KR100475612B1 - 대기중 질소산화물 처리 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대기중 질소 산화물 처리장치 및 그 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 도로, 지하주차장, 터널 등의 오염된 공기를 신속하고 대량으로 정화할 수 있도록 하기 위한 대기 중 질소산화물 처리장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따른 대기 중 질소산화물 처리 장치는, 대기 중 질소산화물에 의하여 오염된 공기를 흡입하기 위한 흡입 유로가 질소산화물 배출 원인지로 향하도록 구성된 흡입덕트와, 상기 흡입 덕트로부터 흡입되는 질소산화물의 성분을 구성하는 일산화질소와 이산화질소 중 처리속도가 느려 질소산화물의 처리 효율 저하를 가져오는 일산화질소의 처리 속도를 촉진시키기 위해 흡입 덕트 유로상에서 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 오존산화부와, 상기 오존산화를 거친 오염 공기를 상기 여재층으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 높이기 위해 상기 흡입 덕트에 설치되는 분무장치와, 상기 분무장치를 통과하면서 수분 함량이 조절된 흡입공기를 상기 여재층으로 골고루 분배하기 위한 분배판넬 및 통기관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 대기중 질소산화물 오염공기를 흡입 덕트를 통해 흡입하는 단계와; 상기 흡입 덕트로부터 흡입되는 질소산화물의 성분을 구성하는 일산화질소와 이산화질소 중 처리속도가 느린 일산화질소의 처리속도를 향상시키기 위해 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 산화단계와; 상기 오존산화를 거친 오염 공기를 상기 여재층으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 분무장치를 통해 조절하는 수분조절단계; 상기 단계를 통해 수분 함량이 조절된 흡입공기를 분배판넬을 통해 상기 여재층으로 분배하는 분배단계로 이루어지는 대기중 질소산화물 처리방법을 특징으로 한다.

Description

대기중 질소산화물 처리 장치 및 그 방법{system and method of disposing nitrogen oxides in atmosphere}

본 발명은 대기중 질소 산화물 처리 장치 및 그 방법에 관한 것으로 보다 상세하게는 도로, 지하주차장, 터널 등의 오염공기를 신속하고 대량으로 정화할 수 있도록 하기 위한 대기중 질소산화물 처리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

대기중의 질소산화물은 주로 화석연료를 연소하는 과정에서 발생한다. 연소과정에서 질소산화물은 비록 적은 양이 발생하지만, 질소산화물의 주요 구성물질인 니트릭 옥시드와 니트로겐 옥시드가 다량 발생한다. 특히, 이산화질소는 인체에 심각한 영향을 미칠 수 있는 유해 물질이다.

이산화질소는 환경을 파괴한다. 대기중 수분과 일산화질소와 이산화질소가 반응하여 아질산을 형성하게 된다. 즉, 산성비 형성의 주원인이 된다. 또한, 대기 중에서 휘발성유기화합물 등과 반응하여 오존등의 광화학 스모그 물질로 전환되어 각종 호흡기 관련 질환을 야기하고 시정을 크게 약화시키는 원인 물질이다.

연료가 연소되는 동안 질소와 산소가 서로 반응하여 질소산화물의 형태를 가지게 되며, 크게 두 가지 메커니즘이 존재한다. 연료 질소산화물의 경우 연료가 연소함으로서 발생되는 것이며, 서멀(thermal) 질소산화물은 연소공기 중의 질소분자가 고온에서 반응하여 질소산화물로 형성되는 형태이다. 비록 이러한 질소산화물 가스가 연소실의 온도나 짧은 체류시간 등으로 제어가 가능 하지만, 자동차 배출가스의 증가 등으로 인해 대기중의 질소산화물의 농도는 계속 증가되는 실정이다. 현재까지 알려진 터널에서의 질소산화물 처리 시스템은 환기를 이용하여 터널외부로 질소산화물이 다량 포함된 공기를 유출시키는 것이다. 터널 환기 방식은 자연풍과 자동차의 피스톤효과에 의해 이루어지는 자연환기식, 그리고 기계설비에 의한 기계환기방식 등으로 크게 구분되고 있다.

