KR0180350B1 - 배출가스 정화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 정화수 및 세정액을 분사하여 배출가스 중에 함유된 유해물질 및 분진을 제거함과 아울러 이 과정에서 발생되는 수분이 가스관로의 내벽을 부식시키는 것을 방지하기 위해 가스중의 수분을 제거하기 위한 제 공정으로 이루어진 것으로, 종래의 배출가스 정화 방법은 고압으로 물을 분사했을 때 무화상태의 수분이 와류현상을 일으켜 배출가스의 유입부측으로 역류되거나 배출가스가 점차 냉각되면서 수분이 발생되어 관로의 내벽에 슬러지를 형성하여 관로의 내경을 협소하게 하거나 부식시키는 단점이 있었다.

본 발명은 가스 유입단계, 가스 예열단계, 물분사 단계, 물분산 단계, 반응 연장 단계, 오수배출 단계, 수분응축 단계, 수분응집 단계 그리고 가스배출 단계로 이루어진 배출가스 정화 방법으로서 배출가스 중의 오염물질 및 유해성분을 효과적으로 제거함과 더불어 이 과정에서 발생되는 수분이 역류되거나 가스관로의 내벽에 부착되는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있는 유용한 발명이다.

Description

배출가스 정화 방법

제1도는 본 발명에 따른 배출가스 정화장치의 일 실시예를 보인 사시도.

제2도는 제1도의 종단면 개략도.

제3도는 본 발명에 따른 가스 유입단계를 보인 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 가스 예열단계 및 물분사 단계를 보인 단면도.

제5도는 본 발명에 따른 물분산 단계 및 반응 연장단계를 보인 단면도.

제6도는 본 발명에 따른 수분응축 단계 및 수분응집 단계를 보인 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 본체 2 : 콘트롤 박스

3 : 가스관로 4 : 플랜지

10 : 가스 유입단계 11 : 덕트

12 : 고압공기 분사노즐 13 : 에어커튼

20 : 가스 예열단계 21 : 히터

30 : 물분사 단계 31 : 물분사공

40 : 물분산 단계 41 : 세관

42 : 트레이 43 : 초음파 발생기

50 : 반응 연장단계 51 : 개구부

52 : 평판 53 : 웨이브 노즐

60 : 오수배출 단계 61 : 드레인 챔버

62 : 드레인 플러그 70 : 수분응축 단계

71 : 냉각판 72 : 동관

73 : 열전소자 74 : 냉각부

75 : 가열부 76 : 팬

80 : 수분응집 단계 81 : 흐름부

82 : 필터 90 : 가스배출단계

본 발명은 배출가스 정화 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정화수 및 세정액을 분사하여 배출가스 중에 함유된 유해물질 및 분진을 제거함과 아울러 이 과정에서 발생되는 수분이 가스관로의 내벽을 부식시키는 것을 방지하기 위해 가스중의 수분을 제거하기 위한 제 공정으로 이루어진 배출가스 정화 방법에 관한 것이다.

일반적으로 유해물질 및 대기오염물질을 발생시키는 제조공장에서는 이와 관련된 제반 배출기준을 만족시키기 위해 유해물질 및 대기오염물질을 제거하기 위한 집진 및 정화 설비가 마련되어 있다.

이를 위한 종래의 배출가스 정화 방법은 소정의 관로를 통과하는 배출가스에 수분을 분사하여 분진은 수분에 의해 흡착제거되고, 수용성의 유해물질은 수분에 의해 용해되어 제거시키는 방법을 이용하여 왔다.

그런데 이와 같은 종래의 배출가스 정화 방법은 고압으로 물을 분사했을 때 물 분사공의 상부에는 상대적인 부압이 발생되어 무화상태의 수분이 와류현상을 일으켜 배출가스의 유입부측으로 역류되는 문제가 있었다.

또한, 물분사에 의해 수분을 함유한 배출가스가 점차 냉각되면서 수분이 발생되어 관로의 내벽에 부착되거나 오염된 수분이 내벽에 남아 슬러지를 형성하여 관로의 내경을 협소하게 하거나 부식시키는 단점이 있었다.

