502)의 중심을 연결하는 하우징(510)의 중심에 배치된다. 따라서 제1유입구(21)와 제1원뿔대통(501)의 내면 사이 및 제2유입구(22)와 제2원뿔대통(502)의 내면 사이에 최소갭(G51, G52)을 형성한다.The
제1아크 영역(511)은 제1접지전극(31)과 제1유입구(21) 및 제1원뿔대통(501) 사이에 설정되는 제1집중영역(513)을 포함한다. 제2아크 영역(512)은 제2접지전극(32)과 제2유입구(22) 및 제2원뿔대통(502) 사이에 설정되는 제2집중영역(514)을 포함한다. The
따라서 리버스 볼텍스 유동에 의하여, 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(20) 사이에서 발생되는 제1, 제2플라즈마 아크(PA51, PA52)가 제1, 제2집중영역(513, 514)으로 제한된다.Accordingly, by the reverse vortex flow, the first and second plasma arcs PA51 and PA52 generated between the first and
최소갭(G51, G52)에서 점화가 된 후, 제1, 제2플라즈마 아크(PA51, PA52)가 성장(develop)되면서 길이가 길어지고, 결국에는 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(20)의 원주 사이에 제1, 제2플라즈마 아크(예, 도시된 가장 긴 플라즈마 아크)가 형성된다. 적절한 고전압 조건이 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(20)에 인가되면, 제1, 제2플라즈마 아크는 지속적으로 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(20)의 제1, 제2유입구(21, 22) 원주 사이에서 발생하게 된다.After ignition at the minimum gaps G51 and G52, the lengths of the first and second plasma arcs PA51 and PA52 grow and grow, and eventually the first and
도 7은 본 발명의 제6실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다. 도 7을 참조하면, 제6실시예의 플라즈마 반응기(6)에서, 하우징(610)은 원통부(603)의 양측에서 제1접지전극(31)에 제1축소확장부(601)로 연결되고 제2접지전극(32)에 제2축소확장부(602)로 형성된다. 제1축소확장부(601)와 제2축소확장부(602)는 제1유입구(21)와 제2유입구(22)를 향하여 축소와 확장 변곡되어 변곡점(605, 606)을 형성한다.7 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a sixth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7 , in the
고전압 전극(20)은 원통으로 형성되어 원통부(603) 및 제1축소확장부(601) 및 제2축소확장부(602)의 중심을 연결하는 하우징(610)의 중심에 배치된다. 따라서 제1유입구(21)와 제1축소확장부(601)의 내면인 제1변곡점(605) 사이 및 제2유입구(22)와 제2축소확장부(602)의 내면인 제2변곡점(606) 사이에 최소갭(G61, G62)을 형성한다.The
제1아크 영역(611)은 제1접지전극(31)과 제1유입구(21) 및 제1축소확장부(601) 사이에 설정되는 제1집중영역(613)을 포함한다. 제2아크 영역(612)은 제2접지전극(32)과 제2유입구(22) 및 제2축소확장부(602) 사이에 설정되는 제2집중영역(614)을 포함한다.The
따라서 리버스 볼텍스 유동에 의하여, 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(20) 사이에서 발생되는 제1, 제2플라즈마 아크(PA61, PA62)가 제1, 제2집중영역(613, 614)으로 제한된다.Accordingly, by the reverse vortex flow, the first and second plasma arcs PA61 and PA62 generated between the first and
최소갭(G61, G62)에서 점화가 된 후, 제1, 제2플라즈마 아크(PA61, PA62)가 성장(develop)되면서 길이가 길어지고, 결국에는 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(20)의 원주 사이에 제1, 제2플라즈마 아크(예, 도시된 가장 긴 플라즈마 아크)가 형성된다. 적절한 고전압 조건이 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(20)에 인가되면, 제1, 제2플라즈마 아크(PA61, PA62)는 지속적으로 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(20)의 제1, 제2유입구(21, 22) 원주 사이에서 발생하게 된다.After ignition at the minimum gaps G61 and G62, the lengths of the first and second plasma arcs PA61 and PA62 are developed as they grow, and eventually the first and
이하에서는 상기한 플라즈마 반응기를 적용하여 과불화합물을 제거하는 과불화합물 제거 스크러버에 대하여 설명한다. 편의상 제1실시예의 플라즈마 반응기(1)를 적용하는 과불화합물 제거 스크러버(7, 8)에 대하여 설명한다. 플라즈마 반응기(1)에 대한 전체적인 설명을 생략하고 스크러버를 설명하는데 필요한 부분만을 설명한다.Hereinafter, a perfluorinated compound removal scrubber for removing perfluorinated compounds by applying the above-described plasma reactor will be described. For convenience, the perfluorinated
