(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハロゲン族元素を含む工程廃ガスを、設定された熱源によって加熱し、分解及び解離させるプラズマ処理部と、分解及び解離させた工程廃ガスを冷却して反応副産物を捕集する冷却部と、前記冷却部を通過した前記工程廃ガスに含まれている前記反応副産物を冷却して追加的に捕集するトラップ部又はフィルター部と、前記反応副産物が除去された工程廃ガスをアミン系物質に接触させて前記工程廃ガスに含まれるハロゲン化水素化合物を含む水溶性ガスを水を使用しないで酸塩基反応によって除去する反応部と、を有する工程廃ガス処理用スクラバであって、
前記プラズマ処理部は、プラズマを発生させるプラズマトーチ、
流入する前記工程廃ガスをプラズマと接触させる注入チャンバ、及び
前記プラズマと前記工程廃ガスが接触し反応して前記工程廃ガスが分解される反応チャンバを含み、
前記注入チャンバまたは前記反応チャンバの内部に前記工程廃ガスの反応性を増加させる触媒ガスとして、ＮＨ３を供給するための触媒ガス注入管を有し、
前記冷却部は、前記プラズマ処理部から流出する前記工程廃ガスが流入する冷却ハウジングと、
流入した前記工程廃ガスを１次冷却して工程廃ガスの反応副産物を捕集する第１冷却板と、
前記第１冷却板を通過した前記工程廃ガスを２次冷却して前記工程廃ガスの反応副産物を捕集する第２冷却板とを含み、
前記第１、２冷却板はそれぞれ複数個が、設定された間隔を有して積層して設けられ、前記工程廃ガスが、前記第１冷却板をすべて経た後に、前記第２冷却板を経るように設けられ、
前記反応部は、内部が中空であり、前記工程廃ガスが流入する反応流入口及び前記工程廃ガスが外部に流出する反応流出口を有する反応ハウジング、
板状であり、上面から下面に貫通する多数の支持ホールを有し、前記反応ハウジング内部に垂直方向に離隔して形成された支持板、及び
前記支持板の上面に具備される前記アミン系物質層であって、前記多数の支持ホールを通じて供給される前記工程廃ガスが通過させる多孔質のアミン系物質層を含むことを特徴とする工程廃ガス処理用スクラバ。
【請求項２】
前記アミン系物質は、
カルバミド（別名：ウレア）、アミノ酪酸、ジフェニルアミン、３，４−又は３，５−ジアミノ安息香酸、グルタミン酸、ラウリルアミン（別名：ドデシルアミン）、メチルヘキシルアミン、ステアリルアミン（別名：オクタデシルアミン）及び牛脂アミンの中から選ばれる少なくとも一つの物質を含むことを特徴とする請求項１に記載の工程廃ガス処理用スクラバ。
【請求項３】
前記トラップ部の内部に前記工程廃ガスの反応性を増加させる触媒ガスとして、ＮＨ３を供給することを特徴とする請求項１に記載の工程廃ガス処理用スクラバ。
【請求項４】
前記第１冷却板の一端と前記第２冷却板の一端は、互いに直交するように装着されたことを特徴とする請求項１に記載の工程廃ガス処理用スクラバ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工程廃ガス処理用スクラバに係り、より詳しくは、半導体製造工程、液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）または有機エレクトロルミネッセンス照明（Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｓｐｌａｙ：ＯＬＥＤ）のような平板表示装置の製造工程または太陽電池製造工程または発光ダイオード（ＬＥＤ）製造工程などで排出される工程廃ガスを処理する工程廃ガス処理用スクラバに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程、ＬＣＤまたはＯＬＥＤのような平板表示装置の製造工程、太陽電池やＬＥＤ製造工程のように特殊ガスを使用する工程では、人体と環境に有害な廃ガス（以下、「工程廃ガス」と称する）が発生する。
工程廃ガスによる環境汚染を防止するために、工程廃ガスは外部に放出される前に浄化処理されなければならない。
そのために、工程廃ガスは工程廃ガス処理用スクラバによって浄化された後、外部に排出される。
【０００３】
一般的に、工程廃ガス処理用スクラバは、工程廃ガス内の有害物質を分解するかまたは化学反応を促進するために高温の熱源を提供する反応チャンバと、反応チャンバを通過した廃ガスから固体状のパウダーをフィルタリングするための水処理タワーで構成される。
一方、工程廃ガスは、パーフルオロケミカルズ（ＰＦＣｓ）、クロロフルオロカーボン（ＣＦＣｓ）がプラズマ処理される過程で発生するフッ化水素（ＨＦ）や塩化水素（ＨＣｌ）等のハロゲン化水素化合物を多量に含む。
ハロゲン化水素化合物等の水溶性ガスは主に水中を通過させるか、水を噴射する湿式工程を通じて捕集して処理されるので、大量の廃水が発生し、その廃水を収集して処理しなければならない煩わしさがある。
また、湿式工程を用いる場合、ハロゲン化水素化合物を含む水溶性ガスの除去効率が低いことも問題である（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】ＫＲ１０−２００７−００８０００４  Ａ