따라서 본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 정화수 및 세정액을 이용한 여러 단계의 공정을 설정하여 배출가스중의 오염물질 및 유해성분을 효과적으로 제거함과 더불어 이 과정에서 발생되는 수분이 역류되거나 가스관로의 내벽에 부착되는 것을 방지하는 배출가스 정화방법을 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 실현하기 위해 본 발명은 오염물질이 함유된 가스를 배출가스 정화장치로 유입하여 가스관로에 고온의 불활성 기체를 공급하면서 가스의 온도를 증가시키고, 정화수를 확산 무화시켜서 분진이 용해되도록 하며, 초음파를 발생시켜 트레이에 의해 수분중의 산소분자가 이탈하여 가스 중의 유해성분과 치환반응을 일으키게 함과 아울러 나선형으로 배열된 웨이브 노즐을 통해 분사되는 세정액의 방향을 따라 가스가 유도되어 나선형으로 흐르도록 하면서 세정액과의 반응시간을 지연시키며, 상기의 각 단계에 공급되어 오염물질이 함유된 정화수 및 세정액이 일정 수위의 수면을 형성하여 가스는 다음 정화공정으로 유도하는 한편 정화수 및 세정액은 외부로 배출시키며, 열전소자의 냉각부 및 필터에 의해 정화수 및 세정액 중 무화되어 상승되는 수분을 응축 및 응집시킨 후 가스를 대기중으로 배출하는 것으로서, 배출가스 중의 오염물질 및 유해성분을 효과적으로 제거함과 더불어 이 과정에서 발생되는 수분이 역류되거나 가스관로의 내벽에 부착되는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있는 유용한 발명이다.

이하 상기한 바와 같은 본 발명에 의한 배출가스 정화방법의 일 실시예를 첨부 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

본 발명은 오염물질이 함유된 가스를 배출가스 정화장치로 유입하는 가스유입단계(10)와, 고온의 불활성 기체를 공급하면서 가스관로의 폭을 협소하게 하여 가스의 온도를 증가시키는 가스 예열 단계(20)와, 오염물질이 함유된 가스에 정화수가 확산 무화되면서 발생되는 정화수의 입자에 분진이 용해되도록 하는 물분사 단계(30)와, 초음파가 발생되는 트레이에 의해 수분 중의 산소분자가 이탈하여 가스 중의 유해성분과 치환반응을 일으키게 하는 물분산 단계(40)와, 나선형으로 배열된 웨이브 노즐을 통해 분사되는 세정액의 방향을 따라 가스가 유도되어 나선형으로 흐르도록 하면서 세정액과의 반응시간을 지연시키는 반응 연장 단계(50)와, 상기의 각 단계에 공급되어 오염물질이 함유된 정화수 및 세정액이 일정수위의 수면을 형성하여 가스는 다음 정화공정으로 유도하는 한편, 정화수 및 세정액은 배출시키는 오수배출 단계(60)와, 열전소자의 냉각부에 의해 정화수 및 세정액 중 무화되어 상승되는 수분을 응축시켜 제거하는 수분응축 단계(70)와, 흐름부가 형성된 필터에 의해 수분을 함유한 가스의 수분을 응집시켜 제거하는 수분응집 단계(80)와, 상기 단계에 의해 정화된 가스를 대기중으로 배출시키는 가스배출 단계(90)으로 이루어진 배출가스 정화방법이다.

예시도면 제1도는 본 발명에 따른 배출가스 정화장치의 일 실시예를 보인 사시도로서, 2개의 가스관로가 하부에서 서로 연통되도록 수직으로 입설된 본체(1)와, 상기 본체(1)의 각 단계를 제어할 수 있는 컨트롤 박스(2)가 가스관로를 지탱할 수 있도록 본체(1)의 저면에 설치되어 오염물질을 함유한 가스가 일측 가스관로의 선단부로 유입되어 각 단계를 거치면서 정화되어 타측 가스관로의 선단부로 배출된다.

예시도면 제2도는 제1도의 정단면 개략도로서, 가스관로(3)는 각 단계별로 구분되어 플랜지(4)에 의해 연결되어 있으며, 오염된 가스가 가스관로(3)를 통과하는 순서에 따라 순차적으로 각 단계를 설명하면 다음과 같다.

제1단계의 가스 유입단계(10)는 예시도면 제3도에서 보인 것과 같이, 본 공정으로부터 발생되는 오염된 가스를 덕트(11)로 유도하여 본 발명의 배출가스 정화장치로 유입하는 단계로서, 가스관로(3)의 일측 선단부에 설치되며, 상기 가스 유입단계의 하부에 가스관로(3)의 외주연을 따라 고압공기 분사노즐(12)이 가스관로(3)의 중심을 향하도록 하여 압축공기를 분사하므로서 상기 가스 유입단계의 하부에 에어커튼(13)을 형성시켜 가스 중의 무화상태의 수분이 역류되는 것을 방지하도록 되어 있다.

