KR100315008B1 - 탈취장치 및 탈취방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표층에 절연층을 구비한 촉매호일을 감아서 형성된 통전가열가능한 연소촉매체를 사용한 탈취장치 및 그 탈취방법의 제공을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 탈취장치는 표층에 절연층을 구비한 촉매호일을 감아서 형성된 통전가열가능한 연소촉매체를 사용하므로써 큰 발열량을 확보하고, 취기가스의 대량탈취처리를 가능하게 하며, 이와 함께 통전가열가능한 연소촉매체를 사용하므로써, 취기가스의 촉매활성화 온도의 신속한 가열을 용이하게 하고, 불완전연소가 되지 않게 하므로써 탈취장치의 소형화를 가능하게 하였다.

Description

탈취장치 및 탈취방법{DEODORIZING APPARATUS AND DEODORIZING METHOD}

종래의 탈취장치에 사용되어 온 탈취 촉매는 오물, 분뇨, 생쓰레기 등 유기물질을 거두어들인 수납조에서 발생하는 취기가스를 미리 촉매활성화 온도로 예비가열하고, 세라믹 하니캄(honeycomb)에 담지된 촉매에 의해 연소하므로써 탈취를 행하였다.

그러나 관련 세라믹 하니캄을 이용한 탈취장치에는 여러가지 문제점이 있었다. 예를 들어 수납조에서 발생하는 취기가스를 히터로 촉매활성화 온도로 예비가열하는 경우, 취기가스의 승온 속도가 느리고, 탈취연소를 시작할 때의 취기가스의 촉매유입 온도가 촉매활성화 온도 이하에 있으면 미연소반응이 발생하고, 완전한 탈취가 일어나지 않았다.

또한, 타르와 같은 고농도 유기성 물질, 나무 찌꺼기 등을 함유한 취기가스를 처리하는 경우, 이 타르, 나무 찌꺼기 등이 원인이 되어 세라믹 하니캄이 막힐 경우가 있어, 정기적인 클리닝의 필요성이 있었다. 이와 같은 클리닝의 필요성은 계속적인 연속 운전을 불가능하게 하기 때문에, 타르, 나무 찌꺼기 등의 퇴적에 의해 촉매기능의 저해 요인이 되어 왔다.

또한, 세라믹 하니캄은 내열성, 경도 등에 관련한 우수한 특성을 지니고 있음에도 불구하고, 인성이 부족하고 저항력이 약하기 때문에 내충격성이 약해서 파손되기 쉽고, 그 취급에 주의를 요하지 않으면 안되었다.

한편, 통전가열가능한 연소촉매체와 통전가열 하지않은 연소촉매체를 조합한 탈취장치는, 자동차의 배기가스 탈취기에 널리 사용되어 왔다. 이 자동차용 탈취장치는, 공급전원이 배터리의 12V 전원을 사용하고 있고, 기동시 순간적으로 큰 전류가 흐르고, 수납공간이 한정되는 등 많은 설계상의 제약하에서 사용되었다. 그러나 이와 같은 자동차용 탈취장치에 사용하는 탈취촉매체의 설계사상은 오물, 분뇨, 생쓰레기 등 유기성 물질을 거두어들인 수납조에서 발생하는 대량의 취기가스의 처리를 목적으로 하는 경우에는 사용하는 것이 불가능하다.

발명의 요약

따라서, 본 발명은 표층에 절연층을 구비한 촉매 호일을 감아서 형성된 통전가열가능한 연소촉매체를 이용한 탈취장치 및 탈취방법을 제공하고, 커다란 발생열량을 얻는 취기가스의 대용량 처리를 가능하게 하는 것과 함께, 취기가스의 촉매활성화 온도에서의 신속한 가열을 용이하게 하여 불완전연소를 방지하고, 이와 함께 탈취장치의 소형화를 가능하게 하였다. 또한 금속 하니캄 촉매체를 사용하므로써 세라믹 하니캄 촉매체에서 일어나는 취급에 의한 파손, 연소촉매체내의 취기가스의 압력손실을 저감하는 것을 목적으로 하였다.

본 발명은, 통전(通電)가열이 가능한 연소 촉매체를 사용한 탈취장치 및 탈취방법에 관한 것이다.