【特許文献２】特表２００４−１０５８６４号公報
【特許文献３】特開平０６−０６３３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、アミン系物質を用いて水溶性ガスを処理することができる工程廃ガス処理用スクラバを提供することにある。
また、他の目的とするところは、触媒反応を用いて工程廃ガスに対する高い除去効率を有する工程廃ガス処理用スクラバの提供とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するためになされた本発明の工程廃ガス処理用スクラバは、工程廃ガスの処理流動経路に工程廃ガスとアミン系物質とを接触させて工程廃ガスに含まれるハロゲン化水素化合物を含む水溶性ガスを酸塩基反応によって除去する反応部を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の工程廃ガス処理用スクラバにおいて、工程廃ガスの処理流動経路中の反応部の上流に設置され、工程廃ガスを設定された熱源によって加熱する熱源部と、工程廃ガスを分解及び冷却して反応副産物を捕集する冷却部とを含むことができる。
熱源部は、プラズマを発生させるプラズマトーチ、流入する工程廃ガスをプラズマと接触させる注入チャンバ、及びプラズマと工程廃ガスが接触し反応して工程廃ガスが分解される反応チャンバを含むことができる。
冷却部は、熱源部から流出する工程廃ガスが流入する冷却ハウジングと、流入した工程廃ガスを１次冷却して工程廃ガスの反応副産物を捕集する第１冷却板と、第１冷却板を通過した工程廃ガスを２次冷却して工程廃ガスの反応副産物を捕集する第２冷却板とを含むことができる。
【０００８】
本発明の工程廃ガス処理用スクラバにおいて、第１冷却板の一端と第２冷却板の一端は、互いに直交するように装着されることができる。
それぞれ複数個の第１、２冷却板が、設定された間隔を有して積層して設けられ、工程廃ガスは、第１冷却板をすべて経た後に第２冷却板を経るように設けられることができる。
冷却部と反応部の間に設置され、冷却部から流出する工程廃ガスを冷却して反応副産物を捕集した後、反応部に伝達するトラップ部をさらに含むことができる。
【０００９】
本発明の工程廃ガス処理用スクラバにおいて、反応部は、内部が中空であり、工程廃ガスが流入する反応流入口及び工程廃ガスが外部に流出する反応流出口を有する反応ハウジング、板状であり、上面から下面に貫通する多数の支持ホールを有し、反応ハウジング内部に垂直方向に離隔して形成される支持板、及び支持板の上面に具備されるアミン系物質層であって、多数の支持ホールを通じて供給される工程廃ガスが通過させる多孔質のアミン系物質層を含むことができる。
アミン系物質は、カルバミド（ウレア）、アミノ酪酸、ジフェニルアミン、（Ｎ，Ｎ−ジアミノ安息香酸）、グルタミン酸、ラウリルアミン（Ｎ−ドデシルアミン）、メチルヘキシルアミン、ニコチンプトレスシンステアリルアミン（オクタデシルアミン）及び牛脂アミンの中から選ばれる少なくとも一つの物質を含むことができる。
工程廃ガスはハロゲン族元素を含み、注入チャンバまたは反応チャンバの内部に工程廃ガスの反応性を増加させる触媒ガスとして、ＮＨ３を供給することができる。
【００１０】
本発明の工程廃ガス処理用スクラバにおいて、トラップ部の内部に工程廃ガスの反応性を増加させる触媒ガスとして、ＮＨ３を供給することができる。
冷却部と反応部の間に設置され、冷却部から流出する工程廃ガスのパウダー副産物をフィルタリングするフィルター部をさらに含むことができる。
トラップ部及びフィルター部のいずれか一つと冷却部は二つ以上具備することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、本発明の工程廃ガス処理用スクラバは、アミン系物質と工程廃ガスの酸塩基反応によって水溶性ガスを処理するので、循環する冷却水以外に別途の水を使用する必要がないため、廃水の排出がなく、別途に水処理施設を設ける必要がないという利点を有する。
本発明による工程廃ガス処理用スクラバは、まず工程廃ガスを冷却しながら工程廃ガスの反応副産物を除去した後、アミン系物質と工程廃ガスを接触させて酸塩基反応を進行させることで、水溶性ガスの処理効率を増加させることができる。
本発明の工程廃ガス処理用スクラバは、電気のみを使用して水を使用しないので、装備の腐食を防止して管理が容易で運営費を節減することができる利点を有する。
本発明の工程廃ガス処理用スクラバは、プラズマを用いて廃ガスを完全に解離させて、解離した廃ガスを触媒ガスと化学的に反応させて粉末状の物質に変換させることで、除去すべき廃ガス成分の排出濃度をさらに低下させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による工程廃ガス処理用スクラバの正面図である。
【図２】図１に示した工程廃ガス処理用スクラバの平面図である。
【図３】図１のＡ−Ａに沿った水平断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂに沿った垂直断面図である。
【図５】図１の第１冷却部の部分切開斜視図である。