제2단계의 가스예열 단계(20)는 예시도면 제4도에서 보인 것과 같이, 히터(21)에 의해 가열된 고온의 불활성 가스를 가스관로(3)의 측면을 통해 공급하므로서 배출가스와 혼합되도록 하여 배출가스의 포화수증기량을 증가시켜 다음 단계에서 분사되는 수분이 무화상태로 역류되는 것을 다시 기화시켜 가스관로(3) 내벽의 부식을 방지한다.

또한, 가스 예열단계 가스관로(3)의 하부는 내경의 폭이 좁게 형성되어 예열된 배출가스가 고온고압의 상태를 유지하면서 다음 단계로 이동하도록 되어 있다.

제3단계의 물분사 단계(30)는 예시도면 제4도와 같이, 물분사공(31)의 출구측에 급격한 저압대를 형성시켜 정화수가 확산무화되면서 단위 정화용수의 표면적이 증가되어 가스에 함유된 분진의 용해를 촉진시키게 된다.

제4단계의 물분산 단계(40)는 예시도면 제5도와 같이, 저면에 다수개의 세관(41)이 관통되어 형성된 트레이(42)가 가스관로(3)의 일단에 가스의 흐름방향과 직각방향으로 설치되며, 트레이(42)의 상면에는 초음파 발생기(43)에 의해 초음파가 발생되어 수분 중의 산소원자는 전리되어 이탈되는 반면에 치환반응에 의해 배출가스의 유해성분이 산소원자와 치환되며, 이와 같이 치환반응에 의해 유해성분이 용해된 수분이 트레이(42)의 세관(41)을 통과하면서 트레이(42)의 상면에 비해 상대적으로 저압대가 형성된 세관(41)의 출구측에서 수분이 분산되면서 가스중의 유해성분과의 치환반응이 촉진된다.

한편, 이와 같은 초음파발생기(43) 및 세관(41)이 설치된 트레이(42)를 가스관로(3)상에 다단으로 설치시키는 것이 바람직하다.

제5단계의 반응연장 단계(50)는 예시도면 제5도에서 보인 것과 같이, 선단부에 개구부(51)를 갖는 다수개의 평판(52)이 가스관로(3)의 내주연을 따라 나선형으로 배열되어 웨이브 노즐(53)이 설치되며, 상기 개구부(51)를 통해 세정액이 분사되어 가스는 웨이브 노즐(53)의 평판(52)을 따라 나선형으로 선회되면서 가스관로(3)를 통과하게 되어 세정액과의 반응시간을 연장시키면서 세정작용이 일어난다.

(질문) 세정액이 분사되는 개구부의 원리 및 정화수와의 차이점

제6단계의 오수배출 단계(60)는 예시도면 제2도에 보인 것과 같이, 일측 및 타측 가스관로(3)의 최하단부에 드레인 챔버(61)가 설치되며, 상기 일측 가스관로(3)의 물분사 단계(30), 물분산 단계(40) 그리고 반응연장 단계(50)에서 공급되어 가스 중의 오염물질을 함유하고 있는 정화수 및 세정액을 배출시킬 수 있는 드레인 플러그(62)가 설치되어 있다.

즉, 정화수 및 세정액은 가스관로(3)의 각 단계를 거치면서 최하단부에 모이게 되어 일정 높이의 수면을 유지하게 되어 드레인 플러그(62)를 통해 외부로 배출되어 별도의 정화과정으로 유도되며, 이와 같은 일정 높이의 수면은 일측 가스관로(3)를 통과한 가스의 흐름을 타측 가스관로(3) 방향으로 유도시키게 된다.

또한, 상기 오수배출 단계(60)는 다음에 설명하는 타측 가스관로(3) 상의 여러 단계에서 발생되는 수분의 배출기능도 함께 수행한다.

제7단계의 수분응축 단계(70)는 예시도면 제6도에서와 같이, 가스가 상기 일측 가스관로(3)의 각 단계에서 정화수 및 세정액에 의해 정화되면서 함유하고 있는 수분과 무화상태의 수분을 응축시켜 제거하기 위한 단계로서, 다수의 냉각판(71)이 가스관로(3)의 내부에 가로방향으로 중앙을 중심으로 경사지게 설치되며, 양단이 밀폐된 동관(72)이 열전소자(73)에 의해 냉각부(74)와 가열부(75)가 형성된 동관(72)의 냉각부(74)가 상기 냉각판(71)의 내부에 삽입되며, 가열부(75)는 가스관로(3)의 측면을 관통하여 외부로 연장되어 설치된다.

