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신장 아크 반응기를 이용한 CF4 처리특성
CF4 Treatment Characteristics using an Elongated Arc Reactor

김관태    (한국기계연구원 그린환경에너지기계연구본부   ); 이대훈    (한국기계연구원 그린환경에너지기계연구본부   ); 이재옥    (한국기계연구원 그린환경에너지기계연구본부   ); 차민석    (한국기계연구원 그린환경에너지기계연구본부   ); 송영훈    (한국기계연구원 그린환경에너지기계연구본부  );
  • 초록

    $CF_4$ removal characteristics were investigated using an elongated arc reactor. The advantage of the elongated arc reactor includes direct use of treated gas as plasma operating gas and the enhancement of the removal reaction by using a thermo-chemistry and a plasma induced chemistry at the same time. Geometrical configurations, such as the length of the reactor and the shape of a throat, were tested to get an optimized removal efficiency with low power consumption. As results, over 95% of $CF_4$ removal was obtained with 300 lpm of total flowrate for various $CF_4$ concentration (0.1~1%). Corresponding specific energy density (SED), which means required electrical energy to treat the unit volume of treated gas, is about 3.5 kJ/L, The present technique can be applied to real applications by satisfying three major concerns, those are the high flowrate of treated gas, high removal efficiency (> 95%), and low power consumption (


  • 주제어

    PFCs(Perfluorocompounds) .   Tetrafluoromethane( $CF_4$) .   Elongated arc .   Abatement.  

  • 참고문헌 (11)

    1. Chang, M.B. and J.-S. Chang (2006) Abatement of PFCs from semiconductor manufacturing process by nonthermal plasma technologies, A critical review, Ind. Eng. Chem. Res., 45, 4101-4109. 
    2. Fridman, A., S. Nester, L.A. Kennedy, A. Saveliev, and O. Mutaf-Yardimci (1999) Gliding arc gas discharge, Progress in Energy and Combustion Science, 25, 211-231. 
    3. Glocker, B., G. Nentwig, and E. Messerschmid (2000) 1-40 kW steam respectively multi gas thermal plasma torch system, Vacuum, 59, 35-46. 
    4. International SEMATECH Technology Transfer (1998) Current status of technology: Perfluorocompound (PFC) Emissions reduction, #98053508A-TR. 
    5. International SEMATECH Technology Transfer (1999) Long- Term Evaluation of the Litmas "Blue" Plasma Device for Point-of-Use (POU) Perfluorocompound and Hydro fluorocarbon Abatement, #99123865BENG. 
    6. Kim, D. and D.W. Park (2008) Decomposition of PFCs by steam plasma at atmospheric pressure, Surf. & Coat. Tech. 202, 5280-5283. 
    7. Kim, K.-T., Y.-H. Kim, M.S. Cha, Y.-H. Song, S.-J. Kim, and J.-I. Ryu (2004) Decomposition characteristics of PFCs for various discharge methods in dielectric barrier discharge, Korean J. of Atmos. Environ., 20(5), 625-632. (in Korean with English abstract)     
    8. Kim, K.-T., Y.-H. Song, M.S. Cha, D.H. Lee, and D.-H. Kim (2008) Characteristics of rotating arc for $CF_{4}$ removal, Int. J. Environment and Waste Management, 2, 412-422. 
    9. Nishikawa, H., M. Ibe, M. Tanaka, M. Ushio, T. Takemoto, K. Tanaka, N. Tanahashi, and T. Ito (2004) A treatment of carnonaceous wastes using thermal plasma with steam, Vacuum, 73, 589-593. 
    10. Park, D.-W. and H.-S. Seon (2009) Thermal plasma process for decomposing PFCs, J. of Environmental & Thermal Eng., 6(1), 89-98. (in Korean with English abstract) 
    11. Watanabe, T. and T. Tsuru (2008) Water plasma generation under atmosphere pressure for HFC destruction, Thin Solid Films, 516, 4391-4396. 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (4)

    1. Kim, Kwan-Tae ; Hwang, Na-Kyung ; Lee, Jae-Ok ; Lee, Dae-Hoon ; Hur, Min ; Song, Young-Hoon 2010. "Influence of Discharge Voltage-Current Characteristics on CO2 Reforming of Methane using an Elongated Arc Reactor" 한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, 26(6): 683~689     
    2. Lee, Jae-Ok ; Hur, Min ; Kim, Kwan-Tae ; Lee, Dae-Hoon ; Song, Young-Hoon ; Lee, Sang-Yun ; Noh, Myung-Keun 2010. "Abatement of CF4 Using RF Plasma with Annular Shape Electrodes Operating at Low Pressure" 한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, 26(6): 690~696     
    3. Kim, Kwan-Tae ; Kang, Hee Seok ; Lee, Dae Hoon ; Lee, Sung Jin 2013. "Decomposition of HFCs using Steam Plasma" 한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment, 29(1): 27~37     
    4. Kim, Kwan-Tae ; Kang, Hee Seok ; Lee, Dae Hoon ; Jo, Sung Kwon ; Song, Young-Hoon ; Kim, In Myoung 2013. "Characteristics of NH3 Decomposition according to Discharge Mode in Elongated Rotating Arc Reactor" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 35(5): 356~362     

 저자의 다른 논문

  • 김관태 (11)

    1. 1993 "CWS액적의 증발 및 점화에 관한 실험적 연구" 大韓機械學會論文集 17 (5): 1246~1252    
    2. 1995 "석탄-물 슬러리 액적의 점화 및 연소에 관한 연구" 硏究論文集 : 한국기계연구원 = Transactions of the KIMM 25 (): 31~45    
    3. 1995 "불안정 이론을 이용한 2유체 노즐에서의 분무입경 예측" 硏究論文集 : 한국기계연구원 = Transactions of the KIMM 25 (): 47~54    
    4. 1996 "불안정 이론을 이용한 2유체 노즐에서의 분무입경예측" 한국연소학회지 = Journal of the Korean Society of Combustion 1 (1): 57~64    
    5. 2000 "대기오염 물질 저감을 위한 저온 플라즈마 반응공정의 특성" 한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment 16 (3): 247~256    
    6. 2002 "평판형 유전체 장벽 방전 반응기에서 Acetonitrile의 분해 특성" 韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST 5 (3): 105~112    
    7. 2003 "평판형 유전체 장벽 방전 반응기에서 충진물질에 따른 아세토나이트릴의 분해 특성" 한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment 19 (2): 157~165    
    8. 2004 "DBD 반응기에서 플라즈마 방전형태에 따른 PFCs 가스의 분해 특성" 한국대기환경학회지 = Journal of Korean Society for Atmospheric Environment 20 (5): 625~632    
    9. 2005 "플라즈마 이용 메탄 분해 특성" 한국연소학회지 = Journal of the Korean Society of Combustion 10 (4): 24~32    
    10. 2006 "회전 아크를 이용한 메탄 개질 반응에서 플라즈마 모드에 따른 개질 특성" 한국연소학회지 = Journal of the Korean Society of Combustion 11 (2): 15~21    
  • 이대훈 (12)

  • 이재옥 (6)

  • 차민석 (9)

  • 송영훈 (22)

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