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KR20090030262A - 기체 스트림으로부터 불소를 제거하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

기체 스트림으로부터 불소를 제거하기 위한 방법 및 장치 Download PDF

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KR20090030262A
KR20090030262A KR1020087030345A KR20087030345A KR20090030262A KR 20090030262 A KR20090030262 A KR 20090030262A KR 1020087030345 A KR1020087030345 A KR 1020087030345A KR 20087030345 A KR20087030345 A KR 20087030345A KR 20090030262 A KR20090030262 A KR 20090030262A
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KR
South Korea
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gas
gas stream
combustion zone
fluorinated
calcium salt
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Abandoned
Application number
KR1020087030345A
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English (en)
Inventor
앤드류 제임스 실레이
Original Assignee
에드워즈 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에드워즈 리미티드 filed Critical 에드워즈 리미티드
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Abstract

본 발명은, 불소화된 기체를 함유하는 기체 스트림(1)을 연소 영역(2)으로 이송하는 단계; 상기 연소 영역(2)에서 상기 불소화된 기체를 분해시키는 단계; 상기 불소화된 기체의 분해 생성물과 반응할 수 있는 칼슘 염(4)을, 상기 불소화된 기체의 분해 생성물과 반응할 기체 스트림에 혼입하여 불화 칼슘을 형성하는 단계; 및 상기 기체 스트림으로부터 불화 칼슘 염을 제거(10)하는 단계를 포함하는, 기체 스트림(1)으로부터 불소화된 기체를 제거하는 방법에 관한 것이다.

Description

기체 스트림으로부터 불소를 제거하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR THE REMOVAL OF FLUORINE FROM A GAS STREAM}
본 발명은 기체 스트림으로부터의 불소의 제거에 관한 것이며, 반도체 또는 평판(flat panel) 산업에 사용되는 공정 수단(process tool)으로부터 배기된 불소 함유 기체로부터 불소를 제거하는 데 있어서의 특정 용도를 제공한다.
CF4, C2F6, NF3, SF6 및 불소 분자(F2)는 통상적으로 반도체 및 평판 산업에서 에칭제 전구체 기체로서 사용되어 유전층 에칭 및 챔버 세척과 같은 공정을 위한 여기된 불소 화합물의 공급원을 제공한다.
대부분의 경우, 여기된 불소 화합물(예컨대, 불소 원자)은 동일 반응계 또는 챔버의 상류에서 형성되어, 원하지 않는 침적물과 반응하고, 펌핑에 의해 쉽게 제거되는 휘발성 불소화된 화합물을 형성한다. 그러나, 이러한 단계 동안의 기체의 사용은 종종 비효율적이며, 이에 따라 상기 공정 수단으로부터의 유출물 기체 스트림은 불소화된 전구체 기체 또는 많은 다른 기상의 불소화된 반응 부산물을 잔류량 가질 수 있다.
독성 및/또는 과도하게 높은 지구 온난화 가능성으로 인해, 임의의 미사용 불소화된 기체 및 불소화 반응 부산물은 대기로 방출되기 전에 챔버의 배기 기체 혼합물로부터 제거(감소)되어야 한다. 현재는, 내측방향 연소식 버너(inwardly fired burner), 전기 가열식 버너, 개방형 화염(open flame) 버너 또는 플라스마 감소 장치와 같은 장치에서의 연소 기법에 의한 감소가 통상적으로 수행되고 있다. 이러한 장치들에서는, 공정 챔버로부터의 배기 기체가, 불소화된 기체를 불화수소산(HF)으로 전환시키기에 충분한 에너지 및 반응성 화합물(각각 열 및 연료/산화성 기체의 형태임)이 존재하는 반응 대역을 통과한다.
엄격한 방출 목표치를 만족시키기 위해서는, 이어서 상기 기체 스트림으로부터 상기 불화수소산이 제거되어야 하며, 이것은 종종 습식 세정기를 사용하여 달성된다. 이것은 HF를 용해시키기 위해 과량의 물을 필요로 하며, 이어서 HF는 칼슘 염과 반응함으로써 불화 칼슘 침전물(CaF2)로서 상기 물로부터 제거된다. 상기 침전물은 침강 및 "케이킹(caking)"에 의해 상기 물로부터 분리되며, 이는 상기 물을 재사용하거나 하수처리 시스템으로 보낼 수 있게 한다. 또한, 상기 불화수소산은, 연소식 분해 장치로부터의 배기 기체를 칼슘 염의 건식 반응층에 통과시킴으로써 제거될 수도 있지만, 이것은, 상기 반응층의 표면 상에 불화 칼슘 층이 형성되어 상기 반응층이 추가의 반응에 대해 비통과성이 되도록 하기 때문에 종종 비효율적이다.