도 1은 탈취장치의 개략사시도이다.

도 2는 촉매호일의 편면에 촉매를 담지한 촉매호일 단면의 층구조의 확대모식도이다.

도 3은 도 1에 표시한 A 방향으로부터 바라본 탈취장치의 개략도이다.

도 4는 탈취장치의 단면도이다.

도 5는 탈취가스의 탈취플로우도이다.

부호의 설명

1 ......탈취장치

2 ......통전가열가능한 연소촉매체

3 ......통전가열하지 않는 연소촉매체

4 ......센타 로드

5 ......아우터로드

6 ......내열합금호일

7 ......알루미나 위스커

8 ......결정화 유리의 절연층

9 ......촉매층(귀금속 촉매 + 워쉬코트)

10 .....관상 케이스

11 .....절연용 코트

12 .....중간층

13 .....스토퍼

14 .....절연바

15 .....센타로드 전극삽입용 소켓

16 .....아우터로드 전극삽입용 소켓

17, 18 ........ 은전극

19 .....열전대

20 .....열전대 삽입용 소켓

21 .....테프론제 내열절연튜브

22 .....수납조

23 .....취기가스 유입경로

24 .....청정공기 배출경로

25 .....전원

26 .....공급전류제어계

청구의 범위 제 1항의 발명은 표층에 절연층을 구비한 촉매호일을 감아서 형성된 연소촉매체와 이 연소촉매체를 내부에 수용하는 관상 케이스로 이루어지고, 연소촉매체는 통전가열가능하게 된 촉매호일을 발열저항체로서 이용하고, 그리고 연소촉매체의 1차측으로부터 취기가스를 도입하여 그 취기성분을 연소시켜, 청정공기로 만들어 2차측으로부터 배출하도록 한 탈취장치이다. 여기에서, 연소촉매체에 사용하는 촉매호일의 표층에 절연층을 구비하고 있는 점에 있어서도 커다란 특징을 갖는다.

촉매호일의 표층에 절연층을 구비하면, 감아서 형성한 연소촉매체의 내부에 층상으로 이루어져 접촉된 촉매호일 사이가 전기적으로 단락되는 일이 없어진다. 따라서 표층에 절연층을 구비한 촉매호일을 감아서 형성된 연소촉매체에, 감은 촉매호일의 중심을 이루는 일단과 최외부의 일단에 전극을 설치하여 전류공급을 행하면, 그 전류는 감은 촉매호일의 전체 길이를 따라 흐르게 된다. 즉, 촉매호일의 표층에 절연층을 구비하지 않은 경우에 비하여 더 큰 저항치를 얻을 수 있게 된다.

예를 들어, 자동차의 배기가스 탈취에 사용되는 통전가열가능한 연소촉매체 중에서, 촉매호일을 감아서 형성된 연소촉매체는 그 촉매호일의 표층에 절연층을 형성하지 않고 사용되고 있다. 이 때문에, 공급전류는 감은 촉매호일의 나선방향의 전체 길이를 흐를 수가 없고, 감은 촉매호일 사이에서 단락되어, 원형의 촉매체 단면의 반경방향으로 흐르게 되는 등, 저항이 낮은 방향으로 흐르게 된다. 이와 같은 특질이 있는 경우, 촉매체내에서 균일하게 큰 발생열량을 얻기가 곤란하다. 반면에 동일한 내열합금소재를 사용하여, 절연층을 구비한 촉매호일과 절연층을 구비하지않은 촉매호일을 만들어, 전자로 본 발명에 따른 탈취기를, 후자로는 자동차의 배기가스용 탈취기를 제조하였다. 이때에, 본 발명에 따른 탈취기에는 100V 전원의 사용을 가능하게 하고, 자동차의 배기가스용 탈취기에는 12V 전원을 사용하는 경우를 고려한다. 한편, 흐르는 전류를 동일한 값으로 하면, 100V 전원을 사용하는 본 발명에 따른 탈취기의 설계저항치는, 12V 전원을 사용하는 자동차의 배기가스용 탈취기의 약 8.33배 이상으로 하는 것이 가능하게 되고, 와트수 환산으로도 약 8.33배 이상의 발열량을 얻는 것이 이론적으로 가능하게 된다. 즉, 100V 전원을 사용하여, 감은 촉매호일을 길게 하여 촉매체 지름을 크게 하므로써 연소부의 용량 증대가 가능하게 되고, 더욱이 커다란 발열량을 얻는 것이 가능하고, 대용량의 취기가스의 탈취처리를 가능하게 하는 점에 있어서, 자동차의 배기가스용 탈취기와 완전히 다른 것이다.

