초록 ▼

․ 본 연구과제는 황사발생에 따른 산업체 피해에 대비한 황사모니터링 및 입자/가스상 오염물질을 동시에 제거할 수 있는 필터링 시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다.
․ 최종목표는 3,500CMH 풍량을 갖는 필터링 시스템으로써, 0.1㎛이상의 입자상 오염물질 제거효율 80%이상, 가스상 오염물질 NH3, SOX의 제거효율 85% 이상인 장치이다.
․본 연구를 통해 친수성 소재를 갖는 엘리미네이터를 개발하였고, 100㎛ 크기의 분무액적을 갖는 노즐을 개발하여 필터링 시스템에 적용하였다.
․ 입자상 오염물질 측정을

․ 본 연구과제는 황사발생에 따른 산업체 피해에 대비한 황사모니터링 및 입자/가스상 오염물질을 동시에 제거할 수 있는 필터링 시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다.
․ 최종목표는 3,500CMH 풍량을 갖는 필터링 시스템으로써, 0.1㎛이상의 입자상 오염물질 제거효율 80%이상, 가스상 오염물질 NH3, SOX의 제거효율 85% 이상인 장치이다.
․본 연구를 통해 친수성 소재를 갖는 엘리미네이터를 개발하였고, 100㎛ 크기의 분무액적을 갖는 노즐을 개발하여 필터링 시스템에 적용하였다.
․ 입자상 오염물질 측정을 위해 1:30,000 비율의 희석기를 설계하였고, 가스상 오염물질평가를 위해 임핀저+IC법을 정립하였다.
․ 입자/가스상 오염물질을 동시에 제거하기 위해 2단 저전압형 전기집진기의 원리를 이용하여 대전부는 기존의 대전부를 사용하고, 집진부은 엘리미네이터에 전압을 인가하는 방식을 이용하였다(특허출원).
․ 3,500CMH급 최종 시작품을 제작하였으며, 성능평가 결과 0.1㎛이상의 입자상 오염물질의 제거효율은 80%이상, 가스상 오염물질의 제거효율은 약 85%를 달성하였다.
․ 황사측정을 위해 (주)신성이엔지 사옥내 및 한국지질자원연구원에 모니터링 장치를 설치하여 연간 대기중의 입자상 오염물질의 개수를 측정하였다.

Abstract ▼

Recently, increase in period and amount of yellow dust have increased the deficiency rate of semi-conductors and FPD industry products. Shutting down the air circulation system and periodically exchanging air filters due to yellow dust affect the increase of cost. Particle state contaminant eliminat

Recently, increase in period and amount of yellow dust have increased the deficiency rate of semi-conductors and FPD industry products. Shutting down the air circulation system and periodically exchanging air filters due to yellow dust affect the increase of cost. Particle state contaminant eliminating devices such as air showers and chemical filters are overrun 2～3times more than usual, also causing the increase of power cost. Main purpose of eliminators, for clean-room, are removing gas contaminants such as NH3, SOX, and NOX. These gas elements have hydrophilic characteristics. Therefore highly hydrophilic and durable resin structure was used, and the mold was developed for the structure. The shape was designed considering decrease of spatters due to water spray and pressure characteristics. From newly developed eliminator, the removal rate of NH3 was achieved 85%. Smaller diameter of eliminator' s nozzle effects the angle of dispersion, increasing the contact area of air. But smaller nozzle diameter requires higher pressure pump,disadvantaging power efficiency. To develop an adequate nozzle diameter with sufficient dispersion angle using minimum power, performance evaluation was accomplished. As a result, 100㎛ diameter nozzle was developed Electrical charge was applied directly to sprayed water to ionize particle state contaminants. But, safety issue was risen due to the high voltage. As a alternative, This device consist of a particle charging stage and eliminator used collection stage. Performance evaluation of new system showed 40% removal efficiency of particle contaminants. Using the same method, with different gap in particle charging stage and charged eliminator, performance evaluation was made. As a result, at 0.1㎛, 85% removal efficiency was achieved, but vast amount of ozone was produced. On the 3rd year, the operating point will be focused on minimizing ozone generation and achieving 80% eliminating rate as the final goal of this project. 0.1㎛ size particle contaminants exist in quantity of 1～10 million. So, in a normal condition, inflow of particle state contaminants caused malfunction on the 0.1um particle sensing device. As a solution, the ventury type diluter was developed. Diluter has a diluting rate of 1:200, 1:500, and 1:800. This rate could be shifted by exchanging nozzle diameters, considering outside air density. To develop a sensing device, the concept was set, was designed, and evaluated. To measure gas state contaminants in various places, a battery type sampler was made. Control software was developed for optimum sensing mechanism