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 과불화합물 제거 스크러버의 단면도이다. 도 8을 참조하면, 제1실시예의 과불화합물 제거 스크러버(7)는 플라즈마 반응기(1) 및 제1, 제2물공급라인(41, 42)을 포함한다.8 is a cross-sectional view of the perfluorinated compound removal scrubber according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8 , the perfluorinated
고전압 전극(20)은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 하우징(10)의 중심에 배치된다. 및 제1물공급라인(41)은 제1유입구(21)를 향하여 물을 공급하고, 제2물공급라인(42)은 제2유입구(22)를 향하여 물을 공급한다.The
제1물공급라인(41)은 제1접지전극(31)에 설치되어 제1유입구(21)를 향하여 물을 분사한다. 제2물공급라인(42)은 제2접지전극(32)에 설치되어 제2유입구(22)를 향하여 물을 분사한다. The first water supply line 41 is installed on the
스크러버(7)는 플라즈마 반응기(1) 및 제1, 제2물공급라인(41, 42)을 적용하여 제1, 제2가스 공급구(51, 52)로 공급되는 과불화합물을 제거하면 2개의 스크러버를 운전하는 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 따러서 제1실시예의 스크러버(7)는 과불화합물을 제거함에 있어서, 가격과 공간 측면에서 많은 제한을 극복할 수 있다.When the
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 과불화합물 제거 스크러버의 단면도이다. 도 9를 참조하면, 제2실시예의 과불화합물 제거 스크러버(8)에서 고전압 전극(20)은 고온 반응구간(23)에 촉매(26)를 더 구비한다.9 is a cross-sectional view of a perfluorinated compound removal scrubber according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9 , in the perfluorinated
고온 반응구간(23)에 설치된 촉매(26)는 과불화합물의 제거율을 더욱 향상시킬 수 있다. 촉매(26)는 스크러버(7)에서 과불화합물을 일차적으로 제거하고 고온 반응구간(23) 및 배출구(24)를 경유하는 가스에 포함된 과불화합물을 더 제거한다.The
도 10은 본 발명의 제7실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다. 도 10을 참조하면, 제7실시예의 플라즈마 반응기(9)에서, 고전압 전극(520)은 중간에서 최대 직경으로 형성되고 양단으로 가면서 직경이 감소되어 하우징(10)의 중심에 배치되고, 제1축소부(751)와 제2축소부(752)를 더 포함한다.10 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to a seventh embodiment of the present invention. Referring to FIG. 10 , in the
제1축소부(751)와 제2축소부(752)는 제1접지전극(31)과 제2접지전극(32)을 향하여 축소되어 제1유입구(71)와 제2유입구(72)에서 최소갭(G71, G72)을 형성한다.The first reduced
제1아크 영역(11)은 제1접지전극(31)과 제1유입구(71) 및 제1축소부(751) 사이에 설정되는 제1집중영역(711)을 포함한다. 제2아크 영역(12)은 제2접지전극(32)과 제2유입구(72) 및 제2축소부(752) 사이에 설정되는 제2집중영역(712)을 포함한다.The
따라서 리버스 볼텍스 유동에 의하여, 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(520) 사이에서 발생되는 제1, 제2플라즈마 아크(PA71, PA72)가 제1, 제2집중영역(711, 712)으로 제한된다.Therefore, by the reverse vortex flow, the first and second plasma arcs PA71 and PA72 generated between the first and
최소갭(G71, G72)에서 점화가 된 후, 제1, 제2플라즈마 아크(PA71, PA72)가 성장(develop)되면서 길이가 길어지고, 결국에는 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(520)의 원주 사이에 제1, 제2플라즈마 아크(예, 도시된 가장 긴 플라즈마 아크)가 형성된다. 적절한 고전압 조건이 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(520)에 인가되면, 제1, 제2플라즈마 아크(PA71, PA72)는 지속적으로 제1, 제2접지전극(31, 32)과 고전압 전극(520)의 제1, 제2유입구(71, 72) 원주 사이에서 발생하게 된다.After ignition at the minimum gaps G71 and G72, the lengths of the first and second plasma arcs PA71 and PA72 grow and grow, and eventually the first and
도 11은 본 발명의 제8실시예에 따른 플라즈마 반응기의 단면도이다. 도 11을 참조하면, 제8실시예의 플라즈마 반응기(81)에서 접지전극(30)은 격벽(13)을 관통하여 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)에 걸쳐지며 제1유입구(301)과 제2유입구(302)를 각각 구비하고 내부에 고온 반응구간(323)을 형성하여 가열된 반응물을 배출하는 배출구(324)를 구비한다.11 is a cross-sectional view of a plasma reactor according to an eighth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 11 , in the