본 발명에 있어서는, 촉매호일 자체를 발열저항체가 되도록 통전하기 때문에, 직접적으로 연소촉매체를 가열하고, 취기가스를 신속하게 가열하여 촉매활성화 온도에 도달되도록 하고, 안정한 탈취연소를 가능하게 한다(이하, 촉매호일을 통전가열할 수 있는 연소촉매체를 「통전가열 가능한 연소촉매체」로 언급함). 또한 탈취장치의 탈취촉매로서 통전가열가능한 연소촉매를 사용하므로, 촉매연소전의 예비가열공정을 생략할 수 있고, 탈취경로를 단축하는 것이 가능하게 된다. 그 결과, 탈취장치의 소형화가 가능하게 되고, 사용범위를 넓게 하는 것이 가능하게 된다.

또한, 탈취장치의 탈취촉매로서 통전가열가능한 연소촉매체를 사용하므로, 타르 등의 고농도 유기성 물질 또는 나무 찌꺼기 등을 포함하는 취기가스를 처리하는 경우 막힘의 원인이 되는 타르, 나무 찌꺼기 등을 연소산화시켜 제거하는 것이 가능하게 된다. 따라서 통전가열가능한 연소촉매체의 금속 하니캄이 막힘을 일으키지 않고, 정기적인 클리닝의 필요성이 없어지게 된다. 이는 탈취장치의 운전 비용을 저감할 수 있는 큰 경제적 효과를 발휘할 수 있게 된다.

또한, 연소촉매체에 금속 하니캄을 사용하므로써, 종래의 세라믹 하니캄의 내충격성을 극복하고, 취급시, 운송시 등의 손상을 방지하고, 제품불량의 저감을 가능하게 한다.

추가로, 종래의 세라믹 하니캄의 세라믹 재료의 두께가 150㎛∼300㎛ 정도의 두께인 것에 대하여, 금속 하니캄을 사용하면 그 금속재의 두께가 50㎛ 정도이므로 그 취기가스의 압력손실에 대한 영향은 크다. 마찬가지로 촉매체 내의 선속을 확보하기 위한 경우에는, 송풍기 부하를 저감시킬 수가 있게 된다.

제 2항의 발명에 따른 탈취장치는 제 1의 통전가열 가능한 연소촉매체와 그 2차측에 통전가열하지 않는 제 2의 연소촉매체를 연소촉매체로서 배치하여 이루어지는 것이다. 이 탈취장치에 있어서 취기가스의 탈취연소는 다음과 같이 행하여진다. 즉, 연소과정에 도입된 취기가스는, 제 1의 통전가열가능한 연소촉매체로 연소하고, 촉매활성화 온도를 유지한 상태에서, 제 2의 통전가열하지 않는 연소촉매체로 다시 연소하므로써 보다 완전한 탈취효과를 얻을 수 있다.

제 3항의 발명은, 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서 촉매호일의 절연층이 알루미나 위스커 처리와, 촉매로서의 귀금속 성분 및 워쉬 코트를 조합하여 이루어진 촉매층의 중간에 구비된 결정화 유리인 것을 특징으로 하는 탈취장치이다. 여기에 언급된 촉매 호일의 알루미나 위스커 처리와, 촉매로서의 귀금속 성분 및 워쉬 코트를 조합하여 이루어진 촉매층의 형성은 종래처럼 행해질 수 있지만 여기에서는 그 중간에 결정화 유리의 절연층을 구비한 점에 특징을 갖는다.