도 1은 기체 스트림으로부터 불소화된 기체를 제거하기 위한 제 1 개략도를 예시한 것이다.
도 2는 도 1에 예시된 개략도의 하나의 실시양태를 나타낸다.
도 3은 도 1에 예시된 개략도의 추가의 실시양태를 나타낸다.
도 4는 기체 스트림으로부터 불소화된 기체를 제거하기 위한 제 2 개략도를 예시한 것이다.
도 5는 기체 스트림으로부터 불소화된 기체를 제거하기 위한 제 3 개략도를 예시한 것이다.
상기 도면들은 일정한 비율이 아니며, 다른 도면에서 유사 부분들은 동일한 참조 번호로 지칭된다.
본원에 기술된 본 발명의 목적은 상기 문제들을 해결하는 것이다.
본 발명의 제 1 측면은, 불소화된 기체를 함유하는 기체 스트림을 연소 영역으로 이송하는 단계; 상기 연소 영역에서 상기 불소화된 기체를 분해시키는 단계; 상기 불소화된 기체의 분해 생성물과 반응할 수 있는 칼슘 염을, 상기 불소화된 기체의 분해 생성물과 반응할 기체 스트림에 혼입하여 불화 칼슘을 형성하는 단계; 및 상기 기체 스트림으로부터 불화 칼슘 염을 제거하는 단계를 포함하는, 기체 스트림으로부터 불소화된 기체를 제거하는 방법을 제공한다.
본 발명은 기체 스트림으로부터 불소화된 기체, 예컨대 불소 분자(F2) 및 과불소화된 기체(예를 들면, 삼불화 질소(NF3), 사불화 탄소(CF4), 육불화 에탄(C2F6), 사불화 규소(SiF4) 및 육불화 황(SF6))를 제거하는 신규한 방법을 제공한다. 상기 방법은 유리하게도, 상기 연소 영역에서 배출될 때 상기 기체 스트림으로부터 불소화 분해 (감소) 생성물을 제거하기 위한 비싼 다단계 수처리 방법 또는 비효율적인 건식 반응층 반응기에 대한 필요성을 감소시킨다.
상기 연소 영역은 바람직하게는 내측방향 연소식 버너, 전기 가열식 버너, 개방형 화염 버너, DC 플라스마 및 마이크로파 플라스마 반응기와 같은 장치의 연소 영역이지만, 이에 한정되지 않는다. 불소화된 기체의 분해(감소)에 이미 널리 사용되고 있는 이러한 장치들은 유리하게는 불화 칼슘 혼입 장치에 맞게 유리하게 역-피팅(retro fitting)되어, 사용자가 많은 추가적 자본 비용의 필요 없이 에너지를 절약할 수 있게 한다.
상기 칼슘 염은, 불소화된 기체를 함유하는 기체 스트림이 상기 연소 영역에 도입되기 전에, 연소 영역의 내부에 있을 때, 또는 연소 영역에서 배출될 때 혼입될 수 있다. 존재하는 열적 조건이 상기 칼슘 염과 상기 불소화된 기체의 분해 생성물 간의 반응을 향상시키기 때문에, 상기 칼슘 염은 바람직하게는 상기 기체 스트림이 상기 연소 영역의 내부 또는 출구 근처에 있을 때 혼입된다.
상기 칼슘 염은, 공기 취입 분말 기법, 원자화 분무 기법, 단순 분무 기법 및 증발 기법과 같이 당업자에게 공지된 많은 방법을 사용하여, 불소화된 기체를 함유하는 기체 스트림에 혼입될 수 있다.
또한, 기체 스트림에 칼슘 염을 혼합하는 데 공기, 질소, 수소, 산소, 메탄 및 부탄을 비롯한 운반 기체를 사용할 수 있다. 유리하게는, 환원용 또는 산화용 운반 기체를 사용하여 상기 칼슘 염과 상기 불소화 분해 생성물 간의 반응을 향상시킬 수 있다.
