KR100490140B1 - 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 각종 도장작업시 도장실 내부의 공기중에 포함되어 있는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, V.O.Cs)을 활성탄필터에 의하여 1차로 흡착 제거시킨 후, 상기 활성탄필터에 열풍을 가하여 이를 다시 탈착시킨 다음 가열 및 촉매반응에 의하여 휘발성 유기화합물을 최종적으로 제거시킬 수 있도록 한 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 상기 활성탄필터를 서랍식 즉 카트리지(Cartridge) 형태의 수평 다단식 삽입구조로 설치한 상태에서, 활성탄필터에 의한 휘발성 유기화합물의 흡착방향과 반대되는 방향으로 탈착용 열풍을 공급시키도록 함으로서, 휘발성 유기화합물의 흡착 및 탈착성능을 향상시킴과 동시에 활성탄필터의 탈착주기와 그 교체시기를 연장시켜 장치의 가동비용을 절감시킬 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명은 활성탄필터층을 포함하는 공간의 상,하측에 해당 공간의 개폐를 위한 댐퍼를 장착하여 열풍에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착작업이 밀폐된 좁은 공간에서 이루어지도록 함으로서, 휘발성 유기화합물의 탈착작업을 보다 효율적으로 수행하도록 함과 동시에, 열풍공급에 의한 장치의 과열 및 이에 따른 화재의 위험성을 최소화시킬 수 있도록 한 것이다.
또한, 본 발명은 휘발성 유기화합물의 탈착 및 그 처리에 사용되는 열풍공급용 히터를 2중 히터로 설치하여, 휘발성 유기화합물의 탈착 및 그 처리가 최적 온도조건하에서 서로 분리되어 행하여지도록 함으로서, 열풍공급에 의한 장치의 과열 및 이에 따른 화재의 위험성을 보다 완벽하게 배제시키도록 함과 동시에, 서로 다른 2종류의 팬(Fan)을 사용하여 휘발성 유기화합물의 탈착작업을 감압조건하에서 수행하도록 함으로서, 휘발성 유기화합물의 처리성능을 최대한으로 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
마지막으로, 본 발명은 활성탄필터가 내장되는 흡착장치의 내부에 냉각수의 분사노즐을 구비하는 냉각수공급관을 설치하여, 흡착장치의 내부 온도조건에 따라 냉각수를 선택적으로 분사시킬 수 있도록 함으로서, 장치의 과열에 따른 화재의 위험성을 사전에 차단시킴과 동시에 화재의 발생시에도 신속한 대처가 가능하도록 하여 화재에 따른 손실을 최소화시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치{Apparatus for processing V.O.Cs installed with painting equipment}
본 발명은 각종 도장작업시 도장실 내부의 공기중에 함유되어 있는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, V.O.Cs)을 활성탄필터에 의하여 1차로 흡착 제거시킨 후, 상기 활성탄필터에 열풍을 가하여 이를 다시 탈착시킨 다음 가열 및 촉매 반응에 의하여 휘발성 유기화합물을 최종적으로 제거시킬 수 있도록 한 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차 정비공장이나 운수회사 등에서 자동차 및 그 부속품을 도장(塗裝)하기 위하여 사용되는 자동차 도장부스나 그 이외의 각종 도장시설에서는 해당 물품에 대한 도장작업과 건조작업을 번갈아 수행하게 되는 데, 이 과정에서 도장작업시 비산되는 페인트 미스트(Paint mist; 페인트 분진) 뿐만 아니라, 도장된 물품의 건조과정에서 페인트의 용제가 대기중으로 증발되어 톨루엔과 같은 각종 휘발성 유기화합물(Volertile Organic Compounds, V.0.Cs)이 도장실의 내부공기 중에 다량으로 함유된다.
상기와 같은 휘발성 유기화합물(V.0.Cs)을 그대로 대기중으로 방출시키게 되면, 휘발성 유기화합물이 빛과 반응하여 오존이나 알데히드 또는 스모그 중의 질소화합물과 같은 광화학 산화물을 생성하게 됨으로서 대도시의 광화학 스모그와 지구온난화와 같은 환경오염을 유발시키게 될 뿐만 아니라, 휘발성 유기화합물을 이루는 대부분의 물질들이 낮은 농도에서도 자극적이고 불쾌한 냄새를 발생시키며, 인체와의 피부 접촉이나 호흡기로 유입될 경우 신경계 등의 장애를 일으키는 발암물질로서 최근에 들어서는 그 배출시설에 대한 법적배출규제가 마련되고 있다.
특히, 자동차 도장부스와 같은 도장시설에 있어서 대기오염을 유발하는 물질 중 페인트 미스트의 경우에는 각종 필터를 사용하여 용이하게 제거가 가능하지만, 페인트 성분의 70%에 해당하는 용제의 증발로 발생하는 휘발성 유기화합물의 경우에는 도장작업시의 배기풍량이 350m3/min 정도의 대용량이기 때문에 경제성 등의 요인으로 인하여 그 처리가 비교적 까다롭게 된다.
즉, 휘발성 유기화합물의 처리방법으로 현재까지 적용되어 왔던 것으로는 흡착방식과 생물학적 처리방식과 직연소법(RTO 포함) 또는 촉매연소법(RCO 포함)과 같은 여러 가지의 방법이 있었으나, 표 1에 기재되어 있는 바와 같이 단순 흡착방식을 제외하고는 휘발성 유기화합물의 처리에 수 억원의 비용이 소요되므로 일반 기업에서는 현실적으로 적용하기 불가능한 것이 대부분이었다.
표 1: V.O.Cs 처리방식별 설비비 비교
설비비 흡착방식 생물학적처리방식 연소방식
처리가스1m3/min당 개략금액 비탈착식 스팀열탈착방식 바이오트리클링필터 직연소 방식 촉매연소 방식
직연소 RTO 촉매연소 RCO
100,000 400,000 500,000 500,000 800,000 600,000 1,000,000
상기 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 휘발성 유기화합물의 처리에 있어 현실적으로 적용가능한 것은 활성탄을 이용한 흡착방식이 유력한데, 상기 활성탄은 무수히 많은 미세공과 넓은 표면적을 가지고 있기 때문에, 벤젠이나 톨루엔 또는 자일렌 가스와 같이 분자량이 비교적 큰 휘발성 유기화합물이 활성탄층을 통과하게 되면, 반데르발스 힘에 의하여 휘발성 유기화합물의 대부분이 저압의 모세관 내부로 유입되고, 이 모세관의 내부에서 휘발성 유기화합물이 응축된 상태로 흡착되는 원리를 이용한 것이다.