이 결정화 유리의 절연층은 일반적으로 산성인 취기가스로부터 촉매호일을 부식보호하는 역할을 하면서 촉매호일에 흐르게 되는 전류가 촉매금속의 감아들인 긴 방향으로 흐르고, 촉매호일간에의 단락을 방지하는 절연층으로서의 역할을 하게 된다. 이 결정화 유리의 절연층은 일본국 특개평 4-198039호 공보에 개시된 방법으로 형성되고, 아노사이트(CaAl₂Si₂O₈) 또는 슬로 소나이트(SrAl₂Si₂O₈) 또는 셀시안(BaAl₂Si₂O₈)의 어느 것의 일종, 또는 이들의 2종 이상의 혼합물로 구성되어 있다.

제 4항의 발명에 따른 탈취장치는 마이카 및 열팽창 매트를 조합한 중간층을 개재하여 내면에 절연용 코트재를 구비한 관상 케이스에 통전가열 가능한 연소촉매체를 수납하고 있다. 이는 통전가열가능한 연소촉매체와 관상 케이스와의 전기적 절연을 완전하게 하기 위해 행한 것이다. 여기서 전기적 절연은 주로 관상 케이스의 내면에 구비되는 절연용 코트재 및 개재된 마이카에 의해 행해지고, 열팽창 매트는 통전가열 가능한 연소촉매체가 승온함에 따라 팽창하여 탈취장치 가동시의 진동을 감소시키고, 관상 케이스와 제 1의 연소촉매체를 완전히 고정하는 역할을 하게 된다.

제 5항의 발명에 따른 탈취장치는 통전가열 가능한 연소촉매체가 열전대를구비하여 그 내부 온도를 측정하고, 이 측정치를 얻어 설정 연소온도를 유지하고, 연소촉매체에의 공급전류를 제어하는 것을 특징으로 한다. 이는 촉매호일 자체를 발열저항체로 하여 통전가열하고, 취기가스를 연소시키기 위해 무제한적인 전류공급을 행하면, 통전가열 가능한 연소촉매체 내부의 온도가 상승하여 절연재의 절연저항이 저하하므로써 단락에 의한 국부가열이 발생하고, 금속 하니캄의 용융을 일으킬 우려가 있다. 따라서, 안전성면에서 촉매체 내부의 온도제어가 중요시 된다.

이 촉매체 내부의 온도제어를 최대한 확보하기 위하여 행하는 방법은 열전대로 연결하여 통전가열 가능하게 한 통전가열가능한 연소촉매체 내부의 온도를 측정하고, 이 온도를 전류의 콘트롤 장치에 피드백하고, 그 콘트롤 장치를 통하여 적정한 전류공급을 통전가열가능한 연소촉매체에 행하는 것이다.

제 6항에 따른 탈취방법은, 통전가열가능한 연소촉매체로의 취기가스의 도입풍량을 통전가열가능한 연소촉매체내에서의 취기가스의 통과선속이 0.5m/sec 이상이 되도록 조정하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따른 탈취장치는, 그 구조상 통전가열 가능한 연소촉매체의 1차측인 취기가스 상류부에 취기가스의 예비가열실이 설치되어 있지 않다.

따라서, 연소과정에서 반응이 취기가스 내를 역주(逆走)하는 동안, 즉 역화(逆火)가 발생할 때에 버퍼로서 기능을 하는 부위가 없어, 오물, 분뇨, 생쓰레기 등 유기성 물질을 거두어 들인 수납조에 직접 인화할 우려가 있다. 이 현상은 통상의 탈취조건에서는 발생하기 어렵지만 취기가스 농도가 높고, 700℃ 이상의 온도로 된 경우에 발생할 가능성이 있다. 이 역주에 대한 대책으로서 설비상, 플레임 어레스트 등을 설치하는 여러 가지 대응을 행하지만, 결론적으로 역화가 일어나지 않는 취기가스 유량의 조건을 설정하는 것이 기본적으로 제일 중요하다.

그러므로, 여러 가지 연구를 수행한 결과, 통전가열 가능한 제 1의 연소촉매체에 취기가스의 통과선속을 0.5m/sec 이상으로 하면, 본 발명에 따른 탈취장치에 사용하는 연소온도 범위에 있어서, 완전히 역화를 방지하는 것이 가능하다는 것을 발견하였다.