상기 칼슘 염 또는 이의 분해 생성물은 상기 연소 영역에서 형성된 불소화 분해 생성물과 반응하여 불화 칼슘을 생성할 수 있어야 하며, 바람직하게는, 추가의 비싼 세정(scrubbing) 기법을 요구하는 상당량의 바람직하지 않은 추가의 기상 부산물, 예컨대 산 또는 NOx를 생성하지 않아야 한다. 적합한 칼슘 염의 예는 예를 들어 CaO(석회), CaCO3, Ca(OH)2(소석회), 및 유기-칼슘 염(예컨대, Ca(CH3CH2CO2)2·H2O)를 포함한다. 이어서, 불화 칼슘은 필터, 집진장치 및 정전기적 침전기 장치 중 하나 또는 이들의 조합에 의해 상기 기체 스트림으로부터 제거될 수 있다. 원자화 또는 단순 분무 기법이 선호되는 장치에서는, 칼슘 아세테이트(Ca(CH3CH2CO2)2·H2O)가 농축된 수용액을 쉽게 형성하기 때문에 이를 사용하는 것이 바람직하며, 이에 따라 칼슘의 양이 최대화되고, 상기 장치에 공급되는 물의 양이 제한되며, 불소화된 기체의 분해 생성물과의 반응에 의해 형성되는 불화 칼슘 염이 실질적으로 건조한 상태로 남아있게 된다.
상기 기체 스트림으로부터 불화 칼슘을 제거하는 것은 상기 연소 장치와 근거리에 있는 장치에 의해 동일 반응계에서 수행되거나, 상기 연소 장치로부터 떨어져서 배치된 세정 장치에 의해 수행될 수 있으며, 이것은 몇몇 연소 장치로부터의 불화 칼슘이 집중된 영역에서 제거되게 하여 초청정(ultra clean) 반도체 가공 분야의 미립자 오염에 대한 위험을 최소화할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 예시함으로써 본 발명의 바람직한 특징을 기술한다.
도 1은 기체 스트림으로부터 불소화된 기체를 제거하기 위한 장치를 개략적으로 예시한 것이다. 상기 장치는, 불소화된 기체를 함유하는 기체 스트림(들)(예를 들어, 진공 펌핑 시스템(미도시)에 의해 반도체 또는 평판 디스플레이 공정 수단으로부터 펌핑됨)을 연소 영역(2)으로 이송하기 위한 경로(1)를 포함한다. 연소 영역(2)은 예를 들어 내측방향 연소식 버너, 전기 가열식 버너, 개방형 화염 버너, DC 플라스마 또는 마이크로파 플라스마 반응기일 수 있으며, 여기서 상기 불소화된 기체가 HF로 전환(감소) 된다. 또한, 연소 영역(2)은 칼슘 염(예컨대, 산화 칼슘, 소석회, 탄산 칼슘 및 아세트산 칼슘 중 하나)을 상기 연소 영역(2) 내의 기체 스트림에 주입하기 위한 주입구(4)를 포함한다. 상기 칼슘 염은 자신의 특정 조성에 따라, 당분야에 주지된 방법(예컨대, 공기 취입 분말 방법, 원자화 분무 방법 및 증발 방법)에 의해 용액, 분말 또는 증기로서 상기 연소 영역(2) 내의 기체 스트림에 혼입될 수 있다. 상기 칼슘 염은 상기 연소 영역 내의 기체 스트림에 직접 혼입되거나, 다르게는 먼저 추가적인 운반 기체 스트림에 혼입되고, 이어서 상기 운반 기체 스트림이 주입구(4)를 통해 상기 연소 영역 내의 기체 스트림에 공급될 수 있다. 상기 칼슘 염 또는 이의 분해 생성물은 상기 분해 영역 내의 HF와 반응하여 불화 칼슘을 형성한다.