터널의 길이가 짧고 교통량이 적은 터널에서는 자연환기가 가능하지만 길이가 긴 터널에서는 기계 환기 방식이 필수적이다. 기계 환기 방식은 차도내의 공기흐름에 따라 종류식 환기방식, 횡류식 환기방식, 그리고 반횡류식 환기방식과 같은 기본적인 환기방식과 그들의 조합에 의한 복합 환기방식으로 분류된다. 또한 환기방식은 대면 교통터널과 일 방향 교통 터널에 따라 다르게 나타나는데, 일 방향의 경우 자동차 피스톤 효과가 터널의 환기 환기에 이용되지만 대면교통터널의 경우에는 그렇지 못하다. 대면 교통 터널의 경우에는 도 1의 (a)와 같이, 종류식 환기방식으로 터널내 제트팬을 한 방향으로 설치하여 환기를 시키는 제트팬이 적용된다. 근래 굴착기술의 발전으로 터널은 장대도로터널 형식으로 시공되어 제트팬 방식으로는 터널 전체에서 기준치 이하의 오염농도를 유지하기 어렵게 되었다.

또한, 도 1의 (b)와 같이, 장대도로터널에는 터널의 중간지점에 수직갱을 1개소 이상 설치하거나, 도 1의 (c)(d)와 같이, 공기 급배기점을 설치하고 터널을 종류환기가 가능한 적당한 길이의 환기구간으로 분활하고 급배기점에서는 오염된 공기와 신선한 공기를 교환하는 수직갱 급배기 환기방식이 적용되고 있다.

그러나, 환기는 질소산화물을 처리하는 것이 아니라 단지 외부로 유출시키는 것으로 터널 출구 등 유출부에서는 심각한 환경오염의 원인이 되기도 한다.

질소산화물을 포함한 공기의 처리법에는 연소법, 약물세정법, 흡착법, 생물탈취법 등이 있다. 이 방법들 중 생물탈취법은, 일정한 반응기 속에 토양, 퇴비, 활성탄, 토탄 등을 충전시키고 적당한 수분을 유지시켜 반응기내에서 성장하는 미생물을 이용하여 충전물을 통과하는 가스 중의 유해물질을 제거하는 시설이다. 이러한 물질은 적당한 공극을 유지하기 위하여 균등한 크기의 입자를 사용하여야 한다. 또한 입자의 크기가 너무 작으면 압력강하가 커지며 이 경우 단회로 현상에 의하여 처리효율이 크게 낮아지게 된다. 생물여과층의 높이는 일반적으로 1m 정도이다. 오염된 배출가스는 배출원으로 부터 여과층을 통과시켜 배출된다. 충분한 체류시간 동안 오염물질은 필터주위의 생물층으로 확산된다. 처리대상물질의 호기성분해는 미생물층이 있는 곳에서 이루어진다. 오염물질은 미생물에 의하여 완전 분해되면 최종적으로 이산화탄소와 물이 된다.

퇴비, 나무조각, 나무껍질, 낙엽 등은 최근 유럽에서 흔히 사용되는 필터물질이며, 토탄도 사용된다. 미국에서 만든 생물필터는 대부분이 생물학적으로 활동성이 있는 광물토양을 필터물질로 사용하였다. 오염공기의 전처리를 위하여 필요한 시설로는 필터까지의 운반시설과 분산시설이다. 경우에 따라 뜨거운 오염공기를 냉각시키기 위한 열교환기를 사용하거나 입자상 물질의 제거를 위한 필터를 사용할 수 있으며 필터의 압력강하를 보충하기 위하여 브로어를 사용한다. 오염공기는 물로 포화되어 있어야 한다. 왜냐하면 오염공기가 충진 물질로부터 수분을 제거하여 충진물질이 건조하게 되면 미생물이 사멸하게 되고 효율적인 운전이 되지 않기 때문이다. 수분공급을 위하여 스프레이노즐이 이용되기도 한다. 또한 필터상 위에서 자동적으로 수분을 살포하여 필터 물질 내에 필요한 수분함량을 유지할 수도 있다.