발명의 실시형태

이하, 본 발명의 최선의 실시형태에 대하여, 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명에 따른 탈취장치 (1)은, 도 1 또는 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 대략적으로 설명하면 통전가열 가능한 연소촉매체 (2), 그 2차측에 배치된 통전가열하지 않은 연소촉매체 (3) 및 그들을 수용하는 케이싱으로 된 관형 케이스 (10)으로 구성되어 있다.

이들중 통전가열가능한 연소촉매체 (2)는, 촉매의 담체인 촉매호일 (2a), 센타로드 (4) 및 아우터로드 (5)에 의해 구성되어 있다. 촉매호일의 구성소재로서는, 알루미늄을 함유한 스텐레스계의 내열합금소재, 예를 들어 Fe-20% Cr-5% Al-0.08La를 사용한다. 촉매호일의 형상은 물결형 또는 물결형과 함께 헤링본 형상을 지니고 있는 것을 사용하는 것이 적당하다.

도 2는, 촉매호일 (2a)의 단면에서 본 층구조를 확대하여 모식적으로 나타낸 것이다. 이 촉매호일 (2a)에 촉매를 담지하는 방법은 다음과 같다. 최초에 촉매호일 (2a)의 원재인 알루미늄을 함유한 스텐레스계의 내열합금소재 (6), 예를 들어Fe-20% Cr-5% Al-0.08La로 된 두께 약 50㎛의 호일에 900℃×15hr의 분위기 중에서 열처리를 행하여, 표면에 산화 알루미늄의 위스커 (7)을 형성한다. 이는 그후 표면에 도포되는 결정화 유리, 워쉬코트 등의 밀착강도를 높이기 위한 앵커로서의 역할을 하는 것이다. 이하의 공정에서 행한 결정화 유리의 절연층은 촉매호일 (2a)의 양면에 실시할 수 있다. 부식 보호층으로서 기능을 하기 때문이다. 한편, 촉매의 담지는 촉매호일 (2a)의 한면에만 처리되어도 되고, 양면에 처리되어도 상관 없다. 목적으로 하는 연소처리능력, 통상의 물결형 호일에 스페이서를 조합하여 감아서 만든 촉매체나 헤링본형 호일 단독으로 감아서 만든 촉매체 등의 설계에 대응하여 적절히 선택되는 것이 바람직하다.

그리고, 산화 알루미늄의 위스커 (7)을 형성한 내열합금 호일 (6)의 표면에 결정화 유리의 절연층 (8)을 형성한다. 아노사이트(CaAl₂Si₂O₈)의 결정화 유리의 보호층은, 다음의 방법에 의해 만들어진다. 54.9중량% SiO₂, 5.0중량% B₂O₃, 7.4중량% CaO, 2.5중량% MgO, 17.6중량% PbO, 8.4중량% Al₂O₃, 2.6중량% Na₂O, 1.6중량% K₂O의 조성을 가지며, 열팽창계수가 72×10^-7/℃(25∼300℃)인 유리 분말 55중량%에 충전제로서 22.5중량% Al₂O₃와 22.5중량% CaZrO₃를 혼합하고, 에틸 셀룰로즈의 α-타피네올 용액에 분산, 혼련하여 만든 절연 페이스트에 35.6중량% SiO₂, 3.1중량% B₂O₃, 16.9중량% CaO, 19.2중량% ZnO, 11.3중량% Al₂O₃, 13.9중량% TiO₂의 조성을 가지며 소성중에 아노사이트의 결정을 석출하는 결정성 유리 분말을 무기고형분 전량에 대하여 30%가 되도록 혼합하여 절연 페이스트를 만든다. 이 절연 페이스트를 산화 알루미늄의 위스커 (7)을 형성한 내열합금 호일 (6)의 표면에 도포하고, 850℃×10분의 조건에서 소성하고, 아노사이트의 결정을 석출시켜, 결정화 유리의 절연층 (8)의 형성을 완료한다.