제1전압 전극(231)과 제2전압 전극(232)는 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)에서 제1유입구(301)와 제2유입구(302)를 향하여 구비되어 제1방전갭(G301)과 제2방전갭(G302)을 각각 형성한다.The
전원 공급부(240)는 접지전극(30)과 제1전압 전극(231) 및 제2전압 전극(232)에 바이폴라 전력을 공급한다. 바이폴라 전력은 위상차를 갖지 않고 제1, 제2전압 전극(231, 232)에 전압이 대칭되는 양의 값과 음의 값을 동일 폭으로 가지는 구형파 전력을 동시에 인가한다.The
구체적으로 설명하면, 전원 공급부(40)가 대칭되는 양의 전압과 음의 전압인 동일 폭의 구형파 전력을 동시에 생성하여, 제1, 제2전원선(L1, L2)을 통하여 제1, 제2전압 전극(231, 232)에 각각 공급하므로 공통의 접지전극(30)에 대한 제1, 제2전압 전극(231, 232) 각각의 전위차를 발생하여 방전이 양측에서 동시에 일어나게 된다.Specifically, the
즉 제1전압 전극(231)과 접지전극(30) 사이의 제1방전갭(G301)에서 방전이 일어나고, 제2전압 전극(231)과 접지전극(30) 사이의 제2방전갭(G302)에서 플라즈마 방전이 일어난다. 즉 제1, 제2방전갭(G301, G302)에서 플라즈마 방전이 동시에 일어나게 된다.That is, the discharge occurs in the first discharge gap G301 between the
또한 가스 공급부(50)는 하우징(10)을 관통하여 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)에 연결되는 제1가스 공급구(51)와 제2가스 공급구(52)로 가스를 개별적으로 공급한다. 제1가스 공급구(51)와 제2가스 공급구(52)는 격벽(13) 측에서 제1전압 전극(231)과 제2전압 전극(232) 측으로 냉가스의 유동을 각각 형성하도록 격벽(13) 가까이에 양측에 형성되고, 제1방전갭(G301)과 제2방전갭(G302)에서 형성되는 제1플라즈마 아크(PA11)와 제2플라즈마 아크(PA12)를 제1유입구(301)와 제2유입구(302)로 유입되게 한다.In addition, the
냉가스의 유동은 하우징(10)의 내주면을 따라 작동하므로 하우징(10) 외벽을 열적으로 보호할 수 있고, 열손실을 방지하므로 플라즈마 반응기(81)의 열효율을 높일 수 있다.Since the flow of cold gas operates along the inner circumferential surface of the
제1플라즈마 아크(PA11)와 제2플라즈마 아크(PA12)는 제1유입구(301)와 제2유입구(302)로 유입되고, 가열된 가스(예, 반응물 포함)가 고온 반응구간(323)에 고온을 형성한다. 고온 반응구간(323)에서 고온 처리된 기체(예, 반응물 포함)는 배출구(324)를 통하여 하우징(10)의 외부로 배출된다.The first plasma arc PA11 and the second plasma arc PA12 are introduced into the
제1가스 공급구(51)와 제2가스 공급구(52)로 공급되는 가스는 제1, 제2아크 영역(11, 12)으로 각각 공급되어, 접지전극(30)의 고온 반응구간(323)의 외주를 회전하면서 제1, 제2방전갭(G301, G302) 측으로 각각 공급되어 제1, 제2플라즈마 아크(PA11, PA12)를 발생시킨다.The gas supplied to the first
접지전극(30)은 원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 하우징(10)의 중심에 배치되고, 원통의 양단에 구비되는 제1유입구(301)와 제2유입구(302)는 제1아크 영역(11)과 제2아크 영역(12)에 각각 배치된다. 따라서 제1방전갭(G301)과 제2방전갭(G302)에서 형성되는 제1플라즈마 아크(PA11)와 제2플라즈마 아크(PA12)는 제1유입구(301)와 제2유입구(302)로 유입될 수 있다.The
즉 제1, 제2가스 공급구(51, 52)로 공급되는 가스는 하우징(10)의 중앙에서 양측으로 공급되어 접지전극(30)과 제1, 제2전압 전극(231, 232) 각각의 사이에서 발생되는 제1, 제2플라즈마 아크(PA11, PA12)를 제1, 제2유입구(301, 302)로 유입하여 접지전극(30)의 내부에서 고온 반응구간(323)을 형성하여 가열된 반응물을 중앙에 배치되는 배출구(324)로 배출한다.That is, the gas supplied to the first and second
이와 같이 제8실시예의 플라즈마 반응기(81)는 하나의 전원 공급부(240)를 통하여 바이폴라 전력을 공급받아, 더블 리버스 볼텍스 유동(외측의 냉가스 유동과 내측의 제1, 제2플라즈마 아크(PA11, PA12) 유동)을 형성하고, 고온 반응부(323)를 집중하므로 하우징(10)으로의 열전달을 제한하여 운전 비용과 제조원가를 절감할 수 있다.In this way, the
제1실시예의 플라즈마 반응기(1)에 바이폴라 전력을 적용하여 제8실시예의 플라즈마 반응기(81)을 구성한 것과 같이, 제2실시예 내지 제6실시예의 플라즈마 반응기(2, 3, 4, 5, 6)에 바이폴라 전력을 적용하여 플라즈마 반응기(미도시)를 구성할 수 있다. As the
또한 제1실시예의 플라즈마 반응기(1)를 적용하여 제7, 제8과불화합물 제거 스크러버(7, 8)를 구성한 것과 같이, 제2 내지 제8실시예의 플라즈마 반응기(2, 3, 4, 5, 6, 9, 81)를 적용하여 과불화합물 제거 스크러버를 구성할 수 있다.Also, in the same way that the seventh and eighth perfluorinated
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 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 description of the invention, and the accompanying drawings, and this is also It goes without saying that it falls within the scope of the invention.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 81: 플라즈마 반응기 7, 8: 과불화합물 제거 스크러버