토양에 오염공기를 접촉시키면 토양 표면이나 토양수에 의해 오염가스에 포함되어 있는 일산화탄소나 질소산화물 등의 오염 물질이 흡착되거나 용해되고, 또한 각종 미생물의 대사작용에 의한 흡수와 분해로 정화가 이루어진다.

토양을 이용한 공기정화 기술의 예를 도 2를 참고로 설명하면 다음과 같다.

도 2는 지하주차장(10)의 내부 공기를 정화하기 위한 토양공기정화시스템의 도식도로서, 주요 부분은, 송풍수단(11), 자갈쇄석층(12), 토양층(13) 및 식재부(14)로 구성되어 있다. 그리고 상기 토양층(13)은 토양에 퍼라이트, 피트모스, 피트 등을 혼합하여 사용하였다.

이와 같이 구성된 공기정화 시스템에는 브로어 등의 송풍수단(11)에 의해 지하주자창(10) 내의 오염공기가 역층 통기부로 이송된 후 그 상부의 토양층(13) 및 식재부(14)를 통해 대기중으로 배기 되는데, 이 과정에서 토양의 물리화학적 및 생물물학적인 기능에 의해 오염공기를 정화한다.

이러한 토양을 이용한 공기정화법은 활성탄법과 같은 물리적인 흡착기능을 이용하는 방법과 다르지만, 토양의 밀도가 높아 단위면적당 오염공기의 처리능력이 떨어지며, 토양 전체를 개량하기 때문에 시공비가 많이 소요됨은 물론 식재부에 심어진 수목이 직접 오염공기에 영향을 받아 고사하는 등의 문제점을 안고 있었다.

도 3은 국내 특허 공개번호 1999-0046906호에 소개된 '토양을 이용한 공기 정화시스템'에 관한 것으로, 이 구조는 지하주자창(10)내 오염공기를 흡입하는 브로어와 흡입된 오염공기를 이송하는 덕트로 이루어지는 인입수단(20)과, 상기 인입수단(20)에서 공급되는 오염공기를 수평적으로 널리 퍼뜨리는 자갈쇄석층(21)과, 상기 자갈쇄석층(21) 상층에 순차적으로 위치하여 오염공기중의 오염물질을 정화하는 다공체층 및 토양층(22)(23)과, 상기 토양층(23) 상부로 부터 하부의 자갈쇄석층(21) 까지 수직으로 매설되는 여려개의 파이프형 필터관(24)을 구비하는 구조이다.

그러나, 이 구조는 지하주차장(10) 공기를 정화할 목적으로 제시된 기술로서, 노변이나 기타 터널 등에서 배기가스를 효과적으로 정화시킬 수 없는 단점이 있다.

또한, 자동차에서 배출되는 질소산화물은 일산화질소와 이산화질소로 구성되는데 90%이상을 차지하는 일산화질소의 경우 반응속도가 느려 처리가 어려운 문제점이 있었으며, 오염공기가 토양층(23)으로 도달되더라도 충분히 정화하거나 여과시키지 못하고 대기중으로 배출시키는 문제점이 있어 정화처리 시스템으로는 부적합하고 신뢰성이 없었다.