연속하여, 산화 알루미늄의 위스커 (7)의 형성, 결정화 유리의 절연층 (8)의 형성을 행한후, 촉매로서의 귀금속 성분의 담지를 행한다. 이 귀금속 성분에는 백금, 백금-팔라듐 등의 연소촉매용에 사용가능한 귀금속류가 사용가능하다. 귀금속 성분의 담지를 행하는 방법으로서는 먼저 워쉬코트를 도포하고 귀금속 성분을 함유한 분산체를 액상으로 스프레이코트 하는 방법, 우선 귀금속 성분을 함유한 분산체를 액상으로 스프레이코트하고 워쉬코트를 도포하는 방법, 워쉬코트 및 귀금속 성분을 함유한 분산체를 혼합하여 함께 스프레이코트하는 방법중의 어느 방법을 채용하고, 약 80℃∼90℃의 온도로 건조한 후, 800℃×10시간의 열처리를 하여 촉매층 (9)를 형성하고, 촉매호일 (2a)의 제조를 완료한다. 여기에 사용된 워쉬코트의 조성은 Al₂O₃-10% CeO₂를 사용하는 것이 바람직하다.

이하 상술한 촉매호일 (2a)를 사용하여, 탈취장치 (1)을 조합하는 과정에 대해서 도 1, 도 2, 도 3을 주로 사용하여 설명한다. 우선, 센타로드 (4)는 촉매호일 (2a)와 동일한 내열합금인 스텐레스계의 내열합금 봉재를 절단하여 제조하였다. 이 센타로드 (4)와 촉매호일 (2a)의 일단을 용접, 납땜 또는 스폿용접으로 접합시켜, 센타로드 (4)를 중심으로 촉매호일 (2a)를 감고, 최외부로 되는 다른 단에 아우터로드 (5)를 동일하게 용접, 납땜 또는 스폿용접으로 용접하므로써, 연소촉매체 (2)로서의 기본적 형상이 완성된다. 이 연소촉매체에 전류를 흐르게 하기 위해서는 연소촉매체 (2)에 전극을 배치할 필요성이 있다는 것은 후술한다.

연소촉매체 (3)은 아우터로드 (5)의 접속을 제외하고는 연소촉매체 (2)와 동일한 소재 및 방법으로 제조된다. 따라서, 그 제조방법에 관련하여 중복되는 내용은 생략한다.

관형 케이스 (7)은, 통전가열가능한 연소촉매체 (2)와 그 2차측에 배치된 통전가열 하지 않은 연소촉매체 (3)을 수납하는 케이싱이기 때문에 역시 내열성이 요구된다. 따라서 그 구성소재는 스텐레스계의 내열합금의 사용이 바람직하다. 그러나, 산화 알루미늄의 위스커 형성의 필요성이 없으므로 알루미늄을 함유한 스텐레스재일 필요는 없다.

이어서, 상술한 연소촉매체 (2)와 연소촉매체 (3)을 케이싱인 관형 케이스 (10)에 조립한다. 먼저, 관형 케이스 (10)의 통전가열가능한 연소촉매체 (2)를 배치하는 부위의 내면에 절연용 코트재 (11)을 도포한다. 여기에서 사용하는 절연용 코트재 (11)에는, 알루미나계 코트재(무기산화물계 코팅)을 사용하고, 건조시켜 절연용 코트재 (11)의 도포를 종료한다. 그리고, 통전가열가능한 연소촉매체 (2)를 절연용 코트재 (11)을 내면에 도포한 관형 케이스 (10)에 조립한다. 이때, 통전가열가능한 연소촉매체 (2)와 절연용 코트재 (11)을 구비한 관상 케이스 내면의 사이에 개재된 중간층 (12)는, 마이카/열팽창 매트/마이카의 순서로 층상으로 중합되는 것이 바람직하다.

이와 같은 중간층 (12)를 구비하므로써, 연소촉매체 (2)를 관형 케이스 (10)에 조립한 후에, 탈취촉매 가동시의 진동에 의한 어긋남 방지, 관형케이스 (10)과의 완전한 절연성을 확보한다. 또한, 그외에 다른 많은 방법이 시행된다. 예를 들어 도 3 및 도 4에 나타낸 것과 같이 연소촉매체 (2)의 취기가스가 유입되는 1차측에는 연소촉매체 (2)와 접하도록 연소촉매체 (2)의 고정과 절연성을 목적으로 하는 2개의 세라믹제 파이프인 스토퍼 (13)을 설치하였다. 또한, 연소촉매체 (2)와 연소촉매체 (3)과의 사이에는 상호간의 절연성을 완전하게 하여 고정성을 높이기 위하여, 도 4에 나타낸 세라믹제의 절연바 (14)를 설치하였다. 이에 의해, 완전한 연소촉매체 (2)의 탈취촉매 가동시의 진동에 의한 어긋남 방지 및 주위와의 보다 완전한 절연성의 확보가 가능해진다.