【図６】図２のＣ−Ｃに沿った垂直断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態による工程廃ガス処理用スクラバを示した図である。
【図８】本発明のまた他の実施形態による工程廃ガス処理用スクラバを示した図である。
【図９】図８の工程廃ガス処理用スクラバを他の方向から見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を添付した図を基にして詳しく説明する。
まず、本発明の工程廃ガス処理用スクラバの構造について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による工程廃ガス処理用スクラバの正面図、図２はその平面図、図３は図１のＡ−Ａに沿った水平断面図、図４は図３のＢ−Ｂに沿った垂直断面図、図５は第１冷却部の部分切開斜視図、図６は図２のＣ−Ｃに沿った垂直断面図である。
図１ないし図６に示したとおり、本実施形態による工程廃ガス処理用スクラバは、プラズマ処理部１００、冷却部２００、トラップ部３００及び反応部４００を含んで構成される。
工程廃ガス処理用スクラバは、塩素（Ｃｌ）、フッ素（Ｆ）等のハロゲン族元素を含む工程廃ガスを処理する。
【００１４】
プラズマ処理部１００は、工程廃ガスを分解及び解離させる。
プラズマ処理部１００で分解された工程廃ガス及び工程で発生した副産物は、冷却部２００で冷却されてして粉末となる。
トラップ部３００は、粉末となった工程廃ガスの分解物及び反応副産物（粉末副産物）を捕集する。
反応部４００は、アミン系物質と工程廃ガスとの酸塩基反応により水溶性ガスを除去する。
そのため、工程廃ガス処理用スクラバは、水を使用しないで工程廃ガスに含まれているハロゲン化水素化合物等の水溶性ガスを捕集して除去する。
ハロゲン化水素化合物（ＨＸ）としては、フッ化水素（Ｘ＝Ｆ）や塩化水素（Ｘ＝Ｃｌ）のような水溶性ガスを例に挙げることができる。
【００１５】
プラズマ処理部１００は、プラズマトーチ１１０と注入チャンバ１３０及び反応チャンバ１５０を含んで構成され、さらに連結管１７０を含んで構成することができる。
プラズマ処理部１００は、プラズマトーチ１１０で発生するプラズマ火炎と工程廃ガスを注入チャンバ１３０で接触させ、工程廃ガスに活性化エネルギーを供給し、反応チャンバ１５０で反応により工程廃ガスを分解及び解離させる。
プラズマトーチ１１０は、プラズマ処理部１００の上端に位置して、プラズマを生成する。
プラズマトーチ１１０は、工程廃ガス処理のためのスクラバに使用される一般的なプラズマトーチで構成することができ、多様な構造に形成することができる。
プラズマトーチ１１０で生成されるプラズマは、中心部温度がおおよそ１０，０００℃まで上昇する。
プラズマトーチ１１０は、塩素（Ｃｌ２）を含む工程廃ガスに活性化エネルギーを提供し、工程廃ガスを高温で分解及び解離させる。
プラズマトーチ１１０は、ガストーチ、電気ヒーター及びその等価物の中から選ばれるいずれか一つに代替することができる。
【００１６】
注入チャンバ１３０は、上部と下部が開放された円筒形状であり、プラズマトーチ１１０の下端に連結される。
注入チャンバ１３０は、円周方向に沿って離隔し内部に貫通する複数個の工程廃ガス注入管１３１を含む。
注入チャンバ１３０は、工程廃ガス注入管１３１から工程廃ガスが内部に注入される。
また、注入チャンバ１３０には、上部のプラズマトーチ１１０からプラズマ火炎が放出される。
したがって、注入チャンバ１３０はプラズマ火炎と工程廃ガスが一次接触する空間として提供される。
注入チャンバ１３０は、プラズマ火炎と接触する工程廃ガスがプラズマ火炎の下部に流入するようにする。
工程廃ガス注入管１３１は、工程装備（図示せず）に連結する工程廃ガス配管（図示せず）に連結され、工程廃ガスを注入チャンバ１３０の内部空間に流入するように案内する。
【００１７】
注入チャンバ１３０には触媒ガスが注入する多数の触媒ガス注入管１３３をさらに連結することもできる。
触媒ガスは、アンモニア（ＮＨ３）を含むことができる。
一般的に触媒は、化学反応を誘導するよう活性エネルギーを増加させる機能を有するが、本実施形態において、触媒ガスはハロゲン化水素化合物（ＨＸ：Ｘ＝Ｆ、Ｃｌ）等の水溶性ガスを含む工程廃ガスに作用し、化学的な活性エネルギーを増加させる。したがって、注入チャンバ１３０内でプラズマ火炎による工程廃ガスの分解及び解離の反応を促進させる。
反応チャンバ１５０は、上部と下部が開放された略円筒の形態であり、注入チャンバ１３０の下流に連結される。
反応チャンバ１５０は、工程廃ガスがプラズマ火炎と接触しながら流入して分解する空間を提供する。
工程廃ガスは、プラズマ火炎の熱エネルギーによって分解及び解離される。
反応チャンバ１５０は、工程廃ガスに活性化エネルギーを供給して、冷却部２００で粉体化する反応副産物の生成効率を増加させる。
一方、反応チャンバ１５０には注入チャンバ１３０と同様に、触媒ガスが注入する多数の第３触媒ガス注入管１５３をさらに連結することもできる。
触媒ガスは、アンモニア（ＮＨ３）を含むことができる。
それによって、反応チャンバ１５０内でプラズマ火炎による工程廃ガスの分解及び解離の程度を増加させることができる。