따라서, 본 발명의 목적은 대기 중 질소산화물을 신속하고 대량으로 효율적으로 처리하기 위한 대기 중 질소산화물 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 다양한 환경에서 대기 중 질소산화물을 정화 처리할 수 있는 처리 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 또 다른 목적은 대기 중 질소산화물을 신속하고 대량으로 효율적으로 처리하기 위한 대기 중 질소산화물 처리 방법을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 대기 중 질소산화물 처리 장치는, 대기 중 질소산화물 오염공기를 이송시키는 덕트와, 상기 덕트의 유로상에 송풍기를 장착하여 오염공기를 소정의 경로로 이송시키고 최종적으로 토양층을 거치게 하여 오염공기를 정화 처리하는 대기중 질소산화물 처리 장치에 있어서,상기 대기중 질소산화물을 오염공기를 흡입하기 위해 흡입유로가 질소산화물 배출 원인지로 향하도록 구성되고 유로의 초입부에는 질소산화물 자동측정기를 설치하여 구성된 흡입 덕트와,상기 흡입 덕트로부터 흡입되는 질소산화물의 성분을 구성하는 일산화질소와 이산화질소 중 반응속도가 느린 일산화질소의 반응을 촉진시키기 위해 흡입 덕트 유로상에서 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시키기 위하여, 상기 송풍기의 전방측에 설치되어 오존을 생성하고 인젝터를 통해 흡입 덕트로 생성된 오존을 공급하는 오존발생기, 상기 오존의 농도를 흡입 덕트를 통과하는 오염공기의 농도에 비례하여 조절하거나 현재 흡입 덕트를 통과하는 오존의 농도를 설정된 기준치에 가깝도록 조절하기 위한 오존농도조절장치, 상기 흡입 덕트를 통과하는 현재 오존농도를 측정하여 그 정보를 오존농도조절장치측으로 전달하기 위해 상기 송풍기의 후방측 흡입 덕트상에 설치된 오존측정기를 구비하는 오존산화부와,상기 오존산화를 거친 오염 공기를 상기 여재층으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 높이기 위해 상기 흡입 덕트에 설치되는 분무장치와,

상기 분무장치를 통과하면서 수분 함량이 조절된 흡입공기를 상기 여재층으로 골고루 분배하기 위하여 흡입 덕트를 통과한 공기를 여재층으로 균등하게 분배하여 내보내기 위한 규칙적인 통기공을 구비하는 분배판넬 및 통기관으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

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본 발명의 다른 특징은, 대기중 질소산화물 오염공기를 송풍기를 통한 강제 흡입력을 형성하여 덕트를 통해 이송시키고 최종적으로 특수 혼합된 토양을 여과재로 하여 오염공기를 정화 배출하는 대기중 질소산화물 처리 방법에 있어서,

대기중 질소산화물 오염공기를 흡입 덕트를 통해 흡입하는 단계와;

상기 흡입 덕트로부터 흡입되는 질소산화물의 성분을 구성하는 일산화질소와 이산화질소 중 반응속도가 느린 일산화질소의 반응을 촉진시키기 위해 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 산화단계와;

상기 오존산화를 거친 오염 공기를 상기 여재층으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 분무장치를 통해 조절하는 수분조절단계;

상기 단계를 통해 수분 함량이 조절된 흡입공기를 분배판넬을 통해 상기 여재층으로 분배하는 분배단계로 이루어지는 대기중 질소산화물 처리 방법을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 대기중 질소산화물 처리 장치 도식도 이다. 도 5는 본 발명의 실시 예에 다른 대기중 질소산화물 처리 장치의 구성 예로서, (a)는 1단 장치 구성도이고, (b)는 2단 장치 구성의 예를 보인 도식도 이다. 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 대기중 질소산화물 처리 장치에 적용되는 오존산화부의 구성 예를 보인 도면 이다. 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 질소산화물 처리 방법의 순서도 이다.

본 발명에 따른 대기중 질소산화물 처리 장치는 도 4내지 도 6과 같이 구성될 수 있다.

본 발명의 대기중 질소산화물 처리 장치는, 도 4 내지 도 6과 같이, 대기 중 질소산화물 오염공기를 이송시키는 덕트(30)와, 상기 덕트(30)의 유로상에 송풍기(31)를 장착하여 오염공기를 소정의 경로로 이송시키고 최종적으로 여재층(32)을 거치게 하여 오염공기를 정화 처리하는 대기중 질소산화물 처리 장치로 구성된다.

