PFCs 가스의 고온열분해 처리를 위한 열 플라즈마 스크러버 시스템 개발

Development of thermal plasma scrubber system for pyrolysis treatment of PFC gas

온실가스로 분류되는 PFCs는 불소가 함유된 화학물질로 식각, 화학기상증착 등과 같은 반도체 공정에서 주로 사용되고 있으며 배출 총량 기준으로는 CO2의 수천 분의 일에 불과하지만 지구온난화 지수가 수천에서 수만에 이르는 심각한 지구온난화 물질에 해당된다. 기존 PFCs 제거 기술은 2차 부산물(HF, NOx, SOx) 발생 및 열효율에 따른 성능 저하 문제가 있으며 PFCs 중 매우 안정한 물질인 CF4의 경우 고온에서 화학 반응장이 형성되어야 하므로 제거에 한계를 가지고 있다. 이로 인해 최근 플라즈마를 발생 전자와 기체 분자의 충돌에 의해 직접 분해하거나 열 플라즈마를 이용하여 고온 반응 조건에서 열분해 하는 기술이 개발되고 있다. 그러나 현재까지 개발된 열 플라즈마 스크러버의 경우 에너지 소모량 및 열손실이 높아 처리 효율을 높이면서 소비에너지를 절감 할 수 있는 시스템 최적화 기술 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 PFCs 가스를 열 플라즈마 고온영역에 직접 분사함으로써 고효율 처리가 가능하고 NOx 배출 최소화 및 부식성 가스와 파우더의 효과적인 제거가 가능한 스크러버 시스템을 개발하였으며, 실험을 통해 전원 공급 장치와 플라즈마 발생 장치의 매칭 안정성과 PFCs 가스의 제거 성능을 확인하였다.