초록 ▼

기존의 백연(white plume) 제거를 위한 데미스터(demister)나 스크러버(scrubber)에서는 제거가 거의 불가능한 미세한 입경의 백연 미스트 제거 기술 개발을 위하여, 본 연구에서는 미스트 입자의 정전 유전체 효과를 이용하여 미세입자를 응집시키고, 이 때의 미세 입자 영역에서의 포집 효과가 탁월한 정전기 효과와 조대 응집 입자의 관성력을 동시에 복합적으로 이용하여 포집, 제거하는 것을 목표로 정전유전체 백연 처리 기술을 개발하였다. 따라서 본 연구에서 개발된 시스템은 1차적으로 미립자와 미스트에 하전을 부가하는 예비

기존의 백연(white plume) 제거를 위한 데미스터(demister)나 스크러버(scrubber)에서는 제거가 거의 불가능한 미세한 입경의 백연 미스트 제거 기술 개발을 위하여, 본 연구에서는 미스트 입자의 정전 유전체 효과를 이용하여 미세입자를 응집시키고, 이 때의 미세 입자 영역에서의 포집 효과가 탁월한 정전기 효과와 조대 응집 입자의 관성력을 동시에 복합적으로 이용하여 포집, 제거하는 것을 목표로 정전유전체 백연 처리 기술을 개발하였다. 따라서 본 연구에서 개발된 시스템은 1차적으로 미립자와 미스트에 하전을 부가하는 예비 방전 장치를 설치하고, 2차적으로 하전된 미스트 및 미세 입자상 물질의 전기 유전체 응집을 이루는 응집부 장치을 설치하였으며, 최종적으로 배출 입자상 물질들을 포집하는 전기집진 장치로 구성하였다.
위의 목표를 달성하기 위하여 본 연구는 총 사업기간을 2차년도로 계획하여 진행하였다. 1차년도에서는 실기 공장에서의 HAPs 샘플링 및 특성 분석을 하고, 미스트의 정전기 유전체 하전, 응집 연구를 통하여 Bench 규모 시스템을 개발하는 것이고, 2차년도에는 $1,800m^3/hr$급의 시스템 Pilot 설계, 제작 및 실용화 scale-up 기술 개발 연구를 통하여, 최종적으로 미세 백연 미스트 배출의 50% 이상을 절감하고 압력손실 저감을 통한 에너지 절약형 처리 시스템을 개발하는 것이다.

Abstract ▼

To develope a white mist removal technique for the ultrafine particles which are difficult to remove in the conventional demister or scrubbers, electrostatic dielectric effect is used to coagulate ultrafine particles with spray droplets. White mists are passed into a pre-charger to be electrically c

To develope a white mist removal technique for the ultrafine particles which are difficult to remove in the conventional demister or scrubbers, electrostatic dielectric effect is used to coagulate ultrafine particles with spray droplets. White mists are passed into a pre-charger to be electrically charged by the collision with the unipolar ions generated by corona discharging and then they are mixed with sprayed water droplets in a water spray chamber. They go into the coagulation plates, at which a high voltage is applied.
Between the coagulation plates, dielectric water droplets are polarized and thus local electrostatic field is formed between the polarized water droplets, thus charged mists are collected on the water droplets due to the electrostatic force between the droplets
To accomplish the aim, this study has been progressed for two years. In the first year, HAPs samples obtained from a semiconductor manufacturing factory were characterized and a bench-scale system was developed with the study of electrostatic dielectric charging and coagulation. In the second year, $1,800m^3/hr$ a pilot system was made for the practical scale-up process.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 요약문...3
• SUMMARY...6
• Contents...9
• 목차...12
• 표목차...15
• 그림목차...16
• 제 1 장 서론...24
• 제 1-1 절 기술개발의 중요성과 필요성...24
• 제 1-2 절 기존 반도체 공정의 배출가스...28
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...33
• 제 2-1 절 국외 기술 현황...33
• 제 2-2 절 국내 현황...33
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...35
• 제 3-1 절 이론적 배경...35
• 1. 정전 유전체 방식 미세 입자 포집 장치의 원리...35
• 2. 전기 집진부(Electrostatic Precipitation Section)의 설계...37
• 제 3-2 절 Bench 시스템 설계를 위한 수치해석...43
• 1. 수치해석의 필요성과 방법...43
• 2. 지배 방정식...45
• 3. 수치해석 결과...57
• 제 3-3 절 Bench 시스템의 설계 및 제작...74
• 제 3-4 절 Bench 시스템의 성능 평가 실험...83
• 1. 성능 평가 시스템의 구축...83
• 2. 전압-전류(V-I) 특성 시험...86
• 3. 미스트 포집 효율의 측정...92
• 제 3-5 절 수정 Bench 시스템의 설계...104
• 1. 수정 Bench 시스템의 주요 설계 인자...104
• 2. 정전 유전체 방식 미세 입자 포집 장치의 원리와 주요 변수...104
• 3. 정전응집부의 인가전압에 따른 영향...106
• 제 3-6 절 수정 Bench 시스템의 성능 평가 실험...110
• 1. 미세 백연제거 Bench 시스템의 성능 평가 장치의 구축...110
• 2. 송풍량 측정 시험 장치...113
• 3. 가스제거 효율의 측정...117
• 4. 미세입자/배출가스 발생 장치의 구축...120
• 5. 전기집진부의 유속과 인가전압에 따른 성능 비교...126
• 6. 유전체 응집부의 인가전압에 따른 성능 비교...131
• 제 3-7 절 Pilot 시스템의 설계를 위한 수치해석...139
• 1. 수치 해석 방법...139
• 2. 수치해석 결과 및 고찰...142
• 제 3-8 절 Pilot 시스템의 설계 및 제작...176
• 1. 시스템 본체의 설계와 제작...176
• 2. 고전압 공급장치의 장착...189
• 제 3-9 절 Pilot 시스템의 성능평가 실험...193
• 1. 유량의 측정...193
• 2. Pilot 시스템의 압력 손실 측정...200
• 3. 시험입자 공급장치...205
• 4. 미스트 포집 효율의 측정과 개선...209
• 5. 입자 상태의 분석...215
• 제 3-10 절 개선된 Pilot 시스템의 성능평가 실험...220
• 1. Pilot 시스템의 개선...220
• 2. 최종 Pilot 시스템의 전압-전류 특성...223
• 3. 최종 Pilot 시스템의 전기집진부의 인가전압에 따른 성능비교...227
• 4. 최종 Pilot 시스템의 정전유전 응집부의 인가전압에 따른 비교...229
• 5. 최종 Pilot 시스템의 풍량에 따른 성능 비교...232
• 6. SMPS시스템을 이용한 정전유전 응집부의 인가전압에 영향...234
• 7. 기존 상용 스크러버와의 성능 비교 및 경제성 분석...237
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...238
• 제 4-1 절 연구개발 계획대비 목표달성도...238
• 제 4-2 절 연구개발 실적 내용...240
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...242
• 제 6 장 결론...247
• 제 7 장 참고문헌...249