경로(6)는 상기 연소 영역(2)에서 배출된 상기 불화 칼슘-풍부 기체 스트림을 불화 칼슘 제거 장치(들)(10)에 이송하고, 여기서 상기 불화 칼슘은 상기 기체 스트림으로부터 제거되며, 불화 칼슘-희박 기체 스트림은 경로(12)를 통해 상기 제거 장치(10)에서 배출된다. 상기 제거 장치(10)는 예를 들어 집진장치, 필터 및 정전기적 침전기 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 연소 영역(2)에서 배출되는 기체 스트림으로부터 열을 제거하고, 상기 불화 칼슘이 부유 상태를 유지함으로써 상기 제거 장치(10) 상류의 장치의 표면 상에 수집되지 않게 하기 위해서, 주입구(8)를 통해 선택적인 유동 기체, 예컨대 공기, 산소 또는 질소를 경로(6)에 공급할 수 있다.
도 2는 도 1에서 예시된 개략적인 장치의 제거부의 바람직한 실시양태를 나타낸다. 상기 장치는, 불소화된 기체를 함유하는 유출물 기체 스트림(들)을 수용하기 위한 하나 이상의 주입구(14)를 포함한다. 상기 불소화된 기체를 함유하는 유출물 기체 스트림(들)은 경로(1)를 따라 노즐(16)로 이송되고, 여기로부터 상기 유출물 스트림이 연소 영역(2)으로 주입된다. 예시된 실시양태에서는, 예를 들어 2개의 공정 챔버에 연결된 2개의 펌핑 시스템으로부터의 2개의 불소화된 기체-함유 유출물 스트림을 수용하기 위한 2개의 주입구들(14)이 도시되어 있다. 다르게는, 챔버로부터의 유출물 기체 스트림이 "분리(split)"되어 각각의 주입구(14)로 이송될 수 있다. 바람직한 실시양태는 4개의 주입구(14)를 포함한다.
세라믹 상부 플레이트(20) 내에 형성된 개별적인 구멍(bore)(18)에 각각의 노즐(16)이 위치하며, 상기 세라믹 상부 플레이트는 상기 연소 영역(2)의 상부 표면(미도시)을 한정한다. 상기 연소 영역(2)은, 유럽특허공개 제 0 694 735 호에 기술된 바와 같은 유공성(foraminous) 버너 요소(22)의 배출구 표면의 경계들 이내이다. 상기 버너와 원통형 외벽(3) 사이에 플레넘 부피(plenum volume)(24)가 형성된다. 연료 기체(예컨대, 천연 기체 또는 탄화수소)와 공기의 혼합물은 하나 이상의 주입구 노즐(미도시)을 통해 상기 플레넘 부피(24)로 도입됨으로써, 사용되는 동안에, 상기 연료 기체와 공기의 혼합물이 상기 버너 요소(22)의 배출구 표면에서 가시적인 화염 없이 연소될 수 있다.
상기 유출물 기체 스트림 중에 함유된 특정 불소화된 기체의 감소를 달성하기 위한 연소 조건을 최적화하기 위해, 상기 유출물 기체가 상기 연소 영역(2)에 도입되기 전에, 추가적인 연료 기체 및/또는 산소를 공급하여 상기 유출물 스트림을 보강하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 장치는, 유럽특허 제 0 802 379 A2 호에 기술된 바와 유사하게, 산소를 상기 연소 영역(2) 상류의 유출물 스트림에 도입하기 위한 수단, 예를 들면 노즐(16)의 내부에 실질적으로 중심이 같게 배치된 랜스(lance)(28)를 포함한다. 추가적인 연료 기체는 임의의 적합한 수단(미도시)에 의해 상기 연소 영역 상류의 임의의 편리한 지점에서 상기 유출물 기체 스트림에 첨가될 수 있다. 그러나, 가연성 때문에, 상기 산소 및 연료 기체는 이들이 상기 연소 영역에 주입되기 전의 임의의 상당한 시간 동안은 상기 유출물 스트림 중에 존재하지 않아야 하고, 따라서 상기 노즐(16)로의 상기 랜스(28)의 개구부는, 상기 연소 영역으로 상기 유출물을 주입하는 지점 전에서의 파이프 직경을 0.7 내지 3으로 한정한다. 연료 기체 및/또는 산화제의 상대적인 비율은 상기 유출물 스트림 중에 존재하는 불소화된 화합물의 유형에 따라 다를 수 있다.
상기 영역(2)으로 주입될 경우, 상기 유출물-풍부 기체 혼합물은 점화되어 상기 노즐(16)로부터 상기 챔버(2)까지 연장되는 화염을 형성함으로써, 하기 반응식 1과 같이 불소화된 기체를 감소시킨다.