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 10
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 15
• List of Figures ... 19
• List of Table ... 24
• 제 1 장 서 론 ... 25
• 1절. 황사발생의 원인 ... 25
• 2절. 우리나라의 황사발생 현황 ... 26
• 3절. 황사의 피해 ... 27
• 4절. 피해 상황에 따른 대응방안 ... 28
• 5절. 연구개발의 필요성 ... 29
• 제 2 장 국내 • 외 기술개발 현황 ... 31
• 1. 입자상 오염물질 제거방식 ... 31
• 가. 기계식 필터 시스템 ... 31
• 나. 사이클론 방식 ... 32
• 다. 광전자식 하전 • 포집장치 ... 33
• 라. 전기분무(Electro spraying) 방식 정전집진 ... 33
• 2. 가스상 오염물질 제거방식 ... 34
• 제 3 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 35
• 1절. 가스제거용 엘리미네이터 소재 최적화 ... 35
• 1. 접착형 엘리미네이터 개발 ... 35
• 가. 평가 방법 ... 35
• 나. 평가 결과 ... 36
• 2. 고강도 친수성 엘리미네이터 개발 ... 38
• 가. 평가 방법 ... 38
• 나. 평가 결과 ... 39
• 3. 엘리미네이터 최종 시제품 ... 41
• 2절. Water Spray Nozzle 설계 ... 43
• 1. 노즐설계 ... 43
• 2. 노즐의 제작 및 평가 ... 46
• 3절. 전기 분무 장치 설계 ... 50
• 1. 입자 제거 원리 ... 50
• 가. 전기집진장치의 원리 ... 50
• 나. 전기집진장치의 구조 및 종류 ... 53
• 2. 대전부 ... 56
• 가. 1차 대전부 ... 56
• 나. 2차 대전부 ... 56
• 3. 집진부 ... 56
• 4. 공진형 고압 직류 전원 장치 ... 59
• 가. 전원 장치 구성 ... 59
• 나. 제어회로 설계 및 구성 ... 59
• 다. 고압부의 설계 및 구성 ... 60
• 라. 공진형 고압전원장치의 실험 ... 60
• 4절. 0.1㎛ 입자 감지 장치 설계 기술개발 ... 63
• 1. 희석장치 설계 및 구성 ... 63
• 2. 표준분진 발생장치 설계 및 구성 ... 66
• 3. 0.1 ㎛ 입자 감지 장치 설계 및 평가 ... 68
• 가. 광산란 이론 ... 68
• 나. 장치 구성 요소 ... 69
• 4. 3차년도 0.1㎛ 입자 감지 장치 설계 및 평가 ... 79
• 가. 센서 설계 및 제작 ... 79
• 나. 센서 성능 실험 결과 및 분석 ... 83
• 5절. 가스상 및 입자상 오염물질 평가 기술 ... 88
• 1. 가스상 오염물질 제거의 필요성 ... 88
• 2. 가스상 오염물질 제거의 메커니즘 ... 90
• 3. 공기 중 수용성 가스 분석 ... 90
• 4. 에어샘플러 제작 ... 92
• 6절. 필터링 시스템 시작품 설계/제작 및 성능평가 ... 94
• 1. 실험장치 구성 ... 94
• 가. 부품의 선정 ... 94
• 나. 필터링 시스템 시작품 설계 ... 104
• 2. 성능평가 방법 ... 112
• 가. 사용계측기 ... 112
• 나. 성능평가 방법 ... 115
• 3. 성능평가 결과 ... 117
• 가. 입자상 오염물질 평가 결과 ... 117
• 나. 가스상 오염물질 평가 결과 ... 132
• 7절. 황사 모니터링 시스템 ... 138
• 1. 황사 모니터링 시스템 구성 ... 138
• 2. 모니터링 프로그램 ... 140
• 가. 통신 시스템 ... 140
• 나. 모니터링 프로그램 ... 141
• 3. 황사 모니터링 결과 ... 143
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 145
• 1절. 연차별 목표 달성도 ... 145
• 1. 1차년도 ... 145
• 가. 산업체 황사피해 사례분석 및 자료화 ... 145
• 나. 클린룸 제어대상 가스 제거용 엘리미네이터 소재 최적화 ... 145
• 다. Water spray nozzle 설계 ... 145
• 라.전기분무 장치 설계 ... 145
• 마.0.1㎛용 입자 감지장치 설계기술 개발 ... 145
• 바. 성능평가용 풍동장치 구성 및 평가 ... 146
• 사. 가스상/입자상 오염물질 평가기술 정립 ... 146
• 아. 황사 모니터링 시스템 ... 146
• 2. 2차년도 ... 146
• 가. 입자상 오염물질 측정장치 설계 및 구성 ... 146
• 나. 0.1㎛이상 입자상 오염물질 측정용 입자 감지장치 및 모니터링 장치설계 ... 146
• 다. 전기분무 장치 최적화 설계 ... 146
• 라. 필터링 시스템 시작품 설계(Prototype) ... 147
• 3. 3차년도 ... 147
• 가. 대기중 입자상 오염물질 측정 시스템 구성 ... 147
• 나. 전기 대전 장치의 시스템 구성 ... 147
• 다. 0.1㎛용 입자 감지장치 및 실시간 모니터링 시스템 구성 ... 147
• 라. 필터링 시스템 최종 시작품 개발 ... 147
• 2절. 대외 기여도 ... 147
• 1. 기술적 특징에 따른 대외 기여도 ... 147
• 2. 용도 및 이용분야에 따른 대외기여도 ... 147
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 149
• 1. 3,500 CMH급 입자상/가스상 오염물질의 필터링 시스템 활용계획 ... 149
• 2. 입자상/가스상 오염물질의 필터링 시스템의 향후 활용계획 ... 149
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 150
• 1. 일본 에어와셔 시스템관련 업체 기술 ... 150
• 2. 입자상/가스상 오염물질 모니터링 시스템관련 국제 연구동향 ... 150
• 제 7 장 참고문헌 ... 152