주요부분은, 대기중 질소산화물 오염공기를 흡입하기 위해 흡입유로가 질소산화물 배출 원인지로 향하도록 구성된 흡입 덕트(30)와, 상기 흡입 덕트(30)로부터 흡입되는 질소산화물의 성분을 구성하는 일산화질소와 이산화질소중 반응 속도가 느린 일산화질소의 반응을 촉진시키기 위해 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시키기 위해 흡입 덕트(30)의 유로 상에 설치되는 오존산화부(33)와, 상기 오존산화를 거친 오염 공기를 상기 여재층(32)으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 높이기 위해 상기 흡입 덕트(30)에 설치되는 분무장치(34)와, 상기 분무장치(34)를 통과하면서 수분 함량이 조절된 흡입공기를 상기 여재층(32)으로 골고루 분배하기 위한 분배판넬(35) 및 상기 덕트(30)와 상통하는 통기관(36)으로 이루어진다.

또한, 상기 흡입 덕트(30)의 유로 초입부에는 질소산화물자동측정기(37)를 설치하여 대기중 질소산화물의 함량을 실시간으로 체크할 수 있다.

또한, 상기 오존산화부(33)는, 도 4 및 도 6과 같이, 상기 송풍기(31)의 전방측에 설치되어 오존을 생성하고 인젝터를 통해 흡입 덕트(30)측으로 발생된 오존을 공급하는 오존발생기(38)와, 상기 오존의 농도를 흡입 덕트(30)를 통과하는 질소산화물 오염공기의 농도에 비례하여 조절하거나 현재 흡입 덕트(30)를 통과하는 오존의 농도를 설정된 기준치에 가깝도록 조절하기 위한 오존농도조절장치(39)와, 상기 흡입 덕트(30)를 통과하는 현재 오존농도를 측정하여 그 정보를 오존농도조절장치(39)측으로 전달하기 위해 상기 송풍기(31)의 후방측 흡입 덕트(30)상에 설치된 오존측정기(40)로 구성된다.

상기 분배판넬(35)은 흡입 덕트(30)를 통과한 공기를 여재층(32)으로 균등하게 분배하여 내보내기 위한 규칙적인 통기공(41)을 연속적으로 구비하여 구성된다.

상기 분배판넬(35)의 상층부에는 오염공기를 골고루 분배하는 분배용 펄라이트층(42)을 층상으로 형성시켜 구성된다. 여기서, 미설명부호 50은 급수시스템이고, 51은 여재층의 수분을 측정하는 수분측정기 이다.

상기 장치에 의한 본 발명에 따른 대기중 질소산화물 처리 방법은, 대기중 질소산화물 오염공기를 흡입 덕트(30)를 통해 흡입하는 단계, 상기 흡입 덕트(30)로부터 흡입되는 질소산화물의 성분을 구성하는 일산화질소와 이산화질소 중 반응속도가 느린 일산화질소의 반응을 촉진시키기 위해 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 산화단계, 상기 산화를 거친 오염 공기를 여재층(32)으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 분무장치(34)를 통해 조절하는 수분조절단계, 상기 단계를 통해 수분 함량이 조절된 흡입공기를 분배판넬(35)을 통해 상기 여재층으로 분배하는 분배단계로 대기중 질소산화물을 처리한다.

상기 산화단계에서 일산화질소를 이산화질소로 산화시키기 위해 오존을 공급하면 쉽게 질소산화물 구성 성분중 일산화질소를 산화시켜 반응속도가 빠른 이산화질소로 바꿔주어 신속하고 신뢰성 있는 정화가 되도록 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 대기중 질소산화물 처리 장치 및 방법의 작용 및 효과를 도면을 참고로 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 대기중 질소산화물 처리 장치의 전체 구성은 도 3과 같이 구성될 수 있으며, 이는 정화부를 도 5의 (a)(b)와 같이 1단과 2단 또는 그 상의 배치할 수 있다.