10, 510, 610: 하우징 11, 511: 제1아크 영역
12, 512: 제2아크 영역 13: 격벽
20, 220, 320, 420, 520: 고전압 전극 21, 71, 301, 321, 421: 제1유입구
22, 72, 302, 322, 422: 제2유입구 23, 323: 고온 반응구간
24, 324: 배출구 26: 촉매
30: 접지전극 31, 32: 제1, 제2접지전극
40, 240: 전원 공급부 41, 42: 제1, 제2물공급라인
50: 가스 공급부 51, 52: 제1, 제2가스 공급구
211, 311, 411, 513, 613, 711: 제1집중영역
212, 312, 412, 514, 614, 712: 제2집중영역
231, 232: 제1, 제2전압 전극 251: 제1연결부
252: 제2연결부 351: 제1확장부
352: 제2확장부 451: 제1확장축소부
452: 제2확장축소부 453, 454, 605, 606: 변곡점
501: 제1원뿔대통 502: 제2원뿔대통
503, 603: 원통부 601: 제1축소확장부
602: 제2축소확장부 751, 752: 제1, 제2축소부
G1, G301: 제1방전갭 G2, G302: 제2방전갭
G21, G22, G31, G32, G41, G42, G51, G52, G61, G62, G71, G72: 최소갭
PA1, PA11, PA21, PA31, P41, PA51, PA61, PA71: 제1플라즈마 아크
PA2, PA12, PA22, PA32, P42, PA52, PA62, PA72: 제2플라즈마 아크1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 81:
10, 510, 610:
12, 512: second arc area 13: bulkhead
20, 220, 320, 420, 520:
22, 72, 302, 322, 422:
24, 324: outlet 26: catalyst
30:
40, 240: power supply unit 41, 42: first, second water supply line
50:
211, 311, 411, 513, 613, 711: first concentration area
212, 312, 412, 514, 614, 712: second concentration area
231, 232: first and second voltage electrodes 251: first connection part
252: second connection part 351: first extension part
352: second expansion part 451: first expansion and contraction part
452: second expansion and
501: first conical cylinder 502: second conical cylinder
503, 603: cylindrical portion 601: first reduced and expanded portion
602: second reduced
G1, G301: first discharge gap G2, G302: second discharge gap
G21, G22, G31, G32, G41, G42, G51, G52, G61, G62, G71, G72: Minimum gap
PA1, PA11, PA21, PA31, P41, PA51, PA61, PA71: 1st plasma arc
PA2, PA12, PA22, PA32, P42, PA52, PA62, PA72: Second plasma arc
Claims (28)
상기 격벽을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 걸쳐지며 제1유입구와 제2유입구를 각각 구비하고 내부에 고온 반응구간을 형성하여 가열된 반응물을 배출하는 배출구를 구비하는 고전압 전극;
상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에서 상기 제1유입구와 상기 제2유입구를 향하여 구비되어 제1방전갭과 제2방전갭을 각각 형성하는 제1접지전극과 제2접지전극; 및
상기 고전압 전극과 상기 제1접지전극 및 상기 제2접지전극에 3상의 교류 전력을 공급하는 전원 공급부
을 포함하는 플라즈마 반응기.a housing partitioning the first arc region and the second arc region with a partition wall provided therein;
A high voltage electrode having a first inlet and a second inlet, respectively, passing through the partition wall and extending over the first arc region and the second arc region, and having an outlet for discharging a heated reactant by forming a high-temperature reaction section therein ;
a first ground electrode and a second ground electrode provided toward the first inlet and the second inlet in the first arc region and the second arc region to form a first discharge gap and a second discharge gap, respectively; and
A power supply unit for supplying three-phase AC power to the high voltage electrode, the first ground electrode, and the second ground electrode
Plasma reactor comprising a.