그러나, 이와 같은 활성탄의 흡착특성은 또한 휘발성 유기화합물이 지속적으로 흡착되어 활성탄이 포화상태가 되면, 그 고유의 흡착능력을 상실할 수 밖에 없는 제한적인 특성을 의미하므로, 흡착장치의 내부로 투입된 활성탄이 모두 포화상태가 되면 새로운 활성탄으로 교체해 주어야 하는 바, 이러한 활성탄의 교체에 따른 비용부담이 비교적 크기 때문에 가급적 활성탄에 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 활성탄을 재사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 활성탄에 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 활성탄을 재사용하기 위해서는 활성탄의 표면에 100℃ 이상의 스팀(Steam: 증기)이나 열풍을 가하면 되는 데, 그 이유는 액상으로 활성탄 표면에 흡착되어 있는 휘발성 유기화합물에 그 비점 이상의 온도를 가함에 따라 휘발성 유기화합물이 증발되어 활성탄의 표면으로부터 이탈됨으로서 활성탄의 미세공 즉, 그 흡착성능이 최초의 상태로 복원되기 때문이다.
상기와 같이 활성탄의 표면으로부터 휘발성 유기화합물을 탈착시키기 위하여 스팀열을 사용하는 전자의 방식은 탈착장치 자체가 고가이고, 스팀을 사용함에 따라 각각의 부품을 내식성이 우수한 소재로 적용시켜야 함으로서 처리장치의 설비에 과도한 비용이 소요될 뿐만 아니라, 스팀이나 냉각수 등과 같은 별도의 개재수단을 사용하여야 하는 문제점이 있었으며, 이와 같은 문제점으로 인하여 휘발성 유기화합물의 탈착에 열풍을 이용한 처리장치가 널리 사용되고 있다.
상기와 같이 활성탄으로부터 휘발성 유기화합물을 탈착시키기 위하여 열풍을 이용한 처리장치로서, 국내 특허출원 제 2001-61083호로 출원되어 등록(10-0426973호, 등록일자 2004년 04월 01일)된 1탑형 흡착·탈착 방식 흡착탑과, 국내 등록실용신안 제 20-0284130호(출원번호: 20-2002-3923)에 기재된 멀티 순차공급 및 활성탄층내부 열풍분사식 탈착장치부착형 흡착탑과, 국내 등록실용신안 제 20-0337918호(출원번호: 20-2003-31947)에 기재된 활성탄층 내부 직접열풍분사식 탈착장치 부착형 흡착탑 등이 알려져 있다.
상기와 같은 종래의 휘발성 유기화합물 처리장치는, 흡착장치의 내부에 활성탄필터를 수직으로 설치하여 휘발성 유기화합물을 포함하는 공기가 활성탄필터와 직각 방향으로 접촉되도록 함으로서 휘발성 유기화합물을 1차적으로 흡착 제거시킨 후, 상기 활성탄필터의 좌,우측 또는 활성탄층의 내부로 설치된 열풍분사관에 의하여 휘발성 유기화합물을 탈착시킨 다음, 이를 히터와 촉매반응기로 공급시켜 최종적으로 제거시킬 수 있도록 하였으며, 촉매반응기를 거쳐 대기중으로 배출되는 고온열풍의 일부는 휘발성 유기화합물의 탈착에 재이용할 수 있도록 한 것이다.
그러나, 상기와 같은 종래의 휘발성 유기화합물 처리장치는 그 흡착장치의 내부에 활성탄필터를 수직으로 설치함에 따라, 장치의 진동과 활성탄의 유동활동으로 활성탄의 일부 표면이 파괴됨으로서 그 아랫 부분을 향하여 침하 즉, 다져지는 현상이 발생하게 되는 데, 이러한 현상이 발생하게 될 경우 활성탄필터의 상단부에 활성탄이 존재하지 않는 빈 공간이 발생하게 되고, 이로 인하여 휘발성 유기화합물 중 일부가 활성탄을 통과하지 않고 이러한 빈 공간을 통하여 대기중으로 직접 방출되는 문제점이 있었다.
따라서, 활성탄필터를 수직으로 설치한 종래의 처리장치로는 휘발성 유기화합물을 요구하는 수준으로 처리하기가 어렵기 때문에 환경오염의 방지측면에서 바람직하지 못한 문제점을 야기시켰을 뿐만 아니라, 휘발성 유기화합물의 탈착에 의하여 활성탄을 재사용한다 하더라도 활성탄필터를 흡착장치에 장착하여 요구하는 처리수준으로 사용할 수 있는 기간이 상대적으로 짧아지게 되고, 이로 인하여 활성탄의 교체에 따른 비용절감 측면에도 크게 기여하지 못하는 문제점이 있었다.
또한, 활성탄필터에 휘발성 유기화합물이 포화상태로 흡착되어 이를 열풍에 의하여 탈착시키는 경우에도, 열풍의 공급방향과 휘발성 유기화합물의 흡착방향을 고려하지 않은 단순한 형태의 열풍공급이 이루어지게 됨으로서, 열풍에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착효과가 매우 저조하게 될 뿐만 아니라, 그 탈착에 소요되는 시간 또한 매우 길어지게 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 휘발성 유기화합물의 탈착성능이 저하되고 장치의 가동비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.
특히, 열풍의 공급방향과 휘발성 유기화합물의 흡착방향이 서로 동일한 방향이 될 경우에는 탈착된 휘발성 유기화합물의 대부분이 상대적으로 그 포화정도가 떨어지는 반대방향측의 활성탄으로 다시 흡착되는 결과를 초래하여 휘발성 유기화합물의 탈착효과를 거의 기대하기 어려운 문제점이 있었으며, 이를 보완하기 위하여 활성탄층의 내부로 열풍공급관를 매입시키거나 열풍공급관의 구조를 매우 복잡하게 형성시키는 것은, 활성탄필터의 설치와 그 교체에 따른 작업을 번거롭게 하여 장치의 설비 및 유지관리에 따른 비용을 상승시키는 결과를 초래하게 된다.
그리고, 촉매반응기를 거쳐 휘발성 유기화합물의 탈착을 위하여 활성탄필터측으로 재공급되는 열풍의 온도는 활성탄필터로부터 탈착되는 휘발성 유기화합물의 양 즉, 촉매반응기에서 반응하는 휘발성 유기화합물의 양과 정비례하게 되는 데, 자동차 도장부스와 같이 휘발성 유기화합물의 처리량이 매우 많은 경우에는 촉매반응기를 거쳐 활성탄필터측으로 재공급되는 열풍의 온도가 매우 높게 되고, 이로 인하여 장치의 과열 또는 활성탄의 자연발화에 따른 화재의 위험성 또한 매우 크게 되는 문제점이 있었다.