처리 장치는 전체적으로 흡입부, 오존산화부, 수분조절부, 정화부 그리고 모니터링부를 부가적으로 구성할 수 있으며, 정화부 반응기의 경우 도 5의 (a)(b)와 같이 시설 조건에 따라 자유롭게 시설될 수 있다.

흡입부는 터널 또는 대기중 질소산화물 오염공기를 흡입할 수 있는 시설로서 감압 또는 가압 펌프를 사용하여 질소산화물을 일정한 농도로 특수 혼합 토양층인 여재층으로 이동시키는 역할을 한다. 도 5(a)의 1단 시스템의 경우 흡입된 오염공기는 여재층(32)의 하단으로 유입되게 된다. 도 4의 (b)와 같이 2단 시스템은 여재층인 여재층(32)을 상부와 하부로 각각 설치하여 흡입부로 유입되는 오염공기를 각각 상하의 통기층(관)(36)으로 유입시킨다. 하단의 경우 배출구에 송풍기(52)를 설치하여 상단과 하단의 배출가스 유량을 조절할 수 있다.

그 외 기타 부속기구들은, 오염공기를 흡입하고 여재측으로 보내기 위한 송풍기(31), 여재층(32)의 막힘 현상 등을 제거하기 위한 입자상 물질 제거조, 여재에 대한 흡착성이 낮아 제거 및 정화 성능이 뒤떨어지는 일산화실소를 보다 정화하기 쉬운 이산화질소로 산화하기 위한 오전전처리장치, 여재 수분을 조정하기 위한 수분조절 설비 등으로 분류되며, 모니터링장치는 정화 성능이나 송풍 상황, 여재 수분 상황을 감시하고, 데이터를 기록하는 컴퓨터 설비 등을 포함할 수 있다.

도 6은 오존산화부(33)의 시스템 도식도로서, 송풍기(31)의 전방측에 설치되어 오존을 생성하고 인젝터를 통해 흡입 덕트(30)측으로 발생된 오존을 공급하는 오존발생기(38), 오존의 농도를 흡입 덕트(30)를 통과하는 질소산화물 오염공기의 농도에 비례하여 조절하거나 현재 흡입 덕트(30)를 통과하는 오존의 농도를 설정된 기준치에 가깝도록 조절하기 위한 오존농도조절장치(39), 상기 흡입 덕트(30)를 통과하는 현재 오존농도를 측정하여 그 정보를 오존농도조절장치(39)측으로 전달하기 위해 상기 송풍기(31)의 후방측 흡입 덕트(30)상에 오존측정기(40)를 선택적으로 구비할 수 있는데, 인젝터를 통해 오존을 흡입 덕트(30) 유로상으로 공급하면 오존발생기(38)로 부터 생성된 오존을 정량적이고 안정된 상태로 공급할 수 있다.

도 6과 같이, 흡입 덕트(30) 유로상에 설치되는 오존산화부(33)는, 자동차에서 배출된 일산화질소와 이산화질소로 구성되는 질소산화물은 일반적으로 일산화질소가 90%이상을 차지하는데 반해 그 성분은 여재층에서 반응속도가 느려 충분한 여과 및 정화처리가 이루어지지 않는다. 이에 따라 일산화질소를 반응속도가 빨라 처리가 용이한 이산화질소로 산화시키는데 유리한 촉매가 오존이며, 이 오존은 결과적으로 배기가스의 대부분을 차지하고 있는 일산화질소를 이산화질소로 바꾸어주고 이를 통해 배기가스의 정화 및 여과 처리 효율을 상승시킨다.

이를 위해, 오존산화부(33)의 설계는 최적 주입량이 되도록 할 필요가 있다. 즉, 오존의 최적 주입량은 일산화질소를 산화시키는데 필요한 최소 오존을 주입하는 것이며, 최적주입시 주입 오존은 일산화질소의 산화에 소비되어 거의 소멸된다.