상기 하우징을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 연결되는 제1가스 공급구와 제2가스 공급구로 가스를 개별적으로 공급하는 가스 공급부
를 더 포함하는 플라즈마 반응기.According to claim 1,
A gas supply unit passing through the housing and separately supplying gas to a first gas supply port and a second gas supply port connected to the first arc region and the second arc region
Plasma reactor further comprising a.
상기 제1가스 공급구와 상기 제2가스 공급구는
상기 격벽 측에서 상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극 측으로 냉가스의 유동을 형성하도록 상기 격벽 가까이 양측에 형성되고,
상기 제1방전갭과 상기 제2방전갭에서 형성되는 제1플라즈마 아크와 제2플라즈마 아크를 상기 제1유입구와 상기 제2유입구로 유입되게 하는
플라즈마 반응기.3. The method of claim 2,
The first gas supply port and the second gas supply port are
formed on both sides near the barrier rib so as to form a flow of cold gas from the barrier rib side toward the first and second grounding electrodes;
a first plasma arc and a second plasma arc formed in the first discharge gap and the second discharge gap are introduced into the first inlet and the second inlet
plasma reactor.
상기 하우징은 원통으로 형성되고,
상기 제1가스 공급구 및 상기 제2가스 공급구는
상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역의 내주면에 대하여 접선 방향으로 형성되어 가스를 회전 공급하는
플라즈마 반응기.3. The method of claim 2,
The housing is formed in a cylinder,
The first gas supply port and the second gas supply port are
It is formed in a tangential direction with respect to the inner peripheral surfaces of the first arc region and the second arc region to rotate and supply gas.
plasma reactor.
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1유입구와 상기 제2유입구는
상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 각각 배치되는
플라즈마 반응기.5. The method of claim 4,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinders,
The first inlet and the second inlet are
disposed in the first arc region and the second arc region, respectively.
plasma reactor.
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 돌출되어 최소갭을 형성하는 제1연결부와 제2연결부
를 더 포함하는 플라즈마 반응기.4. The method of claim 3,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinders,
A first connection part and a second connection part protruding toward the first ground electrode and the second ground electrode to form a minimum gap
Plasma reactor further comprising a.
상기 제1연결부와 상기 제2연결부는
상기 제1유입구와 상기 제2유입구에서 후퇴하여 연결되는
플라즈마 반응기.7. The method of claim 6,
The first connection part and the second connection part
Connected by retreating from the first inlet and the second inlet
plasma reactor.
상기 제1아크 영역은
상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 및 상기 제1연결부 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고,
상기 제2아크 영역은
상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 및 상기 제2연결부 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함하는
플라즈마 반응기.8. The method of claim 7,
The first arc region is
and a first concentration region set between the first ground electrode, the first inlet, and the first connection part;
The second arc region is
and a second concentration region established between the second ground electrode, the second inlet, and the second connection part.
plasma reactor.
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 확장되어 최소갭을 상기 하우징의 내면과의 사이에 형성하는 제1확장부와 제2확장부
를 더 포함하는 플라즈마 반응기.4. The method of claim 3,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinders,
A first extension and a second extension extending toward the first ground electrode and the second ground electrode to form a minimum gap between the inner surface of the housing
Plasma reactor further comprising a.
상기 제1아크 영역은
상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 및 상기 제1확장부 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고,
상기 제2아크 영역은
상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 및 상기 제2확장부 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함하는
플라즈마 반응기.10. The method of claim 9,
The first arc region is
and a first concentration region set between the first ground electrode, the first inlet, and the first extension,
The second arc region is
and a second concentration region set between the second ground electrode, the second inlet, and the second extension.
plasma reactor.
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 확장과 축소 변곡되어 변곡점과 최소갭을 상기 하우징의 내면과의 사이에 형성하는 제1확장축소부와 제2확장축소부
를 더 포함하는 플라즈마 반응기.4. The method of claim 3,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinders,
A first expansion/reduction part and a second expansion/reduction part which are expanded and contracted toward the first ground electrode and the second ground electrode to form an inflection point and a minimum gap between the inner surface of the housing.
