| 초록 |
전자산업에서 매년 수천 톤 이상이 사용되는 NF3는 지구 온난화 지수(GWP)가 16,800으로 소량의 대기 방출로도 막대한 영향을 끼친다. 일반적으로 사용 후 NF3는 후처리 공정에서 N2, NOX, HF와 같은 형태로 분해되는데, 이를 위해 직접 및 간접 소각방식이나 촉매 또는 플라즈마를 이용하는 기술이 사용된다. 이들 중 연료와 산화제를 투입하여 연소 환경 내에서 NF3를 분해하는 직접 소각방식이 광범위하게 사용된다. 한편 환경 규제가 엄격해 지면서 직접 소각방식에 의해 발생하는 NOx 배출을 줄이기 위한 노력이 필요한 시점이다. NF3의 열적 분해반응에 대한 선행연구는 비교적 소수이다. Kudriatsev 등은 Shock tube를 이용하여 NF3 열분해 특성에 대해 살펴 보았고, Chen 등은 플라즈마를 이용해 NF3 분해기구에 대해 보고한 바 있다. 본 연구에서는 연소 분위기(CH4/O2/N2)에서 NF3 분해 시 발생하는 주요 반응들과 배기가스 특성을 살펴보기 위해 실험조건이 비교적 엄밀하게 정의되는 유동 반응기(flow reactor)를 사용하였다. 주어진 혼합기 조성에 대해 온도와 체류시간을 변수로 하여 반응 생성물 분석을 수행하였으며, CHEMKIN 패키지의 Plug Flow Reactor(PFR) 모델을 이용하여 반응경로 및 민감도 조사를 실시하여 주요 반응들에 대해 살펴보았다. 특히 실험 결과를 토대로 NF3 분해 및 배기가스 특성을 설명 할 수 있는 화학반응 모델을 제안하였다. |