【００１８】
連結管１７０は、上部と下部が開放された略円筒の形態であり、反応チャンバ１５０の下流に連結される。
連結管１７０は、必要に応じて複数個を適切な距離を置いて接続することができる。
連結管１７０は、反応チャンバ１５０を冷却部２００とを連結して、反応チャンバ１５０で処理された工程廃ガスが冷却部２００に流入する通路として提供される。
連結管１７０は、反応チャンバ１５０が冷却部２００と直結する構成では、省略することができる。
連結管１７０は、外周面に沿って冷却水通路（図示せず）を形成することができ、冷却水によって処理された工程廃ガスを冷却しながら冷却部２００に送出することができる。
この場合、連結管１７０は工程廃ガスの温度を急激に冷却して反応副産物の捕集効率を高める効果を有する。
【００１９】
冷却部２００は、冷却ハウジング２１０と第１冷却板２３０及び第２冷却板２５０を含んで構成される。
冷却部２００は、プラズマ処理部１００で分解及び解離されて冷却ハウジング２１０の内部に流入する工程廃ガスを、第１冷却板２３０で一次冷却して副産物の一部を捕集し、第２冷却板２５０で二次冷却して反応副産物を粉末形態で捕集する。
冷却ハウジング２１０は、ハウジング本体２１１と廃ガス流入口２１３と廃ガス流出口２１５と第１隔壁２１７及び第２隔壁２１９を含んで構成される。
【００２０】
ハウジング本体２１１は、内部が中空の略ボックス形状に形成され、四角ボックス形状に形成することができる。
例えば、ハウジング本体２１１は、一側壁２１１ａと他の側壁２１１ｂと前側壁２１１ｃと後側壁２１１ｄと本体上板２１１ｅ及び本体下板２１１ｆを含んで形成することができる。
ハウジング本体２１１は、第１冷却板２３０と第２冷却板２５０を内部に収容して工程廃ガスが流れる空間を提供する。
廃ガス流入口２１３はハウジング本体２１１の本体上板２１１ｅの一側に形成されて、反応チャンバ１５０または連結管１７０が連結される。廃ガス流入口２１３は、反応チャンバ１５０で処理された工程廃ガスが冷却ハウジング２１０の内部に流入する経路を提供する。
廃ガス流出口２１５は、ハウジング本体２１１の本体上板２１１ｅの他側に形成されて、トラップ部３００が連結される。廃ガス流出口２１５は、反応副産物が除去された工程廃ガスがトラップ部３００に流出する経路を提供する。
【００２１】
第１隔壁２１７は板状であり、ハウジング本体２１１の一側壁２１１ａより狭い幅（ｗ）を有して形成される。
第１隔壁２１７は廃ガス流入口２１３を中心に反対側でハウジング本体２１１の一側壁２１１ａと対向する位置に形成される。すなわち、第１隔壁２１７とハウジング本体２１１の一側壁２１１ａの間に廃ガス流入口２１３が位置する。
また、第１隔壁２１７は一側端がハウジング本体２１１の前側壁２１１ｃに接触して、他の側端がハウジング本体２１１の後側壁２１１ｄから離隔して形成される。
したがって、第１隔壁２１７はハウジング本体２１１の一側の空間を二つに分離する。また、第１隔壁２１７は、ハウジング本体２１１の後側壁２１１ｄとの間に工程廃ガスが流れる第１隔壁ホール２１７ａを形成する。
第１隔壁ホール２１７ａは、廃ガス流入口２１３から流入した工程廃ガスが第１冷却板２３０に流れる通路として提供される。
【００２２】
第２隔壁２１９は板状であり、ハウジング本体２１１の一側壁２１１ａと同一な幅を有して形成される。
第２隔壁２１９は、ハウジング本体２１１の他の側壁２１１ｂと第１隔壁２１７の間に位置して、廃ガス流出口２１５を中心に反対側でハウジング本体２１１の他の側壁２１１ｂと対向する位置に形成される。すなわち、第２隔壁２１９とハウジング本体２１１の他の側壁２１１ｂの間に廃ガス流出口２１５が位置する。
第２隔壁２１９は、一側端がハウジング本体２１１の前側壁２１１ｃに接触し、他の側端がハウジング本体２１１の後側壁２１１ｄに接触するように形成される。
また、第２隔壁２１９は、前側壁２１１ｃに接触する前側端の下部角に形成される第２隔壁ホール２１９ａを含んで形成される。
第２隔壁ホール２１９ａは、第１冷却板２３０を通過した工程廃ガスが第２冷却板２５０に流れる通路として提供される。
【００２３】
ここで、第１隔壁２１７と第２隔壁２１９の配置は、第１隔壁ホール２１７ａと第２隔壁ホール２１９ａが互いに行き違うように配置される限り多様に変形することができる。
また、第２隔壁ホール２１９ａが、第１隔壁ホール２１７ａと同じ原理で第２隔壁２１９と前側壁２１１ｃの間の間隔によって形成されることが排除されるものではない。
第１冷却板２３０は、プラズマ処理部１００で分解されて流れる工程廃ガスを冷却して反応副産物を粉末形態で捕集する。
第１冷却板２３０は内部が中空である六面体板状であり、一側面から他側面に貫通する複数個のガス貫通管２３１を具備して形成される。
【００２４】
第１冷却板２３０は、上板と下板及び側板を結合して形成することができる。
また、第１冷却板２３０は、上部に第１冷却水流入口２３３と第１冷却水流出口２３５を含んで形成される。
第１冷却板２３０は、第１隔壁２１７と第２隔壁２１９の間の幅と高さに対応する面積を有し、第１隔壁２１７及び第２隔壁２１９と直交するように位置する。