불소화된 기체 + 연료 + 산소 → HF + CO/CO2 및 H2O
또한, 상기 장치는 세라믹 상부 플레이트(20) 내에 배치된 하나 이상의 불화 칼슘 혼입 장치(30), 비록 다른 혼입 장치도 적합하지만 바람직하게는 원자화 분무 장치를 포함한다. 불화 칼슘은 임의의 전술된 수단에 의해서 주입구(4)를 통해 상기 연소 영역 내의 기체 스트림에 혼입된다. 상기 혼입 장치(들)(30) 및 이에 대응하는 주입구(4)는, 상기 노즐(16)로부터 상기 연소 영역(2)으로 연장되는 화염을 방해하지 않으면서, 상기 연소 영역(2) 내에서 혼입된 불화 칼슘과 유출물 기체 스트림의 충분한 혼합이 일어나도록 배치된다. 상기 영역(2) 내의 상기 기체 스트림에 혼입되는 경우, 상기 칼슘 염 또는 이의 분해 생성물은, 하기 반응식 2와 같이, 불소화된 기체 감소 공정으로부터의 불화수소산과 반응하여 불화 칼슘을 형성한다.
HF + 칼슘 염 → CaF2
이어서, 상기 기체 스트림 및 불화 칼슘은 배출구(32)를 통해 상기 감소 장치에서 배출되어, 상기 기체 스트림으로부터 상기 불화 칼슘을 제거하기 위한 전술된 장치(들)(10) 중 하나로 이송된다.
도 3은 도 1에 예시된 개략적인 장치의 감소부의 추가의 바람직한 실시양태를 나타낸다. 상기 장치는 유럽특허공개 제 0 819 887 호에 기술된 구조 및 용도와 유사한, 연소 영역(2)에 연결된 연소 노즐(34)을 하나 이상 포함한다. 각각의 연소 노즐(34)은 불소화된 기체를 함유하는 유출물 기체를 수용하기 위한 주입구(36), 및 배기 기체를 연소 영역(2)으로 도입시키는 배출구(38)를 갖는다. 비록 도 3은, 불소화된 기체를 함유하는 유출물 기체를 수용하기 위한 단일 연소 노즐(34)을 예시하고 있지만, 상기 장치는 단일 또는 다수의 공정 수단으로부터의 유출물을 수용하기 위한 노즐(34)을 임의의 적합한 개수, 예를 들어 4, 6 또는 그 이상으로 포함할 수 있다. 바람직한 실시양태에서는, 상기 장치가 4개의 노즐(34)을 포함한다.
도 3에 예시된 바와 같이, 상기 연소 영역(2) 내에 연소 화염을 형성하기 위한 연소 기체를 제공하는 연료와 산화제의 제 1 기체 혼합물(예컨대, 메탄 및 공기)을 수용하기 위한 주입구(42) 및 다수의 배출구(46)를 갖는 제 1 환상(annular) 플레넘 챔버(40) 내에 각각의 노즐(34)이 장착되고, 상기 연소 기체는 상기 배출구(46)를 통해 상기 제 1 환상 플레넘 챔버(40)에서 상기 연소 챔버(2)로 배출된다. 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 연소 노즐(34)은, 상기 노즐(34)이 실질적으로 동축으로 각각의 배출구(46)를 통과하고 상기 제 1 연소 기체 혼합물이 상기 연소 노즐(34) 근처의 상기 연소 챔버(2)로 이송되도록 상기 제 1 플레넘 챔버(40)내에 장착된다.
또한, 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 제 1 플레넘 챔버(40)는, 상기 연소 챔버(2) 내에서 파일롯 화염을 형성하기 위한 연료 및 산화제의 제 2 파일롯 기체 혼합물(예컨대, 메탄과 공기의 다른 혼합물)을 수용하기 위한 주입구(50)를 갖는 제 2 환상 플레넘 챔버(48) 위에 배치된다. 도 3에 예시된 바와 같이, 상기 제 2 플레넘 챔버(48)는, 상기 제 1 플레넘 챔버(40)로부터의 제 1 개구부(46)를 둘러싸는 제 2 개구부(52)를 포함한다. 상기 제 2 개구부(52)는 상기 파일롯 기체 혼합물을 상기 연소 챔버(2)에 도입하여, 상기 연소 챔버(2) 내에 연소 화염을 형성하기 위해 개구부(46)을 통해 상기 연소 영역(2)으로 도입되는 연소 기체를 점화시키기 위한 파일롯 화염을 형성한다.