Plasma reactor further comprising a.
상기 제1아크 영역은
상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 및 상기 제1확장축소부 사이에 설정되고,
상기 제2아크 영역은
상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 및 상기 제2확장축소부 사이에 설정되는
플라즈마 반응기.12. The method of claim 11,
The first arc region is
It is set between the first ground electrode, the first inlet, and the first expansion and contraction part,
The second arc region is
set between the second ground electrode, the second inlet, and the second expansion and contraction part.
plasma reactor.
상기 제1아크 영역은 상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고,
상기 제2아크 영역은 상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함하는
플라즈마 반응기.13. The method of claim 12,
The first arc region includes a first concentration region set between the first ground electrode and the first inlet,
The second arc region includes a second concentration region set between the second ground electrode and the second inlet.
plasma reactor.
상기 고전압 전극은
중간에서 최대 직경으로 형성되고 양단으로 가면서 직경이 감소되어 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 축소되어 상기 제1유입구와 상기 제2유입구에서 최소갭을 형성하는 제1축소부와 제2축소부
를 더 포함하는 플라즈마 반응기.5. The method of claim 4,
The high voltage electrode is
It is formed from the middle to the maximum diameter, and the diameter is reduced as it goes to both ends and is disposed in the center of the housing,
A first reduction part and a second reduction part which are reduced toward the first ground electrode and the second ground electrode to form a minimum gap at the first inlet and the second inlet
Plasma reactor further comprising a.
상기 제1아크 영역은
상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 및 상기 제1축소부 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고,
상기 제2아크 영역은
상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 및 상기 제2축소부 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함하는
플라즈마 반응기.15. The method of claim 14,
The first arc region is
a first concentration region set between the first ground electrode, the first inlet, and the first reduction portion;
The second arc region is
and a second concentration region set between the second ground electrode, the second inlet, and the second reduction portion.
plasma reactor.
상기 하우징은
원통부의 양측에서 제1접지전극에 제1원뿔대통으로 연결되고 제2접지전극에 제2원뿔대통으로 형성되고,
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통부 및 제1원뿔대통 및 제2원뿔대통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1유입구와 상기 제1원뿔대통의 내면 사이 및 상기 제2유입구와 상기 제2원뿔대통의 내면 사이에 최소갭을 형성하는
플라즈마 반응기.According to claim 1,
the housing is
A first truncated cone is connected to the first grounding electrode on both sides of the cylindrical portion and a second truncated cone is formed to the second grounding electrode,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the cylindrical portion and the centers of the first and second truncated cones,
forming a minimum gap between the first inlet and the inner surface of the first truncated cone and between the second inlet and the inner surface of the second truncated cone
plasma reactor.
상기 하우징은 원통부의 제1접지전극 측에 제1축소확장부로 연결되고 제2접지전극 측에 제2축소확장부로 형성되고,
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 상기 원통부 및 제1축소확장부 및 제2축소확장부의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1유입구와 상기 제1축소확장부의 변곡점 사이 및 상기 제2유입구와 상기 제2축소확장부의 변곡점 사이에 최소갭을 형성하는
플라즈마 반응기.According to claim 1,
The housing is connected to the first ground electrode side of the cylindrical portion by a first reduced extension portion and is formed as a second reduced extension portion on the second ground electrode side,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the center of the cylindrical part and the first reduced-expanded part and the second reduced-expanded part,
forming a minimum gap between the inflection point of the first inlet and the first reduced-expanded portion and between the second inlet and the inflection point of the second reduced-expanded portion
plasma reactor.
상기 제1아크 영역은 상기 제1접지전극과 상기 제1유입구 사이에 설정되는 제1집중영역을 포함하고,
상기 제2아크 영역은 상기 제2접지전극과 상기 제2유입구 사이에 설정되는 제2집중영역을 포함하는
플라즈마 반응기.18. The method of claim 17,
The first arc region includes a first concentration region set between the first ground electrode and the first inlet,
The second arc region includes a second concentration region set between the second ground electrode and the second inlet.
plasma reactor.