また、第１冷却板２３０は、ハウジング本体２１１の前側壁２１１ｃと後側壁２１１ｄの間に複数個が一直線に離隔して配置され、すべて前側壁２１１ｃと平行に配置される。
ガス貫通管２３１は、中心軸が前側壁２１１ｃおよび後側壁２１１ｄを向くように具備され、中心軸が水平になるように具備することができる。
ガス貫通管２３１は、接する他の第１冷却板２３０のガス貫通管２３１と互いに貫通しないように形成される。
すなわち接する二つの第１冷却板２３０に形成されるガス貫通管２３１は、前側壁２１１ｃと後側壁２１１ｄを向く方向に行き違うように配置される。
これによって工程廃ガスの移動経路が増えるので、冷却効率を高めることができる。
さらに、工程廃ガスは第１冷却板２３０の間をジグザグに流れながらガス貫通管２３１を通過するので、第１冷却板２３０と接触面積が増加する。
【００２５】
一方、第１冷却板２３０は、内部を流れる冷却水によって冷却され、ガス貫通管２３１を通過して流れる工程廃ガスを冷却し、粉末状となった副生成物が捕集されるようにする。
冷却水は、第１冷却水流入口２３３に流入して第１冷却板２３０の内部を流れた後、第１冷却水流出口２３５に流出する。
第１冷却水流入口２３３と第１冷却水流出口２３５は、それぞれ第１冷却板２３０の上板、下板または側板のいずれか一つの位置に形成することができる。
第２冷却板２５０は、第１冷却板２３０を経て流入する工程廃ガスが、冷却管２５５を流れる冷却水によって冷却されるメッシュ網２５１を経て冷却され、析出した反応副産物が捕集されるようにする。
第２冷却板２５０は、第２隔壁２１９と冷却ハウジング２１０の他の側壁２１１ｂの間で水平を成すように位置して、複数個が上下方向に離隔して配置される。
【００２６】
また、第２冷却板２５０は、他の側壁２１１ｂと第２隔壁２１９の間の距離より狭い幅とハウジング本体２１１の前側壁２１１ｃと後側壁２１１ｄの間の距離に対応する長さを有するように形成される。ここで、第２冷却板２５０の大きさは、メッシュ網２５１の大きさを意味する。
これによって、第２冷却板２５０は他の側壁２１１ｂまたは第２隔壁２１９との間に間隔を形成するようになる。この間隔は、工程廃ガスが流れる第２冷却ホール２５０ａとして提供される。
したがって、冷却効率の向上のために、第２冷却ホール２５０ａはジグザグ形態に配置されることが好ましい。そのために、複数個の第２冷却板２５０は冷却ハウジング２１０の他の側壁２１１ｂと第２隔壁２１９に相互に接するように形成される。
第２冷却板２５０は、メッシュ網２５１と支持バー２５３と冷却管２５５を含んで形成される。
工程廃ガスは、一部がメッシュ網２５１の間を通過しながら上部に流れて、残りの一部は第２冷却ホール２５０ａを通過しながらジグザグに流れるようになる。
したがって、第２冷却ホール２５０ａは、工程廃ガスがメッシュ網２５１と接触する時間を増加させて、メッシュ網２５１に多くの反応副産物が積もった場合にも工程廃ガスの流れを円滑にする。
【００２７】
ここで、メッシュ網２５１はワイヤーが格子形状に結合されて上下に貫通する複数個のホールが形成される一般的なメッシュ網または平板形状で、上下に貫通する複数個のホールが形成される打孔板で成り立つことができる。
メッシュ網２５１は、上部メッシュ網２５１ａと下部メッシュ網２５１ｂを含み、垂直方向に互いに離隔して形成され得る。
これとは異なり、メッシュ網２５１は上部メッシュ網２５１ａまたは下部メッシュ網２５１ｂだけで形成することができることはもちろんである。
工程廃ガスは、メッシュ網２５１の多数のホールを上下に貫通しながら冷却される。
【００２８】
支持バー２５３はバー形状に形成され、上部メッシュ網２５１ａと下部メッシュ網２５１ｂの両側をそれぞれ支持する。支持バー２５３は、第２隔壁２１９と他の側壁２１１ｂに両端が結合されてメッシュ網２５１を支持する。
冷却管２５５は、内部が中空であるパイプで形成される。冷却管２５５は、多数回折り曲げられた形状（ジグザグ形状）で具備されて、両側端は冷却ハウジング２１０の他の側壁２１１ｂの外部に延長するように形成される。冷却管２５５は、上部メッシュ網２５１ａと下部メッシュ網２５１ｂの間に位置する。
【００２９】
メッシュ網２５１が、上部メッシュ網２５１ａまたは下部メッシュ網２５１ｂだけで形成される場合、メッシュ網２５１の上面または下面に結合して具備される。
冷却管２５５は、外部の冷却水供給管（図示せず）と連結されて、冷却水の供給を受けるように具備される。
これによって、冷却管２５５に接触する上部メッシュ網２５１ａと下部メッシュ網２５１ｂが冷却される。
工程廃ガスは、冷却管２５５とメッシュ網２５１を経ながら冷却されるので、冷却水と直接的な接触なしに効率的な反応副産物の捕集ができる。
【００３０】
トラップ部３００は、トラップハウジング３１０及びトラップ板３３０を含んで形成される。
トラップ部３００は、冷却部２００を通過して上昇する工程廃ガスに含まれている反応副産物を冷却して追加で捕集する。
トラップ部３００は、第２冷却板２５０を通過する工程廃ガスに反応副産物の量が少ない場合には、省略することができる。
【００３１】
トラップハウジング３１０は、内部が中空である筒形状に形成され、円筒形状に形成され得る。