개구부(46)에서 배출되는 상기 제 1 연소 기체 혼합물은, 개구부(52)에서 배출된 상기 제 2 파일롯 기체 혼합물로부터 형성된 상기 파일롯 화염에 의해 점화되어, 상기 노즐(34)에서 배출되는 상기 유출물 기체 스트림의 경로를 중심이 같게 둘러싸는 상기 연소 영역(2)까지 연장되는 연소 화염을 형성한다. 상기 노즐(34)을 통해 이송된 상기 유출물 기체 스트림은, 불소화된 기체가 상기 반응식 1에 따 라 감소하도록, 배출구(38)를 통해 상기 연소 영역(2)의 상기 연소 화염의 중심 내로 도입된다.
상기 연소 챔버(2)는 실질적으로 원통형인 도관(54)의 경계들 이내이다. 상기 도관(54)은, 기체가 상기 도관(54)과 외벽(60) 사이에 형성된 플레넘 챔버(58)를 통과할 수 있도록 하는 다수의 개구부(56)를 갖는다. 비록 다른 혼입 장치도 적합할 수 있지만, 적합한 불화 칼슘 혼입 장치, 바람직하게는 공기 취입 분말 장치 또는 원자화 분무 장치(미도시)가 칼슘 염을 기체 스트림(예컨대 공기이며, 주입구(4)를 통해 상기 플레넘 챔버(58)로 공급됨)에 혼입하기 위해 사용된다. 개구부(56)을 통해 연소 영역(2)에 칼슘 염 풍부 기체가 도입된다. 이어서, 상기 칼슘 염 또는 이의 분해 생성물은 전술한 반응식 2에 따라 HF와 반응하여 불화 칼슘을 형성한다. 이어서, 상기 유출물 스트림 및 불화 칼슘은 배출구(62)를 통해 상기 연소 영역(2)에서 배출되고, 상기 감소 장치로부터, 상기 기체 스트림으로부터 불화 칼슘을 제거하기 위한 전술된 장치(들)(10)로 이송된다.
도 4는 기체 스트림으로부터 불소화된 기체를 제거하기 위한 제 2 장치를 개략적으로 예시한다. 상기 장치는 도 1에 예시된 것과 실질적으로 유사하지만, 칼슘 염을 상기 기체 스트림에 혼입하기 위한 주입구(4)가 경로(1)에 배치되어, 상기 불소화된 기체를 함유하는 기체 스트림이 상기 연소 챔버(2)로 이송되기 전에 상기 칼슘 염이 상기 기체 스트림에 혼입된다.
도 4에 개략적으로 도시된 장치를 사용할 경우, 불소화된 기체를 함유하는 유출물 기체 스트림이 경로(1)를 따라 이송되고, 여기서 칼슘 염이 임의의 전술한 수단을 사용하여 주입구(4)를 통해 상기 기체 스트림으로 혼입된다. 불소화된 기체 및 불화 칼슘을 함유하는 기체 스트림은 연소 영역(2)으로 이송되고, 여기서 상기 불소화된 기체는 HF를 형성함으로써 감소하고, 상기 HF는 상기 칼슘 염 또는 이의 분해 생성물과 반응하여 불화 칼슘을 형성한다. 이어서, 불화 칼슘을 함유하는 기체 스트림은 상기 연소 영역(2)로부터 경로(6)를 따라 전술한 불화 칼슘 제거 장치(들)(10)로 이송되고, 여기서 상기 불화 칼슘이 상기 기체 스트림으로부터 제거되고, 상기 기체 스트림은 경로(12)를 통해 상기 불화 칼슘 제거 장치에서 배출된다.
임의로, 상기 기체 스트림이 불화 칼슘 제거 장치(10)에 도달할 때까지 불화 칼슘이 부유 상태를 유지하도록, 경로(6)를 따라 이송된 상기 기체 스트림에 주입구(8)를 통해 운반 기체(예컨대, 공기, 산소 및 질소)가 첨가될 수 있다.