상기 격벽을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 걸쳐지며 양단에 제1유입구와 제2유입구를 각각 구비하고 중앙에 배출구를 구비하여 상기 하우징 밖으로 인출되는 고전압 전극;
상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 연결되는 제1가스 공급구와 제2가스 공급구를 상기 격벽의 양측에 구비하여 가스를 상기 하우징의 길이 방향 중앙에서 상기 고전압 전극의 외면으로 개별적으로 공급하는 가스 공급부;
상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에서 상기 하우징의 길이 방향 양측에 구비되어 상기 제1유입구와 제1방전갭을 형성하고 상기 제2유입구와 제2방전갭을 형성하는 제1접지전극과 제2접지전극; 및
상기 고전압 전극과 상기 제1접지전극 및 상기 제2접지전극에 3상의 교류 전력을 공급하는 전원 공급부
를 포함하며,
가스는 상기 하우징의 중앙에서 양측으로 공급되어 상기 고전압 전극과 상기 제1접지전극 및 상기 제2접지전극 사이에서 발생되는 플라즈마 아크를 상기 제1유입구와 상기 제2유입구로 유입하여 상기 고전압 전극의 내부에서 고온의 반응구간을 형성하여 가열된 반응물을 중앙에 배치되는 배출구로 배출하는
플라즈마 반응기.a housing partitioning the first arc region and the second arc region with a partition wall provided at the center in the longitudinal direction;
a high voltage electrode that passes through the partition wall and spans the first arc region and the second arc region, each having a first inlet and a second inlet at both ends, and an outlet in the center to be drawn out of the housing;
A first gas supply port and a second gas supply port connected to the first arc region and the second arc region are provided on both sides of the partition to separately supply gas from the longitudinal center of the housing to the outer surface of the high voltage electrode a gas supply unit;
a first ground electrode provided on both sides of the housing in the longitudinal direction in the first arc region and the second arc region to form a first inlet and a first discharge gap, and to form a second inlet and a second discharge gap; a second ground electrode; and
A power supply unit for supplying three-phase AC power to the high voltage electrode, the first ground electrode, and the second ground electrode
includes,
The gas is supplied to both sides from the center of the housing, and the plasma arc generated between the high voltage electrode and the first ground electrode and the second ground electrode flows into the first inlet and the second inlet to the inside of the high voltage electrode. It forms a high-temperature reaction section in the
plasma reactor.
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 돌출되어 플라즈마 아크를 모으는 제1연결부와 제2연결부
를 더 포함하는 플라즈마 반응기.20. The method of claim 19,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinders,
A first connection part and a second connection part protruding toward the first ground electrode and the second ground electrode to collect a plasma arc
Plasma reactor further comprising a.
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 확장되어 플라즈마 아크를 이동시켜 방전을 유지하는 제1확장부와 제2확장부
를 더 포함하는 플라즈마 반응기.20. The method of claim 19,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinders,
A first extension and a second extension extending toward the first and second grounding electrodes to move a plasma arc to maintain a discharge
Plasma reactor further comprising a.
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1접지전극과 상기 제2접지전극을 향하여 확장과 축소 변곡되어 축소된 영역으로 플라즈마 아크를 집중하는 제1확장축소부와 제2확장축소부
를 더 포함하는 플라즈마 반응기.20. The method of claim 19,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinders,
A first expansion/reduction unit and a second expansion/reduction unit for concentrating the plasma arc to a reduced area by inflecting expansion and contraction toward the first ground electrode and the second ground electrode
Plasma reactor further comprising a.
상기 하우징은 원통부의 양측에서 제1접지전극에 제1원뿔대통으로 연결되고 제2접지전극에 제2원뿔대통으로 형성되고,
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통부 및 제1원뿔대통 및 제2원뿔대통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되어,
서로 대응하는 상기 제1유입구와 상기 제1원뿔대통의 내면 영역 및 서로 대응하는 상기 제2유입구와 상기 제2원뿔대통의 내면 영역으로 플라즈마 아크를 집중시키는
플라즈마 반응기.20. The method of claim 19,
The housing is connected to the first grounding electrode by a first truncated cone on both sides of the cylindrical portion and is formed by a second truncated cone to the second grounding electrode,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed in the center of the housing connecting the cylindrical portion and the centers of the first and second truncated cones,
Concentrating the plasma arc to the inner surface of the first inlet and the first truncated cone corresponding to each other, and the second inlet and the inner surface of the second truncated cone corresponding to each other.
plasma reactor.
상기 하우징은 원통부의 제1접지전극 측에 제1축소확장부로 연결되고 제2접지전극 측에 제2축소확장부로 형성되고,
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 상기 원통부 및 제1축소확장부 및 제2축소확장부의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
서로 대응하는 상기 제1유입구와 상기 제1축소확장부의 변곡점 사이 영역 및 상기 제2유입구와 상기 제2축소확장부의 변곡점 사이 영역으로 플라즈마 아크를 집중시키는
플라즈마 반응기.20. The method of claim 19,
The housing is connected to the first ground electrode side of the cylindrical portion by a first reduced extension portion and is formed as a second reduced extension portion on the second ground electrode side,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the center of the cylindrical part and the first reduced-expanded part and the second reduced-expanded part,
Concentrating the plasma arc to a region between the inflection point of the first inlet and the first reduced expansion and a region between the inflection point of the second inlet and the second reduced and expanded portion corresponding to each other
plasma reactor.