トラップハウジング３１０は、トラップ流入口３１１とトラップ流出口３１３を具備して形成される。
トラップハウジング３１０のトラップ流入口３１１は、トラップハウジング３１０の下部に形成され、ハウジング本体２１１の廃ガス流出口２１５と結合される。
トラップ流入口３１１は、廃ガス流出口２１５から流出する工程廃ガスがトラップハウジング３１０の内部に流入するようにする。
トラップ流出口３１３は、トラップハウジング３１０の上部に形成され、反応部４００と結合される。
トラップハウジング３１０の内部を通過した工程廃ガスは、トラップ流出口３１３を通じて流出して反応部４００に流入する。
【００３２】
トラップ板３３０は、第１トラップ板３３１と第２トラップ板３３３を含んで形成される。
トラップ板３３０は、第１トラップ板３３１と第２トラップ板３３３がトラップハウジング３１０の内部で垂直方向に互いに離隔するように相互に積層して形成される。
第１トラップ板３３１と第２トラップ板３３３は、別途のトラップ支持棒３３５によって支持されて離隔される。
トラップ板３３０は、下部から上部に流れながら接触する工程廃ガスに含まれている反応副産物を捕集する。
第１トラップ板３３１は、トラップハウジング３１０の内部水平断面に対応する形状に形成され、外周面がトラップハウジングの内周面と隣接するか接触するように形成される。
また、第１トラップ板３３１は、中央部分に形成される第１トラップホール３３１ａを含んで形成される。
第１トラップホール３３１ａは、トラップ流入口３１１を通過して流入する工程廃ガスが上部に流れる通路として提供される。
【００３３】
工程廃ガスは、トラップ流入口３１１を通じて流入した後に第１トラップ板３３１の下面と接触した後に、または直接第１トラップホール３３１ａを通過して上昇する。
第２トラップ板３３３は、トラップハウジング３１０の内部水平断面に対応する形状に形成され、第１トラップ板３３１より小さな直径を有するように形成される。
したがって、第２トラップ板３３３は、外周面がトラップハウジング３１０の内周面と離隔し、トラップハウジング３１０の内周面との間に第２トラップホール３３３ａを形成する。
第２トラップホール３３３ａは、第１トラップホール３３１ａを通過して流入する工程廃ガスが上部に流れる通路として提供される。
工程廃ガスは、第１トラップホール３３１ａを通じて上昇し第２トラップ板３３３の下面と接触した後に、第２トラップホール３３３ａを通過して上昇する。
第１トラップ板３３１と第２トラップ板３３３が相互に積層して形成されるので、工程廃ガスは第１トラップホール３３１ａと第２トラップホール３３３ａを順次に通過しながらジグザグに第１トラップ板３３１と第２トラップ板３３３の間を流れる。
【００３４】
一方、本実施形態において、トラップ部３００には上述した注入チャンバ１３０、反応チャンバ１５０のように、触媒ガスが注入されるように多数の第３触媒ガス注入管１５３をさらに連結することもできる。
触媒ガスは、アンモニア（ＮＨ３）を含むことができる。
これによって、トラップ部３００内で未反応工程廃ガスの処理効率を向上させることができる。
【００３５】
反応部４００は、反応ハウジング４１０と支持板４３０及びアミン系物質層４５０を含んで形成される。
反応部４００は、冷却部２００またはトラップ部３００の上部に位置して、冷却部２００またはトラップ部３００を通り過ぎた工程廃ガスが流入する。
反応部４００は、工程廃ガス含まれている水溶性ガスを酸塩基反応によってアミン系物質層４５０に固定して除去する。
【００３６】
反応ハウジング４１０は内部が中空である筒形状に形成され、円筒形状に形成する。
反応ハウジング４１０は、反応流入口４１１と反応流出口４１３を具備する。
反応ハウジング４１０の反応流入口４１１は、反応ハウジング４１０の下部に形成され、トラップハウジング３１０のトラップ流出口３１３と連通して、トラップ流出口３１３から流出する工程廃ガスが反応ハウジング４１０の内部に流入する。
反応流出口４１３は、反応ハウジング４１０の内部を通り過ぎた工程廃ガスを外部に排出する通路として提供される。
反応流出口４１３は、反応ハウジング４１０の一側に具備され、アミン系物質層４５０の最上層の上側ならどこに設置してもよい。
【００３７】
一方、反応ハウジング４１０は、上部を開口して設置することができ、この場合上部開口を密封する反応上部板４１５をさらに含んで構成される。
ここで、反応流出口４１３が反応上部板４１５に形成され得る。
反応上部板４１５は、反応ハウジング４１０の上部開口を開閉するように具備される。
反応上部板４１５は、反応ハウジング４１０内に位置するアミン系物質層４５０の交換が必要な場合、反応ハウジング４１０から一時的に分離して反応ハウジング４１０の上部を開放する。
【００３８】
支持板４３０は板状に形成され、上面から下面に貫通する多数の支持ホール４３１を具備して形成される。
支持板４３０は、外周面に沿って形成される垂直板４３３をさらに具備して形成され得る。
支持板４３０は複数個形成され、垂直方向に互いに離隔して位置する。
支持板４３０は上部にアミン系物質層４５０が配置され、支持ホール４３１を通過して上昇する工程廃ガスがアミン系物質層４５０と接触させる。