연소촉매체 (2)를 관형케이스 (10)에 조립하여 맞추고, 연소촉매체 (2)에 다음의 물질을 부착한다. 즉, 열전대와 전극의 설치이다. 전극의 설치는 관형케이스 (10)에 미리 설치된 센타로드 전극 삽입용 소켓 (15)와 아우터로드 전극삽입용 소켓 (16)의 각각에 은전극을 통과시키고, 도 3에 나타낸 것과 같이 센타로드 전극 삽입용 소켓 (15)를 통과한 은전극 (17)은 센타로드 (4)와, 도 3에 나타낸 것과 같이 아우터로드 전극도입용 소켓 (16)을 통과한 은전극 (18)은 아우터로드 (5)와 각각 부착하여 접속된다.

연소촉매체 (2)에 열전대 (19)의 설치는 다음과 같이 행한다. 도 3 또는 도 4에 나타나 있는 것과 같이, 열전대 (19)는 관형케이스 (10)에 미리 설치되어 있는 열전대 삽입용 소켓 (20)을 통과하여 열전대 (19)의 선단부가 연소촉매체 (2)의 내부에 위치하도록 삽입된다. 열전대 (19)에서의 온도측정은, 연소촉매체 (2)의 연소된 취기가스의 배출된 2차측의 출구로부터 약 5mm 정도의 위치에서 행한다. 이와 같은 열전대 (19)의 선단부를 연소촉매체 (2)의 내부에 배치하는 것은 2차측의 출구에서의 측정을 이상적으로 하는 것이며, 열전대 (19)와 연소촉매체 (2)의 2차측에 배치되는 연소촉매체 (3)과의 진동접촉에 의한 쇼트를 방지하고, 측정온도의 안정성을 확보하기 위한 것이다.

여기에서 설명된, 열전대와 전극의 설치의 예, 열전대 및 전극과 각각의 삽입용 소켓 및 그 주변과의 절연은, 도 3에 나타낸 테프론제 내열 절연 튜브 (21)을 사용하여 행한다.

탈취장치 (1)의 조립의 마지막 단계로서, 연소촉매체 (2)의 2차측에 연소촉매체 (3)의 조합을 행한다. 연소촉매체 (3)은 통전가열을 행할 수가 없기 때문에, 주위의 절연성을 고려할 필요성이 없다. 따라서 관형 케이스 (10)과 직접 접촉하도록 설치되어도 무방하고, 탈취장치 가동시의 진동방지를 위해 팽창매트를 관형케이스 (10)과 통전가열하지 않은 연소촉매체 (3)의 사이에 개재시켜 조립하여도 좋다.

또한, 연소촉매체 (3)은 1단계에서 사용하여도 되고, 도 4에 나타나 있는 바와 같이 2단 이상의 다단계에 사용하여도 무방하다. 탈취처리를 행하는 목적물인 오물, 분뇨, 생쓰레기 등 유기성 물질의 종류에 따라서 단의 수를 조절하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 조립된 탈취장치 (1)에 있어서, 도 3에 나타낸 센타로드 전극 삽입용 소켓 (15)에 통과시킨 은전극 (17)과 아우터로드 전극 삽입용 소켓(16)을 통과시킨 은전극 (18)은, 도시되지 않은 전류의 콘트롤 장치에 접속된다. 여기에서 공급되는 최적 전류는, 열전대에 의해 측정된 온도정보를 기초하여 결정된다. 즉, 측정온도에 대하여 공급전류를 미리 프로그래밍하여 기억시킨 콘트롤 장치로부터 최적전류의 공급을 행하는 방법, 또는 측정온도와 그에 대한 공급전류의 관계식을 프로그래밍하여 기억시켜 연산한 콘트롤 장치로부터 최적전류의 공급을 행하는 방법 등이 채용될 수 있다. 이와 같이, 연소촉매체 (2)의 내부온도를 100℃∼700℃의 범위에서 목적으로 하는 온도로 유지한다. 또한 전원은 교류전원을 사용하든 직류전원을 사용하든 어느 것도 상관 없다.

