废气分解系统、包括其的复合废气分解系统、微生物和分解废气的方法技术方案

提供一种废气分解系统、复合的废气分解系统和分解废气的方法，其中废气分解系统包括至少一个生物反应器系统，该生物反应器系统包括至少一个生物反应器容器；至少一个第一进口将第一流体供应到容器的内部；至少一个第一出口将第一流体排出到容器的外部；至少一个第二进口将第二流体供应到容器的内部；至少一个第二出口将第二流体排出到容器的外部；和至少一个位于容器内部并连接至第二进口的分布器。

Exhaust gas decomposition system, including its composite waste gas decomposition system, microorganisms and methods of decomposition of waste gas

【技术实现步骤摘要】
废气分解系统、包括其的复合废气分解系统、微生物和分解废气的方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年12月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0180119的权益，将其全部内容在此引入本文中作为参考。背景1.领域本专利技术涉及废气分解系统和分解废气的方法。2.相关技术的描述温室气体例如工业过程(例如半导体工艺)排放的氟化气体导致包括全球变暖的环境问题，因此需要分解这些气体的技术。通常，通过高温或酶化学分解方法处理废气。化学分解方法的实例包括在1400℃或更高的高温下分解废气的热分解方法和通过使用金属催化剂例如Ce/Al2O3氧化废气的催化热氧化方法。这种化学分解方法需要大容量的设备和大量能量消耗。因此，需要一种环境友好且经济的新高效分解废气的方法。概要在此提供了一种废气分解系统，其包括至少一个生物反应器容器；至少一个第一进口，其将含有生物催化剂的第一流体供应到容器的内部，所述生物催化剂催化含氟化合物分解；至少一个第一出口，其将第一流体排出到容器的外部；至少一个第二进口，其将含有含氟化合物的第二流体供应到容器的内部；至少一个第二出口，其将第二流体排出到容器的外部；和位于容器中并连接到第二进口的至少一个分布器(喷头、喷淋器、喷雾器)。第一进口和第一出口布置成使得第一流体流在容器的内部沿第一方向移动；并且第二进口和第二出口布置成使得第二流体流在容器内沿与容器的内部中的第一方向不同的第二方向移动。布置分布器使得离开分布器的第一流体接触第二流体，从而分解含氟化合物。在某些实施方式中，废气分解系统进一步包括第一流体供应器，其将第一流体供应至所述废气分解系统；第二流体供应器，其将第二流体供应至所述废气分解系统；以及第一收集器和第二收集器，其分别收集从所述废气分解系统释放的分解产物。本申请还提供了分解氟化化合物的方法，其通过使第一流体与第二流体接触，所述第一流体包括分解含氟化合物的芽孢杆菌(Bacillussaitens)的KCTC13219BP菌株，以及第二流体包括含氟化合物。可以通过将第二流体喷射到第一流体中来接触第一流体和第二流体，例如通过将第一流体和第二流体供应到本文所述的废气分解装置。另外的方面将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过实践所呈现的实施例来学习。附图的简要说明结合附图从以下对实施方式的描述这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解，其中：图1为根据一种实施方式的废气分解系统的示意图；图2为根据另一种实施方式的废气分解系统的示意图；图3为根据另一种实施方式的废气分解系统的示意图；图4为根据另一种实施方式的废气分解系统的示意图；图5为根据另一种实施方式的废气分解系统的示意图；图6为包括多个串联连接的反应器的废气分解系统的示意图；图7为包括多个并联连接的反应器的废气分解系统的示意图；图8为根据另一种实施方式的废气分解系统的示意图；图9为实施例1中使用的废气分解系统的示意图；图10为比较例1中使用的废气分解系统的示意图；以及图11为表示由实施例1和比较例1的废气分解系统得到的含氟化合物的分解率的图。详细说明现在将详细参考各种实施方式，其实施例在附图中示出，其中相同的附图标记始终表示相同的元件。在这方面，本专利技术的实施方式可具有不同的形式并且不应被解释为限于这里阐述的描述。因此，下面仅通过参考附图来描述各种实施方式以解释各个方面。如本文所用，术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项的任何和所有组合。