垂直板４３３は支持板４３０の外周から下方に延長して形成され、アミン系物質層４５０の外周によって支持される。
【００３９】
アミン系物質層４５０はアミン系物質の粉末または固まりが積層して、内部に多数の氣孔を含んで形成される。
アミン系物質層は、アミン系物質自体で形成されるか、アミン系物質及びそれを一定形態を維持するように支持する他の物質が混合して形成され得る。
【００４０】
アミン系物質は、カルバミド（ウレア）、アミノ酪酸、ジフェニルアミン、３，４−又は３，５−ジアミノ安息香酸、グルタミン酸、ラウリルアミン（Ｎ−ドデシルアミン）、メチルヘキシルアミン、ニコチンプトレスシンステアリルアミン（オクタデシルアミン）及び牛脂アミンの中から選ばれる少なくとも一つの物質を含むことができる。
アミン系物質層４５０は、下部に流入して上部に流れる工程廃ガスに含まれている水溶性ガスを捕集する。
【００４１】
アミン系物質は、工程廃ガス内に含まれているハロゲン化水素化合物のような水溶性ガスと酸塩基反応を起こして、水溶性ガスを捕集する。
例えば、アミン系物質にカルバミドを使用する場合、カルバミドは下記の主反応式または副反応式によってハロゲン化水素化合物と反応してハロゲン化水素化合物を捕集する。
主反応式によると、ハロゲン化水素化合物はカルバミドのアミノ基の水素原子と結合し、ハロゲン族元素による置換は発生しない。
カルバミドは、ハロゲン化水素化合物と反応して結合することによって粉末状態がエマルジョン状態に変化する。また、副反応式によると、カルバミドは熱がある場合にカルボニル基とアミノ基に分解されて、カルボニル基はＣＯ２に転換されてアミノ基はハロゲン化水素化合物と反応してＮＨ４Ｘに変換される。
【００４２】
（主反応式）
【化１】
0005878965.tif 000002
【００４３】
（副反応式）
【化２】
0005878965.tif 000003
【００４４】
次に、本発明の一実施形態による工程廃ガス処理用スクラバの作用について説明する。
半導体工程などで発生する工程廃ガスは、工程廃ガス注入管１３１を通じて注入チャンバ１３０の内部に流入する。
プラズマトーチ１１０は、プラズマ火炎を形成して注入チャンバ１３０に提供する。
工程廃ガスは、注入チャンバ１３０の内部でプラズマ火炎と接触して、反応チャンバ１５０に流入する。
工程廃ガスは、プラズマ火炎と接触しながら反応して分解及び解離される。
【００４５】
工程廃ガスは、連結管１７０を通じて冷却されながら一部が反応副産物に形成され、冷却部２００に流入する。
工程廃ガスは、冷却ハウジング２１０の一側に形成される廃ガス流入口２１３を通じてハウジング本体２１１の一側壁２１１ａと第１隔壁２１７の間に流入する。
工程廃ガスは、また第１隔壁２１７の第１隔壁ホール２１７ａを通じて第１隔壁２１７と第２隔壁２１９の間の空間に流れながら第１冷却板２３０と接触する。
第１冷却板２３０は、流入する工程廃ガスと接触しながら工程廃ガスを冷却して反応副産物を捕集する。
第１冷却板２３０は、第１冷却水流入口２３３から流入して内部を流れる冷却水によって冷却され、持続的に工程廃ガスを冷却して反応副産物を捕集する。
工程廃ガスは、第１冷却板２３０に形成されるガス貫通管２３１を通過して流れる。
【００４６】
工程廃ガスは、第１冷却板２３０をすべて通過した後、第２隔壁２１９に形成される第２隔壁ホール２１９ａを通じて第２隔壁２１９とハウジング本体２１１の他の側壁２１１ｂの間の空間に流入する。
第２冷却板２５０は、工程廃ガスがメッシュ網２５１と冷却管２５５と接触して通過するようにしながら冷却して反応副産物を捕集する。
第２冷却板２５０は、一側と他側に第２冷却ホール２５０ａを形成して、工程廃ガスが第２冷却板２５０の間をジグザグに流れるようにしながらメッシュ網２５１と接触する時間を増加させる。
工程廃ガスは、第２冷却板２５０をすべて通過した後、廃ガス流出口２１５を通じて流出してトラップ流入口３１１を通じてトラップハウジング３１０の内部に流入する。
【００４７】
トラップ部３００は、トラップ流入口３１１を通じて流入する工程廃ガスがトラップ板３３０と接触しながら上部に流れるようにする。
トラップ板３３０は、工程廃ガスが第１トラップ板３３１及び第２トラップ板３３３と接触しながら冷却されるようにして反応副産物を追加に捕集する。
工程廃ガスは、第１トラップ板３３１の第１トラップホール３３１ａと第２トラップ板３３３の第２トラップホール３３３ａを相互に通過しながらジグザグに流れるようになる。
工程廃ガスは、トラップ板３３０をすべて通過した後、トラップハウジング３１０のトラップ流出口３１３を通じて流出し、反応ハウジング４１０の反応流入口４１１を通じて反応ハウジング４１０の内部に流入する。
反応部４００のアミン系物質層４５０は、工程廃ガスと接触しながら前述した主反応式と副反応式によって工程廃ガスに含まれているハロゲン化水素化合物のような水溶性ガスと酸塩基反応を進行して水溶性ガスを捕集して固定する。
工程廃ガスは、アミン系物質層４５０を通過した後、反応ハウジング４１０の反応流出口４１３を通じて外部に流出する。
【００４８】
