스크러버에 대한 고찰 – Process와 Emergency를 구분짓는 이유

플랜트 및 반도체, 특수가스 산업에서 스크러버는 단순한 대기오염 방지 설비가 아닙니다. 특히 가스업계와 반도체 FAB에서는 Emergency Scrubber가 PSV 배출 처리 및 국소배기(Local Exhaust) 대응 설비로 운용되는 경우가 매우 많습니다.

 

실무에서는 다음과 같은 질문이 반복됩니다.

“Process Scrubber가 있는데, 왜 Emergency Scrubber를 따로 두는가?”

 

이번 글에서는 공정 설계 철학, PSV Relief 개념, 국소배기 시스템, 그리고 관련 법령 기준을 근거로 두 설비를 구분해야 하는 이유를 정리해 보겠습니다.

 

 

1. 스크러버의 기본 개념

스크러버는 유해가스를 세정액과 접촉시켜 흡수·중화하는 설비입니다.

 

반도체 및 특수가스 산업에서 주요 대상 물질은 다음과 같습니다.

• HCl
• HF
• NH₃
• Cl₂
• SiH₄

이러한 물질은 「화학물질관리법」 및 「대기환경보전법」에 따라 관리 대상에 해당하며, 누출 시 심각한 인명 및 환경 피해를 초래할 수 있습니다.

 

 

2. Process Scrubber의 역할

2.1 목적

Process Scrubber는 정상 운전 시 발생하는 연속 배출가스를 처리하기 위한 설비입니다.

• 연속 운전 기반
• 일정 유량 처리
• 배출허용기준 충족 목적
• 환경 규제 대응 중심

설계 기준은 정상 공정 유량(Normal Flow)과 통상 농도입니다.

 

즉,

Process Scrubber = “환경 기준 준수 설비”

입니다.

 

 

3. Emergency Scrubber의 실질적 역할

반도체 업계에서는 일반적으로 Emergency Scrubber가 단순 비상 설비가 아니라 다음의 역할을 수행합니다.

 

 

3.1 PSV 배출 처리 설비

압력용기, 저장탱크, 실린더 매니폴드, 가스 캐비닛에는 과압 방지를 위해 PSV가 설치됩니다.

 

PSV 작동 시 배출되는 가스는:

• 순간 대유량
• 고농도
• 고온 가능성
• 독성 또는 가연성

이라는 특성을 가집니다. 이 배출 가스를 처리하기 위해 Emergency Scrubber가 사용됩니다.

 

이는 「고압가스 안전관리법」의 과압 방지 설비 취지와 직접적으로 연결됩니다.

 

PSV Relief Load는 정상 공정 유량과 전혀 다르며, 단시간 내 최대 유량(Worst Case Flow)을 기준으로 설계해야 합니다.

3.2 국소배기(Local Exhaust) 대응 설비

반도체 및 특수가스 설비에서는 다음 위치에 국소배기 시스템이 존재합니다.

• 가스 캐비닛
• 밸브 매니폴드 박스(VMB)
• 배관 접속부
• 실린더 교체 구간
• Wet Bench

국소배기 시스템은 누출 발생 시 작업자 노출을 최소화하기 위한 설비입니다. 이 배기 라인이 연결되는 종단 설비가 바로 Emergency Scrubber인 경우가 많습니다.

 

즉,

Emergency Scrubber는 “PSV + 국소배기 최종 방어선” 역할을 수행합니다.

이는 「산업안전보건법」의 유해가스 노출 방지 및 국소배기 설비 설치 의무와 연관됩니다.

 

 

4. 왜 Process와 Emergency를 분리해야 하는가?

4.1 유량 특성이 완전히 다릅니다

구분	Process	Emergency
운전 상태	정상	사고
유량	일정	순간 대유량
농도	평균 농도	고농도
설계 기준	배출허용기준	Worst Case Relief

PSV 작동 시 유량은 평상시 대비 수배~수십 배까지 증가할 수 있습니다.

 

이를 Process Scrubber에 단순 병합하면:

• 압력 상승
• 세정 효율 저하
• Back Pressure 증가 (PSV 기능 저해)
• 시스템 불안정

이 발생할 수 있습니다.

4.2 Back Pressure 문제

PSV는 설정압력 이상에서 개방되어야 합니다.

 

그러나 Scrubber의 압력손실이 크면 PSV Outlet Back Pressure가 증가하여:

• Set Pressure 상승
• Capacity 감소
• 재밀폐 지연

문제가 발생합니다. Emergency Scrubber는 이러한 Back Pressure를 최소화하도록 별도 설계됩니다.

4.3 신뢰성 철학이 다릅니다

Process Scrubber는 점검을 위해 정지 가능합니다.

 

그러나 Emergency Scrubber는:

• 항상 대기 상태
• 전원 이중화
• 자동 기동
• Interlock 연동
• Fail-Safe 설계

가 요구됩니다. 이는 PSM 체계 하에서 독성가스 누출 시 IPL(Independent Protection Layer)로 고려됩니다.

4.4 법적·형사적 리스크 차이

환경 기준 초과는 행정처분입니다. 그러나 독성가스 누출로 인명 피해 발생 시:

• 형사 책임
• 사업주 처벌
• 중대재해 적용 가능성
• 가동 중지

까지 이어질 수 있습니다.

 

따라서 Emergency Scrubber는 환경설비가 아니라 안전설비(Safety Facility) 개념으로 접근해야 합니다.

 

 

5. 반도체 업계에서의 실제 설계 방향성

실무적으로는 다음과 같은 구조가 일반적입니다.

1️⃣ Process Scrubber

• 공정 배출 전용
• 연속 운전
• 배출 기준 대응

2️⃣ Emergency Scrubber

• PSV 배출 전용 라인
• 국소배기 통합 처리
• 대유량 대응
• 저압 손실 설계
• Standby/자동 기동

특히 반도체 FAB에서는 “공정 배출”과 “안전 배출”을 명확히 분리합니다.

 

 

6. 결론

Process와 Emergency를 구분하는 이유는 단순 설계 취향의 문제가 아닙니다.

 

가스업계 및 반도체 업계에서 Emergency Scrubber는 다음 역할을 수행합니다.

• PSV Relief Gas 처리
• 국소배기 시스템 최종 방어선
• 독성가스 누출 시 인명 보호 설비

즉,

Process Scrubber는 환경 대응 설비
Emergency Scrubber는 사고 대응 안전 설비

입니다.

 

플랜트 엔지니어라면 반드시 다음을 검토해야 합니다.

• PSV Relief Load 기준으로 설계했는가?
• Back Pressure는 허용 범위 내인가?
• 국소배기 최대 동시 유량을 고려했는가?
• Emergency 전원 및 자동기동 체계가 있는가?

이 질문에 대한 답이 설비의 안전성을 결정합니다.