상기 동관(72)의 냉각부(74)와 가열부(75)와 내부에는 알콜이 충진되어 있으며, 동관(72)의 가열부(75)측 상부에는 가열부(75)를 식혀줄 수 있는 팬(76)이 설치된다.

즉, 가스중의 오염물질을 제거하기 위해 선행단계에서 공급된 정화수 및 세정액의 일부가 가스 중에 함유되거나 무화상태의 수분이 타측 가스관로(3)를 통해 가스와 함께 상승되면서 냉각판(71)에 의해 저온대가 형성된 가스관로(3)를 통과하면서 포화수증기량이 감소되어 가스중의 수분이나 무화상태로 존재하는 수분이 응축되어 냉각판(72)에 물방울 상태로 맺히면서 경사면을 따라 가스관로(3)의 내벽측으로 흘러 내리게 된다.

한편, 열전소자(73)에 의해 반대급부적으로 가열되는 가열부(75)는 가능한 한 일정 온도를 유지하도록 하는 것이 냉각부(74)의 효율을 증대시키는 효과를 가져올 수 있으므로 송풍팬(76)이 가열부(75)를 공냉시키도록 되어 있다.

제8단계의 수분응집 단계(80)는 예시도면 제6도와 같이, 가스관로(3)의 가로 방향으로 흐름부(81)가 형성된 다수의 필터(82)를 설치하여 가스의 수분을 여과시키므로서 응집시켜 제거하는 단계로서, 상기 필터(82)의 구조는 가는 줄이 나사산의 단면 형상을 이루도록 평행하게 하여 이와 같은 형상을 서로 직각방향으로 엮어서 필터(82)의 양면에 음각의 사각뿔형상이 사방으로 배열되어 형성된 것이다.

이와 같은 상기 음각의 사각뿔 형상의 경계선은 각 면이 모아지는 곳으로서 면꼭지점을 이뤄 필터(82)의 각 면에 맺힌 수분은 일정 이상 맺히면 음각의 사각뿔 형상의 경사면을 따라 흐름부(81)로 모여들어 물방울이 자중에 의해 하부로 떨어지거나 가스관로(3)의 측면으로 유도되어 흘러내리게 된다.

제9단계의 가스 배출 단계(90)는 예시도면 제2도에서 보인 것과 같이, 상기 단계에 의해 유해물질 및 수분이 제거된 가스를 대기중으로 배출시키는 단계이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 배출가스 정화 방법에 따르면 배출가스중의 오염물질 및 유해성분을 효과적으로 제거함과 더불어 이 과정에서 발생되는 수분이 역류되거나 가스관로의 내벽에 부착되는 것을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 오염물질이 함유된 가스를 배출가스 정화장치로 유입하는 가스유입 단계(10)와, 고온의 불활성 기체를 공급하면서 가스관로의 폭을 협소하게 하여 가스의 온도를 증가시키는 가스 예열 단계(20)와, 오염물질이 함유된 가스에 정화수가 확산 무화되면서 발생되는 정화수의 입자에 분진이 용해되도록 하는 물분사 단계(30)와, 초음파가 발생되는 트레이에 의해 수분중의 산소분자가 이탈하여 가스 중의 유해성분과 치환반응을 일으키게 하는 물분산 단계는 (40)와, 나선형으로 배열된 웨이브 노즐을 통해 분사되는 세정액의 방향을 따라 가스가 유도되어 나선형으로 흐르도록 하면서 세정액과의 반응시간을 지연시키는 반응 연장 단계(50)와, 상기의 각 단계에 공급되어 오염물질이 함유된 정화수 및 세정액이 일정 수위의 수면을 형성하여 가스는 다음 정화공정으로 유도하는 한편, 정화수 및 세정액은 배출시키는 오수배출 단계(60)와, 열전소자의 냉각부에 의해 정화수 및 세정액 중 무화되어 상승되는 수분을 응축시켜 제거하는 수분응축 단계(70)와, 흐름부가 형성된 필터에 의해 수분을 함유한 가스의 수분을 응집시켜 제거하는 수분응집 단계(80)와, 상기 단계에 의해 정화된 가스를 대기중으로 배출시키는 가스배출 단계(90)으로 이루어진 배출가스 정화방법.