도 5는 기체 스트림으로부터 불소화된 기체를 제거하기 위한 제 3 장치를 개략적으로 예시한다. 상기 장치는 도 1 및 4에 예시된 것과 실질적으로 유사하지만, 칼슘 염을 상기 기체 스트림으로 혼입시키기 위한 주입구(4)가 경로(6)에 배치되어, 연소 챔버(2)에서 배출되는 기체 스트림에 상기 칼슘 염이 혼입된다.
도 5에 개략적으로 도시된 장치를 사용하는 경우는, 불소화된 기체를 함유하는 기체 스트림이 경로(1)를 따라 연소 영역(2)으로 이송되고, 여기서 상기 불소화된 기체가 감소한다. 불소화된 기체의 분해 생성물을 함유하는 기체 스트림은 경로(6)를 통해 연소 영역(2) 밖으로 이송되고, 여기서 칼슘 염은 주입구(4)를 통해 상기 기체 스트림에 혼입되어, 상기 칼슘 염 또는 이의 분해 생성물이 상기 불소화 된 기체의 분해 생성물과 반응하여 불화 칼슘을 형성한다. 이어서, 상기 불화 칼슘을 함유하는 기체 스트림은 다시 경로(6)를 따라 불화 칼슘 제거 장치(들)(10)에 이송되고, 여기서 상기 불화 칼슘이 상기 기체 스트림으로부터 제거되고, 상기 기체 스트림은 경로(12)를 통해 상기 불화 칼슘 제거 장치에서 배출된다.
임의로, 경로(6)를 따라 주입구(4)의 하류에서 주입구(8)를 통해 상기 기체 스트림에 운반 기체(예컨대, 공기, 산소 및 질소)가 첨가되어, 상기 기체 스트림이 불화 칼슘 제거 장치(10)에 도달할 때까지 상기 불화 칼슘이 부유 상태를 유지하게 한다. 또한, 상기 운반 기체는 주입구(4)를 통해 상기 불화 칼슘과 함께 첨가될 수도 있다.

Claims (15)

  1. 불소화된 기체를 함유하는 기체 스트림을 연소 영역으로 이송하는 단계;
    상기 연소 영역에서 상기 불소화된 기체를 분해시키는 단계;
    상기 불소화된 기체의 분해 생성물과 반응할 수 있는 칼슘 염을, 상기 불소화된 기체의 분해 생성물과 반응할 기체 스트림에 혼입하여 불화 칼슘을 형성하는 단계; 및
    상기 기체 스트림으로부터 불화 칼슘 염을 제거하는 단계
    를 포함하는, 기체 스트림으로부터 불소화된 기체를 제거하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 불소화된 기체가 불소 분자(F2) 및 과불소화된 기체 중 하나이거나 이들의 혼합물인, 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 과불소화된 기체가 삼불화 질소(NF3), 사불화 탄소(CF4), 육불화 에탄(C2F6), 사불화 규소(SiF4), 육불화 황(SF6) 중 하나이거나 이들의 혼합물인, 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 칼슘 염이 CaO, CaCO3, Ca(OH)2, 석회, 소석회 및 Ca(CH3CH2CO2)2·H2O 중 하나이거나 이들의 혼합물인, 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼슘 염이 상기 연소 영역 하류의 기체 스트림에 혼입되는, 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼슘 염이 상기 연소 영역 내의 기체 스트림에 혼입되는, 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼슘 염이 상기 연소 영역 상류의 기체 스트림에 혼입되는, 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼슘 염이 공기 취입(air blown) 분말 기법에 의해 혼입되는, 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼슘 염이 단순 분무 기법에 의해 상기 기체 스트림에 혼입되는, 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼슘 염이 원자화 분무 기법에 의해 상기 기체 스트림에 혼입되는, 방법.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연소 영역이 내측방향 연소식 버너(inwardly fired burner)의 영역인, 방법.
  12. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연소 영역이 전기 가열식 버너의 영역인, 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연소 영역이 개방형 화염(open flame) 버너의 영역인, 방법.
  14. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 연소 영역이 플라스마 반응기의 영역인, 방법.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 불화 칼슘 염이 필터, 집진장치(cyclone) 및 정전기적 침전기(electrostatic precipitator) 중 하나에 의해 상기 기체 스트림으로부터 제거되 는, 방법.
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