오존 누출방지에 대한 예비 설계도 필요하다. 이는 오존 주입 배관 및 접속부의 재질을 테프론튜브 또는 스테인레스 배관을 사용하여 내구성을 높이며, 잔류 오존은 특수 혼합 토양층인 여재층에서 제거시키도록 한다.

오존주입량은 다음과 같이 결정할 수 있다.

y=ax

여기서 y는, 주입오존량, x는 일산화질소 배출량, a는, 처리풍량이다.

비상 제어 설계는, 몇 가지 상황에서 오존주입설비가 자동으로 정지하도록 한다. 송풍기를 포함한 각종 팬의 긴급정시지, 오존발생기의 이상 발생시, 오존 농도가 설정 한계치를 초과하는 경우, 기계 피트내 오존 누출센서가 작동하는 경우 등 정지될 수 있도록 한다.

한편, 오존산화를 거친 오염 공기를 여재층(32)으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 높이면 여재층에 대한 흡수 및 분해가 빠르게 촉진되어 흡입 덕트(30)에 분무장치(34)를 설치하여 오염공기가 흡입 덕트(30)를 지나갈 때 물 분사에 의해 오염공기의 수분 함량을 높히고, 이렇게 분무장치(34)를 통과하면서 수분 함량이 조절된 흡입공기는 여재층(32)으로 분배판넬(35)을 통해 골고루 분배된다. 분배판넬(35)에는 규칙적이고 고른 분포의 통기공(41)들이 연속적으로 형성되어 통기관(36)을 따라 이동하는 오염공기를 이 통기공(41)을 통해 골고루 분배하여 상층부 또는 하층부의 여재층(32)으로 고르게 분배된다.

이와 같은 본 발명에 따른 대기중 질소산화물 처리 장치에 의한 처리 방법은, 도 6과 같이, 대기 중 질소산화물 오염공기를 흡입 덕트를 통해 흡입하고(S100), 흡입 덕트(30)로부터 흡입되는 질소산화물의 성분을 구성하는 일산화질소와 이산화질소중 반응속도가 느린 일산화질소의 반응을 촉진시키기 위해 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시키며(S200), 상기 오존산화를 거친 오염 공기를 상기 여재층(32)으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 분무장치(34)를 통해 수분을 조절하고(S300), 상기 단계를 통해 수분 함량이 조절된 흡입공기를 분배판넬(35)을 통해 상기 여재층으로 분배하여(S400), 오염공기를 대기중으로 정화 배출한다(S500). 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시켜 여재층(32)에 대한 흡수성과 여과력을 증가시키기 위해 오존을 공급하여 산화시키면 효과적이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 대기중 질소산화물 처리 장치는 배기가스의 주 성분중 질소산화물을 분해되기 쉬운 이산화질소로 산화시켜 여재층으로 보내 배기가스의 정화 및 여과 처리의 신속성과 처리 신뢰성을 높여 오염물질의 배출을 최대한 억제할 수 있고, 또한 간단한 기구적 구성을 통해 도로변이나 터널 및 지하주차장 등 장소에 구애 없이 범용적으로 대기중 질소산화물을 정화 처리할 수 있는 효과가 있으며, 그 처리 방법에 있어서도 질소산화물을 여재층을 통해 정화 및 여과하기 쉬게 처리하도록 함으로서, 유해가스의 배출을 최대한 억제하여 공해저감 방법으로 다양하게 적용할 수 있는 효과가 있다.

도 1의 (a)(b)(c)(d)는 일반적인 터널 내 대기중 질소산화물 처리 장치 설명도

도 2는 종래의 질소산화물 처리 장치를 설명하기 위한 도식도

도 3은 종래의 또 다른 질소산화물 처리 장치를 설명하기 위한 도식도

도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 대기중 질소산화물 처리 장치 도식도

도 5는 본 발명의 실시 예에 다른 대기중 질소산화물 처리 장치의 구성 예로서, (a)는 1단 장치 구성도 이고, (b)는 2단 장치 구성의 예를 보인 도식도

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 대기중 질소산화물 처리 장치에 적용되는 오존산화부의 구성 예를 보인 도면