以上、説明したとおり、本発明の一実施形態による工程廃ガス処理用スクラバは、冷却部２００の第１冷却板２３０と第２冷却板２５０に供給されて循環する冷却水以外に別途の水を使用せず、工程廃ガスとの直接接触がないので廃水排出が全くなく、廃水を処理するための水処理施設を必要としない。
したがって、本発明の工程廃ガス処理用スクラバは、親環境的な方法で廃ガスを処理する。
さらに、本発明の工程廃ガス処理用スクラバは、プラズマのような熱エネルギーを用いて廃ガスを完全に分解、解離させて、分解、解離された廃ガスを冷却して粉末状の反応副産物（パウダー副産物）に変換させることによって、廃ガスの排出濃度をさらに低くすることができる。
また、本発明の一実施形態による工程廃ガス処理用スクラバは、概して電気のみを使用するため管理が容易で、運用費用を減少させることができる。
【００４９】
図７は、本発明の他の実施形態による工程廃ガス処理用スクラバを示した図である。
本実施形態による工程廃ガス処理用スクラバは、他の構成において、図１ないし図６に記載したスクラバと大同小異だが、トラップ部の構成において差異がある。以下では、その差異に対して説明し、残りの構成に対する説明は省略する。
図７に示したとおり、本実施形態において、トラップ部は、フィルター部に代替される。
フィルター部３５０は略円筒形態であり、水平断面形状が円形を成すように形成される。
フィルター部３５０は冷却部２００の下流に設置され、パウダー副産物をフィルタリングする。すなわち、フィルター部３５０はパウダー副産物を除去した残りの流体のみを通過させる。
【００５０】
また、メッシュ網を経る冷却管２５５をフィルター部３５０に連結することで、フィルター部３５０の温度を一定温度に維持させることができる。
具体的に、フィルター部３５０は円筒状本体と、本体の内側に設置されたフィルターを含む。
円筒状本体は二重隔壁形態に形成され、二重隔壁の内側に冷却流体が一定時間滞留可能になっている。
冷却管２５５は、二重隔壁に連結して具備される。
フィルターは、内部に中空部が形成された形態をし、パウダー副産物を除外した残りの流体がフィルターを通過して中空部に案内されるように具備される。
フィルターの中空部は、排出管と連結して具備される。
【００５１】
図８は、本発明のまた他の実施形態による工程廃ガス処理用スクラバを示した図及び図９は図８の工程廃ガス処理用スクラバを他の方向から見た図である。
本実施形態による工程廃ガス処理用スクラバは、他の構成において、図１ないし図６に記載のスクラバと大同小異であるが、反応チャンバ１５０にＹ字連結管１３８を通じて二個の冷却部２００が連結され、それぞれの冷却部２００にフィルター部３５０またはトラップ部３００が連結される点に特徴がある。
すなわち、冷却部２００及びフィルター部３５０（またはトラップ部３００）が一対ずつ装着され、これらは一つの反応部４００に連結される。
したがって、一側の冷却部２００及びフィルター部３５０（またはトラップ部３００）が維持補修される場合には、他の側の冷却部２００及びフィルター部３５０（またはトラップ部３００）が動作できるので、本実施形態による工程廃ガス処理用スクラバの稼動停止状態の発生を防止できる。
【符号の説明】
【００５２】
１００  プラズマ処理部
１１０  プラズマトーチ
１３０  注入チャンバ
１３１  工程廃ガス注入管
１３３  触媒ガス注入管
１３８  Ｙ字連結管
１５０  反応チャンバ
１５３  第３触媒ガス注入管
１７０  連結管
２００  冷却部
２１０  冷却ハウジング
２１１  ハウジング本体
２１１ａ  一側壁
２１１ｂ  他の側壁
２１１ｃ  前側壁
２１１ｄ  後側壁
２１１ｅ  本体上板
２１１ｆ  本体下板
２１３  排ガス流入口
２１５  廃ガス流出口
２１７  第１隔壁
２１７ａ  第１隔壁ホール
２１９  第２隔壁
２１９ａ  第２隔壁ホール
２３０  第１冷却板
２３１  ガス貫通管
２３３  第１冷却水流入口
２３５  第１冷却水流出口
２５０  第２冷却板
２５０ａ  第２冷却ホール
２５１  メッシュ網
２５１ａ  上部メッシュ網
２５１ｂ  下部メッシュ網
２５３  支持バー
２５５  冷却管
３００  トラップ部
３１０  トラップハウジング
３１１  トラップ流入口
３１３  トラップ流出口
３３０  トラップ板
３３１  第１トラップ板
３３１ａ  第１トラップホール
３３３  第２トラップ板
３３３ａ  第２トラップホール
３３５  トラップ支持棒
３５０  フィルター部
４００  反応部
４１０  反応ハウジング
４１１  反応流入口
４１３  反応流出口
４１５  反応上部板
４３０  支持板
４３１  支持ホール
４３３  垂直板
４５０  アミン系物質層
【図１】
0005878965.tif 000004
【図２】
0005878965.tif 000005
【図３】
0005878965.tif 000006
【図４】
0005878965.tif 000007
【図５】
0005878965.tif 000008
【図６】
0005878965.tif 000009
【図７】
0005878965.tif 000010
【図８】
0005878965.tif 000011
【図９】
0005878965.tif 000012