诸如“至少一个(种)”的表述当在元素(元件)列表之前时，修饰整个元素(元件)列表并且不修饰列表的各个元素(元件)。如本文所用，附图中相同的附图标记表示相同的元件，因此将省略它们的描述。为了便于解释，可放大附图中的组件的尺寸。虽然诸如“第一”、“第二”等的术语可用于描述各个(种)组件，但是这些组件不应限于上述术语。上术语仅用于将一个组件与另一个组件区分开。例如，在不脱离本专利技术构思的范围的情况下，第一元件可被称为“第二元件”，以及第二元件可被类似地称为“第一元件”。以单数使用的表述包括复数的表述，除非其在上下文中具有明显不同的含义。本文使用的术语仅用于描述具体的实施方式，并且不旨在限制本专利技术的构思。以单数使用的表述包括复数的表述，除非其在上下文中具有明显不同的含义。如本文所用，应理解，诸如“包括”、“具有”和“包含”的术语旨在表示本说明书中公开的特征、数字、步骤、动作、组件、部件、成分、材料或其组合的存在，并不旨在排除存在或可添加一个或多个其他特征、数量、步骤、动作、组件、部件、成分、材料或其组合。在整个说明书中，应理解，当诸如层、膜、区域或板的组件被称为在另一组件“上”时，该组件可直接在另一组件上或者可在其上存在中间组件。另一方面，应理解，当诸如层、膜、区域或板的组件被称为在另一组件“下”时，该组件可直接连接在另一个组件下面，或者可在其下方存在中间组件。在下文中，将参考附图详细描述示例性实施方式。如本文所用，术语“废气”是指包括从固定或移动的机器或设备释放的含氟化合物的任何和所有类型的气体。例如，废气可为从半导体制造工艺中释放的气体。除了纯的气体之外，废气可为包括液体或固体颗粒的混合物。在下文的示例性实施方式，将描述废气分解系、包括该废气分解系统的复合废气分解系统、微生物菌株和使用所述系统分解废气的方法。根据一种实施方式，废气分解系统包括至少一个生物反应器系统，其包括至少一个生物反应器容器；至少一个第一进口，其将第一流体供应到容器的内部；至少一个第一出口，其从容器中排出第一流体；至少一个第二进口，其将第二流体供应到容器的内部；至少一个第二出口，其从容器中排出第二流体；以及至少一个分布器，其连接至容器中的第二进口，其中第一进口和第一出口设置成使得第一流体流在容器的内部沿第一方向移动；第二进口和第二出口设置成使得第二流体流在容器的内部沿与所述第一方向不同的第二方向移动；分布器布置使得第一流体和第二流体彼此接触，其中第一流体包括催化含氟化合物分解的生物催化剂，以及第二流体包括含氟化合物。在一些实施方案中，生物反应器容器包括多于一个(即，多个)第一进口，第一出口，第二进口和/或第二出口。在废气分解系统中，生物催化剂催化含氟化合物分解，并因此可在没有高温、大量热量和/或大量能量需要的情况下环境友好地分解含氟化合物。此外，在废气分解系统中，随着第一流体和第二流体在生物反应器容器的内部中沿彼此相反的方向移动，第一流体和第二流体之间的接触面积增加，因此可相对于其它方法提高含氟化合物分解率。此外，由于位于生物反应器容器内部的分布器，第一流体和第二流体之间的接触面积进一步增加，因此可进一步改善含氟化合物分解率。参考图1至4，废气分解系统100包括至少一个生物反应器系统10，该生物反应器系统10包括至少一个生物反应器容器1；至少一个第一进口11，其将第一流体30供应到容器1的内部3中；至少一个第一出口12，其将第一流体30排放到容器1的外部4；至少一个第二进口21，其将第二流体40供应到容器1的内部3中；至少一个第二出口22，其将第二流体40排放到容器1的外部4；和至少一个分布器2，其连接至容器1的内部3中的第二进口21，其中第一进口11和第一出口12设置成使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.废气分解系统，其包括一个或多个生物反应器，所述每个生物反应器包括：生物反应器容器；一个或多个第一进口，其构造成将流体供应到生物反应器容器的内部；包含分解含氟化合物的生物催化剂的第一流体的供应(supply)，其连接至所述一个或多个第一进口中的至少一个；一个或多个第一出口，其构造成从生物反应器容器排出第一流体；一个或多个第二进口，其构造成将流体供应到生物反应器容器的内部；包含含氟化合物的第二流体的供应，其连接到所述一个或多个第二进口中的至少一个；一个或多个第二出口，其构造成从生物反应器容器排出第二流体；和一个或多个分布器，其设置在生物反应器容器的内部并连接至一个或多个第二进口中的至少一个，其中：所述一个或多个第一进口和所述一个或多个第一出口设置成使得第一流体流在所述容器的内部沿第一方向移动，所述一个或多个第二进口和所述一个或多个第二出口设置成使得第二流体流在所述容器的内部沿与所述第一方向不同的第二方向移动，所述分布器(sparger)设置成使得所述第一流体和所述第二流体彼此接触。