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 질소산화물 처리 방법의 순서도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

30:덕트 31:송풍기

32:여재층 33:오존산화부

34:분무장치 35:분배판넬

36:통기관(층) 37: 질소산화물자동측정기

38:오존발생기 39:오존농도조절장치

40:오존측정기 41:통기공

Claims (8)

1. 대기중 질소산화물 오염공기를 이송시키는 덕트와, 상기 덕트의 유로상에 송풍기를 장착하여 오염공기를 소정의 경로로 이송시키고 최종적으로 여재층을 거치게 하여 오염공기를 정화 처리하는 대기중 질소산화물 처리 장치에 있어서,

   상기 대기중 질소산화물을 오염공기를 흡입하기 위해 흡입유로가 질소산화물 배출 원인지로 향하도록 구성되고 유로의 초입부에는 질소산화물 자동측정기를 설치하여 구성된 흡입 덕트와,

   상기 흡입 덕트로부터 흡입되는 질소산화물의 성분을 구성하는 일산화질소와 이산화질소 중 반응속도가 느린 일산화질소의 반응을 촉진시키기 위해 흡입 덕트 유로상에서 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시키기 위하여, 상기 송풍기의 전방측에 설치되어 오존을 생성하고 인젝터를 통해 흡입 덕트로 생성된 오존을 공급하는 오존발생기, 상기 오존의 농도를 흡입 덕트를 통과하는 오염공기의 농도에 비례하여 조절하거나 현재 흡입 덕트를 통과하는 오존의 농도를 설정된 기준치에 가깝도록 조절하기 위한 오존농도조절장치, 상기 흡입 덕트를 통과하는 현재 오존농도를 측정하여 그 정보를 오존농도조절장치측으로 전달하기 위해 상기 송풍기의 후방측 흡입 덕트상에 설치된 오존측정기를 구비하는 오존산화부와,

   상기 오존산화를 거친 오염 공기를 상기 여재층으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 높이기 위해 상기 흡입 덕트에 설치되는 분무장치와,

   상기 분무장치를 통과하면서 수분 함량이 조절된 흡입공기를 상기 여재층으로 골고루 분배하기 위하여 흡입 덕트를 통과한 공기를 여재층으로 균등하게 분배하여 내보내기 위한 규칙적인 통기공을 구비하는 분배판넬 및 통기관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 대기 중 질소산화물 처리장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 분배판넬의 상층부에는 오염공기를 골고루 분배하는 분배용 펄라이트층을 층상으로 형성한 것을 특징으로 하는 대기 중 질소산화물 처리장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 오존산화부를 중심으로 그 이후 덕트는 1단 이상 각각 분리하여 통기층과 여재층을 통해 오염공기를 각각 배출하는 것을 특징으로 하는 대기 중 질소산화물 처리장치.
7. 대기중 질소산화물 오염공기를 송풍기를 통한 강제 흡입력을 형성하여 덕트를 통해 이송시키고 최종적으로 특수 혼합 토양층을 여과재로 하여 오염공기를 정화 배출하는 대기중 질소산화물 처리 방법에 있어서,

   대기중 질소산화물 오염공기를 흡입 덕트를 통해 흡입하는 단계와;

   상기 흡입 덕트로부터 흡입되는 질소산화물의 성분을 구성하는 일산화질소와 이산화질소 중 반응속도가 느린 일산화질소의 반응을 촉진시키기 위해 질소산화물의 구성 성분중 일산화질소를 이산화질소로 산화시키는 산화단계와;

   상기 오존산화를 거친 오염 공기를 상기 여재층으로 이송시키기 전 흡입공기의 수분 함량을 분무장치를 통해 조절하는 수분조절단계와;

   상기 단계를 통해 수분 함량이 조절된 흡입공기를 분배판넬을 통해 상기 여재층으로 분배하는 분배단계로 이루어지는 대기중 질소산화물 처리방법을 특징으로 하는 대기 중 질소산화물 처리방법.
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