여기까지의 과정을 거쳐 제조된 탈취장치 (1)을 사용하여, 도 5에 나타낸 개략 플로우에 따라 취기가스의 탈취처리를 행한다. 이 플로우는 수납조 (22), 탈취장치 (1), 취기가스 유입경로 (23) 및 청정공기 배출경로 (24)로 표시되어 있다. 즉, 수납조 (22)로부터 발생하는 취기가스는 블로워에 의해 취기가스 유입경로 (23)를 거쳐 탈취장치 (1)에 도입된다. 도입된 취기가스는 연소촉매체 (2)에서 연소탈취되어 청정공기 배출경로 (24)를 거쳐 배출된다. 여기에서 전원 (25)와 공급전류제어계 (26)은 연소촉매체 (2)에 접속되어 있다.

이때 수납조 (22)로부터 도시되지 않은 블로워에서 나온 취기가스의 풍량은 연소과정으로의 역화를 막기 위하여 통전가열가능한 연소촉매체내에서의 취기가스의 통과선속이 0.5m/sec가 되도록 조절하였다.

발명의 효과

절연층을 구비한 촉매 호일로 형성된 통전가열 가능한 연소촉매체를 탈취장치에 이용하므로써 연소촉매체의 발열량을 증가시키고 대용량의 취기가스의 탈취처리를 가능하게 함과 동시에, 취기가스의 촉매활성화 온도에서 신속한 가열을 용이하게 하여 불완전 연소를 방지하고, 이와 함께 탈취장치의 소형화를 가능하게 하였다. 또한 연소촉매체로서 금속하니캄 촉매체를 사용하므로써 종래의 세라믹 하니캄 촉매체에서 발생하는 취급시의 파손, 연소촉매체내에서의 취기가스의 압력손실의 저감을 가능하게 하였다. 또한, 통전가열가능한 연소촉매체를 구비한 탈취장치의 가스의 역화를 방지하고, 안전성이 우수한 탈취연소를 행하는 방법을 확립하였다.

Claims (6)

1. 표층에 절연층을 구비한 촉매호일을 감아서 형성된 연소촉매체와, 이 연소촉매체를 내부에 수용하는 관상 케이스로 이루어지며, 연소촉매체는 통전가열가능하게 된 촉매호일을 발열 저항체로서 사용하고, 연소촉매체의 1차측으로부터 취기가스를 도입하여, 그 취기성분을 연소시켜 청정공기로 만들어 2차측에서 배출하도록 된 것을 특징으로 하는 탈취장치.
2. 제 1항에 있어서, 연소촉매체는 제 1의 통전가열가능한 연소촉매체와 그 2차측에 통전가열하지 않은 제 2의 연소촉매체를 배치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 탈취장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 촉매호일의 절연층은 알루미나위스커 처리와, 촉매로서 귀금속 성분 및 워쉬코트를 조합하여 이루어진 촉매층의 중간에 설치된 결정화 유리인 것을 특징으로 하는 탈취장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 통전가열가능한 연소촉매체는 마이카 및 열팽창 매트를 조합한 중간층을 개재하여 내면에 절연용 코트재가 구비된 관상 케이스에 수납된 것임을 특징으로 하는 탈취장치.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 통전가열가능한 연소촉매체는 열전대를 구비하여, 그의 내부온도를 측정하고, 이 측정치로 설정연소온도를 유지하기 위하여 연소촉매체의 공급전류를 제어하는 것을 특징으로 하는 탈취장치.
6. 통전가열가능한 연소촉매체의 탈취가스의 도입풍량을, 통전가열가능한 연소촉매체내에서의 취기가스의 통과선속이 0.5m/sec 이상으로 이루어지도록 조정하는 것을 특징으로 하는 제 1항 내지 제 5항중 어느 한 항에 따른 탈취장치를 이용한 탈취방법.