상기 격벽을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 걸쳐지며 제1유입구와 제2유입구를 각각 구비하고 내부에 고온의 반응구간을 형성하여 가열된 반응물을 배출하는 배출구를 구비하는 고전압 전극;
상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 연결되는 제1가스 공급구와 제2가스 공급구로 과불화합물 가스를 개별적으로 공급하는 가스 공급부;
상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에서 상기 제1유입구와 상기 제2유입구를 향하여 구비되어 제1방전갭과 제2방전갭을 각각 형성하는 제1접지전극과 제2접지전극; 및
상기 고전압 전극과 상기 제1접지전극 및 상기 제2접지전극에 3상의 교류 전력을 공급하는 전원 공급부
를 포함하며,
상기 고전압 전극은
원통으로 형성되어 원통의 중심을 연결하는 상기 하우징의 중심에 배치되고,
상기 제1유입구를 향하여 물을 공급하는 제1물공급라인 및 상기 제2유입구를 향하여 물을 공급하는 제2물공급라인
을 포함하는 과불화합물 제거용 스크러버.a housing partitioning the first arc region and the second arc region with a partition wall provided therein;
High voltage passing through the partition wall and spanning the first arc region and the second arc region, each having a first inlet and a second inlet, and an outlet for discharging a heated reactant by forming a high-temperature reaction section therein electrode;
a gas supply unit for individually supplying the perfluorinated compound gas to a first gas supply port and a second gas supply port connected to the first arc region and the second arc region;
a first ground electrode and a second ground electrode provided toward the first inlet and the second inlet in the first arc region and the second arc region to form a first discharge gap and a second discharge gap, respectively; and
A power supply unit for supplying three-phase AC power to the high voltage electrode, the first ground electrode, and the second ground electrode
includes,
The high voltage electrode is
It is formed in a cylinder and is disposed at the center of the housing connecting the centers of the cylinders,
A first water supply line for supplying water toward the first inlet and a second water supply line for supplying water toward the second inlet
A scrubber for removing perfluorinated compounds comprising a.
상기 고전압 전극은
상기 고온 반응구간에 촉매를 더 구비하는 과불화합물 제거용 스크러버.26. The method of claim 25,
The high voltage electrode is
A scrubber for removing perfluorinated compounds further comprising a catalyst in the high-temperature reaction section.
상기 격벽을 관통하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 걸쳐지며 제1유입구와 제2유입구를 각각 구비하고 내부에 고온 반응구간을 형성하여 가열된 반응물을 배출하는 배출구를 구비하는 접지전극;
상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에서 상기 제1유입구와 상기 제2유입구를 향하여 구비되어 제1방전갭과 제2방전갭을 각각 형성하는 제1전압 전극과 제2전압 전극; 및
상기 접지전극과 상기 제1전압 전극 및 상기 제2전압 전극에 바이폴라 전력을 공급하는 전원 공급부
를 포함하는 플라즈마 반응기.a housing partitioning the first arc region and the second arc region with a partition wall provided therein;
A ground electrode passing through the partition wall and spanning the first arc region and the second arc region, each having a first inlet and a second inlet, and an outlet for discharging a heated reactant by forming a high-temperature reaction section therein ;
a first voltage electrode and a second voltage electrode provided in the first arc region and the second arc region toward the first inlet and the second inlet to form a first discharge gap and a second discharge gap, respectively; and
A power supply unit for supplying bipolar power to the ground electrode, the first voltage electrode, and the second voltage electrode
Plasma reactor comprising a.
상기 전원 공급부는
대칭되는 양의 전압과 음의 전압을 동시에 생성하여 제1전원선을 통하여 제1전압 전극 및 제2전원선을 통하여 제2전압 전극에 각각 공급하여 공통의 접지전극에 대한 각각의 전위차를 발생하여 상기 제1아크 영역과 상기 제2아크 영역에 방전을 동시에 일어나게 하는 플라즈마 반응기.28. The method of claim 27,
The power supply is
A symmetrical positive voltage and a negative voltage are simultaneously generated and respectively supplied to the first voltage electrode through the first power line and the second voltage electrode through the second power line to generate a potential difference with respect to the common ground electrode. A plasma reactor for simultaneously generating a discharge in the first arc region and the second arc region.
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2020
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| WO2003071839A1 (en) | 2002-02-20 | 2003-08-28 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Plasma processing device and plasma processing method |
| WO2013008344A1 (en) | 2011-07-14 | 2013-01-17 | 株式会社島津製作所 | Plasma processing apparatus |
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