따라서, 종래의 휘발성 유기화합물 처리장치의 경우는, 휘발성 유기화합물의 처리량이 비교적 적게 되는 도장설비에는 용이하게 적용할 수 있었으나, 그 화재의 위험성으로 인하여 자동차 도장부스와 같이 휘발성 유기화합물의 처리량이 비교적 크게 되는 도장설비에는 적용하기 어려운 문제점이 있었을 뿐만 아니라, 휘발성 유기화합물의 처리에 집중적으로 사용되어져야 할 활성탄필터가 페인트 미스트와 같은 다른 이물질의 처리에도 적용되어 활성탄필터의 탈착주기 및 그 교체시기가 매우 짧아지게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치는 흡착장치에 내장되는 활성탄필터를 서랍식 즉 카트리지 형태의 수평 다단식 삽입구조로 설치한 상태에서, 활성탄필터에 의한 휘발성 유기화합물의 흡착방향과 반대되는 방향으로 탈착용 열풍을 공급시키도록 함으로서, 휘발성 유기화합물의 흡착 및 탈착성능을 향상시킴과 동시에 활성탄필터의 탈착주기와 그 교체시기를 연장시켜 장치의 가동비용을 절감시킬 수 있도록 하며, 활성탄필터층을 포함하는 공간의 상,하측에 해당 공간의 개폐를 위한 댐퍼를 장착하여 열풍에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착작업이 밀폐된 좁은 공간에서 이루어지도록 함으로서, 휘발성 유기화합물의 탈착작업을 보다 효율적으로 수행함과 동시에, 열풍공급에 의한 장치의 과열 및 이에 따른 화재의 위험성을 최소화시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 휘발성 유기화합물의 탈착 및 그 처리에 사용되는 열풍공급용 히터를 2중 히터로 설치하여, 휘발성 유기화합물의 탈착 및 그 처리가 최적 온도조건하에서 서로 분리되어 행하여지도록 함으로서, 열풍공급에 의한 장치의 과열 및 이에 따른 화재의 위험성을 보다 완벽하게 배제시키도록 함과 동시에, 서로 다른 2종류의 팬(Fan)을 사용하여 휘발성 유기화합물의 탈착작업을 감압조건하에서 수행하도록 함으로서, 휘발성 유기화합물의 처리성능을 최대한으로 향상시킬 수 있도록 하며, 활성탄필터가 내장되는 흡착장치의 내부에 냉각수의 분사노즐을 구비하는 냉각수공급관을 설치하여, 장치의 과열에 따른 화재의 위험성을 사전에 차단시킴과 동시에 화재의 발생시에도 신속한 대처가 가능하도록 하여 화재에 따른 손실을 최소화시킬 수 있도록 하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 각종 도장설비로부터 유입된 휘발성 유기화합물(V.O.Cs)을 활성탄필터에 의하여 1차 흡착 제거시키는 흡착장치와, 상기 활성탄필터로부터 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 이를 히터와 촉매반응기로 공급시킴으로서 휘발성 유기화합물을 최종적으로 제거하는 탈착반응장치로 이루어지는 것에 있어서, 상기 흡착장치는 그 하우징의 하부측에 도장설비의 배풍덕트가 연결되고 그 상단에는 배출덕트가 연결된 상태에서, 상기 하우징의 내부에는 필터부와 활성탄필터와 배출팬이 적층식으로 설치되고, 상기 활성탄필터는 하우징으로부터 착탈 가능한 수평 다단식의 카트리지 형태로 삽입 설치되며, 상기 탈착반응장치는 터보블로워의 배출관상에 히터와 촉매반응기가 설치된 상태에서, 촉매반응기의 상부측 배출관으로부터 분기되는 열풍공급관이 상기 흡착장치의 하우징을 관통하여 각 활성탄필터의 상부측으로 삽입 설치되고, 활성탄필터의 하부측에는 상기 터보블로워와 연결되는 흡입관이 흡착장치의 하우징을 관통하여 삽입 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡착장치의 하우징 내부에는 활성탄필터층과 열풍공급관과 흡입관을 포함하는 공간의 상,하측에 해당 공간을 선택적으로 개폐시키기 위한 댐퍼가 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 탈착반응장치에 설치되는 히터는 내부히터와 외부히터로 이루어지는 2중 히터가 되고, 상기 터보블로워로부터 연장되는 배출관은 2중 히터의 내부히터와 연결된 상태에서, 상기 열풍공급관은 그 외부히터와 연결 설치되며, 상기 흡입관으로부터는 전자변과 외기유입구를 구비하는 보조흡입관이 분기되어 이 보조흡입관이 시로코팬과 연결된 상태에서, 상기 시로코팬의 토출관이 2중 히터의 외부히터와 연결되도록 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 흡착장치의 내부에는 냉각수의 분사노즐을 구비하는 냉각수공급관이 상기 열풍공급관 또는 흡입관과 인접한 위치로 삽입되어 전자변의 작동에 따라 냉각수를 선택적으로 공급할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 한다.
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치가 도장설비와 함께 설치된 상태를 나타내는 장치도이고, 도 2는 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치의 일실시예를 나타내는 측단면도이며, 도 3은 활성탄필터의 조립상태 및 그 상부측 배관을 나타내는 도 2의 일부 평단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도이다.
그리고, 도면에 대한 부호의 설명 중 미설명된 부호 12a와 12b 및 12c는 필터부를 이루는 제 1필터와 제 2필터 및 포켓필터(Pocket filter)를 나타내는 것이고, 15a는 배출팬의 구동모터, 17a 및 28a는 전자변, 17b는 분사노즐, 24a 및 24b는 2중 히터의 내부히터와 외부히터, 27a는 분사공, 28b는 시로코팬의 외기유입구를 나타내는 것이다.
본 발명에 의한 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치의 전체적인 구성은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 각종 도장설비(1)로부터 유입된 휘발성 유기화합물(V.O.Cs)을 활성탄필터(13)에 의하여 1차로 흡착 제거시키는 흡착장치(10)와, 상기 활성탄필터(13)로부터 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 이를 히터(24)와 촉매반응기(25)로 공급시킴으로서 휘발성 유기화합물을 최종적으로 제거하는 탈착반응장치(20)로 이루어진다.
도 1에서는 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치가 적용되는 도장설비(1)로서 자동차 도장부스(Painting booth)를 그 대표적인 실시예로 나타내었으나, 본 발명에 의한 처리장치는 자동차 도장부스 이외의 다른 각종 도장설비, 또는 이러한 도장설비 이외에도 휘발성 유기화합물의 처리가 요구되는 어떠한 종류의 설비나 장치에도 적용이 가능함을 밝혀두는 바이다.
상기 도장설비(1)로서의 자동차 도장부스는 자동차의 스프레이식 도장을 위한 도장실(2)의 상하측에 천정필터(6)와 바닥필터(7)로서 구획(區劃)되는 천정부(5)와 배풍덕트(8)가 각각 설치된 상태에서, 도장실(2)의 외부에 구비된 송풍기(3)와 송풍덕트(4)를 사용하여 도장 건조용 열풍을 천정부(5)를 거쳐 도장실(2)의 내부로 송풍시킬 수 있도록 되어 있다.
그리고, 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치로서 상기 도장설비(1)의 배풍덕트(8)와 연결되는 흡착장치(10)는 도 1 및 도 2에 각각 도시되어 있는 바와 같이, 그 외부 케이싱을 이루는 하우징(11)의 개구된 하부측으로 도장설비(1)의 배풍덕트(8)가 연결되고 그 상단에는 배출덕트(16)가 연결된 상태에서, 상기 하우징(11)의 내부에는 필터부(12)와 활성탄필터(13) 및 배출팬(15)이 적층식으로 삽입 설치된 구성으로 이루어진다.
상기 필터부(12)는 도장설비(1)로부터 배풍덕트(8)를 통하여 유입된 공기중 휘발성 유기화합물을 제외한 각종 이물질이나 페인트 미스트 등을 사전에 걸러주어 활성탄필터(13)가 휘발성 유기화합물의 흡착만을 집중적으로 수행할 수 있도록 한 것으로서, 부직포를 수평 형태로 삽입시킨 제 1필터(12a)와 부직포를 경사지게 맞대어 삽입시킨 제 2필터(12b) 및 포켓형의 필터(12c: Pocket filter)가 순차적으로 적층 설치되어 있다.
위에서 언급되어진 바와 같이, 상기 필터부(12)는 휘발성 유기화합물을 제외한 각종 이물질이나 페인트 미스트 등을 사전에 걸러주어 활성탄필터(13)가 휘발성 유기화합물의 흡착만을 집중적으로 수행할 수 있도록 한 것이므로, 이러한 기능을 달성할 수 있는 것이라면 필터부(12)를 이루는 필터의 종류 및 그 설치 형태와 개수는 임의대로 변경이 가능함을 밝혀두는 바이다.
그리고, 휘발성 유기화합물의 흡착 제거를 위한 상기 활성탄필터(13)는 그 경도와 충진밀도가 99%와 0.4 이상이 되는 4×8메쉬(Mesh) 정도의 조립활성탄을 스테인레스 채널메쉬로 이루어지는 지지체의 내부에 충진시켜 사용하게 되는 데, 이러한 활성탄의 지지체를 하우징(11)으로부터 착탈 가능한 서랍식 구조 즉, 카트리지(Cartridge) 형태로 설치함과 동시에 활성탄이 충진된 상기 지지체를 하우징(11)의 내부에 2단 내지 4단 정도로 수평 적층시켜 사용하게 된다.
또한, 상기 활성탄으로는 제올라이트(Zeolite: 규산질의 이온교환성을 지닌 것)와 함께 성형된 조립활성탄이 권장되는 사항이라 할 수 있고, 특히 바람직한 활성탄의 활성 형태로는 매크로 포어(Macro-pour)와 마이크로 포어(Micro-pour)가 잘 발달된 활성탄으로서 순간 흡착력과 흡착속도를 유지할 수 있도록 활성화 된 제품이 권장된다.
그리고, 상기 배출팬(15)은 그 하부에 흡입용 팬덕트(14)가 구비된 상태에서 그 상단에는 팬의 작동을 위한 구동모터(15a)가 하우징(11)의 상부로 돌출되도록 고정 설치되어 있으며, 상기 배출덕트(16)는 배출팬(15)의 토출구측과 연결되어 구동모터(15a)에 의한 배출팬(15)의 작동에 따라 흡착장치(10)의 내부로 유입된 공기를 활성탄필터(13)를 거쳐 대기중으로 배출시킬 수 있도록 되어 있는 데, 상기 배출팬(15)으로는 터보팬이 바람직하다.
상기와 같은 구성으로 이루어지는 흡착장치(10)의 내부로 탈착용 열풍을 공급함과 동시에, 탈착된 휘발성 유기화합물을 최종적으로 제거시키기 위한 상기 탈착반응장치(20)는 그 외부 케이싱을 이루는 하우징(21)의 바닥측에 터보블로워(22)가 고정 설치된 상태에서, 상기 터보블로워(22)의 배출관(26)상에 히터(24)와 촉매반응기(25)가 순차적으로 연결 설치되어 있다.
또한, 상기 촉매반응기(25)의 상부측에 해당하는 배출관(26)으로부터는 열풍공급관(27)이 분기되어 이 열풍공급관(27)이 상기 흡착장치(10)의 하우징(11)을 관통하여 각 활성탄필터(13)의 상부측으로 삽입 설치되고, 활성탄필터(13) 중 그 최하단에 위치하는 활성탄필터(13)의 하부측에는 상기 터보블로워(22)의 흡입측으로부터 연장되는 흡입관(23)이 흡착장치(10)의 하우징(11)을 관통하여 삽입 설치된 구성으로 이루어진다.
상기 터보블로워(22)는 열풍의 공급시 활성탄의 유동을 방지함과 동시에 탈착된 휘발성 유기화합물을 히터(24)와 촉매반응기(25)를 통하여 충분히 반응시킬 수 있도록 그 용량이 2 ~ 4m2/min 정도가 되는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 상기 히터(24)의 경우는 촉매반응기(25) 내부에서의 촉매와 휘발성 유기화합물과의 반응온도를 고려하여 300 ~ 350℃ 정도로 세팅시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 촉매반응기(25)는 백금이나 파라듐 등으로 이루어진 촉매물질을 그 내부에 구비하는 것으로서, 상기 촉매물질은 자기 자신이 직접 반응에 참여하는 대신 휘발성 유기화합물의 활성화 에너지를 낮추어 반응을 촉진시킴으로서, 휘발성 유기화합물을 그 산화온도인 600 ∼ 800℃보다 훨씬 낮은 150 ∼ 350℃에서 산화가 가능하게 하는 역할을 하게 된다.
상기 촉매반응기(25)는 스테인레스 스틸을 사용하여 일반적인 파이프 형상으로 설치하되, 촉매의 이탈을 방지하는 지지체가 내장되고 5cm 이상의 두께를 가지는 글라스울(Glass wool)이나 세라믹울(Ceramic wool)과 같은 단열재로 단열 처리된 것을 사용하며, 배출관(26)으로부터 연장되는 열풍공급관(27)과 터보블로워(22)와 연결되는 흡입관(23) 또한 그 일부가 하우징(11)(21)의 외부로 노출되기 때문에 작업자의 안전과 열손실의 방지를 위하여 단열 처리하는 것이 바람직하다.
그리고, 도 2 및 도 3에 보다 명확하게 도시되어 있는 바와 같이, 상기 열풍공급관(27){또는 흡입관(23)}과 인접하는 흡착장치(10)의 내부 공간에는 그 외부로부터 하우징(11)을 관통하여 연장되는 냉각수공급관(17)이 설치되는 데, 상기 냉각수공급관(17)에는 흡착장치(10)의 내부에 설치되는 온도센서(미도시)에 의하여 그 개폐가 조절되는 전자변(17a)이 설치되어 있다.
상기 냉각수공급관(17)은 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치가 설치되는 설비의 종류에 따라 선택적으로 적용시킬 수 있는 사항인데, 가령 휘발성 유기화합물의 발생량이 소량일 경우에는 장치의 과열 및 그에 따른 화재의 위험성이 극히 적기 때문에 필요에 따라 설치하지 않을 수도 있고, 자동차 도장부스와 같이 휘발성 유기화합물의 발생량이 매우 많을 경우에는 장치의 과열 및 그에 따른 화재의 위험성을 배제시킬 수 있도록 가급적 설치하여 사용하는 편이 바람직하다.
또한, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 흡착장치(10)의 내부로 삽입되는 열풍공급관(27)과 냉각수공급관(17)의 하부 표면에는 열풍 및 냉각수의 분사를 위한 분사공(27a)과 분사노즐(17b)이 각각 형성되어 있고, 도면상에 도시되어 있지는 아니하지만, 흡착장치(10)의 내부로 삽입되는 상기 흡입관(23)의 표면에도 탈착된 휘발성 유기화합물의 흡입을 위한 흡입공이 형성되어 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치를 나타내는 것으로서, 그 전체적인 구성은 본 발명의 일실시예와 동일하며, 단지 차이가 있는 점은 상기 활성탄필터(13)층과 열풍공급관(27) 및 흡입관(23)을 포함하는 공간의 상,하측에 해당 공간을 선택적으로 개폐시키기 위한 댐퍼(18)(19)가 회전 가능하게 설치되었다는 것이다.
상기 상,하부댐퍼(18)(19)는 활성탄필터(13)에 의한 휘발성 유기화합물의 흡착시 개방된 상태로 유지되다가, 탈착반응장치(20)에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착처리시 그 폐쇄량이 조절되어 휘발성 유기화합물의 탈착 처리를 좁은 공간에서 효율적으로 수행할 수 있도록 함과 동시에, 촉매반응기(25)를 통한 휘발성 유기화합물의 유입량을 조절하고, 열풍공급관(27)으로부터 공급되는 열풍이 필터부(12)측으로 과잉 공급되는 것을 차단시키는 역할을 하게 된다.
상기 상,하부댐퍼(18)(19)의 경우 각각 1개의 댐퍼를 사용하여 해당 공간의 개폐작동을 수행하도록 할 수도 있으나, 이러한 경우 댐퍼의 회전 반경이 크게 되어 댐퍼의 회전 작동에 많은 공간이 필요하다는 단점이 있으므로, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 다수 개의 소형 댐퍼를 일렬로 배열 설치하여 각각의 댐퍼를 동시에 회전시킴으로서 해당 공간의 개폐작동을 수행하도록 하는 것이 바람직하다.
마지막으로 도 5에 도시되어 있는 것은 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 것으로서, 본 발명의 일실시예 또는 본 발명의 다른 실시예에 의한 처리장치에 있어, 상기 탈착반응장치(20)의 히터(24)를 내부히터(24a)와 외부히터(24b)로 이루어지는 2중 히터(24')로 설치함과 동시에, 상기 터보블로워(22)로부터 연장되는 배출관(26)을 2중 히터(24')의 내부히터(24a)와 연결시킨 상태에서, 상기 열풍공급관(27)은 그 외부히터(24b)와 연결되도록 설치하게 된다.
또한, 상기 터보블로워(22)의 흡입측으로 연결되는 흡입관(23)으로부터는 전자변(28a)과 외기유입구(28b)를 구비하는 보조흡입관(28)을 분기시켜 이 보조흡입관(28)이 시로코팬(29)의 흡입측과 연결되도록 한 다음, 상기 시로코팬(29)의 토출관(30)이 2중 히터(24')의 외부히터(24b)와 연결되도록 설치한 구성으로 이루어지게 된다.
상기 2중 히터(24')는 내통과 외통이 서로 단열 구획된 2중 파이프 형태로 형성된 상태에서 각각의 내벽에 전열선이나 전기히터와 같은 가열수단이 설치되어 내통 즉, 내부히터(24a)의 경우는 300 ~ 350℃의 온도범위로 세팅되고 외통, 즉 외부히터(24b)의 경우는 150 ~ 250℃의 온도범위로 세팅되며, 상기 시로코팬(29: Sirroco fan)은 다익(多翼)팬의 별칭으로 그 풍량은 크게 되는 반면 그 풍압은 적게 되는 팬을 말하는 것으로서, 상기 시로코팬(29) 이외에도 이와 동일한 기능을 가지는 다른 종류의 팬을 사용할 수도 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 내부히터(24a)와 외부히터(24b)로 이루어지는 상기 2중 히터(24')에 의하여 열풍공급에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착 및 탈착된 휘발성 유기화합물의 반응처리를 최적 온도조건하에서 서로 분리하여 행할 수 있게 되고, 상기 2중 히터(24')를 서로 다른 2종류의 팬(Fan) 즉, 터보블로워(22) 및 시로코팬(29)과 연결 설치하여 휘발성 유기화합물의 탈착작업을 감압조건하에서 수행할 수 있게 된다.
이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치에 대한 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 그 실시예별로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 도장설비(1)의 도장실(2) 내부에서 도장물에 대한 스프레이식 도장작업을 수행한 다음(또는 도장작업과 동시에), 송풍기(3)를 사용하여 도장실(2)의 내부로 건조용 열풍을 공급시키게 되면, 도장실(2)의 내부에서 도장물이 건조되는 데, 이러한 과정에서 발생한 휘발성 유기화합물이 페인트 미스트와 함께 도장실(2)의 내부공기 중으로 함유된다.
상기와 같이 휘발성 유기화합물 및 페인트 미스트와 같은 이물질을 포함하는 도장실(2)의 내부공기는 도장설비(1)의 송풍기(3)와 흡착장치(10)의 배출팬(15)에 의하여 도장실(2) 바닥측의 배풍덕트(8)를 거쳐 본 발명에 의한 흡착장치(10)의 내부로 유입되는 데, 본 발명에 의한 흡착장치(10)는 그 하부측에 3중으로 되는 필터부(12)가 설치되고 그 상부로는 활성탄필터(13)가 다단으로 수평 설치되어 있으므로, 활성탄필터(13)에 의한 휘발성 유기화합물의 흡착처리를 매우 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
다시 말해서, 페인트 미스트와 같은 이물질은 흡착장치(10)의 하부측 필터부(12)에서 거의 대부분 여과되어 활성탄필터(13)와 휘발성 유기화합물과의 접촉 기회를 상대적으로 증대시킬 뿐만 아니라, 활성탄필터(13)가 수평 다단식으로 설치되어 휘발성 유기화합물을 다단계로 흡착시킬 수 있으면서도, 장치의 진동이나 기타 요인으로 활성탄이 일부 침하되더라도 활성탄필터(13)측에 빈 공간이 발생하지 않기 때문에 활성탄필터(13)를 거치지 않고 통과하는 휘발성 유기화합물의 양을 제로(Zero)화시킬 수 있게 되는 것이다.
따라서, 상기 흡착장치(10)의 배출팬(15)과 배출덕트(16)를 거쳐 대기중으로 방출되는 공기중의 휘발성 유기화합물 함량을 배출규제에 따른 기준치보다 훨씬 낮은 수준으로 처리할 수 있게 됨으로서 환경오염의 방지에 크게 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 활성탄필터(13)의 지속적인 사용에도 불구하고 활성탄의 일부 침하나 다짐에 따른 빈 공간이 발생하지 않기 때문에, 활성탄필터(13)에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착주기 및 그 교체시기를 연장시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 장치의 가동에 따른 비용을 절감시킬 수 있게 된다.
특히, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 상기 활성탄필터(13)가 흡착장치(10)로부터 착탈가능한 서랍식, 즉 카트리지 형태의 수평 다단식 삽입구조를 가짐에 따라, 활성탄필터(13)의 교체시에도 필터 전체를 교체하는 대신 휘발성 유기화합물의 흡착량이 상대적으로 크게 되는 최하부측 활성탄필터(13)만을 유동베드로 하여 필요에 따라 교체토록 하고, 그 상부측 활성탄필터(13)는 고정베드로 하여 지속적인 사용이 가능하게 됨으로서, 활성탄필터(13)의 교체에 따른 비용을 최소화시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 장치의 가동에 따른 비용절감에 보다 크게 기여할 수 있게 된다.
상기와 같이 유동베드로서의 활성탄필터(13)의 교체시기는 휘발성 유기화합물의 흡착처리만을 수행할 경우 약 3 ~ 4일 정도가 되지만, 본 발명에서와 같이 휘발성 유기화합물의 탈착과 촉매반응을 이용할 경우에는 약 1년 정도가 되며, 활성탄필터(13)의 교체시기는 활성탄필터(13)층의 상,하부공간과 각 활성판필터(13) 사이의 압력을 아날로그 또는 디지털식 압력계로 측정하여 각각의 측정값을 비교 분석하는 것에 의하여 수행될 수 있으며, 필요에 따라서는 그 교체시기를 알리는 알람수단 등을 설치할 수도 있다.
위에서 설명되어진 것과 같은 방식으로 도장실(2)의 내부공기중에 함유된 휘발성 유기화합물을 지속적으로 흡착 제거시키는 과정에서, 도장작업이 일시 중지되거나 또는 다음 도장작업을 위한 준비를 하는 운휴(運休)단계에서는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 흡착장치(10)의 작동을 중지시킴과 동시에 활성탄필터(13)에 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 활성탄필터(13)를 재사용할 수 있도록 하는 탈착반응처리를 수행하게 된다.
즉, 도장설비(1)의 송풍기(3)와 흡착장치(10)의 배출팬(15)을 정지시킨 다음, 탈착반응장치(20)의 터보블로워(22) 및 히터(24)를 가동시킴으로서 배출관(26)과 연결된 열풍공급관(27)을 통하여 탈착용 열풍을 주입시키게 되고, 이로 인하여 활성탄필터(13)로부터 탈착시킨 휘발성 유기화합물을 흡입관(23)과 터보블로워(22) 및 히터(24)를 거쳐 촉매반응기(25)로 공급시키게 된다.
상기와 같이 촉매반응기(25)로 공급된 휘발성 유기화합물은 촉매와의 반응에 의하여 최종적으로 산화 처리된 다음 배출관(26)을 통하여 대기중으로 방출되고, 그 처리된 공기 즉, 열풍의 일부는 열풍공급관(27)을 통하여 활성탄필터(13)측으로 재공급됨으로서 휘발성 유기화합물의 탈착처리에 다시 이용된다.
본 발명에 의한 흡착처리장치(20)를 사용하여 활성탄필터(13)의 탈착처리를 수행할 경우, 각각의 열풍공급관(27)이 해당 활성탄필터(13)의 상부측에 위치한 상태에서 그 하방으로 열풍을 공급시키게 되며, 이로 인하여 열풍의 공급방향이 휘발성 유기화합물의 흡착방향과 반대 방향을 이루게 됨으로서, 열풍에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착성능을 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 그 탈착시간 또한 최대한으로 단축시킬 수 있게 된다.
따라서, 도장설비(1)의 운휴시간이 비교적 짧게 되는 경우라 하더라도 활성탄필터(13)의 탈착작업을 요구하는 수준으로 행하여 도장설비(1)의 가동이 활성탄필터(13)의 탈착작업으로 인하여 지체 및 중단되는 현상을 방지할 수 있게 되며, 이로 인하여 도장설비(1)의 효율적인 운용이 가능하게 되는 것이다.
특히, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 활성탄필터(13)층과 열풍공급관(27) 및 흡입관(23)을 포함하는 공간의 상,하측에 댐퍼(18)(19)를 설치한 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 이러한 휘발성 유기화합물의 탈착작업을 밀폐된 좁은 공간에서 집중적으로 수행할 수 있게 됨으로서, 휘발성 유기화합물의 탈착성능을 보다 크게 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 촉매반응기(25)와 열풍공급관(27)을 거쳐 공급된 고온열풍이 필터부(12)로 유동되는 것을 차단하여 장치의 과열 및 이에 따른 화재의 위험성을 최소화시킬 수 있게 된다.
또한, 휘발성 유기화합물의 탈착작업시 댐퍼(18)(19)의 개폐량을 조절하게 되면, 흡입관(23)으로부터 터보블로워(22)와 히터(24)를 거쳐 촉매반응기(25)로 공급되는 휘발성 유기화합물의 량과, 촉매반응기(25)를 거쳐 활성탄필터(13)측으로 공급되는 고온열풍의 량을 동시에 조절할 수 있게 됨으로서, 촉매반응기(25)를 통한 휘발성 유기화합물을 그 반응정도에 맞추어 적절한 량으로 공급시킬 수 있게 되는 데, 이 또한 장치의 과열 및 이에 따른 화재의 위험성을 최소화시키는 데 기여하게 된다.
물론, 상기에서 설명되어진 본 발명의 각 실시예에서도 휘발성 유기화합물의 탈착량이 매우 크게 될 경우, 촉매반응기(25)에서의 반응온도가 이에 동반하여 매우 높아지게 되고, 이로 인하여 약 700 ~ 900℃의 고온열풍이 열풍공급관(27)을 통하여 공급됨으로서 활성탄필터(13) 및 그 하부측 필터부(12)가 자연발화될 가능성이 있지만, 이러한 경우 흡착장치(10)의 내부에 설치된 온도센서(미도시)가 냉각수공급관(17)의 전자변(17a)을 개방시켜 흡착장치(10)의 내부로 냉각수를 공급하게 됨으로서, 화재의 위험성과 화재에 따른 손실을 최소화시킬 수 있게 되는 것이다.
마지막으로, 도 5에 도시된 본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 내부히터(24a)와 외부히터(24b)로 이루어지는 상기 2중 히터(24')에 의하여 열풍공급에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착 및 탈착된 휘발성 유기화합물의 반응처리를 최적 온도조건하에서 서로 분리하여 행할 수 있게 되고, 상기 2중 히터(24')를 서로 다른 2종류의 팬(Fan) 즉, 터보블로워(22) 및 시로코팬(29)과 연결 설치하여 휘발성 유기화합물의 탈착작업을 감압조건하에서 수행할 수 있게 된다.
다시 말해서, 상기 2중 히터(24')와 터보블로워(22) 및 시로코팬(29)을 각각 가동시키게 되면, 열풍공급관(27)을 거쳐 공급되는 열풍은 외부히터(24b)에 세팅된 150 ~ 250℃의 온도조건으로 공급되는 데, 이와 같은 온도는 활성탄필터(13)에 흡착된 휘발성 유기화합물을 탈착시키에는 충분한 온도조건이 되며, 이로 인하여 흡착장치(10)의 내부온도가 과열 및 그에 따른 화재의 위험성이 없는 안전한 온도범위로 유지된다.
이와 같은 상태에서, 활성탄필터(13)로부터 탈착된 휘발성 유기화합물은 흡입관(23) 및 그로부터 분기되는 보조흡입관(28)을 통하여 나뉘어 흡입되는 데, 흡입관(23)을 통하여 흡입된 휘발성 유기화합물(약 70 ~ 80%)은 터보블로워(22) 및 300 ~ 350℃의 온도로 세팅된 2중 히터(24')의 내부히터(24a)를 거쳐 촉매반응기(25)로 공급됨으로서 최종적으로 산화 처리되어 대기중으로 방출된다.
또한, 보조흡입관(28)을 통하여 흡입되는 휘발성 유기화합물(약 20 ~ 30%)은 시로코팬(29)의 작동에 의하여 외기유입구(28b)로 유입되는 신선한 외부공기와 혼합되어 그 농도가 현저하게 낮아진 상태에서 시로코팬(29)으로 공급되며, 이 혼합공기는 시로코팬(29)의 토출관(30)과 2중 히터(24')의 외부히터(24b)를 거쳐 150 ~ 250℃의 온도로 가열된 다음 열풍공급관(27)을 통하여 활성탄필터(13)측으로 재공급됨으로서 휘발성 유기화합물의 탈착에 다시 사용되는 것이다.
따라서, 휘발성 유기화합물의 탈착량이 매우 크게 되어 촉매반응기(25)에서의 반응온도가 아무리 높게 상승한다고 하더라도 반응에 따른 열은 배출관(26)을 통하여 모두 대기중으로 배출되기 때문에 흡착장치(10)의 내부온도와는 전혀 무관하게 되고, 활성탄필터(13)의 탈착작업에 필요한 열풍은 보조흡입관(28)과 시로코팬(29) 및 외부히터(24b)를 이용하여 화재의 위험이 없는 안전한 온도범위로 조절하여 공급시킬 수 있게 되는 것이다.
상기 보조흡입관(28)에 설치되는 전자변(28a)은 탈착반응장치(20)에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착처리시에만 개방된 상태로 유지되고, 흡착장치(10)에 의한 휘발성 유기화합물의 흡착처리시에는 폐쇄된 상태로 유지되도록 함으로서, 시로코팬(29)이 작동되지 않는 시간 동안 흡착장치(10)의 내부로 유입된 휘발성 유기화합물이 보조흡입관(28)과 외기유입구(28b)를 통하여 외부로 배출되는 것을 차단시키게 된다.
그리고, 풍량이 크게 되는 반면 그 풍압이 50 ~ 60mmAq 정도로 적게 되는 시로코팬(29)을 2중 히터(24')의 외부히터(24b)를 거쳐 열풍공급관(27)과 연결되도록 설치하고, 그 풍압이 250mmAq 정도로 매우 크게 되는 터보블로워(22)를 상기 흡입관(23)과 연결 설치함으로서, 흡입관(23)을 통하여 흡입되는 공기압이 열풍공급관(27)을 통하여 공급되는 공기압보다 매우 크게 되고, 이로 인하여 활성탄필터(13)층을 포함하는 공간이 감압(마이너스 압력)상태로 조성되어 활성탄필터(13)의 탈착작업을 보다 효과적으로 수행할 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 다른 실시예에서와 같이 활성탄필터(13)층을 포함하는 공간의 상,하측에 댐퍼(18)(19)를 설치하여 해당 공간을 폐쇄시킬 수 있도록 한 경우에는, 이러한 감압상태가 매우 신속하게 조성될 뿐만 아니라 그 감압상태를 지속적으로 유지시킬 수 있게 됨으로서, 탈착반응장치(20)에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착성능을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
상기와 같이 본 발명의 일실시예에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치에 따르면, 흡착장치의 내부에 활성탄필터를 서랍식 즉 카트리지(Cartridge) 형태의 수평 다단식 삽입구조로 설치함으로서, 활성탄필터와 휘발성 유기화합물과의 접촉 기회를 증대시킴과 동시에 휘발성 유기화합물을 다단계로 흡착 제거토록 함으로서, 휘발성 유기화합물의 흡착성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 장치의 진동이나 기타 요인으로 활성탄이 일부 침하되더라도 활성탄필터측에 빈 공간이 발생하지 않기 때문에, 활성탄필터를 거치지 않고 통과하는 휘발성 유기화합물의 양을 제로(Zero)화시킬 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 휘발성 유기화합물에 의한 환경오염의 방지에 크게 기여할 수 있을 뿐만 아니라, 활성탄필터에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착주기 및 그 교체시기를 연장시켜 장치의 가동에 따른 비용을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 활성탄필터의 교체시에도 휘발성 유기화합물의 흡착량이 상대적으로 크게 되는 최하부측 활성탄필터만을 유동베드로 하여 필요에 따라 교체토록 하고, 그 상부측 활성탄필터는 고정베드로 하여 지속적인 사용이 가능하게 함으로서, 활성탄필터의 교체에 따른 비용을 최소화시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 장치의 가동에 따른 비용절감에 보다 크게 기여할 수 있는 효과가 있다.
뿐만 아니라, 활성탄필터에 의한 휘발성 유기화합물의 흡착방향과 반대되는 방향으로 탈착용 열풍을 공급시키도록 함으로서, 열풍에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착성능을 크게 향상시키고 그 탈착시간 또한 최대한으로 단축시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 도장설비의 운휴시간이 비교적 짧게 되는 경우에도 도장설비의 가동이 활성탄필터의 탈착작업으로 인하여 지체 및 중단되는 현상을 방지하여 도장설비의 효율적인 운용을 이루어낼 수 있는 효과가 있는 것이다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치에 따르면, 활성탄필터층을 포함하는 공간의 상,하측에 해당 공간의 개폐를 위한 댐퍼를 장착하여 열풍에 의한 휘발성 유기화합물의 탈착작업이 밀폐된 좁은 공간에서 이루어지도록 함으로서, 휘발성 유기화합물의 탈착작업을 보다 효율적으로 수행하도록 함과 동시에, 열풍공급에 의한 장치의 과열 및 이에 따른 화재의 위험성을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 댐퍼에 의하여 흡입관으로부터 터보블로워와 히터를 거쳐 촉매반응기로 공급되는 휘발성 유기화합물의 량과, 촉매반응기를 거쳐 활성탄필터측으로 공급되는 고온열풍의 량을 동시에 조절할 수 있게 됨으로서, 촉매반응기를 통한 휘발성 유기화합물을 그 반응정도에 맞추어 적절한 량으로 공급시킬 수 있는 효과가 있으며, 이 또한 장치의 과열 및 이에 따른 화재의 위험성을 최소화시키는 데 기여하게 된다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치에 따르면, 휘발성 유기화합물의 탈착 및 그 처리에 사용되는 열풍공급용 히터를 2중 히터로 설치하여, 휘발성 유기화합물의 탈착 및 그 처리가 최적 온도조건하에서 서로 분리되어 행하여지도록 함으로서, 열풍공급에 의한 장치의 과열 및 이에 따른 화재의 위험성을 보다 완벽하게 배제시킬 수 있는 효과가 있으며, 서로 다른 2종류의 팬(Fan)을 사용하여 휘발성 유기화합물의 탈착작업을 감압조건하에서 수행하도록 함으로서 휘발성 유기화합물의 처리성능을 극대화시키는 효과가 있는 것이다.
마지막으로, 상기 각각의 실시예에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치에 있어 그 흡착장치 내부에 냉각수의 분사노즐을 구비하는 냉각수공급관을 설치하여, 흡착장치의 내부 온도조건에 따라 냉각수를 선택적으로 분사시킬 수 있도록 한 경우에는, 장치의 과열에 따른 화재의 위험성을 사전에 차단시킴과 동시에 화재의 발생시에도 신속한 대처가 가능하도록 하여 화재에 따른 손실을 최소화시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
도 1은 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치가 도장설비와 함께 설치된 상태를 나타내는 장치도.
도 2는 본 발명에 의한 휘발성 유기화합물 처리장치의 일실시예를 나타내는 측단면도.
도 3은 활성탄필터의 조립상태 및 그 상부측 배관을 나타내는 도 2의 일부 평단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 측단면도.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 도장설비 2 : 도장실 3 : 송풍기
4 : 송풍덕트 5 : 천정부 6 : 천정필터
7 : 바닥필터 8 : 배풍덕트 10 : 흡착장치
11,21 : 하우징 12 : 필터부 13 : 활성탄필터
14 : 팬덕트 15 : 배출팬 16 : 배출덕트
17 : 냉각수공급관 18 : 상부댐퍼 19 : 하부댐퍼
20 : 탈착반응장치 22 : 터보블로워 23 : 흡입관
24 : 히터 24' : 이중히터 25 : 촉매반응기
26 : 배출관 27 : 열풍공급관 28 : 보조흡입관
29 : 시로코팬 30 : 토출관

Claims (5)

  1. 각종 도장설비로부터 유입된 휘발성 유기화합물(V.O.Cs)을 활성탄필터에 의하여 1차 흡착 제거시키는 흡착장치와, 상기 활성탄필터로부터 휘발성 유기화합물을 탈착시켜 이를 히터와 촉매반응기로 공급시킴으로서 휘발성 유기화합물을 최종적으로 제거하는 탈착반응장치로 이루어지는 것에 있어서,
    상기 흡착장치(10)는 그 하우징(11)의 하부측에 도장설비의 배풍덕트(8)가 연결되고 그 상단에는 배출덕트(16)가 연결된 상태에서, 상기 하우징(11)의 내부에는 필터부(12)와 활성탄필터(13)와 배출팬(15)이 적층식으로 설치되고, 상기 활성탄필터(13)는 하우징(11)으로부터 착탈 가능한 수평 다단식의 카트리지(Cartrige) 형태로 삽입 설치되며,
    상기 탈착반응장치(20)는 터보블로워(22)의 배출관(26)상에 히터(24)와 촉매반응기(25)가 설치된 상태에서, 촉매반응기(25)의 상부측 배출관(26)으로부터 분기되는 열풍공급관(27)이 상기 흡착장치(10)의 하우징(11)을 관통하여 각 활성탄필터(13)의 상부측으로 삽입 설치되고, 활성탄필터(13)의 하부측에는 상기 터보블로워(22)와 연결되는 흡입관(23)이 흡착장치(10)의 하우징(11)을 관통하여 삽입 설치되는 것을 특징으로 하는 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 흡착장치(10)의 하우징(11) 내부에는 활성탄필터(13)층과 열풍공급관(27)과 흡입관(23)을 포함하는 공간의 상,하측에 해당 공간을 선택적으로 개폐시키기 위한 댐퍼(18)(19)가 회전 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 탈착반응장치(20)에 설치되는 히터(24)는 내부히터(24a)와 외부히터(24b)로 이루어지는 2중 히터(24')가 되고,
    상기 터보블로워(22)로부터 연장되는 배출관(26)은 2중 히터(24')의 내부히터(24a)와 연결된 상태에서, 상기 열풍공급관(27)은 그 외부히터(24b)와 연결 설치되며,
    상기 흡입관(23)으로부터는 전자변(28a)과 외기유입구(28b)를 구비하는 보조흡입관(28)이 분기되어 이 보조흡입관(28)이 시로코팬(29)과 연결된 상태에서, 상기 시로코팬(29)의 토출관(30)이 2중 히터(24')의 외부히터(24b)와 연결되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 흡착장치(10)의 내부에는 냉각수의 분사노즐(17b)을 구비하는 냉각수공급관(17)이 상기 열풍공급관(27) 또는 흡입관(23)과 인접한 위치로 삽입되어 전자변(17a)의 작동에 따라 냉각수를 선택적으로 공급할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 흡착장치(10)의 내부에는 냉각수의 분사노즐(17b)을 구비하는 냉각수공급관(17)이 상기 열풍공급관(27) 또는 흡입관(23)과 인접한 위치로 삽입되어 전자변(17a)의 작동에 따라 냉각수를 선택적으로 공급할 수 있도록 설치되는 것을 특징으로 하는 도장설비용 휘발성 유기화합물 처리장치.
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