【技术特征摘要】
2017.12.26 KR 10-2017-01801191.废气分解系统，其包括一个或多个生物反应器，所述每个生物反应器包括：生物反应器容器；一个或多个第一进口，其构造成将流体供应到生物反应器容器的内部；包含分解含氟化合物的生物催化剂的第一流体的供应(supply)，其连接至所述一个或多个第一进口中的至少一个；一个或多个第一出口，其构造成从生物反应器容器排出第一流体；一个或多个第二进口，其构造成将流体供应到生物反应器容器的内部；包含含氟化合物的第二流体的供应，其连接到所述一个或多个第二进口中的至少一个；一个或多个第二出口，其构造成从生物反应器容器排出第二流体；和一个或多个分布器，其设置在生物反应器容器的内部并连接至一个或多个第二进口中的至少一个，其中：所述一个或多个第一进口和所述一个或多个第一出口设置成使得第一流体流在所述容器的内部沿第一方向移动，所述一个或多个第二进口和所述一个或多个第二出口设置成使得第二流体流在所述容器的内部沿与所述第一方向不同的第二方向移动，所述分布器(sparger)设置成使得所述第一流体和所述第二流体彼此接触。2.权利要求1的废气分解系统，其中所述第一流体为包括生物催化剂的液体，以及所述第二流体为包括含氟化合物的气体。3.权利要求1的废气分解系统，其中所述生物反应器容器的内部由侧壁、盖和底部限定，至少一个第一进口和至少一个第二出口直接设置在所述盖上或与所述盖相邻，至少一个第一出口和至少一个第二进口直接设置在所述底部上或与所述底部相邻，并且所述分布器从所述第二进口延伸。4.权利要求1的废气分解系统，其中所述生物反应器容器的内部由侧壁、盖和底部限定，并且当第一流体部分地填充生物反应器容器的内部时，生物反应器容器的内部被分成由底部限定的第一内部区域，邻近底部的侧壁的一部分，以及部分填充容器内部的第一流体的水平表面；和由盖限定的第二内部区域，与盖相邻的侧壁的一部分，以及部分地填充容器内部的第一流体的表面；并且其中分布器设置在第一内部区域中并且位于与底部相邻的容器的1/3容积中。5.权利要求1的废气分解系统，其中所述分布器为微孔分布器，其具有在约0.1μm至约100μm的范围内的孔径。6.权利要求1的废气分解系统，其中所述反应容器包括超过一个第一出口，第一进口，第二出口和第二进口，并且还包括：第一循环管线，其将第一出口中的一个连接到第一进口中的一个，并且构造成将从第一出口排出的至少一些第一流体再供应到第一进口；和第二循环管线，其将第二出口中的一个连接到第二进口中的一个，并且构造成将从第二出口排出的至少一些第二流体再供应到第二进口。7.权利要求3的废气分解系统，其中所述第一流体流的至少一部分形成厚度为约10nm或更小的薄膜，所述薄膜基本上平行于所述侧壁并且沿着所述容器的侧壁设置。8.权利要求1的废气分解系统，其中所述第二流体流动的第二方向与所述第一流体流动的第一方向相反。9.权利要求1的废气分解系统，其中所述生物反应器容器包括体积比为约1：1至约1:20的所述第一流体和第二流体。10.权利要求1的废气分解系统，还包括设置在所述容器内部的结构，所述结构增加所述第一流体和所述第二流体之间的接触面积。11.权利要求10的废气分解系统，其中所述结构包括选自回流管和填料的至少一种。12.权利要求11的废气分解系统，其中所述回流管包括选自直管和盘管的至少一种。13.权利要求1的废气分解系统，进一步包括至少一个连接至所述一个或多个第一进口中的至少一个并将所述第一流体喷射到所述容器的内部的分布器。14.权利要求1的废气分解系统，包含两个或更多个串联或并联连接的生物反应器容器。15.权利要求1的废气分解系统，其中所述含氟化合物具有在20℃的温度下为0.01体积％或更低的水溶解度。16.权利要求1的废气分解系统，其中所述含氟化合物为由式1至3之一表示的化合物：式3S(R13)(R14)(R15)(R16)(R17)(R18)其中，在式1至3中，n为1至10的整数，R1、R2、R3和R4各自独立地为F、Cl、Br、I或H，条件是R1、R2,R3和R4的至少一个为F，和R13、R14、R15、R16、R17和R18各自独立地为F、Cl、Br、I或H，条件是R13、R14、R15、R16、R17和R18的至少一个为F。17.权利要求1的废气分解系统，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜昌德，卞钟元，梁东植，朴轸焕，宋承勋，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR